Electronica segun Maikel

Acepto donaciones!!! Tambien Bitcoins

2013-06-12T15:13:00.002-04:30

Hola amigos.

Entiendo que ha pasado mucho tiempo desde que publiqué mi ultima entrada en este blog. La razon de ello es que, como estoy trabajando y viendo cursos, no he podido publicar mas entrada. Ahora que estoy de vuelta les prometo que publicare por lo menos una entrada al mes.

Ahora a lo que iba, resulta y acontece que en estos momentos estoy pidiendo tu colaboracion (NO ES OBLIGATORIO) para que por favor aportes una ayudaíta (TE DIJE QUE NO ES OBLIGADO!!!!) para yo poder montar mi propio laboratorio de electrónica. Tambien acepto bitcoins. He aqui mi dirección de mi cartera: 1DjgkhtprZaEn4oVJGFZVMFjqVvgcuYgAo (Tambien puedes contribuir haciendo click en el boton que dice "Pay With Bitcoin"- vale 0,005 BTC)

Bien. Sin mas que decir nos vemos en una proxima oportunidad, garantizando que publicare una entrada a este blog al menos una vez al mez o cada dos meses.

Simbolos esquematicos comunes en electronica.

2011-04-08T11:46:00.002-04:30

Click en la Imagen para ampliar, imprimir, y tenerlo en cuenta....

Lo basico que debes saber para montar un circuito en un protoboard

2011-04-08T07:09:00.008-04:30

1. El protoboard es una tabla compuesta por una placa mallada de acrilico ,en cuyo interior se encuentran unas hojas de baquelita revestidas con cobre para la conducción de electricidad. El protoboard se utiliza para el montaje de prueba de los circuitos electrónicos sin la necesidad de recurrir al estaño.

Fg 1. Composición de un protoboard.

El la figura 1 se muestra cómo esta compuesto un protoboard, de modo que se nos dá una idea de cómo debe ir montado cada pieza o componente electrónico dentro del protoboard.

2. La configuración de montaje de un protoboard esta basada en el ejemplo que nos muestra las fig 2a y 2b.

Fig. 2a. Configuración de montaje de un protoboard, con un circuito integrado.

En la figura 2a. notamos que el integrado siempre debe hacer puente entre las regletas horizontales, mientras que las verticales sirven exclusívamente para la conexión de la fuente de tensión

Fig. 2b. Configuración de un montaje en protoboard en el que se incluye un transistor

En la figura 2b. vemos que el transistor esta montado de manera vertical en las 3 filas horizontales de la regleta del mismo modo que los resistores y los capacitores, a fin de evitar un cortocircuito.

3. A la hora de escoger los componentes, siempre debemos de seleccionar aquellos que quepan en el protoboard. Para la conexión se utilizan cables de telefonía los cuales son muy finos y siempre deben ser pelados con un pela cable como en la fig. 3a

Fig. 3a Siempre pelar los cables con una pinza pela cables, nunca con los dientes

Los resistores siempre deben ser de 1/4 w. Un resistor con las especificaciones superiores a eso puede dañar el protoboard.

Fig. 3b. Lista de resistores.

Se debe tener mucho cuidado al seleccionar los capacitores electrolíticos, nunca usarlos por encima del voltaje maximo que tolera. Recuerda siempre conectarlos en la dirección correcta

Fig. 3c Lista de capacitores

Fig 3d. Esquema grafico de un capacitor.

Un mal uso del protoboard recaerá en lo que nos muestra la fig. 3e.

Fig. 3e. Un protoboard despues de un mal uso.

¿Que pinzas son las adecuadas para el técnico/ingeniero en electrónica?

2011-04-04T10:06:00.006-04:30

1. Alicate: Ideal para tensar y doblar alambres o metal , halar cables y picarlos al mismo tiempo. También es utilizado para disipar o drenar el calor del cautín.

2. Pinza nariz larga: ideal para remover circuitos, como disipador de calor, tensar cable, instrumento perfecto para remover piezas de lugares inaccesibles.

3. Pinza de joyero: Ideal para sostener piezas pequeñas, como integrados y resistores de superficie.

4. Pela Cable: Esta es la pinza apropiada para pelar y picar cables finos a la medida

El Pensum perfecto para comprender la electrónica

2011-03-31T11:23:00.004-04:30

1. Telecomunicaciones: Repasar Cálculo, Fisica Electrica y Física Electromagnetica Basica para despues entrar en la Teoría Electromagnetica y Analisis de Circuitos en CA, tambien repasar Algebra, Estadistica y Probabilidad.

2. Ingeniería de Control, Robótica e Instrumentación: Repasar Mecánica Dinamica y Mecanica Estática, Análisis Numérico, Álgebra Lineal y Vectorial , Cálculo, Dinamica de Sistemas, Fisica Mecanica y Electrica, Electrónica Básica, Circuitos Electricos, Estadística y Probabilidad, Análisis Instrumental ,Química y Algoritmos.

