Electricidad estática y dinámica

electrrcidadCuando hablamos de electricidad una de las formas en que podemos clasificarla es en estática y dinámica. La electricidad estática, como su nombre lo indica, contiene electrones en reposo y se da cuando los electrones se acumulan en un punto determinado de un material.

Cuando alguna partícula tiene carga, sea del caso que sea, positiva o negativa, tiene repercusión sobre los demás cuerpos que están a su alrededor y se atraen o repelen. Esto depende por la carga del objeto, es decir, las cargas positivas se repelen, cargas diferentes se atraen. Si un cuerpo está sobrecargado, tiene que pasar a su estado de equilibrio, para ello tiene que ser descargado, pasando los electrones a otro cuerpo desprendiendo energía, a través de mecánica o chispas. Todos habrán experimentado que al tocar algo o a alguien, nos produce descarga o chispas, esto es porque esta cargado estáticamente. Esto se conoce como inducción electrostática.

Si un objeto es cargado lo que sucede es que suma electrones libres, con su utilización más recomendada del frotamiento. A veces esto es peligroso, puede hacer que el movimiento como por ejemplo del aire, pasa electrones a través de fricción y lo carga de una manera estática, por lo que una chispa podría producir algún accidente. Es por esto por lo que los automóviles llevan útiles en los inferiores para descargar el exceso de electrones a tierra.

No siempre puede haber contacto directo entre dos materiales para que sean descargados, a veces cuando un cuerpo está muy cargado, los electrones pasan de un material a otro, produciendo fenómenos eléctricos. ‘El movimiento’ hace referencia a la electricidad dinámica, cuando las partículas están en movimiento. Siempre debe estar en movimiento para que sea útil, y para generar esta electricidad siempre deben están en constante renovación (cargas eléctricas). Seguiremos aprendiendo sobre electricidad y electrónica en los siguientes artículos.

Anuncios

Los circuitos electrónicos

circuitos electronicosToda la electrónica parte de circuitos básicos; estos son los circuitos serie, paralelo y mixto. Las ventajas, desventajas y diferencias de cada uno las detallamos a continuación.

Circuito serie

La palabra serie, quiere decir una sucesión de objetos ordenados (aunque no siempre es así), varios elementos conectados de manera sucesiva en un circuito. Puede que sea el más fácil y sencillo en cuanto a componentes, basicamente, con una batería o fuente de alimentación, un conductor o cable y cargas. Un circuito en serie se encuentra cerrado, consecuentemente la carga siempre está en corriente, si fuese al contrario, la carga no estaría con corriente. En caso de conectar más lámparas o cargas, la batería no puede suministrar a todas. En cambio hay un inconveniente, si una carga se quema o no funciona, al estar todo en línea, no funcionaría niguna más. Este es su principal punto débil, por eso es de los menos utilizados y menos prácticos.

Circuito paralelodescarga

Cuando hablamos de circuito paralelo, queremos comentar que los extremos de los dos objetos no tienen la misma distancia, no se tocan ni cruzan. Es el más utilizado en todos los ámbitos y aplicaciones, aparte de las electrónicas, como en neumáticas, controladas, eléctricas, etc…Un ejemplo lo tenemos en nuestras casas,  con la instalación de luz. Gracias a él podemos apagar y encender independientemente sin repercusiones. Esa es la principal ventaja de estos circuitos, siempre habrá corriente en una carga, independientemente de si una pierde o no tiene corriente

Circuito mixto

Circuitomixto

Como la palabra lo menciona, un circuito mixto es una combinación de ambos. Se basan en las mismas características que los anteriores. En los circuitos electrónicos siempre tendremos presente este tipo de circuitos. Con las ventajas de cada uno y las desventajas, creamos la combinación de ambos con un mayor número de posibilidades en el circuito mixto.  Aquí es más habitual encontrar elementos como resistencias, diodos, capacitores, etc…Un ejemplo de estos sería aquel que contenga la fuente de batería, conductores, y cargas o lámparas conectadas una en serie y dos en paralelo. Si lo analizamos con detenimiento, vemos que la fuente suministra corriente a las dos cargas, diviendo el voltaje para el circuito serie y para el paralelo.  Si la batería es de 9V y una consume 6V los 3V restantes irán para el circuito paralelo.

