Electrónica con MicroPython
Por Daniel Schmidt
()
Información de este libro electrónico
En este libro en su tercera edición encontrará una introducción a electrónica digital, un pantallazo de cómo funciona el mundo de los transistores, resistencias, bits y compuertas lógicas.
Sensores y protocolos de comunicaciones todos conocimientos necesarios para poder conectar periféricos a una placa Pico W .
Aprenderemos a programar con Micropython un placa Pico W y manejar distintos tipos de sensores, sistemas de comunicaciones, protocolos de red para construir sitios web embebidos en electrónica todo orientado a poder iniciar un verdadero camino en la electrónica programable usando Micropython.
No se pretende que al finalizar la lectura de este libro usted sea un experto programador en Micropython pero si le interesa el mundo de la electrónica programable y nunca se animó por falta de conocimientos electrónicos este libro puede serle útil.
Encontrará una gran cantidad de ejemplos simples y no tan simples todos explicados que pueden servir como punto de partida para algún proyecto personal o laboral.
Gracias por prestarme su tiempo.
Daniel Schmidt
Daniel Schmidt
Daniel Schmidt trabaja con microcontroladores PIC desde que estos hicieron su aparición. Su trabajo con microcontroladores tuvo su origen en la plataforma de microcontroladores Motorola, y cuando Microchip puso en el mercado los populares PIC's estos fueron inmediatamente agregados a su escenario de trabajo, sobre todo porque en el tiempo en que aparecieron, pocos eran los microcontroladores con tecnología EEPROM lo que facilitaba y aceleraba mucho el trabajo en la depuración de códigos. Ha desarrollado gran cantidad de sistemas de control y seguridad tanto para entornos industriales como domésticos. En el ámbito universitario ha sido a lo largo de los años, un gran difusor de tecnología que promueve el uso de microcontroladores.
Lee más de Daniel Schmidt
Ejemplos para Arduino. Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesProgramación en C para PIC. Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesATMEGA328p Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificaciones
Relacionado con Electrónica con MicroPython
Libros electrónicos relacionados
Control neuronal y difuso para sistemas fotovoltaicos Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificaciones100 circuitos de shields para arduino (español) Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Sistema de información para la operación remota de plantas de generación de energía hidroeléctrica Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesAprender Arduino, prototipado y programación avanzada con 100 ejercicios Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Introducción Al Psoc5Lp: Teoría y aplicaciones práctica Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesEjercicios prácticos con Electrónica: Proyectos de electrónica con Arduino y Raspberry Pi Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Conmutación. Diseño digital Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesElectrónica básica en automoción Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Fundamentos de electrónica analógica Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Programación de microcontroladores paso a paso: Ejemplos prácticos desarrollados en la nube Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesAprender Arduino, electrónica y programación con 100 ejercicios prácticos Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Redes locales: Nivel básico - 3ra edición Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesKNX. Domótica e Inmótica: Guía Práctica para el instalador Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Arduino. Guía práctica de fundamentos y simulación: Robótica Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Mecatrónica Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesDerivas de complejidad: Aplicaciones y mediciones Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesGuía práctica de eficiencia energética en alumbrado exterior Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificaciones100 Circuitos de Shields para Motores Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Alternadores de grupos electrógenos Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesPrácticas de redes de datos e industriales Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Metodología básica de instrumentación industrial y electrónica Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Proyectos Automotrices de Conversión Arduino Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesTransformador De Estado Sólido: Revolucionando la red eléctrica para la calidad de la energía y la eficiencia energética Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesGuía de cálculo y diseño de conductos para ventilación y climatización Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Análisis de circuitos eléctricos. Un enfoque teórico Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesArduino. Trucos y secretos.: 120 ideas para resolver cualquier problema Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Electrónica. Trucos y secretos Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Análisis de circuitos eléctricos Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesPredicción y optimización de emisiores y consumo mediante redes neuronales en motores diésel Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificaciones100 Circuitos de Potencia con SCRs y Triacs Calificación: 3 de 5 estrellas3/5
Ingeniería eléctrica y electrónica para usted