3. Electrónica de Potencia: Repasar Calculo, Electronica General, Electricidad, Física .

4. Electrónica Digital: Repasar Electrónica Analoga, Física, Lógica, Matemática Discreta, Estadistica, Probabilidad y Algoritmos.

Problemas que un novato en electrónica debe enfrentar

2011-03-27T10:15:00.004-04:30

Cuando un técnico o un ingeniero en la especialidad de la electrónica se inicia en la aventura, se enfrenta a ciertos retos que pueden impedir el beneficio de adquirir experiencia en el area que desea trabajar. Hoy voy a explicar cuáles son los retos a los que se debe enfrentar y cómo abordarlos. Empecemos.

1. La falta de dinero y equipos:

Obvio, sin dinero y sin equipos no puedes iniciarte en la carrera. Lo primero que debes hacer es meterte en un curso de electrónica y prestar mucha atención a qué herramientas o equipos necesitas para ser técnico. Por el lado monetario, a medida que vayas adquiriendo conocimientos debes ahorrar para comprarte los equipos necesarios para tenerlo en el taller. Si no puedes hacer lo primero, siempre debes pensar en un plan B; por ejemplo, comprar un adaptador universal para la fuente y fabricarte ( o mandar a fabricar) un detector de señales.

2. Falta de Conocimiento

Si creíste que con lo que aprendiste en un curso de electrónica, la universidad o el area de trabajo son suficientes para ser un experto en electrónica, dejame decirte esto: NO ESTAS EN NADA. La Electrónica es una rama de la física que siempre esta en constante actualización, por lo que siempre habran nuevos retos y nuevas destrezas que aprender. En tu habitación, taller u oficina debes tener los textos necesarios para el aprendizaje de la electrónica. El técnico siempre debe estar en constante actualización ante nuevos eventos.

3. Seguridad

El técnico en electrónica esta rodeado de riesgos que pueden poner en peligro su salud y la de las personas a su cargo. Estos riesgos son: eléctrico, ergonómico, ambiental y psicosocial; este último debe tomarse en cuenta, ya que el técnico siempre esta bajo constante estrés, lo que puede encaminar a los demás riesgos. Si una persona esta cansada o estresada en pleno trabajo, lo primero que debe hacer es interrumpirlo de inmediato, relajarse y descansar para volver a realizar las labores con calma.

4. Ley de Murphy.

Clic aquí para tomar en cuenta

La electrónica organica como reemplazo de la electronica actual

2011-03-25T10:11:00.003-04:30

1. Concepto de Electrónica Orgánica

La electrónica orgánica, tambien llamada electrónica de polímeros es aquella rama de la electrónica general que se encarga del estudio y diseño de materiales semiconductores basados en elementos orgánicos compuestos de carbono, hidrógeno, oxigeno y nitrógeno, entre otros. La ventaja de la Electrónica de Polímeros es que, al sustituir el silicio y el germanio en una parte de las aplicaciones por semiconductores hechos de compuestos orgánicos como el grafeno y compuestos elaborados con nanotubos de carbono, se disminuye los costes de fabricación. Mientras que, por otra parte, la desventaja esta basada en el rendimiento a corto plazo, ya que por ahora el desempeño que tienen estos dispositivos es muy inferior; sin embargo, se espera que con la revolución de la nanotecnología se mejore el desempeño de los dispositivos semiconductores fabricados con compuestos orgánicos.

2. Breve Reseña Histórica de la Electrónica Orgánica

Esta rama de la electrónica nace en 1978, cuando el japonés Hideko Shirakawa en colaboración con Alan Heeger y Alan MacDiarmi de la universidad de Pensilvania, descubren los polímeros conductores y publican su descubrimiento en el articulo "Synthesis of electrically contucting organic polymers: Halogen derivatives of polyacetilene (CH)n", en el diario de la sociedad química, Chemical Comunications. El descubrimiento fue considerado como un gran suceso, tanto que, Shirakawa, MacDiarmi y Heeger fueron galardonados con el premio Nobel de química en el año 2000.

Estos materiales orgánicos conductores, han sido objeto de muchas investigaciones y desarrollos, tanto que en 1985 A. Tsumura, H. Koezuka y T. Ando fabrican el primer dispositivo con esta tecnología, un FET orgánico, y al año siguiente Ching W. Tang y Steven A. Van Slyke de Eastman Kodak fabrican el primero LED orgánico, basado en moléculas orgánicas de bajo peso molecular. La cadena de adelantos continuó con la fabricación del primer LED orgánico polimérico en 1990, por parte de Jeremy Burroughs y sus colegas Richard Friend y Donald Bradley del laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido y en 1997 con el lanzamiento al mercado del primer producto con esta tecnología, un display de color verde en un radio de la Pioneer. A partir de esta fecha la industria a desarrollado papel electrónico, baterías orgánicas, OLEDs (LEDs orgánicos), OFETs (FETs orgánicos), monitores, condensadores, chips y un sin número de dispositivos y nuevas aplicaciones basadas en materiales orgánicos. Esta nueva tecnología no reemplazará en el corto y mediano plazo a la tecnología del silicio, debido a que sus velocidades de conmutación no son las apropiadas, pero se espera que en largo plazo, estas velocidades se alcancen y domine una gran variedad de aplicaciones que hoy en día se basan en el silicio, debido a que esta nueva tecnología presenta un costo de manufactura más bajo y en algunas aplicaciones mejor rendimiento.

