Electrónica básica

 La electrónica es la rama de la física y la ingeniería que estudia el control y el flujo de electrones a través de un medio material, mediante el diseño de dispositivos electrónicos. Estos dispositivos se denominan circuitos electrónicos que se encargan de modificar las señales eléctricas y permiten desde el control de dispositivos hasta el almacenamiento de datos en complejos sistemas informáticos. Su versatilidad es tal que uniendo sistemas electrónicos con sistemas de ingeniería del software es posible realizar complejos sistemas de control, basados en PC. Está presente en prácticamente cualquier aparato de la vida moderna, de una u otra maneraCorriente, Tensión, Resistencia y Potencia

La Corriente eléctrica o Intensidad Eléctrica es el flujo de carga eléctrica (electrones) que recorre un material conductor en una cantidad de tiempo. La Intensidad (I) Se mide en Amperios (A). En el símil hidráulico equivale al caudal de un conducto de agua. Corriente y Tensión suelen confundirse y no son lo mismo.
La Tensión eléctrica, Diferencia de potencial o Voltaje es la diferencia de potencial entre dos puntos. Cuando entre dos puntos existe una diferencia de potencial y se unen con un conductor comienza el flujo de electrones. Si no hay diferencia de potencial entre los dos puntos no hay flujo de electrones entre ellos y por lo tanto no hay corriente. También se puede definir como la cantidad de trabajo que se ejerce para mover un electrón. Se mide en Voltios (V). En el símil hidráulico equivale a la presión de agua.
La Resistencia eléctrica es la oposición o resistencia que presenta un material al movimiento de los electrones. Se mide en Ohmnios (Ohm). En el símil hidráulico corresponde al diámetro del conducto del agua.
La Potencia eléctrica es la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. Se calcula como el producto de la corriente (A) por la diferencia de potencial (V) y se mide en vatios (W).

Pinzas, Alicates y Pinzas de Corte

Las herramientas de mano para taller electrónico son fundamentales, ya que estas herramientas son la extensión mecánica de nuestras manos o nuestros dedos, siempre hay cosas que debemos doblar, apretar o desajustar, y usando nuestras manos no vamos a lograr hacerlo y nos vamos a lastimar. En este aspecto las herramientas de mano para electrónica serán los alicates o pinzas. En ciertas ocasiones una pinza de nariz larga nos ayudará a acceder a espacios donde nuestros dedos no alcanzan a llegar, estas herramientas me han salvado muchas veces y me han ahorrado demasiado tiempo valioso.

Las pinzas de corte también son consideradas herramientas de mano, y son una de las 10 herramientas básicas para electrónica. En muchas ocasiones es necesario cortar cables, y una piza de corte hará el trabajo mucho más fácil para nosotros. Estas pinzas de corte también son usadas para pelar cables, aunque luego mostraré una herramienta adicional que yo personalmente uso para pelar cables de una manera más exacta y rápida. Hay que tener en cuenta que estas pinzas de corte están clasificadas por el calibre del cable a cortar, hay cables eléctricos muy gruesos que requieren de pinzas de corte más fuertes, en nuestro curso de robótica no vamos a emplear cables gruesos, así que con una pequeña pinza de corte será suficiente.

Soldador o Cautín y Estaño

El soldador o cautín es la herramienta para electrónica más usada, cuando trabajamos haciendo diseños y prototipos tenemos que soldar los componentes a las placas PCB, y el cautín nos hará el trabajo.  El cautín emplea calor para calentar el estaño y hacer que este se derrita sobre la placa y el componente, haciendo que estos queden eléctricamente unidos. Esta es una de las herramientas de electrónica con la que debemos tener mucho más cuidado, ya que por ser una herramienta que genera calor podemos quemarnos, por esto es aconsejable que al iniciar los cursos de electrónica o cursos de robótica para niños esta herramienta sea usada con precaución por un adulto.

Junto con el cautín se debe emplear el estaño, el cual es un delgado alambre que tiene características conductoras excelentes y su capacidad de derretirse al llegar a una temperatura alta hace que sea fácil unir componentes. El estaño tiene la capacidad de pasar de un estado sólido a un estado líquido al exponerse directamente al calor generado por el cautin.  Existen varios tipos de estaño, hay estaños que presentan aleaciones con plomo, titanio o hierro, y tienen varias dimensiones o grosores dependiendo del trabajo que queramos realizar.

Destornilladores

Como les comenté en la historia inicial de este artículo, un simple tornillo nos puede hacer la vida difícil, es por esto que tener un buen kit de destornilladores hará que los tornillos que intentemos desatornillar no se dañen. Hay muchos tipos de destornilladores dependiendo de la cabeza y los podemos clasificar de esta manera:

• Plana o de pala.

• Estrella, de estría o Phillips (Ph)

• Pozidriv (Pz)

• Hexagonales o allen.