Curso de Electrónica - Electrónica Básica Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Electrónica Digital- 1 Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Electrónica. Trucos y secretos Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Electrónica básica: INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y DE LAS COMUNICACIONES Calificación: 5 de 5 estrellas5/5El gran libro del comercio electrónico Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Arregle Todo Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Electricidad Básica Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Electrónica Analógica Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Electrónica de Potencia Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Análisis de circuitos eléctricos Estado estable Calificación: 5 de 5 estrellas5/5100 Circuitos de Proyectos Educacionales Calificación: 5 de 5 estrellas5/5100 Circuitos de Fuentes - I Calificación: 4 de 5 estrellas4/5El Circuito Integrado 555 Mágico Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Programación de Inteligencia Artificial. Curso Práctico Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesMicrocontrolador PIC16F84. Desarrollo de proyectos. 3ª edición: INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y DE LAS COMUNICACIONES Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Sistemas de puesta a tierra: Diseñado con IEEE-80 y evaluado con MEF Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Metodología básica de instrumentación industrial y electrónica Calificación: 4 de 5 estrellas4/5100 Circuitos de Shields Varios Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Mantenimiento preventivo de sistemas de automatización industrial. ELEM0311 Calificación: 5 de 5 estrellas5/5Instalaciones Eléctricas en Baja Tensión. 2ª Edición. Calificación: 2 de 5 estrellas2/5Electrónica de potencia Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Arduino | explicado paso a paso: El manual práctico para principiantes con los fundamentos del hardware, ... Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificaciones100 Circuitos de con el 555 II Calificación: 5 de 5 estrellas5/5100 Circuitos de Shields para Motores Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Electrónica análoga: Diseño de circuitos Calificación: 4 de 5 estrellas4/5Alternadores de grupos electrógenos Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificaciones100 Circuitos de Potencia con SCRs y Triacs Calificación: 3 de 5 estrellas3/5Proyectos Arduino con Tinkercad | Parte 2: Diseño de proyectos electrónicos avanzados basados en Arduino con Tinkercad Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificacionesAprende electrónica con Arduino: Una guía ilustrada para principiantes sobre la informática física Calificación: 0 de 5 estrellas0 calificaciones
Comentarios para Electrónica con MicroPython
0 clasificaciones0 comentarios
Vista previa del libro
Electrónica con MicroPython - Daniel Schmidt
Sumario
Circuito eléctrico básico...........................................7
La Ley de OHM.................................................9
Las Resistencias................................................10
Código de colores para resistencias.................................12
Resistencias en Serie............................................13
Resistencias en Paralelo..........................................13
Condensadores (Capacitores).....................................18
El código Jis...................................................23
Resumen de condensadores.......................................23
Fuente de alimentación para los proyectos electrónicos.................23
Conociendo algunos Símbolos Electrónicos..........................26
Componentes electrónicos........................................28
Las pantallas o displays LCD......................................30
Bobinas o Inductancias...........................................33
Manejo del Multímetro (Tester)....................................34
Selección de Escalas y Rangos.....................................36
Tensión en DC.................................................38
Medir Corriente en Continua......................................38
Medir Condensadores............................................39
Los Semiconductores............................................40
Diodos........................................................41
Funcionamiento teórico de un Transistor.............................43
Funcionamiento práctico de un Transistor............................43
Repaso de configuraciones para transistores..........................45
Conectando un relevador a un pin de un controlador....................46
Transistores de Efecto de Campo (fet)...............................47
Transistores de Potencia..........................................49
Los IGBTS....................................................50
Repaso de Transistores..........................................50
Disipadores Térmicos............................................51
Tiristores......................................................52
Conclusiones sobre Semiconductores...............................53
Conceptos finales sobre compuertas y lógica digital....................54
Soldaduras con estaño...........................................54
Técnica de soldado..............................................57
Lógica Digital.................................................61
Compuertas Lógicas.............................................62
Conceptos finales sobre compuertas y lógica digital....................66
Electrónica programable..........................................66
Historia de la Arquitectura ARM...................................68
RP2040 de ARM...............................................70
Versiones de Raspberry PI Pico....................................70
MicroPython con Raspberry Pico W................................72
Hola Mundo con un led..........................................77
Manejo de un display de siete segmentos.............................81
Comentando el ejemplo del contador................................87
Contador con botón de cuenta.....................................89
Interrupciones en GPIO..........................................90
Conversión Analógica Digital.....................................92
Ejemplo simple con potenciómetro para el conversor A/D...............93
Termómetro con LM35 y display de siete segmentos...................94
Termostato Relevador y display de siete segmentos....................97
Generación de números aleatorios..................................99
Display LCD Hitachi 44780......................................101
Distribución de pines en la pantalla Hitachi 44780....................103
Ejemplo para el conversor A/D y pantalla LCD......................108
Sensor 1-Wire DS18x20.........................................111