3. Glosario.

distancia o longitud del enlace: distancia a la cual se logra la mayor estabilidad (menor energía) al formarse un enlace.

distribución Gaussiana: es la distribución de probabilidad que con más frecuencia aparece en estadística y teoría de probabilidades. Se caracteriza por que cuando se realizan medidas experimentales, algunas de ellas son mayores que la media y otras menores, aunque unas y otras se producen en igual cantidad y con la misma probabilidad, y al graficarla da una grafica en forma de campana.

dopado: es el proceso por el cual se introducen portadores de carga en un semiconductor.

dopaje inhomogéneo: Dopaje que se efectúa en forma irregular es decir que no es parejo en todo el material.

DOS: es la densidad de los estados electrónicos, o más bien los niveles de energía disponibles para los electrones.

efecto tunel : mecanismo cuántico mediante el cual una partícula subatómica tiene la posibilidad de alcanzar niveles energéticos poco probables.

electrocromismo: proceso mediante el cual un compuesto cambia de color como consecuencia del dopaje o el dedopaje.

electrodo: conductor utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito por ejemplo un semiconductor, electrolito, etc.

electroforesis: movimiento de partículas cargadas (iones), por acción de un campo eléctrico.

electrolito: sustancia que al disolverse en agua, da lugar a la formación de iones.

electroluminiscencia: es la emisión no térmica de luz de un material sometido a un campo eléctrico externo

electronegatividad: tendencia de un átomos a ganar electrones.

electrones deslocalizados: electrones que no pertenecen a un enlace atómico en especifico, sino que pueden ser compartidos por mas de dos átomos.

electrón voltio (eV): es la energía necesaria para mover un electrón en contra un potencial de un voltio, o es la energía que gana una carga positiva al aplicarle un potencial de un voltio. Es una unidad de energía frecuentemente usada en teoría de semiconductores y tiene un valor de 1.610J.

electroquímica: parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones quimicas y la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa.

emeraldina: compuesto verde usado como pigmento, producido a partir de la anilina azul cuando sobre ella actúa un acido.

energía de disociación: es la energía necesaria para disociar una molécula. Esta energía es igual a la energía de enlace.

enlace π: enlace formado por la atracción entre los orbitales pz sin hibridizar, es un enlace mas débil que el enlace σ.

enlace σ: enlace formado por la atracción entre los orbitales híbridos sp2.

epoxico: formado por la unión de un prepolimero de bajo peso molecular con un compuesto que forma un polímero entrelazado.

espín: propiedad de las partículas fundamentales asimilable a una rotación sobre su propio eje. Esta relacionado con el campo magnético que estas tengan.

estado base degenerado: cuando los enlaces simples y dobles se pueden intercambiar sin cambiar la energía de su estado base.

estado base no degenerado: cuando el intercambio de los enlaces es asociado con dos estados de energía diferentes.

estado fundamental: estado energético en el cual un átomo o molécula presenta mayor estabilidad.

estado excitado: estado energético de mayor energía que el fundamental al cual son promovidos los electrones de un átomo o molécula al ser excitados térmica, óptica ó eléctricamente.

estados vibracionales : estados de energía relacionados con la vibración de los núcleos de los átomos.

etilendioxi: radical -O-CH2 -CH2 -O-

etileno: conocido también como eteno, el cual es un compuesto químico formado por átomos de carbono enlazados mediante un doble enlace (CH2=CH2).

excitón: cuasi partícula creada al excitarse una molécula, donde se forma un par electrón-hueco acoplado electrostaticamente.

excitón de Frenkel: Los excitones de Frenkel corresponden a un par electrón-hueco localizado sobre una molécula orgánica simple y su radio es comparable al tamaño de la molécula, típicamente inferior a 5Å?.

excitón de Wannier-Mott: Los excitones de Wannier-Mott son típicos en semiconductores inorgánicos, en donde la energía de ligadura coulúmbica es mas débil, comparada a los excitones de Frenkel y el radio excitonico oscila entre 40-100Å?, dependiendo del tamaño de la red cristalina.

factor de llenado: determina la forma de la característica I-V, de las celdas solares. Un buen factor de llenado o factor de forma es mayor a 0.7.

