Copyright 2010 2014 TecBolivia.com | Todos los Derechos Reservados Electrnica Bsica 1.Conceptos bsicos 1.1.Corriente elctrica La corriente elctrica o intensidad elctrica es el flujo de carga elctrica por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En elSistemaInternacionaldeUnidadesseexpresaenC/s(culombiossobresegundo),unidadquese denomina Amperio (A). 1.2.Diferencia de potencial (Voltaje) Latensinelctricaodiferenciadepotencialesunamagnitudfsicaquecuantificaladiferenciade potencial elctrico entre dos puntos. Tambin se puede definir como el trabajo necesario para mover las cargas elctricas por un circuito electrnico. Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen medianteun conductor,seproducirunflujodeelectrones(corriente elctrica).Partedelacargaque crea el punto de mayor potencial se trasladar a travs del conductor al punto de menor potencial y, en ausenciadeunafuenteexterna(generador),estacorrientecesarcuandoambospuntosigualensu potencial elctrico. Su unidad de medida se denomina Voltio (V). 1.3.Resistencia Laresistencia elctrica es la oposicin que tienen los electrones al desplazarse a travs de un conductor. LaunidadderesistenciaenelSistemaInternacional eselohmio,queserepresentaconlaletragriega omega (). 1.4.Potencia Es la energa consumida por un componente electrnico. La unidad es el Vatio (Watts). Relaciona el voltaje y la corriente. = 1.5.Analoga hidrulica Para entender los conceptos bsicos de la electrnica se suele utilizar la analoga hidrulica que compara los elementos de un circuito elctrico con un sistema de tuberas cerrado. Esta analoga la componen: Agua: Son los electrones que se mueven para hacer algn trabajo. Bombapropulsoradeagua:Enelequivalenteelctricoserialafuentedevoltaje,queejerce presinsobrelos electrones(agua).Silabombaestapagadanofluyeagua oelectrones.Sila bomba est encendida hay una diferencia de presin (tensin) que mueve el agua (electrones). Zona de la tubera muy estrecha: El agua tendr dificultades para pasar por una tubera estrecha. Es el equivalente a la resistencia elctrica, que impide el paso de electrones. Copyright 2010 2014 TecBolivia.com | Todos los Derechos Reservados Circuito elctrico bsico Deigualmaneraqueelagua,lacorrienterecorredelpuntodemximovoltaje(presinenelcasodel agua)alpuntode menor voltaje,enlaimagenporejemplo,lacorrienteirdelpuntode12Voltiosal punto de 0 Voltios. La zona R en el caso del agua opone una resistencia al paso del agua, de igual manera que pondra una resistencia al paso de la corriente elctrica.ElEstanqueproporcionaunareferenciadepresin,peronoespartedelcircuitofuncional.Delmismo modo, por la batera puede circular corriente elctrica sin el cable a tierra. Ground (Tierra) proporciona unatensindereferenciaparaelcircuito,perosiserompe,nohabraningncambioevidenteenel funcionamientodelcircuito.Elcableatierraprotegecontradescargaselctricasyenmuchoscasos proporciona proteccin contra la interferencia elctrica exterior. 1.6.Ley de Ohm LaleydeOhmestablecequelaintensidaddelacorrientequecirculaentredospuntosdeuncircuito elctricoesproporcionalalatensinelctricaentredichospuntos.Estaconstanteeslaconductancia elctrica, que es el inverso de la resistencia elctrica. = =

Donde, I es la corriente que pasa a travs del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (). Esta leysecumpleparacircuitosytramosdecircuitospasivosque,obiennotienencargasinductivasni capacitivas (nicamente tiene cargas resistivas). Copyright 2010 2014 TecBolivia.com | Todos los Derechos Reservados 1.7.Simbologa La simbologa utilizada en la electrnica bsica es la siguiente: 1.8.Configuracin de circuitos 1.8.1.Circuito serie Un circuito en serie es una configuracin de conexin en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros) se conectan secuencialmente. La terminaldesalidadeundispositivoseconectaalaterminaldeentradadeldispositivosiguiente.La corriente en toda esta lnea ser la misma. 