Sensor DS18B20 1-Wire y pantalla LCD...........................113
Múltiples sensores 1-Wire y pantalla LCD..........................115
Pantallas LCD con solo dos conexiones.............................118
PIO (Programmable Input Output).................................120
PIO + UART..................................................127
Evaluando el estado de un botón con PIO...........................130
Pantalla OLED con MicoPython y Pico.............................131
DHT22 + Pantalla OLED........................................137
Pantallas Nextion con MicroPython................................142
Ejemplo simple con Nextion NX4024K032..........................144
RTC Pantallas Nextion NX4024K032..............................147
Memorias SD.................................................152
Ejemplo simple para memoria SD.................................154
Algunos detalles del acceso a memoria SD..........................155
Simple colector de datos en memoria SD............................162
Memoria I2C 24LC256.........................................167
El bus I2C....................................................168
Algunos detalles para manejar la memoria 24LC256..................172
Control de acceso por NFC......................................173
Reloj Calendario I2C DS3231....................................177
DS3231 usando la pantalla LCD..................................183
DS3231 con ISR y LCD.........................................185
Control PWM.................................................187
Control de un LED mediante PWM................................189
Control de un Servo Motor mediante PWM..........................190
Manejo de un motor paso a paso..................................194
Motores paso a paso Unipolares...................................195
Motores paso a paso Bipolares....................................195
Pololu A4988.................................................195
Usando un sensor de distancia por ultrasonido.......................197
Puerto UART.................................................199
Ejemplo básico de comunicación por UART.........................201
Voltímetro UART..............................................203
Ajuste por UART del DS3231....................................205
Conectividad en redes...........................................208
Conceptos protocolos de RED....................................208
Capa 1: FÍSICA...............................................209
Capa 2: ENLACE DE DATOS...................................209
Capa 3: RED.................................................209
Capa 4: TRANSPORTE.........................................210
Capa 5: SESIÓN..............................................210
Capa 6: PRESENTACIÓN......................................210
Capa 7: APLICACIÓN.........................................210
Protocolo IP..................................................211
Direcciones IP................................................211
El protocolo HTTP............................................212
Que es HTML?...............................................212
Ejemplos de algunas etiquetas HTML..............................214
Formatos de párrafos...........................................215
Formatos de texto..............................................215
Formatos Físicos:..............................................215
Formatos Lógicos:.............................................215
Servidores web con electrónica...................................216
Que es Ajax?.................................................216
GET( ) y POST( )..............................................220
Que es un socket?.............................................221
Primera web con Raspberry Pico W................................222
Contador Web.................................................227
Control web de un LED.........................................231
Sensor BME280...............................................239
Driver MicroPython para BME280................................240
Usando Ajax para leer datos del sensor BME280.....................250
XLMHttpRequest( )............................................251
Web en Archivo Index.html......................................257
Los Sockets UDP..............................................259
Contador por Socket UDP.......................................260
Como funciona el socket servidor.................................262
Como funciona el socket cliente...................................264
Sensor DHT22 por Socket UDP...................................264
Control de un LED por UDP.....................................270
Enviando datos a Telegram con Pico W.............................275
Módulo phew.................................................279
Como trabaja el ejemplo propuesto................................281
Pico W con enlace NRF24L01....................................292
Que es MQTT.................................................301
Por qué MQTT................................................301
Como funciona MQTT?........................................302
QoS.........................................................303
MicroPython con MQTT........................................303
Configurando un Broker en la nube................................305
Sensor BME280 con MQTT y Pico W..............................307
Suscripción a un tema con MQTT y Pico W.........................316
Mejorando MQTT con unTimer...................................321
ESP32 con MicroPython........................................322
Comparativa entre Pico W y ESP32................................324
MicroPython con ESP32........................................324
Hola Mundo con ESP32 y MicroPython............................326
ESP32 y sus conversores analógicos...............................327
Pantalla OLED con MicoPython y ESP32...........................329
Conectado ESP32 a la red WiFi con MicroPython....................332
Servidor Web con MicroPython y ESP32...........................333
Lectura del sensor BME280 con Ajax y ESP32.......................338
Mosquitto como broker MQTT en Raspberry PI......................343
Ejemplo con Mosquitto + MQTT + ESP32 + BME280.................344
Sobre del autor.