Estos circuitos tienen usos en muchos más componentes electronicos y no solo en los mencionados. Hay que tener en cuenta. Debemos considerar que hay muchas variaciones y multitud de posibles combinaciones de varios de estos. Con lo mencionado, hacemos una idea y podemos distinguir perfectamente cualquier circuito que se nos presente.

El Transistor

transistor
transistor

Es el elemento más básico y a su vez el más importante del mundo de la electrónica. Formado por semiconductores, al igual que su compañero, el diodo. Tiene tres terminales como patillas, llamadas emisor, base y colector, dependen del modelo de dispositivo que se trate.

Formado por cristales tipo P y N, semiconductores como los diodos, pero estos en vez de dos, tienen tres. En resumen, hay dos tipos principales.

– Transistores PNP: Tienen dos cristales tipo P y uno tipo N entre los otros
dos.
– Transistores NPN: Tienen dos cristales tipo N y uno tipo P entre los otros
dos.

Funcionamiento de un transistor

Para comprender su funcionamiento ponemos este ejemplo practico: En una presa de agua hay un gran embalse que será C, pero en vez de agua, supongamos que son electrones. Estos pasarán por el emisor que sería el desagüe,solo permiten pasar si la puerta está abierta, que es controlado por otro campo, B. Entonces solo puede haber tres opciones posibles:

1. Por B no pasa ninguno electrón, es decir, la corriente es cero. La puerta de embalse está cerrada y no entran del punto C al Emisor. Esto se conoce como estado de corte del transistor. El colector y emisor son independientes.

2. Suponemos que en este caso se meten electrones por B. La corriente leve que entra por B tiene energía como para abrir la compuerta. Cuando mayor sea la cantidad de electrones que entren por B más abierta estará la puerta y será más grande la que salga de C al emisor. Esto lo conocemos como estado “activo”.

3. Si entra una cantidad alta de electrones por la base, la compuerta estará abierta en su totalidad y los electrones partirán de C al emisor libremente. Esto sería el conocido estado de “saturación”.

Los circuitos secuenciales

circuitos Los circuitos secuenciales son aquellos circuitos lógicos cuyas salidas constituyen no solo la función de las entradas, sino también de la historia previa de esas entradas.

Es frecuente en los circuitos digitales almacenar alguna información. Para que quede más claro, supongamos que un equipo genera una información que tiene como destino otro equipo, si este no esta disponible, se coloca entre ambos para que retenga información y libere al primer equipo que seguriá trabajando como de costumbre. A esto se le donima registro.

La cantidad de información que puede almacenar un registro se suele indicar a través de los bits a almacenar. Estos poseen un biestable para guardar cada bit por separado, por lo que el número de estos iguala a la cantidad de bits que manejamos. Estos se clasifican en registro de entrada y salida, y los registros de desplazamiento. Para hacer esto de la manera más cómoda y rápida posible utilizamos los biestables. Estos registros trabajan de forma sincrónica, con una configuración básica de entrada en serie y su característica común  es que comparten los mismos pulsos de reloj.

La conexión permite que los pulsos de reloj que reciben todos los flip-flop tengan como norma el bit presente en la entrada serie. Trasnfiere esa información al siguiente bit para que no se pierda, y este la comparte con su siguiente (registros de desplazamiento).

Introducción a los contadores

Un contador es un circuito cuya característica radica en que cambia su estado cada vez que recibe un pulso, por lo que una cadena de pulsos hace que su estado varíe. El nombre se estableció ya que los circuitos permiten contar los pulsos que llegan a la entrada. Su uso más frecuente se da en los contadores de eventos.

Los contadores se realizan con flip-flop debidamente conectados, y el número que se utiliza es limitador del valor que puede tomar el módulo. Las salidas se encargan de dar estado del contador, registrando los pulsos. Hay dos tipos de contadores diferentes: Sincrónicos (en los que los FF se disparan sicronicamente) y los asincrónicos (no son disparados sincronicamente, reciben disparos por otro mecanismo).

Puedes encontrar estos tipos de circuitos y muchos más en esta tienda electronica madrid

El lenguaje ensamblador

ensamblador

El lenguaje ensamblador es el utilizado para la comunicación y conversión del binario para que sea entendible con el lenguaje de las máquinas. Podemos programar un microprocesador utilizando un lenguaje máquina. Todos estos programas en lenguaje ensamblador o en alto nivel se convierten a código máquina con un software dedicado para ello. Necesitamos un intérprete o compilador para ejecutarlos en un microprocesador.

