ELECTRONICA BASICA

GRADO OCTAVO

ELABORADO POR

INGENIERO NICOLAS RIVERA HADAD

Electroacutenica Baacutesica

HistoriaContenidos objetivosElectroacutenica Baacutesica - Componentes de ElectroacutenicaConceptos de tensioacuten corriente y resistencia Ley de OhmInstrumental y accesorios de un pequentildeo lab de electroacutenicaElementos que componen el laboratorio miacutenimoComponentes de electroacutenica baacutesica a utilizar en el cursoDiodos y LedsDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloTransistoresReleacutesInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegicas para la PCOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEstabilizadores de tensioacutenActividades propuestas para elLaboratorio - Taller Listado de materiales necesariospara las actividades propuestas

ELECTROacuteNICA BAacuteSICA(Conceptos preliminares para usar la computadora sin riesgos)Herramientas accesorios e instrumental Componentes de ElectroacutenicaDiodos Transistores Circuitos Integrados Como se usan estoscomponentes para conectar la computadora al mundo exterior Actividadespropuestas para el tallerOBJETIVOSAl completar este tema usted podraacute1048707 Comprender los conceptos de tensioacuten corriente y resistencia1048707 Aplicar la Ley de Ohm para caacutelculos sencillos1048707 Identificar y utilizar las herramientas fundamentales de unLaboratorio Didaacutectico de Electroacutenica1048707 Utilizar diodos leds transistores y optoacopladores1048707 Construir fuentes estabilizadas de corriente continua1048707 Construir dispositivos sencillos para detectar sentildeales digitalesprovenientes de la computadora1048707 Construir dispositivos sencillos para introducir sentildeales digitales enla computadoraCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor INGNICOLAS RIVERAElectroacutenica Baacutesica - Componentes de ElectroacutenicaAntes que nos imaginemos que desde un principio ldquoque esto es demasiado complicadordquodiremos que los conceptos de electroacutenica necesarios para la comprensioacuten denuestro curso son muy simples es maacutes en su mayoriacutea se trata de temas de fiacutesica omatemaacuteticas He considerado conveniente incluir en este capiacutetulo todos aquellosconceptos que nos seraacuten uacutetiles a lo largo del curso partiendo praacutecticamente desdecero Sepan disculpar aquellos que ya tienen una formacioacuten al respecto y no dejen

de revisar todo el apunte del tema para asegurarse que en realidad conocen todoslos puntos aquiacute tratadosConceptos de tensioacuten (voltaje) corriente y resistencia Ley de OhmComo no podiacutea ser de otra manera toda la electroacutenica pasa por los conceptossencillos de tensioacuten corriente y resistencia Recordemos que la tensioacuten odiferencia de potencial entre bornes de la fuente es lo que impulsa la circulacioacutende electrones a traveacutes de un conductor en un circuito cerrado Este movimiento deelectrones tiene una estrecha relacioacuten con la corriente que circularaacute por elconductor a la que se opone a su vez la resistencia del mismoEs muy conveniente para comprender estos conceptos pensar en el siacutemil hidraacuteulicodel tanque de agua elevado cuya presioacuten hace circular el agua por las cantildeeriacuteasde una casa en el cual la altura del tanque (a mayor altura mayor presioacuten de agua)equivale a la tensioacuten de nuestra fuente el caudal de agua equivale a intensidad dela corriente que circula y las peacuterdidas de carga de la cantildeeriacutea equivalen a laresistencia eleacutectrica que limita el pasaje de la corrienteEstos tres paraacutemetros se relacionan entre siacute mediante la conocida Ley de Ohm quedice que la tensioacuten V es igual al producto de la corriente I por la resistencia RDado que en muchas oportunidades deberemos hacer caacutelculos que involucren estosparaacutemetros es interesante recordar este triaacutengulo mnemoteacutecnico que nos da cualquierade los tres paraacutemetros en funcioacuten de los otros dosLos circuitos tiacutepicos a resolver seraacuten del tipoNotar que ambos circuitos son ideacutenticos y aunque estamos maacutes habituados al de laderecha en Electroacutenica usaremos principalmente el de la izquierda Notar igualmente

que en la figura de la izquierda queda definido el sentido de circulacioacuten dela corriente por el potencial ldquo+5Vrdquo indicado que en la figura de la derecha quedadefinido por el siacutembolo de la bateriacutea Nosotros vamos a usar el de la izquierdacomo dijimos porque por un lado tiene menos liacuteneas que dibujar pero lo maacutesV = ItimesR I RI R = VI V R V I R I = VR V

R=10 OhmV =5 Volts IV=+5 VoltR=10 OhmTierra = 0 VoltICapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 3importante es porque queda perfectamente definido el potencial positivo y ademaacutesel potencial cero o masa o tierra que es muy importante en ElectroacutenicaEn algunos casos deberemos averiguar la corriente como en las figuras anterioresen otros la resistencia (conocida la corriente) pero siempre utilizaremos la Ley deOhmEs de destacar que estos circuitos son de corriente continua (es decir constante enfuncioacuten del tiempo) tal como la que produce una bateriacutea de automoacutevil una pila delinterna o una fuente de corriente continua como la que carga el teleacutefono celularCon relacioacuten a las resistencias se pueden presentar algunas situaciones de caacutelculo

para las que seraacute muy uacutetil el siguiente cuadroFinalmente es interesante hacer algunos comentarios referentes a los aspectosconstructivos de las resistencias

Baacutesicamente hay dos tipos de resistencias las resistencias fijas y las resistenciasvariablesLas resistencias se miden en ohms kilohms o megohms y este valor es sucaracteriacutestica maacutes importante pero tambieacuten son importantes su disipacioacuten que seexpresa en wats y determina la maacutexima corriente que puede circular por laresistencia y la tolerancia que es un porcentaje que indica el maacuteximo errorrelativo que esa resistencia puede tener en su valorLas resistencias fijas que maacutes se usan son las de peliacutecula de carboacuten por ser lasmaacutes baratas aunque tienen tolerancias maacutes altas Su tamantildeo depende de ladisipacioacuten seguacuten se observa en la siguiente figuraDivisor de TensioacutenConexioacutenparaleloResistencias en serie Resistencias VariablesConexioacuten serieResistencias en paraleloCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 4Las tolerancias pueden ser en estas resistencias de plusmn 20 plusmn 10 plusmn 5 o 1 Losvalores de las resistencias se codifican con colores seguacuten se muestra en lasiguiente figuraEn la figura anterior si los colores de izquierda a derecha son marroacuten negronaranja oro su valor se debe leer como 10 x 103 = 10000 Ohm oacute 10 kΩ con una

tolerancia de plusmn 5 Instrumental y accesorios de un pequentildeo laboratorio de electroacutenicaDeseo poner mucho eacutenfasis en la importancia que tiene para el proceso ensentildeanzaaprendizajeexperimentar cada uno de los puntos que hayamos estudiado en teoriacuteaNo hay otro camino para aprender ya sea electroacutenica informaacutetica (hardware) oprogramacioacuten (software)En una primera instancia nos puede parecer que armar nuestras propias experienciasde laboratorio es algo muy complejo y peor auacuten muy caro Nada maacutes erradoque esto Los elementos miacutenimos que se necesitan para sacar muy buen provechode este curso son muy baratos y en su mayoriacutea son elementos reutilizables que nosquedan para experiencias posteriores Los elementos de consumos (resistenciasledacutes etc) son todaviacutea maacutes econoacutemicosA continuacioacuten damos un listado de elementos miacutenimos para integrar nuestropequentildeo laboratorio Los indicados en los puntos 6 y 7 no son en realidad imprescindiblespero se dan por si deseamos armar un laboratorio en nuestro colegioDisipacioacuten Diaacutemetro (mm) Largo (mm)1 8 W 2 3frac14 W 2 6frac12 W 3 9ToleranciaMultiplicadorSegundo ValorPrimer ValorTABLA DE COLORESColor Valor MultiplicadorNegro 0 1Marroacuten 1 10Rojo 2 100Naranja 3 1000Amarillo 4 10000

Verde 5 100000Azul 6 1000000Violeta 7 10000000Gris 8 100000000Blanco 9 1000000000Tolerancias Sin color plusmn 20 Color Plata plusmn 10 Color Oro plusmn 5 Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 5Elementos que componen el laboratorio miacutenimoEn cuanto a herramientas pueden utilizarse herramientas econoacutemicas del tipo delas que se venden en las importadoras pero tener cuidado pues por el mismoprecio hay calidades muy diferentes Se recomienda adquirir3) Juego de destornilladores Es necesario un par de pequentildeos de pequentildeos destornilladoresuno de punta plana y otro de punta philips (en cruz) El juego dedestornilladores cuesta entre $ 2 y $ 54) Otro elemento muy uacutetil es el experimentador o breadboard pues permitearmar y probar circuitos de relativa complejidad sin necesidad de hacersoldaduras5) Una pequentildea fuente de corrientecontinua Inicialmente se recomienda una bateriacutea de 9 V (son las prismaacuteticascon los bornes + y - en el mismo extremo) adquiriendo ademaacutes elcorrespondiente conector para poderla conectar al experimentador del puntoanterior Con respecto a esta fuente al comenzar a trabajar con el puertoparalelo se requiere en realidad una de 5 V Para esto tenemos tresalternativas a) Usar la misma bateriacutea con un regulador 7805 (elemento que

lleva a 5 V los 9 de la bateriacutea) montado sobre el experimentador Se indica la1) Pinza de punta (recta o doblada) En la primera figura dela derecha se muestra una pinza de punta recta Permitetrabajar y manipular los pequentildeos componentes electroacutenicosHay de varios tamantildeos conviene utilizar una detamantildeo pequentildeo (como la palma de la mano)2) Alicate Puede verse en la segunda figura de la derechaSe utiliza para cortar alambre de cobre y si tiene unahendidura en sus filos (conveniente) sirve para pelarcables delgados Localmente se consigue un juego decuatro (alicate punta recta punta doblada y punta plana)por $ 8- y es de calidad bastante aceptableEl experimentador es un tablero deplaacutestico con una serie de agujerosconectados eleacutectricamente entre siacuteInsertando los componentes en losagujeros y teniendo en cuenta coacutemoestaacuten estos conectados se puedearmar el circuito que uno desee Enlas figuras de la derecha se observa elaspecto y la construccioacuten de estedispositivo Los que se consiguenlocalmente en el mercado tienen porlo general dos liacuteneas longitudinales(en x y en y) en lugar de una sola comose muestra en las figuras En lafigura superior se observa elexperimentador con sus agujeros y enla inferior las uniones eleacutectricasCosto $ 7 a $ 9-Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 6forma de construirla en la actividad Nordm 3 del capiacutetulo 2 (costo inferior a $ 1)b) Usar la fuente de la computadora para lo cual es necesario instalar unfusible y dos bornes en la parte posterior de la PC para poder hacer las

conexiones Se indica la forma de construirla en la actividad Nordm 2 del capiacutetulo4 (Costo inferior a $ 3 maacutes un poco de trabajo personal) c) Construir unafuente regulada alimentada desde la red mediante un transformador Requiereun poco maacutes de trabajo y en particular trabajar con soldaduras de estantildeo quepuede representar alguna dificultad para quien nunca trabajoacute con soldaduras(pero buena oportunidad para comenzar) Costo inferior a los $ 12-6) Multiacutemetros otesters Hay en laactualidad en elmercado una granoferta demultiacutemetros conprecios desde $ 5hasta $ 500 y maacutesLos multiacutemetroseran todos analoacutegicoso de agujahasta hace unos1520 antildeosque comenzaron a salir los digitales con principios de medicioacuten completamenteelectroacutenicos Hoy en diacutea si bien todaviacutea se consiguen los analoacutegicos lomaacutes sensato es adquirir uno digital por su mayor precisioacuten comodidad de lecturarobustez etc El aspecto exterior de ambos multiacutemetros es el que seobserva en las figuras precedentesParaacutemetro medido Paraacutemetro medidoItem RangoRango de medicioacutenItem RangoRango de medicioacuten200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V20V 10mV a 20V