Daniel Schmidt ha trabajado activamente en el desarrollo de sistemas con microcontroladores tanto para la industria como domótica.
Como profesor universitario ha sido gran impulsor para que las nuevas tecnologías aplicadas al mundo de los microcontroladores sean conocidas y aplicadas.
Acerca de este libro (Tercera Edición).
En este libro encontrará una introducción a electrónica digital, un pantallazo de cómo funciona el mundo de los transistores, resistencias, bits y compuertas lógicas.
Sensores y protocolos de comunicaciones todos conocimientos necesarios para poder conectar periféricos a una placa Pico W .
Aprenderemos a programar con Micropython un placa Pico W y manejar distintos tipos de sensores, sistemas de comunicaciones, protocolos de red para construir sitios web embebidos en electrónica todo orientado a poder iniciar un verdadero camino en la electrónica programable usando Micropython.
No se pretende que al finalizar la lectura de este libro usted sea un experto programador en Micropython pero si le interesa el mundo de la electrónica programable y nunca se animó por falta de conocimientos electrónicos este libro puede serle útil.
Encontrará una gran cantidad de ejemplos simples y no tan simples todos explicados que pueden servir como punto de partida para algún proyecto personal o laboral.
––––––––
Gracias por prestarme su tiempo.
Daniel Schmidt
Capítulo I
Circuito eléctrico básico.
Un circuito eléctrico básico está formado por:
Una fuente de alimentación que proporciona la diferencia de potencial. Puede ser una batería para obtener una tensión continua o un alternador para obtener una alterna.
Una carga que es todo aparato que consume energía eléctrica. Por ejemplo, un foco, un horno, un televisor, nuestra placa Arduino o cualquier otro aparato que se alimente con electricidad.
Un conductor que une eléctricamente los distintos elementos del circuito. Suele ser cable de cobre o de aluminio.
Un interruptor como elemento de control para permitir o cortar el paso a la corriente.
Conectando los distintos elementos según el esquema se crea un circuito eléctrico en el que en el momento en que se cierra el interruptor, se establece un flujo de corriente eléctrica que partiendo de la fuente de tensión atraviesa el interruptor cerrado y por el conductor llega al receptor poniéndolo en funcionamiento, por último las cargas retornan por el conductor hasta el generador.
Para que exista corriente eléctrica se deben cumplir una serie de condiciones:
Debe existir un camino cerrado para el paso de la corriente, ese camino constituye un circuito eléctrico. Cuando el interruptor está abierto se interrumpe el circuito y el paso de la corriente.
El circuito debe estar constituido por elementos conductores (que permitan el paso de corriente, con mayor o menor facilidad)
En el circuito tiene que haber al menos una fuente de tensión (Voltaje) que produzca la diferencia de potencial que provoca el paso de corriente.
Se puede hacer la siguiente clasificación de las partes que constituyen un circuito:
Elementos activos: son aquellos que aportan energía al circuito, o que pueden cambiar aspectos de su funcionamiento de manera dinámica.
Elementos pasivos: aquellos que consumen la energía aportada por los elementos activos y la transforman en otro tipo de energía como el calor.
Corriente Eléctrica.
Definimos la corriente eléctrica o intensidad como el paso de electrones que se transmiten a través de un conductor en un tiempo determinado.
Para determinar el paso de corriente a través de un conductor en función de la oposición o resistencia que ofrecen los materiales al paso de los electrones se utiliza ley de OHM que dice, la corriente eléctrica es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica. Para medir corriente eléctrica necesitamos un amperímetro, su símbolo es una "A" rodeada por una circunferencia.
Siempre que se mida una intensidad es necesario abrir el circuito por el punto donde se quiere medir y el instrumento queda en serie con la carga de forma que la intensidad lo atraviese.
En los amperímetros las puntas de prueba tienen polaridad por lo que hay que conectar la punta + en el punto de mayor potencial y la - en el de menor potencial.
Tenga especial cuidado al medir corrientes, es una medición que puede destruir el instrumento si lo hace de manera equivocada.
Voltaje.