FET: transistor de efecto de campo.

fluorescencia: fenómeno físico mediante el cual ciertas substancias absorben energía y la emiten en forma de luz u otro tipo de radiación electromagnética. A diferencia de la fosforescencia, dura solo mientras permanece el estimulo que la provoca.

fonón: cuasi partícula sin carga que se caracteriza por las vibraciones de la retícula y que porta gran cantidad de momento.

fotoconductividad: proceso mediante el cual un material conduce energía mediante la estimulación óptica.

fotofísica: fotoexcitación y transiciones radiantes de una molécula, pero sin cambios químicos.

fotón: una de las partículas fundamentales de la materia, encargada de transmitir la fuerza electromagnética.

fotoquímica: se encarga de estudiar las reacciones químicas que se producen por la acción de la luz.

fuerza de Van der Waals o London: es una fuerza intermolecular debida a la atracción entre dipolos temporalmente inducidos en moléculas no polares.

función de trabajo: representa la energía mínima necesaria para poder retirar un electrón o foton de un metal y tiene un valor particular para cada material.

funciones de onda simétricos: esto se refiere a que los electrones tiene funciones de onda que son como las imágenes reflejadas en un espejo, las cuales se refuerzan y fortalecen el enlace.

funciones de espin anti-simétrico: esto se tiene que dar para que se cumpla el principio de exclusión de Pauli, y significa que los espines de los electrones deben de ser antiparalelos.

gap: brecha energética entre la banda de valencia y la banda de conducción, o entre el HOMO y el LUMO en semiconductores orgánicos.

grupos aryl : radicales que contienen compuestos aromáticos.

grupos alkoxy: se denomina así la unión de un grupo alkyl con oxigeno.

grupos carbonil: esta formado por la unión de un átomo de carbono doblemente enlazado con oxigeno.

grupos hidroxyl: radical -OH

grupos imidas: conformado por un átomo de carbono doblemente enlazado con oxigeno y enlazado con un átomo de nitrogeno.

grupos funcionales : son estructuras submoleculares, caracterizadas por una conectividad y composición específica elemental, que le confiere reactividad a la molécula que los contiene.

grupos pendientes: pequeñas cadenas de átomos enlazadas a la cadena principal del polímero.Estos grupos son cadenas mucho mas cortas que la cadena principal.

hexamero: compuesto que contiene 6 monómeros.

hibridación: es el proceso de combinar orbítales atómicos de un átomo con el fin de producir igual numero de orbítales mezclados, pero de características diferentes a los originales

hibridación sp2: Se da en todos los compuestos donde el carbono posea enlaces dobles. Es el resultado de la mezcla de dos orbitales p y uno s.

HOMO: es el orbital molecular π con más alta energía, que se encuentra ocupado y desde donde pueden trasladarse electrones al LUMO.

Hopping: proceso mediante el cual se trasladan portadores de carga desde un sitio de menor energía a uno de mayor energía mediante efecto túnel.

Iones: átomos o grupos de átomos cargados eléctricamente.

isómero: compuestos diferentes, pero con la misma formula molecular.

isomero cis: isomero con sustituyentes idénticos en el mismo lado del doble enlace.

Isomero trans: isomero con sustituyentes idénticos en diferentes lados del doble enlace.

ITO: compuesto de oxido de estaño e indio que se usa como electrodo inyector de huecos y tiene la característica de ser transparente.

LED: diodo emisor de luz con semiconductor de material inorgánico como el arseniuro de galio, germanio, etc.

longitud de equilibrio: longitud de un enlace en el estado base o fundamental.

Luminiscencia: la luminiscencia se define como la desexcitación de un átomo o molécula, mediante la emisión de fotones

LUMO: es el orbital molecular π* con energía mas baja que se encuentra desocupado, al que pueden acceder electrones excitados desde el HOMO.

Mascara: placa fotográfica de cristal, utilizada para imprimir un patrón en el material fotorresistivo.

metallophthalocyanine: material semiconductor orgánico, utilizado en la fabricación de dispositivos electrónicos.

metal uni-dimensional: metal que solo conduce la corriente en una dirección.

momento angular neto: este es el momento que tienen los electrones debido a girar alrededor del núcleo.

momento angular de espín: es el momento que se le atribuye a un electrón por presentar fenómenos, con los cuales se puede hacer una analogía a como si el electrón girara en su propio eje.

monómero: unidad repetitiva en un polímero.

naftaleno: hidrocarburo aromático, que forma cristales semiconductores.

nanoalambres: alambres de tamaño nanométrico.

nanomateriales: materiales que tienen tamaños en el orden de los nanómetros. Por ende son materiales moleculares.

nodo: parte del orbital donde la probabilidad de encontrar un electrón es cero.

OLED: LED en donde el material semiconductor es un material orgánico.

Oligómeros: polímeros pequeños hasta con 20 unidades monoméricas.

olígotiofenos: polímero con pocos monómeros tiofeno y utilizado en la fabricación de OLED.

orbital atómico: es el lugar espacial con mayor probabilidad de localización de un electrón alrededor del núcleo de un átomo.

orbital molecular: es un orbital que se forma cuando los orbitales atómicos se traslapan, formando un orbital que pertenece a toda la molécula y no solo a un átomo individual

Oxidación: proceso en el cual se retiran electrones de un átomo o molécula.

PEDOT: poly(3,4-etilendioxytiofeno). Compuesto que muestra muy buenas propiedades electroquímicas.

Pentaceno: hidrocarburo aromático, que forma cristales semiconductores.