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

Electroacutenica Baacutesica

HistoriaContenidos objetivosElectroacutenica Baacutesica - Componentes de ElectroacutenicaConceptos de tensioacuten corriente y resistencia Ley de OhmInstrumental y accesorios de un pequentildeo lab de electroacutenicaElementos que componen el laboratorio miacutenimoComponentes de electroacutenica baacutesica a utilizar en el cursoDiodos y LedsDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloTransistoresReleacutesInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegicas para la PCOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEstabilizadores de tensioacutenActividades propuestas para elLaboratorio - Taller Listado de materiales necesariospara las actividades propuestas

ELECTROacuteNICA BAacuteSICA(Conceptos preliminares para usar la computadora sin riesgos)Herramientas accesorios e instrumental Componentes de ElectroacutenicaDiodos Transistores Circuitos Integrados Como se usan estoscomponentes para conectar la computadora al mundo exterior Actividadespropuestas para el tallerOBJETIVOSAl completar este tema usted podraacute1048707 Comprender los conceptos de tensioacuten corriente y resistencia1048707 Aplicar la Ley de Ohm para caacutelculos sencillos1048707 Identificar y utilizar las herramientas fundamentales de unLaboratorio Didaacutectico de Electroacutenica1048707 Utilizar diodos leds transistores y optoacopladores1048707 Construir fuentes estabilizadas de corriente continua1048707 Construir dispositivos sencillos para detectar sentildeales digitalesprovenientes de la computadora1048707 Construir dispositivos sencillos para introducir sentildeales digitales enla computadoraCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor INGNICOLAS RIVERAElectroacutenica Baacutesica - Componentes de ElectroacutenicaAntes que nos imaginemos que desde un principio ldquoque esto es demasiado complicadordquodiremos que los conceptos de electroacutenica necesarios para la comprensioacuten denuestro curso son muy simples es maacutes en su mayoriacutea se trata de temas de fiacutesica omatemaacuteticas He considerado conveniente incluir en este capiacutetulo todos aquellosconceptos que nos seraacuten uacutetiles a lo largo del curso partiendo praacutecticamente desdecero Sepan disculpar aquellos que ya tienen una formacioacuten al respecto y no dejen

de revisar todo el apunte del tema para asegurarse que en realidad conocen todoslos puntos aquiacute tratadosConceptos de tensioacuten (voltaje) corriente y resistencia Ley de OhmComo no podiacutea ser de otra manera toda la electroacutenica pasa por los conceptossencillos de tensioacuten corriente y resistencia Recordemos que la tensioacuten odiferencia de potencial entre bornes de la fuente es lo que impulsa la circulacioacutende electrones a traveacutes de un conductor en un circuito cerrado Este movimiento deelectrones tiene una estrecha relacioacuten con la corriente que circularaacute por elconductor a la que se opone a su vez la resistencia del mismoEs muy conveniente para comprender estos conceptos pensar en el siacutemil hidraacuteulicodel tanque de agua elevado cuya presioacuten hace circular el agua por las cantildeeriacuteasde una casa en el cual la altura del tanque (a mayor altura mayor presioacuten de agua)equivale a la tensioacuten de nuestra fuente el caudal de agua equivale a intensidad dela corriente que circula y las peacuterdidas de carga de la cantildeeriacutea equivalen a laresistencia eleacutectrica que limita el pasaje de la corrienteEstos tres paraacutemetros se relacionan entre siacute mediante la conocida Ley de Ohm quedice que la tensioacuten V es igual al producto de la corriente I por la resistencia RDado que en muchas oportunidades deberemos hacer caacutelculos que involucren estosparaacutemetros es interesante recordar este triaacutengulo mnemoteacutecnico que nos da cualquierade los tres paraacutemetros en funcioacuten de los otros dosLos circuitos tiacutepicos a resolver seraacuten del tipoNotar que ambos circuitos son ideacutenticos y aunque estamos maacutes habituados al de laderecha en Electroacutenica usaremos principalmente el de la izquierda Notar igualmente

que en la figura de la izquierda queda definido el sentido de circulacioacuten dela corriente por el potencial ldquo+5Vrdquo indicado que en la figura de la derecha quedadefinido por el siacutembolo de la bateriacutea Nosotros vamos a usar el de la izquierdacomo dijimos porque por un lado tiene menos liacuteneas que dibujar pero lo maacutesV = ItimesR I RI R = VI V R V I R I = VR V

R=10 OhmV =5 Volts IV=+5 VoltR=10 OhmTierra = 0 VoltICapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 3importante es porque queda perfectamente definido el potencial positivo y ademaacutesel potencial cero o masa o tierra que es muy importante en ElectroacutenicaEn algunos casos deberemos averiguar la corriente como en las figuras anterioresen otros la resistencia (conocida la corriente) pero siempre utilizaremos la Ley deOhmEs de destacar que estos circuitos son de corriente continua (es decir constante enfuncioacuten del tiempo) tal como la que produce una bateriacutea de automoacutevil una pila delinterna o una fuente de corriente continua como la que carga el teleacutefono celularCon relacioacuten a las resistencias se pueden presentar algunas situaciones de caacutelculo

para las que seraacute muy uacutetil el siguiente cuadroFinalmente es interesante hacer algunos comentarios referentes a los aspectosconstructivos de las resistencias

Baacutesicamente hay dos tipos de resistencias las resistencias fijas y las resistenciasvariablesLas resistencias se miden en ohms kilohms o megohms y este valor es sucaracteriacutestica maacutes importante pero tambieacuten son importantes su disipacioacuten que seexpresa en wats y determina la maacutexima corriente que puede circular por laresistencia y la tolerancia que es un porcentaje que indica el maacuteximo errorrelativo que esa resistencia puede tener en su valorLas resistencias fijas que maacutes se usan son las de peliacutecula de carboacuten por ser lasmaacutes baratas aunque tienen tolerancias maacutes altas Su tamantildeo depende de ladisipacioacuten seguacuten se observa en la siguiente figuraDivisor de TensioacutenConexioacutenparaleloResistencias en serie Resistencias VariablesConexioacuten serieResistencias en paraleloCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 4Las tolerancias pueden ser en estas resistencias de plusmn 20 plusmn 10 plusmn 5 o 1 Losvalores de las resistencias se codifican con colores seguacuten se muestra en lasiguiente figuraEn la figura anterior si los colores de izquierda a derecha son marroacuten negronaranja oro su valor se debe leer como 10 x 103 = 10000 Ohm oacute 10 kΩ con una

tolerancia de plusmn 5 Instrumental y accesorios de un pequentildeo laboratorio de electroacutenicaDeseo poner mucho eacutenfasis en la importancia que tiene para el proceso ensentildeanzaaprendizajeexperimentar cada uno de los puntos que hayamos estudiado en teoriacuteaNo hay otro camino para aprender ya sea electroacutenica informaacutetica (hardware) oprogramacioacuten (software)En una primera instancia nos puede parecer que armar nuestras propias experienciasde laboratorio es algo muy complejo y peor auacuten muy caro Nada maacutes erradoque esto Los elementos miacutenimos que se necesitan para sacar muy buen provechode este curso son muy baratos y en su mayoriacutea son elementos reutilizables que nosquedan para experiencias posteriores Los elementos de consumos (resistenciasledacutes etc) son todaviacutea maacutes econoacutemicosA continuacioacuten damos un listado de elementos miacutenimos para integrar nuestropequentildeo laboratorio Los indicados en los puntos 6 y 7 no son en realidad imprescindiblespero se dan por si deseamos armar un laboratorio en nuestro colegioDisipacioacuten Diaacutemetro (mm) Largo (mm)1 8 W 2 3frac14 W 2 6frac12 W 3 9ToleranciaMultiplicadorSegundo ValorPrimer ValorTABLA DE COLORESColor Valor MultiplicadorNegro 0 1Marroacuten 1 10Rojo 2 100Naranja 3 1000Amarillo 4 10000

Verde 5 100000Azul 6 1000000Violeta 7 10000000Gris 8 100000000Blanco 9 1000000000Tolerancias Sin color plusmn 20 Color Plata plusmn 10 Color Oro plusmn 5 Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 5Elementos que componen el laboratorio miacutenimoEn cuanto a herramientas pueden utilizarse herramientas econoacutemicas del tipo delas que se venden en las importadoras pero tener cuidado pues por el mismoprecio hay calidades muy diferentes Se recomienda adquirir3) Juego de destornilladores Es necesario un par de pequentildeos de pequentildeos destornilladoresuno de punta plana y otro de punta philips (en cruz) El juego dedestornilladores cuesta entre $ 2 y $ 54) Otro elemento muy uacutetil es el experimentador o breadboard pues permitearmar y probar circuitos de relativa complejidad sin necesidad de hacersoldaduras5) Una pequentildea fuente de corrientecontinua Inicialmente se recomienda una bateriacutea de 9 V (son las prismaacuteticascon los bornes + y - en el mismo extremo) adquiriendo ademaacutes elcorrespondiente conector para poderla conectar al experimentador del puntoanterior Con respecto a esta fuente al comenzar a trabajar con el puertoparalelo se requiere en realidad una de 5 V Para esto tenemos tresalternativas a) Usar la misma bateriacutea con un regulador 7805 (elemento que

lleva a 5 V los 9 de la bateriacutea) montado sobre el experimentador Se indica la1) Pinza de punta (recta o doblada) En la primera figura dela derecha se muestra una pinza de punta recta Permitetrabajar y manipular los pequentildeos componentes electroacutenicosHay de varios tamantildeos conviene utilizar una detamantildeo pequentildeo (como la palma de la mano)2) Alicate Puede verse en la segunda figura de la derechaSe utiliza para cortar alambre de cobre y si tiene unahendidura en sus filos (conveniente) sirve para pelarcables delgados Localmente se consigue un juego decuatro (alicate punta recta punta doblada y punta plana)por $ 8- y es de calidad bastante aceptableEl experimentador es un tablero deplaacutestico con una serie de agujerosconectados eleacutectricamente entre siacuteInsertando los componentes en losagujeros y teniendo en cuenta coacutemoestaacuten estos conectados se puedearmar el circuito que uno desee Enlas figuras de la derecha se observa elaspecto y la construccioacuten de estedispositivo Los que se consiguenlocalmente en el mercado tienen porlo general dos liacuteneas longitudinales(en x y en y) en lugar de una sola comose muestra en las figuras En lafigura superior se observa elexperimentador con sus agujeros y enla inferior las uniones eleacutectricasCosto $ 7 a $ 9-Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 6forma de construirla en la actividad Nordm 3 del capiacutetulo 2 (costo inferior a $ 1)b) Usar la fuente de la computadora para lo cual es necesario instalar unfusible y dos bornes en la parte posterior de la PC para poder hacer las

conexiones Se indica la forma de construirla en la actividad Nordm 2 del capiacutetulo4 (Costo inferior a $ 3 maacutes un poco de trabajo personal) c) Construir unafuente regulada alimentada desde la red mediante un transformador Requiereun poco maacutes de trabajo y en particular trabajar con soldaduras de estantildeo quepuede representar alguna dificultad para quien nunca trabajoacute con soldaduras(pero buena oportunidad para comenzar) Costo inferior a los $ 12-6) Multiacutemetros otesters Hay en laactualidad en elmercado una granoferta demultiacutemetros conprecios desde $ 5hasta $ 500 y maacutesLos multiacutemetroseran todos analoacutegicoso de agujahasta hace unos1520 antildeosque comenzaron a salir los digitales con principios de medicioacuten completamenteelectroacutenicos Hoy en diacutea si bien todaviacutea se consiguen los analoacutegicos lomaacutes sensato es adquirir uno digital por su mayor precisioacuten comodidad de lecturarobustez etc El aspecto exterior de ambos multiacutemetros es el que seobserva en las figuras precedentesParaacutemetro medido Paraacutemetro medidoItem RangoRango de medicioacutenItem RangoRango de medicioacuten200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V20V 10mV a 20V