Se podría simplemente definir al voltaje como la fuerza que arranca los electrones y los pone en movimiento generando la corriente.
El aparato empleado para medir tensiones se denomina voltímetro y se simboliza mediante una letra V rodeada por una circunferencia.
Para medir la diferencia de tensión entre dos puntos del circuito hay que conectar las puntas de prueba en paralelo con esos dos puntos, teniendo en cuenta su polaridad como en el caso del amperímetro.
Para la elección de la escala más adecuada se empieza siempre por la mayor y se baja la escala hasta obtener una lectura coherente con lo que esperamos medir.
La Ley de OHM.
Establece la relación existente entre las variables, tensión, intensidad y resistencia, permitiendo determinar cualquiera de los tres parámetros conocidos los otros dos.
Según esta ley, "La intensidad de corriente que circula a través de una resistencia es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada entre sus extremos e inversamente proporcional al valor de la resistencia".
En electrónica digital donde los unos
son +5 voltios y los ceros
son 0 Voltios y todos los voltajes intermedios son irrelevantes casi no hay enredos eléctricos
, solo se deberán ajustar algunas variables de corriente/potencia cuando se diseñe una interfaz de potencia por ejemplo para actuar sobre un motor o sistemas de iluminación de alto consumo.
Con la ley de Ohm se pueden calcular todas las variables eléctricas sin embargo como se verá más adelante, solo nos vemos en la necesidad de calcular consumos en las etapas con transistores para activar/desactivar contactores o relevadores vinculados a las cargas de potencia.
Colección de Fórmulas para la Ley de Ohm.
––––––––
Con los datos de la imagen anterior puede calcular tanto potencia, voltaje, resistencia o intensidad según sea necesario.
Las Resistencias.
Las resistencias son el componente electrónico más omnipresente. Son una pieza crítica en casi todos los circuitos y juegan un rol muy importante en la ley de Ohm. En la siguiente imagen se puede ver el aspecto físico de una resistencia.
Las resistencias son componentes electrónicos que tienen una resistividad eléctrica específica que nunca cambia. La resistividad de la resistencia limita el flujo de electrones en un circuito.
Son componentes pasivos, lo que significa que ellos solo consumen energía (y no la pueden generar). Las resistencias generalmente se agregan a los circuitos como complemento de los componentes activos tales como lo amplificadores operacionales, microcontroladores y otros circuitos integrados. Generalmente las resistencias se ocupan para limitar la corriente, dividir los voltajes, y como resistencias de carga en las líneas de entrada y salida de un microcontrolador.
De todos los componentes pasivos es sin duda la resistencia el más simple de todos, ya que no tiene polaridad para respetar y su implementación solo está condicionada por dos variables, el valor propio de la resistencia y su potencia.
La potencia de una resistencia determina su tamaño físico, a mayor potencia más grande será la resistencia en su aspecto, necesita mayor superficie para disipar el calor que genera. El aparato que mide resistencias recibe el nombre de óhmetro y se simboliza mediante una letra griega omega rodeada por una circunferencia.
Antes de medir una resistencia de un circuito hay que asegurarse de que en el circuito no existe ningún potencial, ya que se podría provocar un daño en el circuito.
El proceso para medir una resistencia es simple, se coloca la llave selectora en la escala adecuada y se lee su valor en el display indicador.
De acuerdo a lo visto podemos entonces decir lo siguiente:
La resistencia es la oposición que presentan los cuerpos al paso de la corriente eléctrica. Se mide en ohmios.
Todo aparato o conductor eléctrico presenta una resistencia.
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos unidos entre si formando un camino cerrado por el que puede circular corriente eléctrica.
Para que exista corriente eléctrica se debe cumplir:
Debe existir un camino cerrado para el paso de la corriente.
El circuito debe estar constituido por elementos conductores
En el circuito tiene que haber al menos una fuente de tensión
La intensidad de corriente que circula a través de una resistencia es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada entre sus extremos e inversamente proporcional al valor de la resistencia.