Phthalocyanine: material semiconductor orgánico utilizado en sensores, equipos ópticos reescribibles, etc.

plano nodal: plano que divide un volúmen, donde la probabilidad de encontrar un electrón es cero.

PLED: es un LED en donde el semiconductor es un polímero orgánico.

polarón: es uno de los portadores de carga libre en algunos semiconductores orgánicos. Es formado por la retirada o adición de un electrón a una molécula orgánica. En medio del catión o anión y el radical que se forman se crea un cambio en la estructura del polímero, el cual es característico de esta cuasi-partícula.

polarón negativo: polarón que fue formado por reducción.

polarón positivo: polarón que fue formado por oxidación.

Poliacetileno: uno de los primeros materiales semiconductores orgánicos descubiertos ((-CC-)n).

Polianilinas: semiconductor orgánico, de amplio uso.

polieno: compuesto que tiene varios enlaces dobles.

polifluorenos: material polimérico utilizado en OLEDs.

Polímeros: Los polímeros son compuestos formados por la unión de más de 20 unidades moleculares carbonadas idénticas, que reciben el nombre de monómeros y pueden llegar a contener cientos o incluso miles de monómeros, constituyendo moléculas gigantes o macromoléculas.

polipirrole: polímero semiconductor orgánico, utilizado en dispositivos electrónicos.

politiofenos: material semiconductor orgánico utilizado en OLEDs, OFETs, etc.

PPP: Poly(para-phenilene), semiconductor orgánico utilizado en PLEDs.

PPV: poly(para-phenylene vinylene), semiconductor orgánico utilizado en PLEDs.

principio de Aufbau: este principio dice que un electrón siempre va al orbital de menos energía disponible.

principio de exclusión de Pauli: dice que no mas de 2 electrones pueden ocupar un orbital y los dos electrones deben tener espines opuestos.

principio de Frank-Condon : dice que las transiciones electrónicas son mucho mas rápidas que las transiciones del núcleo, es decir que los electrones excitados efectúan sus movimientos mucho mas rápido de lo que le toma al núcleo reacomodarse.

principio de incertidumbre de Heisenberg: dice que la ubicación y el momento de una partícula son dos parámetros que no pueden ser simultáneamente determinados.

promoción electrónica: es el resultado de la aplicación de la regla de máxima multiplicidad de Hund, la cual dice que en los orbitales atómicos, la mayor estabilidad se logra cuando los espines electrónicos se encuentran desapareados.

PSS: poly(styrene sulphonic), compuesto utilizado para mejorar las características electrónicas del PEDOT.

PVK: poly (vinyl Karbazole), semiconductor orgánico utilizado en dispositivos electrónicos orgánicos.

Radiativo: que radia o emite luz.

radical: átomo o molécula con un electrón desapareado.

Redox: abreviación del proceso de oxido-reducción.

Reducción: proceso mediante el cual se adicionan electrones a un átomo o molécula.

resonancia: nombre que se da a procesos de deslocalización electrónica.

semiconductor : un semiconductor es un caso intermedio entre un metal y un aislante. En este la banda de conducción esta vacía como en un aislante, sin embargo, la banda de gap es menor y permite que sean promovidos electrones mediante excitaciones ópticas o térmicas.

semiconductor orgánico: compuesto conjugado de átomos de carbono enlazados con oxigeno, hidrógeno, nitrógeno y otros pocos elementos, que gracias a la conjugación adquiere características semiconductoras.

semiconductores orgánicos híbridos: semiconductores orgánicos formados por la unión tanto de polímeros orgánicos semiconductores como de monómeros u oligómeros semiconductores orgánicos.

sitios: se denominan así moléculas individuales, o segmentos de un polímero en donde ocurre un fenómeno en específico.

solitones: son cuasi-partículas que transportan energía en polímeros con estado base degenerado. Se forman mediante la oxidación (reducción) de un polímero con estado base degenerado oxidado (reducido). Se caracteriza por cambiar la configuración de la cadena sin cambiar de energía y sus cargas no están enlazadas.

Singlete: se denomina así cuando un electrón excitado adopta un espin igual al que tenia en el estado base.

SMOLED: LED en donde el material semiconductor esta hecho de pequeñas moléculas (monómeros u oligómeros) orgánicas.

espin coating: técnica preferida en la aplicación de películas delgadas uniformes para dispositivos electrónicos. Consiste en depositar sobre el centro del sustrato una cantidad suficiente de polímero en solución y luego se hace girar a gran velocidad el sustrato para esparcir el polímero gracias a la fuerza centrifuga.

técnicas de percolación: es una técnica que utiliza la teoría de la percolación, la cual representa uno de los modelos mas simples para manejar sistemas desordenados.

Thiazole: semiconductor orgánico utilizado en la fabricación de dispositivos electrónicos.

thiophene: tiofeno.

tiofeno: semiconductor orgánico utilizado en la fabricación de dispositivos electrónicos.

tipo n: material que posee exceso de electrones.

tipo p: material que posee exceso de huecos.

trampas o estado de trampas : son impurezas químicas (dopantes) o defectos estructurales que generan nuevos estados energéticos, en los cuales los portadores de carga son atrapados por periodos de tiempo

triplete: se denomina así cuando un electrón excitado queda con un espin antiparalelo al que tenia en el estado base.