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

ELECTROacuteNICA BAacuteSICA(Conceptos preliminares para usar la computadora sin riesgos)Herramientas accesorios e instrumental Componentes de ElectroacutenicaDiodos Transistores Circuitos Integrados Como se usan estoscomponentes para conectar la computadora al mundo exterior Actividadespropuestas para el tallerOBJETIVOSAl completar este tema usted podraacute1048707 Comprender los conceptos de tensioacuten corriente y resistencia1048707 Aplicar la Ley de Ohm para caacutelculos sencillos1048707 Identificar y utilizar las herramientas fundamentales de unLaboratorio Didaacutectico de Electroacutenica1048707 Utilizar diodos leds transistores y optoacopladores1048707 Construir fuentes estabilizadas de corriente continua1048707 Construir dispositivos sencillos para detectar sentildeales digitalesprovenientes de la computadora1048707 Construir dispositivos sencillos para introducir sentildeales digitales enla computadoraCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor INGNICOLAS RIVERAElectroacutenica Baacutesica - Componentes de ElectroacutenicaAntes que nos imaginemos que desde un principio ldquoque esto es demasiado complicadordquodiremos que los conceptos de electroacutenica necesarios para la comprensioacuten denuestro curso son muy simples es maacutes en su mayoriacutea se trata de temas de fiacutesica omatemaacuteticas He considerado conveniente incluir en este capiacutetulo todos aquellosconceptos que nos seraacuten uacutetiles a lo largo del curso partiendo praacutecticamente desdecero Sepan disculpar aquellos que ya tienen una formacioacuten al respecto y no dejen

de revisar todo el apunte del tema para asegurarse que en realidad conocen todoslos puntos aquiacute tratadosConceptos de tensioacuten (voltaje) corriente y resistencia Ley de OhmComo no podiacutea ser de otra manera toda la electroacutenica pasa por los conceptossencillos de tensioacuten corriente y resistencia Recordemos que la tensioacuten odiferencia de potencial entre bornes de la fuente es lo que impulsa la circulacioacutende electrones a traveacutes de un conductor en un circuito cerrado Este movimiento deelectrones tiene una estrecha relacioacuten con la corriente que circularaacute por elconductor a la que se opone a su vez la resistencia del mismoEs muy conveniente para comprender estos conceptos pensar en el siacutemil hidraacuteulicodel tanque de agua elevado cuya presioacuten hace circular el agua por las cantildeeriacuteasde una casa en el cual la altura del tanque (a mayor altura mayor presioacuten de agua)equivale a la tensioacuten de nuestra fuente el caudal de agua equivale a intensidad dela corriente que circula y las peacuterdidas de carga de la cantildeeriacutea equivalen a laresistencia eleacutectrica que limita el pasaje de la corrienteEstos tres paraacutemetros se relacionan entre siacute mediante la conocida Ley de Ohm quedice que la tensioacuten V es igual al producto de la corriente I por la resistencia RDado que en muchas oportunidades deberemos hacer caacutelculos que involucren estosparaacutemetros es interesante recordar este triaacutengulo mnemoteacutecnico que nos da cualquierade los tres paraacutemetros en funcioacuten de los otros dosLos circuitos tiacutepicos a resolver seraacuten del tipoNotar que ambos circuitos son ideacutenticos y aunque estamos maacutes habituados al de laderecha en Electroacutenica usaremos principalmente el de la izquierda Notar igualmente

que en la figura de la izquierda queda definido el sentido de circulacioacuten dela corriente por el potencial ldquo+5Vrdquo indicado que en la figura de la derecha quedadefinido por el siacutembolo de la bateriacutea Nosotros vamos a usar el de la izquierdacomo dijimos porque por un lado tiene menos liacuteneas que dibujar pero lo maacutesV = ItimesR I RI R = VI V R V I R I = VR V

R=10 OhmV =5 Volts IV=+5 VoltR=10 OhmTierra = 0 VoltICapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 3importante es porque queda perfectamente definido el potencial positivo y ademaacutesel potencial cero o masa o tierra que es muy importante en ElectroacutenicaEn algunos casos deberemos averiguar la corriente como en las figuras anterioresen otros la resistencia (conocida la corriente) pero siempre utilizaremos la Ley deOhmEs de destacar que estos circuitos son de corriente continua (es decir constante enfuncioacuten del tiempo) tal como la que produce una bateriacutea de automoacutevil una pila delinterna o una fuente de corriente continua como la que carga el teleacutefono celularCon relacioacuten a las resistencias se pueden presentar algunas situaciones de caacutelculo

para las que seraacute muy uacutetil el siguiente cuadroFinalmente es interesante hacer algunos comentarios referentes a los aspectosconstructivos de las resistencias

Baacutesicamente hay dos tipos de resistencias las resistencias fijas y las resistenciasvariablesLas resistencias se miden en ohms kilohms o megohms y este valor es sucaracteriacutestica maacutes importante pero tambieacuten son importantes su disipacioacuten que seexpresa en wats y determina la maacutexima corriente que puede circular por laresistencia y la tolerancia que es un porcentaje que indica el maacuteximo errorrelativo que esa resistencia puede tener en su valorLas resistencias fijas que maacutes se usan son las de peliacutecula de carboacuten por ser lasmaacutes baratas aunque tienen tolerancias maacutes altas Su tamantildeo depende de ladisipacioacuten seguacuten se observa en la siguiente figuraDivisor de TensioacutenConexioacutenparaleloResistencias en serie Resistencias VariablesConexioacuten serieResistencias en paraleloCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 4Las tolerancias pueden ser en estas resistencias de plusmn 20 plusmn 10 plusmn 5 o 1 Losvalores de las resistencias se codifican con colores seguacuten se muestra en lasiguiente figuraEn la figura anterior si los colores de izquierda a derecha son marroacuten negronaranja oro su valor se debe leer como 10 x 103 = 10000 Ohm oacute 10 kΩ con una

tolerancia de plusmn 5 Instrumental y accesorios de un pequentildeo laboratorio de electroacutenicaDeseo poner mucho eacutenfasis en la importancia que tiene para el proceso ensentildeanzaaprendizajeexperimentar cada uno de los puntos que hayamos estudiado en teoriacuteaNo hay otro camino para aprender ya sea electroacutenica informaacutetica (hardware) oprogramacioacuten (software)En una primera instancia nos puede parecer que armar nuestras propias experienciasde laboratorio es algo muy complejo y peor auacuten muy caro Nada maacutes erradoque esto Los elementos miacutenimos que se necesitan para sacar muy buen provechode este curso son muy baratos y en su mayoriacutea son elementos reutilizables que nosquedan para experiencias posteriores Los elementos de consumos (resistenciasledacutes etc) son todaviacutea maacutes econoacutemicosA continuacioacuten damos un listado de elementos miacutenimos para integrar nuestropequentildeo laboratorio Los indicados en los puntos 6 y 7 no son en realidad imprescindiblespero se dan por si deseamos armar un laboratorio en nuestro colegioDisipacioacuten Diaacutemetro (mm) Largo (mm)1 8 W 2 3frac14 W 2 6frac12 W 3 9ToleranciaMultiplicadorSegundo ValorPrimer ValorTABLA DE COLORESColor Valor MultiplicadorNegro 0 1Marroacuten 1 10Rojo 2 100Naranja 3 1000Amarillo 4 10000

Verde 5 100000Azul 6 1000000Violeta 7 10000000Gris 8 100000000Blanco 9 1000000000Tolerancias Sin color plusmn 20 Color Plata plusmn 10 Color Oro plusmn 5 Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 5Elementos que componen el laboratorio miacutenimoEn cuanto a herramientas pueden utilizarse herramientas econoacutemicas del tipo delas que se venden en las importadoras pero tener cuidado pues por el mismoprecio hay calidades muy diferentes Se recomienda adquirir3) Juego de destornilladores Es necesario un par de pequentildeos de pequentildeos destornilladoresuno de punta plana y otro de punta philips (en cruz) El juego dedestornilladores cuesta entre $ 2 y $ 54) Otro elemento muy uacutetil es el experimentador o breadboard pues permitearmar y probar circuitos de relativa complejidad sin necesidad de hacersoldaduras5) Una pequentildea fuente de corrientecontinua Inicialmente se recomienda una bateriacutea de 9 V (son las prismaacuteticascon los bornes + y - en el mismo extremo) adquiriendo ademaacutes elcorrespondiente conector para poderla conectar al experimentador del puntoanterior Con respecto a esta fuente al comenzar a trabajar con el puertoparalelo se requiere en realidad una de 5 V Para esto tenemos tresalternativas a) Usar la misma bateriacutea con un regulador 7805 (elemento que

lleva a 5 V los 9 de la bateriacutea) montado sobre el experimentador Se indica la1) Pinza de punta (recta o doblada) En la primera figura dela derecha se muestra una pinza de punta recta Permitetrabajar y manipular los pequentildeos componentes electroacutenicosHay de varios tamantildeos conviene utilizar una detamantildeo pequentildeo (como la palma de la mano)2) Alicate Puede verse en la segunda figura de la derechaSe utiliza para cortar alambre de cobre y si tiene unahendidura en sus filos (conveniente) sirve para pelarcables delgados Localmente se consigue un juego decuatro (alicate punta recta punta doblada y punta plana)por $ 8- y es de calidad bastante aceptableEl experimentador es un tablero deplaacutestico con una serie de agujerosconectados eleacutectricamente entre siacuteInsertando los componentes en losagujeros y teniendo en cuenta coacutemoestaacuten estos conectados se puedearmar el circuito que uno desee Enlas figuras de la derecha se observa elaspecto y la construccioacuten de estedispositivo Los que se consiguenlocalmente en el mercado tienen porlo general dos liacuteneas longitudinales(en x y en y) en lugar de una sola comose muestra en las figuras En lafigura superior se observa elexperimentador con sus agujeros y enla inferior las uniones eleacutectricasCosto $ 7 a $ 9-Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 6forma de construirla en la actividad Nordm 3 del capiacutetulo 2 (costo inferior a $ 1)b) Usar la fuente de la computadora para lo cual es necesario instalar unfusible y dos bornes en la parte posterior de la PC para poder hacer las

conexiones Se indica la forma de construirla en la actividad Nordm 2 del capiacutetulo4 (Costo inferior a $ 3 maacutes un poco de trabajo personal) c) Construir unafuente regulada alimentada desde la red mediante un transformador Requiereun poco maacutes de trabajo y en particular trabajar con soldaduras de estantildeo quepuede representar alguna dificultad para quien nunca trabajoacute con soldaduras(pero buena oportunidad para comenzar) Costo inferior a los $ 12-6) Multiacutemetros otesters Hay en laactualidad en elmercado una granoferta demultiacutemetros conprecios desde $ 5hasta $ 500 y maacutesLos multiacutemetroseran todos analoacutegicoso de agujahasta hace unos1520 antildeosque comenzaron a salir los digitales con principios de medicioacuten completamenteelectroacutenicos Hoy en diacutea si bien todaviacutea se consiguen los analoacutegicos lomaacutes sensato es adquirir uno digital por su mayor precisioacuten comodidad de lecturarobustez etc El aspecto exterior de ambos multiacutemetros es el que seobserva en las figuras precedentesParaacutemetro medido Paraacutemetro medidoItem RangoRango de medicioacutenItem RangoRango de medicioacuten200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V20V 10mV a 20V

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

de revisar todo el apunte del tema para asegurarse que en realidad conocen todoslos puntos aquiacute tratadosConceptos de tensioacuten (voltaje) corriente y resistencia Ley de OhmComo no podiacutea ser de otra manera toda la electroacutenica pasa por los conceptossencillos de tensioacuten corriente y resistencia Recordemos que la tensioacuten odiferencia de potencial entre bornes de la fuente es lo que impulsa la circulacioacutende electrones a traveacutes de un conductor en un circuito cerrado Este movimiento deelectrones tiene una estrecha relacioacuten con la corriente que circularaacute por elconductor a la que se opone a su vez la resistencia del mismoEs muy conveniente para comprender estos conceptos pensar en el siacutemil hidraacuteulicodel tanque de agua elevado cuya presioacuten hace circular el agua por las cantildeeriacuteasde una casa en el cual la altura del tanque (a mayor altura mayor presioacuten de agua)equivale a la tensioacuten de nuestra fuente el caudal de agua equivale a intensidad dela corriente que circula y las peacuterdidas de carga de la cantildeeriacutea equivalen a laresistencia eleacutectrica que limita el pasaje de la corrienteEstos tres paraacutemetros se relacionan entre siacute mediante la conocida Ley de Ohm quedice que la tensioacuten V es igual al producto de la corriente I por la resistencia RDado que en muchas oportunidades deberemos hacer caacutelculos que involucren estosparaacutemetros es interesante recordar este triaacutengulo mnemoteacutecnico que nos da cualquierade los tres paraacutemetros en funcioacuten de los otros dosLos circuitos tiacutepicos a resolver seraacuten del tipoNotar que ambos circuitos son ideacutenticos y aunque estamos maacutes habituados al de laderecha en Electroacutenica usaremos principalmente el de la izquierda Notar igualmente

que en la figura de la izquierda queda definido el sentido de circulacioacuten dela corriente por el potencial ldquo+5Vrdquo indicado que en la figura de la derecha quedadefinido por el siacutembolo de la bateriacutea Nosotros vamos a usar el de la izquierdacomo dijimos porque por un lado tiene menos liacuteneas que dibujar pero lo maacutesV = ItimesR I RI R = VI V R V I R I = VR V