La circulación de corriente a través de cualquier elemento conductor produce un calentamiento en el mismo, lo que da lugar a pérdidas de energía
El aparato empleado para medir intensidades es el amperímetro. Para conectarlo se abre el circuito por donde se quiera medir y se intercala el amperímetro en serie. El aparato empleado para medir tensiones se denomina voltímetro. Para medir tensiones se conecta el voltímetro en paralelo con los puntos entre los que se desea medir. El aparato que mide resistencias recibe el nombre de óhmetro. Antes de medir una resistencia de un circuito hay que asegurarse de que en el circuito no existe ningún potencial, ya que podría provocar una avería en el circuito. Para medir hay que conectar las puntas de prueba a los extremos de la resistencia.
Código de colores para resistencias.
Tolerancia: sin indicación +/- 20%
Para determinar el valor de la resistencia comenzaremos por determinar la banda de la tolerancia: oro, plata, rojo, marrón, o ningún color. Si las bandas son de color oro o plata, está claro que son las correspondientes a la tolerancia y debemos comenzar la lectura por el extremo contrario. Si son de color rojo o marrón, suelen estar separadas de las otras tres o cuatro bandas, y así comenzaremos la lectura por el extremo opuesto, 1ª cifra, 2ª cifra, número de ceros o factor multiplicador y tolerancia, aunque en algunos casos existe una tercera cifra significativa. En caso de existir sólo tres bandas con color, la tolerancia será de +/- 20%. La falta de esta banda dejará un hueco grande en uno de los extremos y se empezará la lectura por el contrario. Suele ser característico que la separación entre la banda de tolerancia y el factor multiplicativo sea mayor que la que existe entre las demás bandas.
Resistencias en Serie.
Un grupo de resistencias está conectado en serie cuando ofrece un camino único al paso de la corriente. En la siguiente imagen se pueden ver cuatro resistores conectados en serie.
En este tipo de conexión, el extremo de entrada de una resistencia está conectado con el extremo de salida de la anterior y así sucesivamente.
La intensidad es la misma en todas las resistencias de la conexión serie. Y la tensión total en los extremos de la rama será la suma de las caídas de tensión en cada una de las resistencias que la componen. La resistencia total Rt será igual a la suma de todas las resistencias.
Rt = R1+R2+R3.......Rn
Resistencias en Paralelo.
Un grupo de resistencias está conectado en paralelo cuando los extremos de entrada de las resistencias están conectados entre si y los de salida también están conectados entre si.
En la imagen siguiente se puede ver un ejemplo de resistencias conectadas en paralelo.
––––––––
La intensidad total que entra en las resistencias en paralelo es igual a la suma de las intensidades que circulan por cada una de las resistencias.
La tensión o voltaje en los extremos de las resistencias es igual a la tensión a la que está sometido el acoplamiento paralelo.
Circuitos mixtos son aquellos en los que existen conexiones serie y paralelo en el mismo circuito.
Para determinar la resistencia equivalente primero se simplifican las resistencias serie y paralelo parciales, hasta que se llegue a un circuito simple del que se determina su resistencia equivalente.
Las resistencias se pueden agrupar tanto en serie como en paralelo e incluso ambos esquemas entre si. Sin embargo debe quedar claro que esto no es lo recomendable para los circuitos electrónicos ya que al agregar un nuevo elemento en un circuito estamos agregando una posibilidad de fallo, si por ejemplo necesitamos una resistencia de 100 Ohms es lógico y deseable que coloquemos una de 100 y no dos en serie de de 50 ohms para conseguir el valor buscado.
Resumen y conceptos para recordar:
Resistencia equivalente es aquella que, sustituyendo a varias resistencias, absorbe la misma intensidad.
Conexión es la forma de unir los bornes de los aparatos eléctricos.
En una conexión serie la intensidad es la misma en todas las resistencias, la tensión total es la suma de las caídas de tensión en cada una de las resistencias y la resistencia equivalente es una resistencia de valor igual a la suma de las resistencias.
En una conexión paralelo la intensidad total del acoplamiento es igual a la suma de las intensidades que atraviesan cada una de las resistencias, la tensión en bornes de las resistencias es igual a la tensión a la que está sometido el acoplamiento paralelo y la inversa de la resistencia equivalente es igual a la suma de las inversas de cada una de las resistencias.
1ª Ley de Kirchhoff: En un nudo la suma de todas las intensidades que entran es igual a la suma de todas las intensidades que salen
.