Fuente: Monografías.com

Conceptos de electrónica desde varios ámbitos

2011-03-22T11:13:00.000-04:30

Hola de nuevo. Esta mañana estuve organizando la preparación del artículo que hoy te traigo para que veas más o menos lo que significa la electrónica. Para ello he utilizado varios artículos extraídos de wikipedia referentes al tema y los he organizado de acuerdo a los ámbitos de la ciencia y la ingeniería. Espero que lo leas, ya que solo leyendo entenderás "de qué se come" en la electrónica.

La electrónica como concepto

La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

La electrónica según variable.

Electrónica Analógica.

La electrónica analógica es una parte de la electrónica que estudia los sistemas en los cuales sus variables; tensión, corriente, ..., varían de una forma continua en el tiempo, pudiendo tomar infinitos valores (al menos teóricamente). En contraposición se encuentra la electrónica digital donde las variables solo pueden tomar valores discretos, teniendo siempre un estado perfectamente definido.

Pongamos un ejemplo:

Disponemos de una medida real concreta; la longitud total de un coche, por ejemplo.

En un sistema digital esta medida podría ser de 4 metros o de 4 metros y 23 centímetros. Podremos darle la precisión que queramos pero siempre serán cantidades enteras

En un sistema analógico la medida seria la real; es decir 4,233648596... en teoría hasta que llegásemos a la mínima cantidad de materia existente (siempre que el sistema de medida sea lo suficientemente exacto).

Electrónica Digital

La electrónica digital es una parte de la electrónica que se encarga de sistemas electrónicos en los cuales la información está codificada en dos únicos estados. A dichos estados se les puede llamar "verdadero" o "falso", o más comúnmente 1 y 0, refiriéndose a que en un circuito electrónico digital hay dos niveles de tensión.

Electrónicamente se les asigna a cada uno un voltaje o rango de voltaje determinado, a los que se les denomina niveles lógicos, típicos en toda señal digital. Por lo regular los valores de voltaje en circuitos electrónicos pueden ir desde 1.5, 3, 5, 9 y 18 voltios dependiendo de la aplicación, así por ejemplo, en una radio de transistores convencional las tensiones de voltaje son por lo regular de 5 y 12 voltios al igual que se utiliza en los discos duros IDE de computadora.

Se diferencia de la electrónica analógica en que, para la electrónica digital un valor de voltaje codifica uno de estos dos estados, mientras que para la electrónica analógica hay una infinidad de estados de información que codificar según el valor del voltaje.

Esta particularidad permite que, usando Álgebra Booleana y un sistema de numeración binario, se puedan realizar complejas operaciones lógicas o aritméticas sobre las señales de entrada, muy costosas de hacer empleando métodos analógicos.

La electrónica digital ha alcanzado una gran importancia debido a que es utilizada para realizar autómatas y por ser la piedra angular de los sistemas microprogramados como son los ordenadores o computadoras.

La electrónica como ciencia:

Electrónica Cuantica

La electrónica cuántica es el área de la física que se ocupa de los efectos de la mecánica cuántica en el comportamiento de los electrones en la materia y de sus interacciones con los fotones.

Hoy raramente se considera un subcampo en su propio derecho, ya que ha sido absorbida por otros campos: la física de estado sólido regularmente toma en cuenta la mecánica cuántica, y usualmente trata sobre los electrones. La aplicación específica de la electrónica se investiga dentro de la física del semiconductor.

El campo también abarca los procesos básicos de la operación del láser donde los fotones están interactuando con los electrones: absorción, emisión espontánea, y emisión estimulada.

El término fue usado principalmente entre los años 1950 y los años 1970. Hoy, el resultado de la investigación de este campo es usado principalmente en óptica cuántica, especialmente para la parte de ella que se nutre no de la física atómica sino de la física de estado sólido.

Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería de materiales.

Física del Estado Sólido

La física del estado sólido, rama de la física de la materia condensada, trata sobre el estudio de la materia rígida, o sólidos. Estudia las propiedades físicas de los materiales sólidos utilizando disciplinas tales como la mecánica cuántica, la cristalografía, el electromagnetismo y la metalurgia física. Forma la base teórica de la ciencia de materiales y su desarrollo ha sido fundamental en el campo de las aplicaciones tecnológicas de microelectrónica al posibilitar el desarrollo de transistores y materiales semiconductores.*

La mayor parte de la investigación en la teoría de la física de estado sólido se centra en los cristales, en gran parte porque la periodicidad de los átomos en un cristal, su característica definitoria, facilita el modelado matemático, y también porque los materiales cristalinos tienen a menudo características eléctricas, magnéticas, ópticas, o mecánicas que pueden ser explotadas para los propósitos de la ingeniería.