R=10 OhmV =5 Volts IV=+5 VoltR=10 OhmTierra = 0 VoltICapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 3importante es porque queda perfectamente definido el potencial positivo y ademaacutesel potencial cero o masa o tierra que es muy importante en ElectroacutenicaEn algunos casos deberemos averiguar la corriente como en las figuras anterioresen otros la resistencia (conocida la corriente) pero siempre utilizaremos la Ley deOhmEs de destacar que estos circuitos son de corriente continua (es decir constante enfuncioacuten del tiempo) tal como la que produce una bateriacutea de automoacutevil una pila delinterna o una fuente de corriente continua como la que carga el teleacutefono celularCon relacioacuten a las resistencias se pueden presentar algunas situaciones de caacutelculo

para las que seraacute muy uacutetil el siguiente cuadroFinalmente es interesante hacer algunos comentarios referentes a los aspectosconstructivos de las resistencias

Baacutesicamente hay dos tipos de resistencias las resistencias fijas y las resistenciasvariablesLas resistencias se miden en ohms kilohms o megohms y este valor es sucaracteriacutestica maacutes importante pero tambieacuten son importantes su disipacioacuten que seexpresa en wats y determina la maacutexima corriente que puede circular por laresistencia y la tolerancia que es un porcentaje que indica el maacuteximo errorrelativo que esa resistencia puede tener en su valorLas resistencias fijas que maacutes se usan son las de peliacutecula de carboacuten por ser lasmaacutes baratas aunque tienen tolerancias maacutes altas Su tamantildeo depende de ladisipacioacuten seguacuten se observa en la siguiente figuraDivisor de TensioacutenConexioacutenparaleloResistencias en serie Resistencias VariablesConexioacuten serieResistencias en paraleloCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 4Las tolerancias pueden ser en estas resistencias de plusmn 20 plusmn 10 plusmn 5 o 1 Losvalores de las resistencias se codifican con colores seguacuten se muestra en lasiguiente figuraEn la figura anterior si los colores de izquierda a derecha son marroacuten negronaranja oro su valor se debe leer como 10 x 103 = 10000 Ohm oacute 10 kΩ con una

tolerancia de plusmn 5 Instrumental y accesorios de un pequentildeo laboratorio de electroacutenicaDeseo poner mucho eacutenfasis en la importancia que tiene para el proceso ensentildeanzaaprendizajeexperimentar cada uno de los puntos que hayamos estudiado en teoriacuteaNo hay otro camino para aprender ya sea electroacutenica informaacutetica (hardware) oprogramacioacuten (software)En una primera instancia nos puede parecer que armar nuestras propias experienciasde laboratorio es algo muy complejo y peor auacuten muy caro Nada maacutes erradoque esto Los elementos miacutenimos que se necesitan para sacar muy buen provechode este curso son muy baratos y en su mayoriacutea son elementos reutilizables que nosquedan para experiencias posteriores Los elementos de consumos (resistenciasledacutes etc) son todaviacutea maacutes econoacutemicosA continuacioacuten damos un listado de elementos miacutenimos para integrar nuestropequentildeo laboratorio Los indicados en los puntos 6 y 7 no son en realidad imprescindiblespero se dan por si deseamos armar un laboratorio en nuestro colegioDisipacioacuten Diaacutemetro (mm) Largo (mm)1 8 W 2 3frac14 W 2 6frac12 W 3 9ToleranciaMultiplicadorSegundo ValorPrimer ValorTABLA DE COLORESColor Valor MultiplicadorNegro 0 1Marroacuten 1 10Rojo 2 100Naranja 3 1000Amarillo 4 10000

Verde 5 100000Azul 6 1000000Violeta 7 10000000Gris 8 100000000Blanco 9 1000000000Tolerancias Sin color plusmn 20 Color Plata plusmn 10 Color Oro plusmn 5 Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 5Elementos que componen el laboratorio miacutenimoEn cuanto a herramientas pueden utilizarse herramientas econoacutemicas del tipo delas que se venden en las importadoras pero tener cuidado pues por el mismoprecio hay calidades muy diferentes Se recomienda adquirir3) Juego de destornilladores Es necesario un par de pequentildeos de pequentildeos destornilladoresuno de punta plana y otro de punta philips (en cruz) El juego dedestornilladores cuesta entre $ 2 y $ 54) Otro elemento muy uacutetil es el experimentador o breadboard pues permitearmar y probar circuitos de relativa complejidad sin necesidad de hacersoldaduras5) Una pequentildea fuente de corrientecontinua Inicialmente se recomienda una bateriacutea de 9 V (son las prismaacuteticascon los bornes + y - en el mismo extremo) adquiriendo ademaacutes elcorrespondiente conector para poderla conectar al experimentador del puntoanterior Con respecto a esta fuente al comenzar a trabajar con el puertoparalelo se requiere en realidad una de 5 V Para esto tenemos tresalternativas a) Usar la misma bateriacutea con un regulador 7805 (elemento que

lleva a 5 V los 9 de la bateriacutea) montado sobre el experimentador Se indica la1) Pinza de punta (recta o doblada) En la primera figura dela derecha se muestra una pinza de punta recta Permitetrabajar y manipular los pequentildeos componentes electroacutenicosHay de varios tamantildeos conviene utilizar una detamantildeo pequentildeo (como la palma de la mano)2) Alicate Puede verse en la segunda figura de la derechaSe utiliza para cortar alambre de cobre y si tiene unahendidura en sus filos (conveniente) sirve para pelarcables delgados Localmente se consigue un juego decuatro (alicate punta recta punta doblada y punta plana)por $ 8- y es de calidad bastante aceptableEl experimentador es un tablero deplaacutestico con una serie de agujerosconectados eleacutectricamente entre siacuteInsertando los componentes en losagujeros y teniendo en cuenta coacutemoestaacuten estos conectados se puedearmar el circuito que uno desee Enlas figuras de la derecha se observa elaspecto y la construccioacuten de estedispositivo Los que se consiguenlocalmente en el mercado tienen porlo general dos liacuteneas longitudinales(en x y en y) en lugar de una sola comose muestra en las figuras En lafigura superior se observa elexperimentador con sus agujeros y enla inferior las uniones eleacutectricasCosto $ 7 a $ 9-Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 6forma de construirla en la actividad Nordm 3 del capiacutetulo 2 (costo inferior a $ 1)b) Usar la fuente de la computadora para lo cual es necesario instalar unfusible y dos bornes en la parte posterior de la PC para poder hacer las

conexiones Se indica la forma de construirla en la actividad Nordm 2 del capiacutetulo4 (Costo inferior a $ 3 maacutes un poco de trabajo personal) c) Construir unafuente regulada alimentada desde la red mediante un transformador Requiereun poco maacutes de trabajo y en particular trabajar con soldaduras de estantildeo quepuede representar alguna dificultad para quien nunca trabajoacute con soldaduras(pero buena oportunidad para comenzar) Costo inferior a los $ 12-6) Multiacutemetros otesters Hay en laactualidad en elmercado una granoferta demultiacutemetros conprecios desde $ 5hasta $ 500 y maacutesLos multiacutemetroseran todos analoacutegicoso de agujahasta hace unos1520 antildeosque comenzaron a salir los digitales con principios de medicioacuten completamenteelectroacutenicos Hoy en diacutea si bien todaviacutea se consiguen los analoacutegicos lomaacutes sensato es adquirir uno digital por su mayor precisioacuten comodidad de lecturarobustez etc El aspecto exterior de ambos multiacutemetros es el que seobserva en las figuras precedentesParaacutemetro medido Paraacutemetro medidoItem RangoRango de medicioacutenItem RangoRango de medicioacuten200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V20V 10mV a 20V

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

que en la figura de la izquierda queda definido el sentido de circulacioacuten dela corriente por el potencial ldquo+5Vrdquo indicado que en la figura de la derecha quedadefinido por el siacutembolo de la bateriacutea Nosotros vamos a usar el de la izquierdacomo dijimos porque por un lado tiene menos liacuteneas que dibujar pero lo maacutesV = ItimesR I RI R = VI V R V I R I = VR V

R=10 OhmV =5 Volts IV=+5 VoltR=10 OhmTierra = 0 VoltICapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 3importante es porque queda perfectamente definido el potencial positivo y ademaacutesel potencial cero o masa o tierra que es muy importante en ElectroacutenicaEn algunos casos deberemos averiguar la corriente como en las figuras anterioresen otros la resistencia (conocida la corriente) pero siempre utilizaremos la Ley deOhmEs de destacar que estos circuitos son de corriente continua (es decir constante enfuncioacuten del tiempo) tal como la que produce una bateriacutea de automoacutevil una pila delinterna o una fuente de corriente continua como la que carga el teleacutefono celularCon relacioacuten a las resistencias se pueden presentar algunas situaciones de caacutelculo

para las que seraacute muy uacutetil el siguiente cuadroFinalmente es interesante hacer algunos comentarios referentes a los aspectosconstructivos de las resistencias

Baacutesicamente hay dos tipos de resistencias las resistencias fijas y las resistenciasvariablesLas resistencias se miden en ohms kilohms o megohms y este valor es sucaracteriacutestica maacutes importante pero tambieacuten son importantes su disipacioacuten que seexpresa en wats y determina la maacutexima corriente que puede circular por laresistencia y la tolerancia que es un porcentaje que indica el maacuteximo errorrelativo que esa resistencia puede tener en su valorLas resistencias fijas que maacutes se usan son las de peliacutecula de carboacuten por ser lasmaacutes baratas aunque tienen tolerancias maacutes altas Su tamantildeo depende de ladisipacioacuten seguacuten se observa en la siguiente figuraDivisor de TensioacutenConexioacutenparaleloResistencias en serie Resistencias VariablesConexioacuten serieResistencias en paraleloCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 4Las tolerancias pueden ser en estas resistencias de plusmn 20 plusmn 10 plusmn 5 o 1 Losvalores de las resistencias se codifican con colores seguacuten se muestra en lasiguiente figuraEn la figura anterior si los colores de izquierda a derecha son marroacuten negronaranja oro su valor se debe leer como 10 x 103 = 10000 Ohm oacute 10 kΩ con una

tolerancia de plusmn 5 Instrumental y accesorios de un pequentildeo laboratorio de electroacutenicaDeseo poner mucho eacutenfasis en la importancia que tiene para el proceso ensentildeanzaaprendizajeexperimentar cada uno de los puntos que hayamos estudiado en teoriacuteaNo hay otro camino para aprender ya sea electroacutenica informaacutetica (hardware) oprogramacioacuten (software)En una primera instancia nos puede parecer que armar nuestras propias experienciasde laboratorio es algo muy complejo y peor auacuten muy caro Nada maacutes erradoque esto Los elementos miacutenimos que se necesitan para sacar muy buen provechode este curso son muy baratos y en su mayoriacutea son elementos reutilizables que nosquedan para experiencias posteriores Los elementos de consumos (resistenciasledacutes etc) son todaviacutea maacutes econoacutemicosA continuacioacuten damos un listado de elementos miacutenimos para integrar nuestropequentildeo laboratorio Los indicados en los puntos 6 y 7 no son en realidad imprescindiblespero se dan por si deseamos armar un laboratorio en nuestro colegioDisipacioacuten Diaacutemetro (mm) Largo (mm)1 8 W 2 3frac14 W 2 6frac12 W 3 9ToleranciaMultiplicadorSegundo ValorPrimer ValorTABLA DE COLORESColor Valor MultiplicadorNegro 0 1Marroacuten 1 10Rojo 2 100Naranja 3 1000Amarillo 4 10000