2ª Ley de Kirchhoff: En toda malla o circuito cerrado, la suma de toda la energía proporcionada por los generadores es igual a la suma de las caídas de tensión producidas en las resistencias del circuito
. Al analizar un circuito asignaremos un sentido de circulación de la corriente en cada rama del circuito, después vamos dando sentido a las tensiones en cada elemento: en las fuentes del borne - al borne + y en cada resistencia el opuesto al de la corriente de rama que la atraviesa.
Teorema de Superposición: En un circuito con más de un generador la tensión o la intensidad en cualquier elemento la suma algebraica de los efectos producidos por cada generador individualmente
. Teorema de Thevening: Un circuito lineal cualquiera formado por varias fuentes y resistencias se comporta, desde el punto de vista de una resistencia o carga externa conectada entre dos puntos del circuito, como una fuente de tensión en serie con una resistencia equivalente
.
Composición de una resistencia
Las resistencias se pueden construir en una variedad de materiales. Las resistencias más comunes y modernas son fabricadas en una película de carbón, metal, o de óxido de metal. En estas resistencias, una pequeña película de material conductivo (pero resistente) se envuelve en forma de espiral alrededor de un material aislante, para luego ser recubierto por otro material aislante.
La mayoría de las resistencias estándar vienen con una película de carbón o de metal. Otras resistencias de agujeros pasantes suelen ser envueltas en alambre o en una película de metal muy delgada. Estas resistencias generalmente son más costosas y más sofisticadas ya que son escogidas por sus características únicas como rango de potencia alto o una gran tolerancia al calor.
Las resistencias superficiales vienen usualmente en 2 formatos thick film (película gruesa) o thin film (película delgada).
Resistencia para montaje superficial.
La película gruesa es más económica pero es menos precisa que la delgada. En los dos tipos de resistencia, una pequeña película de una aleación metálica es puesta entre una base cerámica y una cobertura de vidrio/epóxi, y luego es conectado a los bordes conductivos.
Paquetes de Resistencia Especiales
Hay una gran variedad de otras resistencias de propósitos especiales. Las resistencias pueden venir en paquetes pre-conectados de cinco o más resistencias.
Las resistencias en estos conjuntos pueden tener un pin común o estar puestas como divisor de voltaje. Las resistencias no tienen que ser estáticas. Las resistencias variables conocidas como reóstato, son resistencias que se pueden ajustar dentro de un rango específico de valores.
Parecido al reóstato es el potenciómetro, los potenciómetros son una resistencia con un patín o contacto que recorre toda esta resistencia creando un divisor de voltaje ajustable entre el pin central y cualquiera de sus extremos.
En la imagen anterior se puede observar a la izquierda el aspecto de un potenciómetro deslizante, al centro un potenciómetro común y a la derecha un Pre-Set, este último es usado para ajustes o calibración de los equipos, son potenciómetros pero sin eje, generalmente fuera del alcance de los usuarios.
Para medir la resistencia total de un potenciómetro o el estado general de la pista podemos hacer la siguiente prueba.
––––––––
––––––––
Para medir un potenciómetro con un multímetro colocamos el instrumento entre punta y punta del potenciómetro y medimos su resistencia total luego colocando el multímetro en su punto medio podemos medir la resistencia entre el cursor y los extremos.
Decodificar Resistencias de Montaje en Superficie.
Las resistencias de montaje en superficie como las 0603 o las 0805, tienen su propia forma de mostrar su valor. Hay algunos métodos comunes para marcas estas resistencias. Generalmente tienen tres o cuatro caracteres, ya sean números o letras, impresas en la parte superior de la carcasa.
Si los tres caracteres que ves son todos números, probablemente está viendo una resistencia con marcas E24. Estas marcas comparten similitudes con el sistema de color que se usa en las resistencias de agujeros pasantes. Los primeros dos números representan los dígitos más significativos del valor, el número final representa la magnitud.
En el ejemplo superior, las resistencias son marcadas 104, 105, 205, 751, y 754. La resistencia marcada con 104 debería ser de 100kΩ (10×104),105 seria 1MΩ (10×105), y 205 es de 2MΩ (20×105). 751 es de 750Ω (75×101), y 754 es de 750kΩ (75×104).
Otro sistema de codificación común es el E96, y es el más críptico de todos. Las resistencias E96 son marcadas con 3 caracteres, primero dos números y al final una letra.
Condensadores (Capacitores)
Un capacitor es un componente eléctrico de dos terminales.