El ensamblador es un lenguaje intermedio entre el máquina y de alto nivel.  Las instrucciones del programa se basan en una etiqueta del código de operación, los operandos y los comentarios. Estas etiquetas identifican una posición de memoria del micro indicando puntos específicos del programa. Por otro lado, la columna instrucción, hace referencia a una operación básica a realizar por el micro. El operando usa un comando de instrucción. Las más simples no utilizan ningún operando pero no hay algunas complejas. El primero operando es el puente y el segundo es destino. Hay que esta jerarquía para encaminar la información desde el operando fuente hacia el operando destino.

Una vez obtenido el código máquina, hay que pasarlo a la memoria del programa del microcontrolador. El ensamblador básico, el linker y control de librerías son los bloques más importantes. El primero de ellos genera un archivo binario relocalizable para almacenar en alguna zona de la memoria, el linker crea un archivo binario ejecutable para implementar el microcontrolador. El control de librerías genera archivos binarios que pueden ser unidos con otros bloques de código binario facilitando y simplificando el desarrollo de nuestros programas.

 

 

 

Memorias de un bit

memoria un bitUna memoria de un bit, es un elemento básico capaz de almacenar un solo bit de información manteniendo las salidas estables, aunque se modifique el estado de sus entradas.

Tiene dos estados desde donde los cuales se construyen otros más difíciles. Es un biestable, puede cambiar su nivel de tensión, o mediante pulsos de reloj, o asincrónicamente. Un flip-flop asíncrono tiene deventajas como la posibilidad de generar estados de salida ambiguos, baja inmunidad al ruido, y sensibilidad a las carreras lógicas.

El circuito electrónico encargado de generar los pulsos es el multivibrador. No tiene estados variables, por lo que genera una señal de reloj de niveles altos y najos (0 y 1) que se repiten constantemente. Si definimos frecuencia de oscilación del estable mediante un circuito externo, este toma el nombre de oscilador RC. Su principal ventaja es la simplicidad, mientras que una de sus desventajas es su estabilidad.

Un registro de desplazamiento contiene celulas de memoria, que contienen información. Un registro de desplazamiento es una memoria de acceso secuencial tanto para lectura como escritura. Un contador binario es una aplicación que usa flip-flop y puede contar los pulsos recibidos en una entrada especifica. El conteo muestra un código binario determinado, y hay varios tipos en serie (cada flip-flop activa al siguiente) y paralelo (cambian al mismo tiempo).

 

 

El sistema binario en la electrónica

imagesNuestros equipos electrónicos utilizan un lenguaje de comunicación distinto al de los humanos, el sistema binario. Necesitamos introducir los sistemas de numeración que se ejecutaron previamente para terminar finalizando con el que se utiliza actualmente, el binario.

Uno de los primeros utilizados es el sistema que utilizamos los humanos, el sistema decimal, creado a partir de la numeración creada contando con las manos. Este sistema es denominado posicional ya que el digito representa el valor que se asigna. Cada digito depende de su posicion. Una variante de este fue el sistema octal, de 8 digitos. Posee menos combinaciones al tener menos digitos. En ocasiones, el sistema octal reemplaza al sistema hexadecimal, que utiliza 16 símbolos sin repetir. Este se utiliza sobre todo en la informática, es posicional porque el valor depende del lugar.

Hoy en día, podemos realizar estas operaciones disminuyendo el costoso trabajo que conlleva con el sistema binario, mucho más efectivo y rápido. Sólo se utilizan dos números, el 0 y 1, y cada uno con un valor, encendido y apagado. Su representación esta basado en el formato posicional de la base elevado al exponente en la cadena.

Existen sistemas binarios que usan códigos propios o nuevos sistemas. Como por ejemplo el código Gray, en el que dos valores seguidos la única diferencia entre ellos son sus dígitos. Se usó para prevenir señales incorrectas. En la actualidad, se utiliza en sistemas de televisión por cable y telecomunicaciones. Surge a partir del binario, mediante un proceso tomador de señales analógicas para convertir en grupos de códigos binarios, modificando solo un valor. La ventaja es que es muy eficaz, práctico y veloz. Los ordenadores utilizan un estándar para representar números de decinales en binario, en el que cada número es representado por 4 bits, simpliflificando y reduciendo el margen de eficacia y error. Este método también es utilizado por otros elementos como: decodificador y receptor satelite, dispositivos electrónicos, y componentes infromáticos.