Verde 5 100000Azul 6 1000000Violeta 7 10000000Gris 8 100000000Blanco 9 1000000000Tolerancias Sin color plusmn 20 Color Plata plusmn 10 Color Oro plusmn 5 Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 5Elementos que componen el laboratorio miacutenimoEn cuanto a herramientas pueden utilizarse herramientas econoacutemicas del tipo delas que se venden en las importadoras pero tener cuidado pues por el mismoprecio hay calidades muy diferentes Se recomienda adquirir3) Juego de destornilladores Es necesario un par de pequentildeos de pequentildeos destornilladoresuno de punta plana y otro de punta philips (en cruz) El juego dedestornilladores cuesta entre $ 2 y $ 54) Otro elemento muy uacutetil es el experimentador o breadboard pues permitearmar y probar circuitos de relativa complejidad sin necesidad de hacersoldaduras5) Una pequentildea fuente de corrientecontinua Inicialmente se recomienda una bateriacutea de 9 V (son las prismaacuteticascon los bornes + y - en el mismo extremo) adquiriendo ademaacutes elcorrespondiente conector para poderla conectar al experimentador del puntoanterior Con respecto a esta fuente al comenzar a trabajar con el puertoparalelo se requiere en realidad una de 5 V Para esto tenemos tresalternativas a) Usar la misma bateriacutea con un regulador 7805 (elemento que

lleva a 5 V los 9 de la bateriacutea) montado sobre el experimentador Se indica la1) Pinza de punta (recta o doblada) En la primera figura dela derecha se muestra una pinza de punta recta Permitetrabajar y manipular los pequentildeos componentes electroacutenicosHay de varios tamantildeos conviene utilizar una detamantildeo pequentildeo (como la palma de la mano)2) Alicate Puede verse en la segunda figura de la derechaSe utiliza para cortar alambre de cobre y si tiene unahendidura en sus filos (conveniente) sirve para pelarcables delgados Localmente se consigue un juego decuatro (alicate punta recta punta doblada y punta plana)por $ 8- y es de calidad bastante aceptableEl experimentador es un tablero deplaacutestico con una serie de agujerosconectados eleacutectricamente entre siacuteInsertando los componentes en losagujeros y teniendo en cuenta coacutemoestaacuten estos conectados se puedearmar el circuito que uno desee Enlas figuras de la derecha se observa elaspecto y la construccioacuten de estedispositivo Los que se consiguenlocalmente en el mercado tienen porlo general dos liacuteneas longitudinales(en x y en y) en lugar de una sola comose muestra en las figuras En lafigura superior se observa elexperimentador con sus agujeros y enla inferior las uniones eleacutectricasCosto $ 7 a $ 9-Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 6forma de construirla en la actividad Nordm 3 del capiacutetulo 2 (costo inferior a $ 1)b) Usar la fuente de la computadora para lo cual es necesario instalar unfusible y dos bornes en la parte posterior de la PC para poder hacer las

conexiones Se indica la forma de construirla en la actividad Nordm 2 del capiacutetulo4 (Costo inferior a $ 3 maacutes un poco de trabajo personal) c) Construir unafuente regulada alimentada desde la red mediante un transformador Requiereun poco maacutes de trabajo y en particular trabajar con soldaduras de estantildeo quepuede representar alguna dificultad para quien nunca trabajoacute con soldaduras(pero buena oportunidad para comenzar) Costo inferior a los $ 12-6) Multiacutemetros otesters Hay en laactualidad en elmercado una granoferta demultiacutemetros conprecios desde $ 5hasta $ 500 y maacutesLos multiacutemetroseran todos analoacutegicoso de agujahasta hace unos1520 antildeosque comenzaron a salir los digitales con principios de medicioacuten completamenteelectroacutenicos Hoy en diacutea si bien todaviacutea se consiguen los analoacutegicos lomaacutes sensato es adquirir uno digital por su mayor precisioacuten comodidad de lecturarobustez etc El aspecto exterior de ambos multiacutemetros es el que seobserva en las figuras precedentesParaacutemetro medido Paraacutemetro medidoItem RangoRango de medicioacutenItem RangoRango de medicioacuten200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V20V 10mV a 20V

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

para las que seraacute muy uacutetil el siguiente cuadroFinalmente es interesante hacer algunos comentarios referentes a los aspectosconstructivos de las resistencias

Baacutesicamente hay dos tipos de resistencias las resistencias fijas y las resistenciasvariablesLas resistencias se miden en ohms kilohms o megohms y este valor es sucaracteriacutestica maacutes importante pero tambieacuten son importantes su disipacioacuten que seexpresa en wats y determina la maacutexima corriente que puede circular por laresistencia y la tolerancia que es un porcentaje que indica el maacuteximo errorrelativo que esa resistencia puede tener en su valorLas resistencias fijas que maacutes se usan son las de peliacutecula de carboacuten por ser lasmaacutes baratas aunque tienen tolerancias maacutes altas Su tamantildeo depende de ladisipacioacuten seguacuten se observa en la siguiente figuraDivisor de TensioacutenConexioacutenparaleloResistencias en serie Resistencias VariablesConexioacuten serieResistencias en paraleloCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 4Las tolerancias pueden ser en estas resistencias de plusmn 20 plusmn 10 plusmn 5 o 1 Losvalores de las resistencias se codifican con colores seguacuten se muestra en lasiguiente figuraEn la figura anterior si los colores de izquierda a derecha son marroacuten negronaranja oro su valor se debe leer como 10 x 103 = 10000 Ohm oacute 10 kΩ con una

tolerancia de plusmn 5 Instrumental y accesorios de un pequentildeo laboratorio de electroacutenicaDeseo poner mucho eacutenfasis en la importancia que tiene para el proceso ensentildeanzaaprendizajeexperimentar cada uno de los puntos que hayamos estudiado en teoriacuteaNo hay otro camino para aprender ya sea electroacutenica informaacutetica (hardware) oprogramacioacuten (software)En una primera instancia nos puede parecer que armar nuestras propias experienciasde laboratorio es algo muy complejo y peor auacuten muy caro Nada maacutes erradoque esto Los elementos miacutenimos que se necesitan para sacar muy buen provechode este curso son muy baratos y en su mayoriacutea son elementos reutilizables que nosquedan para experiencias posteriores Los elementos de consumos (resistenciasledacutes etc) son todaviacutea maacutes econoacutemicosA continuacioacuten damos un listado de elementos miacutenimos para integrar nuestropequentildeo laboratorio Los indicados en los puntos 6 y 7 no son en realidad imprescindiblespero se dan por si deseamos armar un laboratorio en nuestro colegioDisipacioacuten Diaacutemetro (mm) Largo (mm)1 8 W 2 3frac14 W 2 6frac12 W 3 9ToleranciaMultiplicadorSegundo ValorPrimer ValorTABLA DE COLORESColor Valor MultiplicadorNegro 0 1Marroacuten 1 10Rojo 2 100Naranja 3 1000Amarillo 4 10000

Verde 5 100000Azul 6 1000000Violeta 7 10000000Gris 8 100000000Blanco 9 1000000000Tolerancias Sin color plusmn 20 Color Plata plusmn 10 Color Oro plusmn 5 Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 5Elementos que componen el laboratorio miacutenimoEn cuanto a herramientas pueden utilizarse herramientas econoacutemicas del tipo delas que se venden en las importadoras pero tener cuidado pues por el mismoprecio hay calidades muy diferentes Se recomienda adquirir3) Juego de destornilladores Es necesario un par de pequentildeos de pequentildeos destornilladoresuno de punta plana y otro de punta philips (en cruz) El juego dedestornilladores cuesta entre $ 2 y $ 54) Otro elemento muy uacutetil es el experimentador o breadboard pues permitearmar y probar circuitos de relativa complejidad sin necesidad de hacersoldaduras5) Una pequentildea fuente de corrientecontinua Inicialmente se recomienda una bateriacutea de 9 V (son las prismaacuteticascon los bornes + y - en el mismo extremo) adquiriendo ademaacutes elcorrespondiente conector para poderla conectar al experimentador del puntoanterior Con respecto a esta fuente al comenzar a trabajar con el puertoparalelo se requiere en realidad una de 5 V Para esto tenemos tresalternativas a) Usar la misma bateriacutea con un regulador 7805 (elemento que

lleva a 5 V los 9 de la bateriacutea) montado sobre el experimentador Se indica la1) Pinza de punta (recta o doblada) En la primera figura dela derecha se muestra una pinza de punta recta Permitetrabajar y manipular los pequentildeos componentes electroacutenicosHay de varios tamantildeos conviene utilizar una detamantildeo pequentildeo (como la palma de la mano)2) Alicate Puede verse en la segunda figura de la derechaSe utiliza para cortar alambre de cobre y si tiene unahendidura en sus filos (conveniente) sirve para pelarcables delgados Localmente se consigue un juego decuatro (alicate punta recta punta doblada y punta plana)por $ 8- y es de calidad bastante aceptableEl experimentador es un tablero deplaacutestico con una serie de agujerosconectados eleacutectricamente entre siacuteInsertando los componentes en losagujeros y teniendo en cuenta coacutemoestaacuten estos conectados se puedearmar el circuito que uno desee Enlas figuras de la derecha se observa elaspecto y la construccioacuten de estedispositivo Los que se consiguenlocalmente en el mercado tienen porlo general dos liacuteneas longitudinales(en x y en y) en lugar de una sola comose muestra en las figuras En lafigura superior se observa elexperimentador con sus agujeros y enla inferior las uniones eleacutectricasCosto $ 7 a $ 9-Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 6forma de construirla en la actividad Nordm 3 del capiacutetulo 2 (costo inferior a $ 1)b) Usar la fuente de la computadora para lo cual es necesario instalar unfusible y dos bornes en la parte posterior de la PC para poder hacer las

conexiones Se indica la forma de construirla en la actividad Nordm 2 del capiacutetulo4 (Costo inferior a $ 3 maacutes un poco de trabajo personal) c) Construir unafuente regulada alimentada desde la red mediante un transformador Requiereun poco maacutes de trabajo y en particular trabajar con soldaduras de estantildeo quepuede representar alguna dificultad para quien nunca trabajoacute con soldaduras(pero buena oportunidad para comenzar) Costo inferior a los $ 12-6) Multiacutemetros otesters Hay en laactualidad en elmercado una granoferta demultiacutemetros conprecios desde $ 5hasta $ 500 y maacutesLos multiacutemetroseran todos analoacutegicoso de agujahasta hace unos1520 antildeosque comenzaron a salir los digitales con principios de medicioacuten completamenteelectroacutenicos Hoy en diacutea si bien todaviacutea se consiguen los analoacutegicos lomaacutes sensato es adquirir uno digital por su mayor precisioacuten comodidad de lecturarobustez etc El aspecto exterior de ambos multiacutemetros es el que seobserva en las figuras precedentesParaacutemetro medido Paraacutemetro medidoItem RangoRango de medicioacutenItem RangoRango de medicioacuten200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V20V 10mV a 20V

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

tolerancia de plusmn 5 Instrumental y accesorios de un pequentildeo laboratorio de electroacutenicaDeseo poner mucho eacutenfasis en la importancia que tiene para el proceso ensentildeanzaaprendizajeexperimentar cada uno de los puntos que hayamos estudiado en teoriacuteaNo hay otro camino para aprender ya sea electroacutenica informaacutetica (hardware) oprogramacioacuten (software)En una primera instancia nos puede parecer que armar nuestras propias experienciasde laboratorio es algo muy complejo y peor auacuten muy caro Nada maacutes erradoque esto Los elementos miacutenimos que se necesitan para sacar muy buen provechode este curso son muy baratos y en su mayoriacutea son elementos reutilizables que nosquedan para experiencias posteriores Los elementos de consumos (resistenciasledacutes etc) son todaviacutea maacutes econoacutemicosA continuacioacuten damos un listado de elementos miacutenimos para integrar nuestropequentildeo laboratorio Los indicados en los puntos 6 y 7 no son en realidad imprescindiblespero se dan por si deseamos armar un laboratorio en nuestro colegioDisipacioacuten Diaacutemetro (mm) Largo (mm)1 8 W 2 3frac14 W 2 6frac12 W 3 9ToleranciaMultiplicadorSegundo ValorPrimer ValorTABLA DE COLORESColor Valor MultiplicadorNegro 0 1Marroacuten 1 10Rojo 2 100Naranja 3 1000Amarillo 4 10000