El marco de la mayoría de la teoría en la física de estado sólido es la formulación (de la onda) de Schrödinger de la mecánica cuántica no relativista. Un importante punto de partida para mucho análisis es el teorema de Bloch, que caracteriza las funciones de onda de electrones en un potencial periódico. Puesto que el teorema de Bloch se aplica solamente a los potenciales periódicos, y puesto que los incesantes movimientos al azar de los átomos en un cristal interrumpen la periodicidad, este uso del teorema de Bloch es solamente una aproximación, pero ha demostrado ser una aproximación enormemente valiosa, sin la cual la mayoría del análisis de la física de estado sólido serían insuperables. Las desviaciones de la periodicidad son tratadas por la teoría de perturbaciones de la mecánica cuántica.

Electrónica orgánica

La electrónica orgánica, la electrónica de plástico o electrónica de polímeros, es una rama de la electrónica trata de polímeros conductores, materiales plásticos, o pequeñas moléculas. Se llama "orgánica " de la electrónica ya que los polímeros y moléculas pequeñas son a base de carbón. Esto contrasta con la electrónica tradicional (o electrónica de metal), que se basa en los conductores inorgánicos como el cobre o el silicio. La mayor parte de la electrónica de polímeros se basa en la electrónica laminar, una categoría que también incluye el paquete transparente electrónico y la electrónica en papel. Además de los orgánicos complejos de transferencia de carga, técnicamente, eléctricamente polímeros conductores son en su mayoría derivados del poliacetileno negro (la "melanina más simple"). Los ejemplos incluyen poliacetileno (PA, más de modo específico de yodo trans-poliacetileno dopado); polianilina (PANI), cuando se dopa con un ácido protónico, y poli (dioctil-bithiophene) (PDOT).

La electrónica como ingeniería

Ingeniería Electrónica

La Ingeniería electrónica es una rama de la ingeniería, que utiliza la electricidad, específicamente la electrónica para resolver problemas de la ingeniería tales como el control de procesos industriales, la transformación de la electricidad para el funcionamiento de diversos dispositivos y tiene aplicación en la industria, en las telecomunicaciones, en el diseño y análisis de instrumentación electrónica, microcontroladores y microprocesadores.

Esta ingeniería es considerada un área de estudio de la ingeniería eléctrica en los Estados Unidos y Europa.

Electrónica de Potencia

Se denomina electrónica de potencia a la rama de la ingeniería eléctrica que consigue adaptar y transformar la electricidad, con la finalidad de alimentar otros equipos, transportar energía, controlar el funcionamiento de maquinas eléctricas, etc.

Se refiere a la aplicación de dispositivos electrónicos, principalmente semiconductores, al control y transformación de potencia eléctrica. Esto incluye tanto aplicaciones en sistemas de control como de suministro eléctrico a consumos industriales o incluso la interconexión sistemas eléctricos de potencia.

El principal objetivo de esta disciplina es el procesamiento de energía con la máxima eficiencia posible, por lo que se evitan utilizar elementos resistivos, potenciales generadores de pérdidas por efecto Joule. Los principales dispositivos utilizados por tanto son bobinas y condensadores, así como semiconductores trabajando en modo corte/saturación (on/off).

Electrónica de Control

Los sistemas de control son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un sistema o proceso. En un sistema general se tienen una serie de entradas que provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anteriores volverán a su estado normal ante cualquier variación.

Hay varias clasificaciones dentro de los sistemas de control. Atendiendo a su naturaleza son analógicos, digitales o mixtos; atendiendo a su estructura (número de entradas y salidas) puede ser control clásico o control moderno; atendiendo a su diseño pueden ser por lógica difusa, redes neuronales...

Los principales tipos de sistemas de control son:

Sí/No. En este sistema el controlador enciende o apaga la entrada y es utilizado, por ejemplo, en el alumbrado público, ya que éste se enciende cuando la luz ambiental es más baja que un nivel predeterminado de luminosidad.
Proporcional (P). En este sistema la amplitud de la señal de entrada al sistema afecta directamente la salida, ya no es solamente un nivel prefijado sino toda la gama de niveles de entrada. Algunos sistemas automáticos de iluminación utilizan un sistema P para determinar con qué intensidad encender lámparas dependiendo directamente de la luminosidad ambiental.
Proporcional derivativo (PD). En este sistema, la velocidad de cambio de la señal de entrada se utiliza para determinar el factor de amplificación, calculando la derivada de la señal.
Proporcional integral (PI). Este sistema es similar al anterior, solo que la señal se integra en vez de derivarse.
Proporcional integral derivativo (PID). Este sistema combina los dos tipos anteriores.
Redes neuronales. Este sistema modela el proceso de aprendizaje del cerebro humano para aprender a controlar la señal de salida.