• Cuadrada.

• Torx.

• De vaso o de copa

Procura tener un buen kit de destornilladores para evitar dañar la cabeza de los tonillos

Protoboard

El tablero de prototipos o protoboard es una de las herramientas más usadas y más útiles en nuestro taller de electrónica, y por esto la he nombrado dentro las 10 herramientas para electrónicos.  El protoboard nos facilita la realización del primer montaje y puesta en funcionamiento de los prototipos en un proyecto electrónico.

El protoboard se identifica por tener agujeros del tamaño estándar a los pines de la mayoría de los componentes electrónicos con el fin de que dichos componentes puedan ser insertados allí. Los agujeros están interconectados eléctricamente en forma de filas y columnas, de esta manera es muy sencillo realizar el montaje de un circuito electrónico sin necesidad de soldar componentes, agilizando así el desarrollo de un prototipo.

Componentes Varios

Estudiar electrónica no solo implica aprender la teoría del análisis de circuitos, sino también implica realizar prototipos funcionales, y esto requiere lo más importante, tener los componentes electrónicos. Para iniciar deberemos comprar los componentes básicos, estos componentes los podemos ir adquiriendo poco a poco mientras vamos realizando nuestro proyectos, y así ir ampliando nuestro stock.

Así que la idea es ir teniendo inicialmente los siguientes componentes:

• Transistores de uso general PNP
• Transistores de uso general NPN
• Transistores Mosfet
• Diodos
• Diodos Zener
• Led de varios colores
• Resistencias de varios valores (¼ o ⅛ de wattio)
• Capacitores electrolíticos
• Reguladores de tensión
• Potenciómetros (resistencias variables)
• Altavoces pequeños

Cables de Conexión

Siempre es necesario tener cables o jumpers de conexión, esto nos ahorrará mucho tiempo al momento de realizar algún montaje en el protoboard. Te recomiendo tener cables de colores, ya que te será mucho más fácil identificar colores en el momento de hacer alguna conexión.

Personalmente me ha servido el trabajar con cables de colores ya que al hacer un conector es mucho más sencillo recordar o identificar colores y te ahorrará muchos dolores de cabeza

Fuente de Energía

Llegamos a otra de las herramientas importantes en electrónica, gracias a esta herramienta podemos poner en funcionamiento todos nuestros proyectos de robótica, es la fuente de energía o también llamada fuente de alimentación o poder. Esta herramienta es fundamental en la electrónica.

Existe una gran variedad de fuentes de energía, y cada tipo de fuente tiene unos valores de trabajo específicos. En el momento de escoger una fuente de energía debemos saber que tipo de carga vamos a alimentar, vamos a consumir mucha corriente? Vamos a usar una fuente variable? O una fuente fija?.

Existen fuentes de alimentación lineales y fuentes de alimentación switcheadas cada una se usa en casos específicos.

Cuando yo inicié a aprender electrónica, la primera fuente de energía la realicé yo mismo, y hacer este tipo de proyectos es demasiado útil para aprender los fundamentos de la electrónica, así que mi sugerencia es que te construyas tu propia fuente de alimentación para iniciar, sin embargo con el tiempo y cuando vayas desarrollando proyectos más grandes verás la necesidad de conseguir una fuente que te entregue mucha más potencia.

Los principios básicos de la fuente de alimentación lo puedes aprender en mi curso de robótica básica.

Líquidos de Limpieza

En tu taller de electrónica no puede faltar los líquidos de limpieza, cuando realizamos trabajos de soldadura (supervisados por un adulto) siempre hay residuos de grasa o impurezas que pueden afectar el desempeño del circuito, en estos casos debemos usar líquidos solventes. Te recomiendo usar Alcohol Isopropílico, no es contaminante, no es tóxico y es un líquido que puedes conseguir fácilmente en cualquier tienda electrónica, este alcohol tiene propiedades de secado rápido y no deja humedad.

Un buen ingeniero o técnico electrónico tiene siempre que mostrar sus proyectos impecables, esta es la muestra del trabajo que se realiza, y es por esto que la limpieza es un punto importante a tener en cuenta.

Multímetro

El multimetro se puede considerar como la máno derecha de todos los ingenieros o técnicos electrónicos.  Este instrumento nos sirve para medir señales de voltaje, corriente, resistencia, capacitancia,  también algunos multimetros pueden medir teperatura y frecuencia.

Conocer el multímetro y saberlo manejar correctamente nos ayudará a detectar errores en los circuitos o algún fallo en los componentes electrónicos.

Así que si quieres equipar tu taller de robótica deberás invertir inicialmente en esta herramienta.

Computador con Internet

Y finalmente, la última de las 10 principales herramientas para electrónicos es el computador y una conexión a internet. Hoy en día la facilidad que hay de conseguir información por internet es mucha, y hay que tomar ventaja de ello.