Verde 5 100000Azul 6 1000000Violeta 7 10000000Gris 8 100000000Blanco 9 1000000000Tolerancias Sin color plusmn 20 Color Plata plusmn 10 Color Oro plusmn 5 Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 5Elementos que componen el laboratorio miacutenimoEn cuanto a herramientas pueden utilizarse herramientas econoacutemicas del tipo delas que se venden en las importadoras pero tener cuidado pues por el mismoprecio hay calidades muy diferentes Se recomienda adquirir3) Juego de destornilladores Es necesario un par de pequentildeos de pequentildeos destornilladoresuno de punta plana y otro de punta philips (en cruz) El juego dedestornilladores cuesta entre $ 2 y $ 54) Otro elemento muy uacutetil es el experimentador o breadboard pues permitearmar y probar circuitos de relativa complejidad sin necesidad de hacersoldaduras5) Una pequentildea fuente de corrientecontinua Inicialmente se recomienda una bateriacutea de 9 V (son las prismaacuteticascon los bornes + y - en el mismo extremo) adquiriendo ademaacutes elcorrespondiente conector para poderla conectar al experimentador del puntoanterior Con respecto a esta fuente al comenzar a trabajar con el puertoparalelo se requiere en realidad una de 5 V Para esto tenemos tresalternativas a) Usar la misma bateriacutea con un regulador 7805 (elemento que

lleva a 5 V los 9 de la bateriacutea) montado sobre el experimentador Se indica la1) Pinza de punta (recta o doblada) En la primera figura dela derecha se muestra una pinza de punta recta Permitetrabajar y manipular los pequentildeos componentes electroacutenicosHay de varios tamantildeos conviene utilizar una detamantildeo pequentildeo (como la palma de la mano)2) Alicate Puede verse en la segunda figura de la derechaSe utiliza para cortar alambre de cobre y si tiene unahendidura en sus filos (conveniente) sirve para pelarcables delgados Localmente se consigue un juego decuatro (alicate punta recta punta doblada y punta plana)por $ 8- y es de calidad bastante aceptableEl experimentador es un tablero deplaacutestico con una serie de agujerosconectados eleacutectricamente entre siacuteInsertando los componentes en losagujeros y teniendo en cuenta coacutemoestaacuten estos conectados se puedearmar el circuito que uno desee Enlas figuras de la derecha se observa elaspecto y la construccioacuten de estedispositivo Los que se consiguenlocalmente en el mercado tienen porlo general dos liacuteneas longitudinales(en x y en y) en lugar de una sola comose muestra en las figuras En lafigura superior se observa elexperimentador con sus agujeros y enla inferior las uniones eleacutectricasCosto $ 7 a $ 9-Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 6forma de construirla en la actividad Nordm 3 del capiacutetulo 2 (costo inferior a $ 1)b) Usar la fuente de la computadora para lo cual es necesario instalar unfusible y dos bornes en la parte posterior de la PC para poder hacer las

conexiones Se indica la forma de construirla en la actividad Nordm 2 del capiacutetulo4 (Costo inferior a $ 3 maacutes un poco de trabajo personal) c) Construir unafuente regulada alimentada desde la red mediante un transformador Requiereun poco maacutes de trabajo y en particular trabajar con soldaduras de estantildeo quepuede representar alguna dificultad para quien nunca trabajoacute con soldaduras(pero buena oportunidad para comenzar) Costo inferior a los $ 12-6) Multiacutemetros otesters Hay en laactualidad en elmercado una granoferta demultiacutemetros conprecios desde $ 5hasta $ 500 y maacutesLos multiacutemetroseran todos analoacutegicoso de agujahasta hace unos1520 antildeosque comenzaron a salir los digitales con principios de medicioacuten completamenteelectroacutenicos Hoy en diacutea si bien todaviacutea se consiguen los analoacutegicos lomaacutes sensato es adquirir uno digital por su mayor precisioacuten comodidad de lecturarobustez etc El aspecto exterior de ambos multiacutemetros es el que seobserva en las figuras precedentesParaacutemetro medido Paraacutemetro medidoItem RangoRango de medicioacutenItem RangoRango de medicioacuten200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V20V 10mV a 20V

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

Verde 5 100000Azul 6 1000000Violeta 7 10000000Gris 8 100000000Blanco 9 1000000000Tolerancias Sin color plusmn 20 Color Plata plusmn 10 Color Oro plusmn 5 Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 5Elementos que componen el laboratorio miacutenimoEn cuanto a herramientas pueden utilizarse herramientas econoacutemicas del tipo delas que se venden en las importadoras pero tener cuidado pues por el mismoprecio hay calidades muy diferentes Se recomienda adquirir3) Juego de destornilladores Es necesario un par de pequentildeos de pequentildeos destornilladoresuno de punta plana y otro de punta philips (en cruz) El juego dedestornilladores cuesta entre $ 2 y $ 54) Otro elemento muy uacutetil es el experimentador o breadboard pues permitearmar y probar circuitos de relativa complejidad sin necesidad de hacersoldaduras5) Una pequentildea fuente de corrientecontinua Inicialmente se recomienda una bateriacutea de 9 V (son las prismaacuteticascon los bornes + y - en el mismo extremo) adquiriendo ademaacutes elcorrespondiente conector para poderla conectar al experimentador del puntoanterior Con respecto a esta fuente al comenzar a trabajar con el puertoparalelo se requiere en realidad una de 5 V Para esto tenemos tresalternativas a) Usar la misma bateriacutea con un regulador 7805 (elemento que

lleva a 5 V los 9 de la bateriacutea) montado sobre el experimentador Se indica la1) Pinza de punta (recta o doblada) En la primera figura dela derecha se muestra una pinza de punta recta Permitetrabajar y manipular los pequentildeos componentes electroacutenicosHay de varios tamantildeos conviene utilizar una detamantildeo pequentildeo (como la palma de la mano)2) Alicate Puede verse en la segunda figura de la derechaSe utiliza para cortar alambre de cobre y si tiene unahendidura en sus filos (conveniente) sirve para pelarcables delgados Localmente se consigue un juego decuatro (alicate punta recta punta doblada y punta plana)por $ 8- y es de calidad bastante aceptableEl experimentador es un tablero deplaacutestico con una serie de agujerosconectados eleacutectricamente entre siacuteInsertando los componentes en losagujeros y teniendo en cuenta coacutemoestaacuten estos conectados se puedearmar el circuito que uno desee Enlas figuras de la derecha se observa elaspecto y la construccioacuten de estedispositivo Los que se consiguenlocalmente en el mercado tienen porlo general dos liacuteneas longitudinales(en x y en y) en lugar de una sola comose muestra en las figuras En lafigura superior se observa elexperimentador con sus agujeros y enla inferior las uniones eleacutectricasCosto $ 7 a $ 9-Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 6forma de construirla en la actividad Nordm 3 del capiacutetulo 2 (costo inferior a $ 1)b) Usar la fuente de la computadora para lo cual es necesario instalar unfusible y dos bornes en la parte posterior de la PC para poder hacer las

conexiones Se indica la forma de construirla en la actividad Nordm 2 del capiacutetulo4 (Costo inferior a $ 3 maacutes un poco de trabajo personal) c) Construir unafuente regulada alimentada desde la red mediante un transformador Requiereun poco maacutes de trabajo y en particular trabajar con soldaduras de estantildeo quepuede representar alguna dificultad para quien nunca trabajoacute con soldaduras(pero buena oportunidad para comenzar) Costo inferior a los $ 12-6) Multiacutemetros otesters Hay en laactualidad en elmercado una granoferta demultiacutemetros conprecios desde $ 5hasta $ 500 y maacutesLos multiacutemetroseran todos analoacutegicoso de agujahasta hace unos1520 antildeosque comenzaron a salir los digitales con principios de medicioacuten completamenteelectroacutenicos Hoy en diacutea si bien todaviacutea se consiguen los analoacutegicos lomaacutes sensato es adquirir uno digital por su mayor precisioacuten comodidad de lecturarobustez etc El aspecto exterior de ambos multiacutemetros es el que seobserva en las figuras precedentesParaacutemetro medido Paraacutemetro medidoItem RangoRango de medicioacutenItem RangoRango de medicioacuten200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V20V 10mV a 20V

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

lleva a 5 V los 9 de la bateriacutea) montado sobre el experimentador Se indica la1) Pinza de punta (recta o doblada) En la primera figura dela derecha se muestra una pinza de punta recta Permitetrabajar y manipular los pequentildeos componentes electroacutenicosHay de varios tamantildeos conviene utilizar una detamantildeo pequentildeo (como la palma de la mano)2) Alicate Puede verse en la segunda figura de la derechaSe utiliza para cortar alambre de cobre y si tiene unahendidura en sus filos (conveniente) sirve para pelarcables delgados Localmente se consigue un juego decuatro (alicate punta recta punta doblada y punta plana)por $ 8- y es de calidad bastante aceptableEl experimentador es un tablero deplaacutestico con una serie de agujerosconectados eleacutectricamente entre siacuteInsertando los componentes en losagujeros y teniendo en cuenta coacutemoestaacuten estos conectados se puedearmar el circuito que uno desee Enlas figuras de la derecha se observa elaspecto y la construccioacuten de estedispositivo Los que se consiguenlocalmente en el mercado tienen porlo general dos liacuteneas longitudinales(en x y en y) en lugar de una sola comose muestra en las figuras En lafigura superior se observa elexperimentador con sus agujeros y enla inferior las uniones eleacutectricasCosto $ 7 a $ 9-Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 6forma de construirla en la actividad Nordm 3 del capiacutetulo 2 (costo inferior a $ 1)b) Usar la fuente de la computadora para lo cual es necesario instalar unfusible y dos bornes en la parte posterior de la PC para poder hacer las

conexiones Se indica la forma de construirla en la actividad Nordm 2 del capiacutetulo4 (Costo inferior a $ 3 maacutes un poco de trabajo personal) c) Construir unafuente regulada alimentada desde la red mediante un transformador Requiereun poco maacutes de trabajo y en particular trabajar con soldaduras de estantildeo quepuede representar alguna dificultad para quien nunca trabajoacute con soldaduras(pero buena oportunidad para comenzar) Costo inferior a los $ 12-6) Multiacutemetros otesters Hay en laactualidad en elmercado una granoferta demultiacutemetros conprecios desde $ 5hasta $ 500 y maacutesLos multiacutemetroseran todos analoacutegicoso de agujahasta hace unos1520 antildeosque comenzaron a salir los digitales con principios de medicioacuten completamenteelectroacutenicos Hoy en diacutea si bien todaviacutea se consiguen los analoacutegicos lomaacutes sensato es adquirir uno digital por su mayor precisioacuten comodidad de lecturarobustez etc El aspecto exterior de ambos multiacutemetros es el que seobserva en las figuras precedentesParaacutemetro medido Paraacutemetro medidoItem RangoRango de medicioacutenItem RangoRango de medicioacuten200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V20V 10mV a 20V

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

conexiones Se indica la forma de construirla en la actividad Nordm 2 del capiacutetulo4 (Costo inferior a $ 3 maacutes un poco de trabajo personal) c) Construir unafuente regulada alimentada desde la red mediante un transformador Requiereun poco maacutes de trabajo y en particular trabajar con soldaduras de estantildeo quepuede representar alguna dificultad para quien nunca trabajoacute con soldaduras(pero buena oportunidad para comenzar) Costo inferior a los $ 12-6) Multiacutemetros otesters Hay en laactualidad en elmercado una granoferta demultiacutemetros conprecios desde $ 5hasta $ 500 y maacutesLos multiacutemetroseran todos analoacutegicoso de agujahasta hace unos1520 antildeosque comenzaron a salir los digitales con principios de medicioacuten completamenteelectroacutenicos Hoy en diacutea si bien todaviacutea se consiguen los analoacutegicos lomaacutes sensato es adquirir uno digital por su mayor precisioacuten comodidad de lecturarobustez etc El aspecto exterior de ambos multiacutemetros es el que seobserva en las figuras precedentesParaacutemetro medido Paraacutemetro medidoItem RangoRango de medicioacutenItem RangoRango de medicioacuten200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V20V 10mV a 20V

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

TensioacutenAlterna(AC-V) 750V 1V a 750V200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mATensioacutenContinua(DC-V)1000V 1V a 1000VCorrienteAlterna(AC-A) 20A 10mA a 20ordf20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nFCorrienteContinua(DC-A)20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF200-ohm 01-ohm a 200-ohmCapacitancia20μF 10nF a 20μF2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz20k-ohm 10-ohm a 20k-ohmFrecuencia20KHZ 10Hz a 20KHz200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50degC a +1000degC2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the transistor20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caiacuteda de tensioacuten enconduccioacuten directaResistencia200Mohm100k-ohm a 200MohmLogica Muestra un alto o un bajoEn la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un tester digital muycompleto En general los de calidad intermedia tanto analoacutegicos comodigitales miden solamente tensioacuten continua y alterna corriente continua y