Telecomunicaciones

La telecomunicación («comunicación a distancia», del prefijo griego tele, "distancia" y del latín communicare) es una técnica consistente en transmitir un mensaje desde un punto a otro, normalmente con el atributo típico adicional de ser bidireccional. El término telecomunicación cubre todas las formas de comunicación a distancia, incluyendo radio, telegrafía, televisión, telefonía, transmisión de datos e interconexión de computadoras a nivel de enlace. El Día Mundial de la Telecomunicación se celebra el 17 de mayo. Telecomunicaciones, es toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales, datos, imágenes, voz, sonidos o información de cualquier naturaleza que se efectúa a través de cables, radioelectricidad, medios ópticos, físicos u otros sistemas electromagnéticos

La base matemática sobre la que se desarrollan las telecomunicaciones fue desarrollada por el físico inglés James Clerk Maxwell. Maxwell, en el prefacio de su obra Treatise on Electricity and Magnetism (1873), declaró que su principal tarea consistía en justificar matemáticamente conceptos físicos descritos hasta ese momento de forma únicamente cualitativa, como las leyes de la inducción electromagnética y de los campos de fuerza, enunciadas por Michael Faraday. Con este objeto, introdujo el concepto de onda electromagnética, que permite una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo mediante sus célebres ecuaciones que describen y cuantifican los campos de fuerzas. Maxwell predijo que era posible propagar ondas por el espacio libre utilizando descargas eléctricas, hecho que corroboró Heinrich Hertz en 1887, ocho años después de la muerte de Maxwell, y que, posteriormente, supuso el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia. Hertz desarrolló el primer transmisor de radio generando radiofrecuencias entre 31 MHz y 1.25 GHz.

Instrumentación Electrónica

La Instrumentación electrónica es la parte de la electrónica, principalmente analógica, que se encarga del diseño y manejo de los aparatos electrónicos y eléctricos, sobre todo para su uso en mediciones.

La instrumentación electrónica se aplica en el sensado y procesamiento de la información proveniente de variables físicas y químicas, a partir de las cuales realiza el monitoreo y control de procesos, empleando dispositivos y tecnologías electrónicas.

Mecatronica

La mecatrónica surge de la combinación sinérgica de distintas ramas de la ingeniería, entre las que destacan: la mecánica de precisión, la electrónica, la informática y los sistemas de control. Su principal propósito es el análisis y diseño de productos y de procesos de manufactura automatizados.

El término "Mecatronica" en un principio se definió como la integración de la mecánica y también de la electrónica en una máquina o producto, pero luego se consolidó como una especialidad de la ingeniería e incorporó otros elementos como los sistemas de computación, los desarrollos de la microelectrónica, la inteligencia artificial, la teoría de control y otros relacionados con la informática, estabilidad y alcanzabilidad. Teniendo como objetivo la optimización de los elementos industriales a través de la optimización de cada uno de sus subprocesos con nuevas herramientas sinérgica.

Varias cosas que debes saber antes que nada..

2011-03-21T13:48:00.000-04:30

Lo necesario para comprender la electrónica es entender el concepto de la misma. La electrónica es la sub-rama de la física que se encarga del estudio de los electrones (de ahí viene la palabra electrónica) y su comportamiento en los diferentes estados de la materia; bien sea liquido, sólido o gaseoso. Generalmente, el comportamiento de los electrones y átomos en el estado sólido es conocido como la Física del Estado Solido, y de por sí es la mas relevante, ya que en estado sólido los electrones son más estables, de ahí a la relación con la electricidad y los materiales conductores. La electrónica como ciencia está también muy ligada a la Química, la Mecanica Cuántica y la Física Moderna. Es una materia que tiene un grandisimo campo y es de constante actualización , por lo que a veces resulta difícil dominar el conocimiento de la electrónica en su totalidad (es un tigre de mil cabezas).

Mi intención con esto que acabo de decir no es desmotivarte ni nada por el estilo, simplemente lo hago para que entiendas un poco el concepto. Claro está, no vas a perder el tiempo leyendo pura paja de la cual no vas a entender un cebillo, nada mas confórmate con el pequeño concepto que dí al principio sobre lo que es la electrónica y te irás a lo profundo de todo esto.

Lo otro que te voy a decir es que la electrónica es mas práctica que teórica, es decir, la teoría refuerza en un pequeño porcentaje (y a veces en gran medida) a la práctica de la electrónica; no quiero decir que de nada te servirá leer un libro técnico si no practicas sobre cómo armar un circuito; eso sí, requiere que aprendas y practiques con las matemáticas, la trigonometría , el álgebra y varios otros que tiene que ver con calcular integrales, derivadas y transformadas. También es fundamentalisisisisisisimo que repases todas y cada una las teorías de electricidad ,ya que es lo que sustenta la teoría de le electrónica como un todo; aunque más adelante te diré por qué a veces esa vaina de la ley de Ohm no funciona a la hora de armar un circuito.

Para terminar, antes de iniciarte en la electrónica como hobbista, técnico , ingeniero u otro calificativo, siempre debes tener presente un multímetro, sin él no estas en nada.....

BIENVENIDOS

2011-03-20T12:00:00.000-04:30

En este blog aprenderemos de electrónica de una manera que el profesor y los libros han intentado enseñarnos, pero no pudieron. Recien estoy empezando a escribir un libro digital como soporte para la enseñanza de la electrónica. Espero que te guste....