1.8.2.Circuito en paralelo El circuito elctrico en paralelo es una conexin donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (generadores,resistencias,condensadores,etc.)conectadoscoincidanentres,lomismoquesus terminales de salida. El voltaje de cada componente en paralelo es el mismo. Copyright 2010 2014 TecBolivia.com | Todos los Derechos Reservados 2.Electrnica digital 2.1.Definiciones bsicas 2.1.1.Niveles Lgicos En la electrnica digital se tiene que tomar en cuenta que el valor de un bit (0 o 1) en realidad es una seal elctrica, por lo tanto se puede decir que el valor 1 es un valor de voltaje y 0 es otro valor de voltaje, este sistema de voltajes toma el valor de 1 lgico como 5V y el valor 0 lgico como 0V. Algunos dispositivos toman el 1 lgico como seales de 3.3V, es necesario tener mucho cuidado a la hora de utilizar dispositivos quemanejandiferentesnivelesdevaloreslgicos,puesestospuedendaarunodelos equipos conla corriente que se genera a travs de la diferencia de potencial. Por eso es muy necesario el uso de circuitos que conviertan estos valores de voltaje de uno a otro, como por ejemplo un conversor de niveles lgicos. 2.1.2.BIT Bit es el acrnimo Binary digit (dgito binario). Un bit es un dgito del sistema de numeracin binario. Las unidades de almacenamiento tienen por smbolo bit. En el sistema binario se usan solo dos dgitos, el 0 y el1.Enlossistemasinformticoseste0seconsideraunvalorlgicofalsoyel1seconsideraunvalor lgico verdadero, de ese modo se puede considerar un bit como un valor de 5V o 0V. Con solo dos bits no es posible representar ms de dos nmeros (0 y 1), por lo que es necesario agruparlos, si se tienen dos bits las combinaciones posibles seran 4: DecimalBit 1Bit 0 000 101 210 311 Atravsdesecuenciasdebits,sepuedecodificarcualquiervalordiscretocomonmeros,palabras,e imgenes. Cuatro bits forman un nibble, y pueden representar hasta 24 = 16 valores diferentes. En general, con un nmero n de bits pueden representarse hasta 2n valores diferentes. 2.1.3.BYTE Es la unin de 8 bits, proviene de bite (en ingls "mordisco"), como la cantidad ms pequea de datos que un ordenador poda "morder" a la vez. Se pueden representar hasta 28 = 256 valores diferentes. 2.1.4.Nmero Hexadecimal Un nmero hexadecimal utiliza los nmeros del 0 al 9 ms el uso de 4 letras del alfabeto, para tener una base numrica de 16 nmeros, que son todas las combinaciones posibles de un nibble (4 bits). LarepresentacindeunnmerohexadecimalenlenguajeArduinoutilizaunprefijo0x,porejemplo: 0x2F que es igual a 47 decimal. Copyright 2010 2014 TecBolivia.com | Todos los Derechos Reservados Binario DecimalHexadecimal Bit 3Bit 2Bit 1Bit 0 000000x00 000110x01 001020x02 001130x03 010040x04 010150x05 011060x06 011170x07 100080x08 100190x09 1010100x0A 1011110x0B 1100120x0C 1101130x0D 1110140x0E 1111150x0F 2.2.Operadores lgicos Como se dijo anteriormente se toman los valores del bit (0 y 1) como valores lgicos (F y V), por eso es posible aplicar a los bits aplicar los operadores lgicos. Los operadores lgicos ms importantes son: negacin, conjuncin y disyuncin. 2.2.1.Negacin ( ! ) La negacin simplemente cambia el valor lgico a su opuesto: A!A VF FV 2.2.2.Conjuncin ( && ) Laconjuncinesunoperadorqueoperasobredosvaloresdeverdad,devolviendoelvalordeverdad verdadero solo cuando ambas proposiciones son verdaderas, y falso en cualquier otro caso. ABA && B VVV VFF FVF FFF Copyright 2010 2014 TecBolivia.com | Todos los Derechos Reservados 2.2.3.Disyuncin ( || ) La disyuncin es un operador que opera sobre dos valores de verdad, devolviendo el valor de falso solo cuando ambas proposiciones son falsas, y verdadero en cualquier otro caso. ABA || B VVV VFF FVF FFF 3.Convertidor Anlogo Digital en Arduino El convertidor Anlogo-Digital (ADC por sus siglas en ingls) es un dispositivo que toma una seal anloga (corriente, voltaje, temperatura, presin, etc.), cuantifica la seal y le asigna un valor que se muestra a su salidaenformatodigital. AfortunadamentelosArduinosincluyendefbricaunoovariosADCquenos permiten convertir niveles de voltaje a valores digitales. El voltaje de referencia es un voltaje utilizado como valor "maximo" por el ADC para realizar el proceso de conversin. El Arduino UNO toma como valor de referencia los 5V y divide este rango de voltaje en 1024 valores. Siendo 0x01 un valor de 5mV, 0x02 un valor de 10mV, etc. Es decir que cada 5mV aumentar en uno el valor del dato binario que devuelva el ADC. Copyright 2010 2014 TecBolivia.com | Todos los Derechos Reservados 4.Modulacin por Ancho de pulso Esunatcnicademodulacinquesimulaunasalidaanalgica,estaconsisteenlamanipulacindeun periodo en estado alto de una seal cuadrada, con una frecuencia constante. El Arduino utiliza 256 valores para determinar el ancho de dicho pulso.