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

resistencia y tal vez con menores rangos de medicioacuten pero estos paraacutemetrosson suficientes para un pequentildeo laboratorio de electroacutenica Tal vez en unaprimera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se vende en superCapiacutetulo2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 7mercados) pero debemos estar conscientes que adquirimos un producto debaja calidad con los riegos consabidos Auacuten asiacute para nuestro curso essuficiente7) Soldadores para estantildeo y soporte para soldador (No imprescindible para elcurso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los debutantes de laelectroacutenica lo constituye la soldadura de estantildeo de los componentes a su tarjetade soporte o circuito impreso No se daraacuten detalles en este punto sobre lasteacutecnicas para soldar sino soacutelo los detalles de la herramienta utilizada Elsoldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de potencia caloriacutefica y supunta idealmente debe ser ceraacutemica no de cobre Tambieacuten es recomendabledisponer de un soporte para el soldador que evita muchos accidentes y ademaacutesposee una esponja esencial para mantener limpia la punta El soldador de puntaceraacutemica mediana maacutes el soporte de soldador cuesta en el orden de los $ 12-Nota Precios en Pesos o Doacutelar al Puacuteblico al mes de Junio del 2001Componentes de electroacutenica baacutesica que se utilizaraacuten durante el cursoHemos visto ya las resistencias cuando hablamos de la Ley de Ohm Debemos verademaacutes algunos pocos componentes adicionales que son los que utilizaremos en

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

los circuitos con que experimentaremosDiodos y LedsUn diodo es para la corriente como una calle de una mano uacutenica es para losautomoacuteviles Actuacutea como conductor de la corriente cuando se conecta el polo + dela bateriacutea a su aacutenodo y el polo - a su caacutetodo pero actuacutea como un aislante cuandoestas conexiones se invierten El diodo es el elemento maacutes simple del grupo de lossemiconductores al igual que los diodos LED dentro de este grupo es maacutescomplejo el transistor y mucho maacutes sofisticados son los circuitos integradosa) Con esta polarizacioacuten eldiodo D1 no conduce y lacorriente que circula por elcircuito es I = 0b) Con esta polarizacioacuten el diodo D2conduce y la corriente I debe serlimitada por la resistencia R1 demanera queI1 = 5 R1I1c) Cuando se aplica al circuito unatensioacuten de corriente alterna (AC)el diodo conduce soacutelo en el semicicloen que el aacutenodo queda polarizadopositivamente y en este casola corriente debe igualmente serlimitada por la resistencia R2Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 8Aspectos constructivos y simbologiacutea del diodoEl diodo maacutes comuacuten tiene un tamantildeo similar al de una resistencia de frac12 Watt conun alambre en cada extremo para hacer las conexiones tal como se observa en laparte central de la figura anterior Los diodos por lo general vienen identificados

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

por nuacutemeros precedidos de 1N Por ejemplo un tipo de diodo muy comuacuten es el1N4148 que tiene encapsulado plaacutestico y puede conducir corrientes del orden de 1A Cuando los diodos soportan corrientes mayores vienen encapsulados en metaly pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de amperes Notar que parael encapsulado plaacutestico el caacutetodo es identificado por una raya o franja de colorgeneralmente plateado colocada proacutexima a eacutel Algunos diodos tienen impresa unaflecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior que determinaigualmente en forma inequiacutevoca cual es el caacutetodo y cual el aacutenodoDiodos LED Deteccioacuten de salidas digitales del puerto paraleloExiste un tipo particular de diodos que se ilumina cuando la corriente pasa por eacutelque recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode) Su forma es diferenteya que en un extremo tiene forma de burbuja a los efectos de que el mismoencapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que emite En tal encapsuladoque es el maacutes comuacuten el caacutetodo es el alambre maacutes corto que a su vez se correspondecon un corte o chanfle en la base circular del LED Por otra parte elaacutenodo corresponde al alambre de conexioacuten maacutes largoEl brillo del LED es proporcional a la intensidadde la corriente que pasa por eacutel pero una corrienteexcesiva obviamente lo puede dantildear por lo quecualquier circuito que lleve LEDs debe llevarresistencias para limitar la corriente que circularaacutepor eacutel En este punto nos vamos a detener por suimportancia dado que con mucha frecuenciausaremos LEDs para determinar si una ciertaliacutenea digital se encuentra en 1 o en 0El LED puede utilizarse como acabamos de mencionar para detectar el estado

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

loacutegico de una determinado pin o liacutenea de salida del puerto paralelo de la PCAunque todaviacutea no sabemos queacute es una liacutenea de salida del puerto paralelo lotomemos como que es un punto de conexioacuten que puede tener un potencial de 5 V(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1 loacutegico o de 0 V cuando eneacutel hay un 0 loacutegico Ademaacutes esta suerte de fuente o bateriacutea de 5 V puede entregaruna corriente maacutexima de 0001 A = 1 mA (este valor es conservador algunosautores admiten hasta 7 mA) Para complicar un poco maacutes esta parte diremos quela misma liacutenea de salida cuando estaacute en un 0 loacutegico puede recibir hasta unaCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 9corriente maacutexima de 001 A = 10 mA (este valor es conservador algunos autoresadmiten hasta 15 mA) Veamos en la figura de que se trata todo estoNotemos que en ambas figuras el LED enciende por cuanto tiene aplicado unpotencial positivo a su aacutenodo y negativo a su caacutetodo Sin embargo en la figura dela izquierda la fuente es el puerto paralelo y eacuteste no puede entregar maacutes de 1 mAque obviamente debe ser limitado por R1 En la figura de la derecha la fuente esexterna al puerto paralelo y en este caso el puerto recibe una corriente desdeafuera que aquiacute puede llegar hasta 10 mA que tambieacuten debe ser limitada por R1Ahora bien cuando por un LED circula 1 mA praacutecticamente no se nota suluminiscencia ya que para eacutel eacutesta en una corriente muy baja Consecuentementepara encender un LED con un 1 loacutegico es necesario amplificar la salida mediante

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

un transistor como se veraacute maacutes adelante En la segunda figura con 10 mA se notaperfectamente la luminiscencia del LED encendido de manera que en las primeraspruebas usaremos esta disposicioacuten para detectar las salidas loacutegicas del puerto porser maacutes sencillo su conexionado (solo una resistencia y un LED) Claro que de estaforma deberemos tener presente que si el LED estaacute apagado hay un 1 loacutegico yviceversaFinalmente veamos coacutemo se calcula R1 Por supuesto se usa la Ley de Ohm de lamisma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la paacutegina 8 pero con unapequentildea diferencia en aquel caso hemos despreciado la caiacuteda de potencial que seproduce en el diodo pues en los diodos comunes estaacute por debajo de los 07 V(aunque en rigor debioacute ser considerada) En los diodos LED esta caiacuteda de potencialronda los 16 V la que debe ser considerada de esta formaObservar en la figura que la caiacuteda depotencial en el LED tiene sentido opuestoal de la fuente por lo que la ILED seraacuteILED = (5 - VLED) R1Como usaremos el esquema en que el puertorecibe corriente ILED seraacute de 001 A ycomo VLED = 16 V entonces R1 seraacuteR1 = 340 OhmAdoptaremos resistencias de 330 Ohm quees el valor que se obtiene comercialmenteTransistoresdel puerto paraleloal puertoparaleloCon un 1 loacutegico seilumina el LED(I max = 1 mA)Con un 0 loacutegico seilumina el LED(I max = 10 mA)

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

(LED)ILED+ -Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001

El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que una corriente pequentildeacontrole una gran corriente Esto hace al transistor una herramienta muy uacutetilpara amplificar sentildeales deacutebiles o para controlar el encendido yo apagado de dispositivosque consumen mucha corriente y que por este motivo no pueden serconectados en forma directa al elemento de controlEn la figura de la izquierda vemos lossiacutembolos esquemaacuteticos de los dos tipos detransistores maacutes comunes el NPN y elPNP Como vemos tienen tres patitas oalambres para el conexionado que recibenel nombre de colector base y emisor Lacorriente de control (la maacutes deacutebil) circula a traveacutes la base y el emisor mientrasque la corriente controlada (la maacutes importante) circula a traveacutes del colector yemisor Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones de lo maacutes variadaspero los maacutes comunes son los denominados de tipo bipolar y corresponden a losesquemas dados en la figuraLa CARGA indicada en las figuras puede ser el LED referido anteriormente Enla figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo en el modo en que elpuerto paralelo entrega corriente controlando un LED para que eacuteste enciendacon un 1 loacutegico consumiendo no maacutes de 1 mA del puerto paralelo Por supuestodeberemos colocar ademaacutes una resistencia en serie con la carga (no indicada en lafigura) para que limite la corriente del LED a no maacutes de 20 mA (de esta forma no

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

hay problemas y lo veremos bien brillante) Tambieacuten se observa en la figura laresistencia colocada en serie con la base que se elige de acuerdo con lascaracteriacutesticas del transistor y para limitar a 1 mA la corriente del puerto paraleloSu caacutelculo no es complejo pero no lo veremos aquiacute El valor de esta resistenciaestaacute en el orden de los 3000 a 4000 OhmCon esta disposicioacuten comprobaremos que podemos no soacutelo controlar un LED conel puerto paralelo sino tambieacuten otros elementos como los releacutes que a su vez nospermiten manejar cargas importantes por ejemplo el encendido y apagado deresistencias eleacutectricas de un horno eleacutectricoNotar en la figura anterior que el puerto entrega corriente y se conecta la cargaaplicando un 1 loacutegico con el puerto paralelo (figura de la izquierda) o recibecorriente y se conecta la carga aplicando un 0 loacutegico con el puerto paralelo (si seutiliza la disposicioacuten indicada en la figura de la derecha) Esta diferencia se debe ala forma de trabajo de los transistores NPN y PNP en cuanto al sentido decirculacioacuten de la corriente por ellosReleacutes (Relays)Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado grande para hacerlo conun transistor o no es conveniente hacerlo mediante transistores (los transistoresque manejan grandes potencias son caros o tal vez difiacuteciles de conseguir) serecurre entonces a los releacutesQ3NPNBase Q5PNPColectorEmisorColector

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

BaseEmisorFuente FuenteCARGACARGALiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(0 = ON)Liacutenea (Pin) delPuerto Paralelo(1 = ON)Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 11Los releacutes son sencillamente switches o interruptores comandados por el flujoproducido por una bobina electromagneacutetica al ser eacutesta energizada mediante unacorriente eleacutectrica Los contactos de un releacute pueden conectar o interrumpirfaacutecilmente 10 A mientras que su bobina se activa con corrientes del orden de los100 mA que a su vez ya puede manejarse sin problemas con un transistorEn la figura no se han dibujado loscontactos del releacute ya que no haycontinuidad eleacutectrica entre eacutestos y elcircuito dibujado (solo se relacionanmediante el flujo magneacutetico)El objeto de colocar el diodo en paralelocon la bobina es proteger al transistorde la corriente inversa que originala bobina cuando se interrumpe laalimentacioacuten del circuitoEl conjunto funciona de la siguiente manera Cuando se enviacutea un 1 loacutegico por elpin del puerto paralelo circula una pequentildea corriente por la base del transistorpero que es suficiente para establecer la corriente desde +FUENTE a tierra

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

pasando por la bobina electromagneacutetica del releacute el colector y el emisor deltransistor Al pasar la corriente por la bobina del releacute se cierran los contactos delmismo poniendo en funcionamiento el dispositivo que se desea controlarCuando se aplica un 0 loacutegico por el pin del puerto paralelo el transistor deja deconducir cesa de circular corriente a traveacutes de la bobina del releacute y se abren loscontactos de eacuteste desconectando el dispositivo controlado Durante el corto tiempoque dura la desconexioacuten la energiacutea que se encontraba almacenada en la bobinaprovoca la circulacioacuten de la corriente a traveacutes del diodo pero no a traveacutes deltransistor evitaacutendose en consecuencia que eacuteste se pueda dantildearInterruptores Generacioacuten de entradas loacutegica (1acutes y 0acutes) para la computadoraUn elemento muy sencillo y de mucho uso son los interruptores que como loindica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer) la corriente en undeterminado circuito Hay una gran variedad de interruptores pero el queutilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua (de poca tensioacuten (5 a 12V) y de poca corriente (001 a 02 A)) es uno denominado tact-switch El tactswitchviene de dos contactos o de cuatro contactos es un elemento muy pequentildeo(5 x 5 mm el de cuatro contactos) apto para colocar en el experimentador Es deaccionamiento externo (no automaacutetico) cierra cuando se presiona y abre si se dejade presionar Esta forma de operar se designa tambieacuten como normalmente abiertoEl aspecto del Tact Switch de cuatrocontactos visto desde arriba es el quese observa en la figura de la izquierday en los circuitos esquemaacuteticos habitualmente

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

encontraremos un siacutembolocomo el S2 de la figura de la derechaFUENTEBobinaelectromagneacuteticadel ReleacuteDIODOLiacutenea (Pin) delPuerto Paralelo1 = ONS2 S4Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 12Estos pequentildeos interruptores nos resultaraacuten de mucha utilidad para generar 1acutes y0acutes loacutegicos lo que se logra en forma sencilla con los siguientes circuitosEl circuito de la izquierda indica conclaridad que si no estaacute accionado el TactSw el pin del puerto por el que deseo ingresarla sentildeal queda conectado a los + 5Va traveacutes de la resistencia de 10 KΩ Lospines de entrada del puerto paralelo vistosdesde afuera tienen una muy alta impedancia(podemos pensarla como una resistencia)interna de manera que la circulacioacutende corriente a traveacutes de la resistencia de 10KΩ sumada a la impedancia interna de lospines del puerto provoca la circulacioacuten deuna corriente muy baja a traveacutes de laresistencia de 10 KΩ (algunos microamperes) Si fuesen 10 μA los que circulanpor la resistencia de 10 KΩ la caiacuteda de potencial a traveacutes de ella seriacutea de 10000 Ωx 000001 A = 01 V es decir que el puerto tendriacutea aplicados 49 V lo que esconsiderado por la computadora como un 1 loacutegicoCuando se acciona el tact sw el pin del puerto paralelo queda conectado directamente

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

a tierra y esta situacioacuten es considerada como un 0 loacutegico por lacomputadora La resistencia de 10 KΩlimita la corriente de la fuente que en estasituacioacuten queda conectada a tierra demanera que la fuente debe erogar soacuteloI = 5 V 10000 Ω = 00005 Alo que no constituye ninguacuten problema parala fuente cualquiera sea su tipoPlanteadas las cosas de esta manera funcionansin inconvenientes Pero las modernasPC tienen puertos bidireccionales quesignifica que el mismo pin puede usarsecomo entrada o como salida conforme la funcioacuten que se le asigne mediantesoftware En esta situacioacuten o si nos equivocamos en la conexioacuten del pin yconectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de entrada entoncesestaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene una tensioacuten de 5 Vcon lo que seguramente provocaremos un dantildeo permanente a nuestra tarjeta delpuerto paralelo Para prever esta eventualidad es muy conveniente utilizar elsegundo circuito presentado en la paacutegina anterior cuya uacutenica diferencia consisteen haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada del pin y que limitaraacutela corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actuacutea como salida y simultaacuteneamenteacciono el tact switchOptoacopladores Aislamiento de sentildeales de entradaEn muchas aplicaciones de control mediante computadora nos encontraremos frecuentementecon que deberemos ingresar en la PC sentildeales que pueden ser10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

APRETANDO = 0 Tact Switch10 KEntrada al pindel puertoparaleloSIN APRETAR = 1APRETANDO = 0 Tact SwitchCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 13portadoras de sobretensiones indeseadas como puede ser por ejemplo lostransitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo de motorPara evitar este peligro y para hacer maacutes segura la comunicacioacuten con la PC esmuy recomendable el uso de optoacopladores que como su nombre indicasignifica acoplar (las sentildeales) mediante la luz El optoacoplador es un sencillocircuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un diodo similar al LED)y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en lugar de una pequentildeacorriente como se ha visto De esta forma cualquier variacioacuten de la sentildeal deentrada provocaraacute una variacioacuten en la luz producida por el diodo la que a su vezmediante el transistor produciraacute una sentildeal a la salida con una forma de variacioacutenigual a la de la entrada pero que no tiene ninguna conexioacuten eleacutectrica con ellaEste es un modo muy conveniente de aislar la computadora del mundo exterior ypuede utilizarse tanto para las sentildeales que entran como para las sentildeales que salende la PCEl 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el comercio local a uncosto no superior a los $ 050 la unidadEstabilizadores de tensioacuten

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

El estabilizador de tensioacuten del 2000 es un sencillo circuito integrado de soacutelo trespatitas una entrada una salida y la conexioacuten a tierra Lo extraordinario de esteintegrado es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la entrada nos entrega5 V estables a la salida Soacutelo se le debe agregar un par de capacitores como seindica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento estable Como si fuerapoco su costo es menor a $ 1- Todas estas cualidades lo hacen sumamente uacutetilpara nuestros propoacutesitos ya que nos permite construir excelentes fuentes decorriente continua con un gasto miacutenimoEl 7805 viene en dos tipos de empaques en funcioacuten de la corriente que puedenmanejar el TO-220 admite hasta400 mA sin disipador de calor yhasta 1 A con disipador Eldisipador de calor essimplemente una chapa dealuminio plana o en forma de Ucon un agujero para sujetarlafuertemente mediante tuerca ytornillo al 7805 (TO-220) quetiene tambieacuten un agujero coneste finCualquiera de estos reguladorespuede usarse para construirEntrada de sentildeal Sin conectarSalida de sentildeal aislada78L05 (TO-092)(Visto desde arriba)Salida + 5VMaacutex 1 A c disipadorMaacutex 400 mA s disipSalida + 5VMaacuteximo 100 mANo admite disipadorde calor

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

Capiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 14nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados aunque se deben tenerpresente algunos consejos praacutecticosLa fuente maacutes sencilla y econoacutemica seraacute sin duda el 78L05 alimentado con unabateriacutea de 9 V Esto funciona bien y es suficiente para las aplicaciones didaacutecticassencillas que veremos a lo largo de este curso El 78L05 tambieacuten funciona con loscapacitores indicados en el esquema del 7805 No conviene colocar el 7805 en labateriacutea de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotaraacute muy raacutepido la bateriacuteaEs necesario aclarar que el 7805 (y tambieacuten el 78L05) disipan tanto maacutes calor (enel orden de 5 mA sin carga) cuanto maacutes alta es la tensioacuten de entrada por encima delos 6V En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo con una bateriacutea de 9V pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12 o 15 V de continuaentonces debemos usar el 7805 con disipador de calorCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 15Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller delCapiacutetulo 2Actividad Nordm 1Arme en el experimentador elcircuito que se muestra en la figurade la derecha Utilice dos valorespara R1 330 Ω y 1 KΩ Calcule encada caso el valor de ILED Observeel brillo del LED que tiene en cadacaso Saque Ud las conclusiones yanoacutetelas Considere la caiacuteda de

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

tensioacuten en el LED VLED = 16 VActividad Nordm 2Utilizando el mismo esquema de la actividad Nordm 1 coloque en serie dos resistenciasde 330 Ω en el lugar de R1 Calcule ILED y observe el brillo del LEDLuego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo calcule ILED y observe elbrillo del LEDRepita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ conectadas en serieActividad Nordm 3Construccioacuten de una fuente estabilizada en 5 V alimentada con una bateriacutea de9 V Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente estabilizada de 5 Vpara que las posteriores actividades sean ya encaradas en la misma tensioacuten quedebemos usar al conectarnos a la computadora Sobre el experimentador armaremosel circuito de la figura dela izquierda debemos insertar enlas barras + y - los cables rojo ynegro del conector de la bateriacuteade 9 V Como este cable es muyfino debemos sujetarlo firmemente(mejor si pudieacuteramos soldarlo)a un cable maacutes grueso oacutealambre fino como para podersacarlo y ponerlo faacutecilmente delexperimentador muchas veces yaque si la bateriacutea se deja permanentemente conectada se descargaraacute Una buenaalternativa es incluir un tact switch en el circuito de la bateriacutea antes de derivar elcapacitor C1 Los valores que usaremos para los capacitores seraacuten C1 = 033 μF yC2 = 01 μF En el punto 1 del 78L05 deberiacuteamos medir 5 V con respecto a tierracuando la bateriacutea estaacute conectada Es conveniente armar este circuito en un extremo

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

- 1 estabilizador de tensioacuten 78L05

del experimentador en el menor espacio posible para dejar el experimentadorlibre para las otras experiencias que haremos sobre eacutel(LED)ILED+ -Bateriacutea9 VVLEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 16Actividad Nordm 4Arme el circuito dado en la actividad Nordm 1 soacutelo con la resistencia de 330 Ω y lafuente de 5 V Observe el brillo que tiene el ledActividad Nordm 5Verificacioacuten del efecto de amplificacioacuten de un transistor Armar en el experimentadorel circuito que se reproduce a continuacioacuten Observar que amboscircuitos son ideacutenticosEl transistor 2N3904 visto desde arriba se identifica comose muestra en la figura Debemos tener precauciones y noconfundirnos pues de lo contrario podemos dantildear el transistorRecordemos entonces que esta configuracioacutencorresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en elexperimentador es decir desde arribaUna vez armado el circuito verificaremos que al apretar S1 encenderaacute el LED conuna buena intensidad de manera que por eacutel deben estar circulando en el orden delos 20 mA Sin embargo en el circuito de la base estamos en el orden de los 25mA (si se desprecia la caiacuteda de potencial en el transistor) O sea que estamoscomandando el encendido del LED con 25 mA que es una corriente bien

admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

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admitida por el puerto paralelo de la computadora y de esta forma podriacuteamosdetectar un 0 o un 1 loacutegico directamente desde el puerto con el LED (y eltransistor por supuesto)Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un releacute tal como se ha vistoen teoriacutea con lo que pueden manejarse cargas mucha maacutes importantes auacutenC EBCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 17Actividad Nordm 6Utilizacioacuten de un optoacoplador para aislar la salida de la PC del exteriorArmando el circuito de la figura en el mismo experimentador en que hemosarmado la fuente regulada de 5V a partir de la bateriacutea podemos comprobarsencillamente como trabaja el optoacoplador La tensioacuten de +9 V indicados esevidentemente la de nuestra bateriacutea y los +5 V corresponden a la tensioacuten de salidadel 7805 El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal como el LED D1 oun releacute un pequentildeo servomotor etcEn el lugar del interruptor S1 se puede colocar un pin del puerto paralelo dondeun 0 loacutegico equivaldraacute a cerrar S1Veamos como funcionaSi S1 estaacute abierta el punto 1-2 estaacute aislado de tierra y el diodo del 4N25 noconduce (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 loacutegico al punto 1-2 o sea5V tenemos exactamente la misma situacioacuten el diodo del 4N25 no conduce) Sino conduce el diodo del 4N25 tampoco lo hace su transistor luego la base del

transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

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transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9 V mediante R3) y eneste caso T1 siacute conduce (circuito colector - emisor) por lo que el LED enciendeen correspondencia con el 1 loacutegico simulado por S1Si S1 estaacute cerrada el diodo del 4N25 conduce como asiacute tambieacuten su transistorquedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1 deje de conducir atraveacutes del colector - emisor apagaacutendose en consecuencia el LEDCapiacutetulo 2Electroacutenica Baacutesica - Componentes de Electroacutenica ndash 2001Autor ING Jorge J Ferrero Bajado de 18Listado de materiales necesarios para las actividades del Laboratorio TallerCapiacutetulo 2- 5 resistencias de 330 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 470 Ω tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 5 resistencias de 1 KΩ tolerancia 5 disipacioacuten frac14 watt- 2 resistencias de 10 KΩ- 1 capacitor ceraacutemico de 01 μF- 1 capacitor electroliacutetico de 10 μF- 5 LEDacutes de diferentes colores 5 mm de diaacutemetro- 1 Experimentador- 1 bateriacutea de 9 V- 1 conector para bateriacutea de 9 V- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)- 2 transistores 2N3904- 1 optoacoplador 4N25

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