ELEMENTOS

 

Propósito: Identifica los elementos básicos para la construcción de un prototipo. 

1. PROTOBOARD:

La Protoboard, llamada en inglés breadboard, es una placa de pruebas en los que se pueden insertar elementos electrónicos y cables con los que se arman circuitos sin la necesidad de soldar ninguno de los componentes.

 Las Protoboards tienen orificios conectados entre si por medio de pequeñas laminas metálicas. Usualmente, estas placas siguen un arreglo en el que los orificios de una misma fila están conectados entre si y los orificios en filas diferentes no. Los orificios de las placas normalmente están tienen una separación de 2.54 milímetros (0.1 pulgadas).

Las Protoboards tienen tres partes: el canal central, las pistas, y los buses.

Existen tres tipos de protoboard:

• • Protoboard o breadboard grande: Fig-2. Protoboard grande estándar. Comúnmente tienen 830 puntos de conexión divididos en dos segmentos. ...

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• • Protoboard o breadboard mediana: Fig-3. Protoboard mediana estándar. ...

• • Protoboard o breadboard chica: Fig-4. Protoboard chica estándar.

2. MOTORES:

El motor eléctrico es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica de rotación por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas. 

Como todas las máquinas eléctricas, un motor eléctrico está constituido por un circuito magnético y dos eléctricos, uno colocado en la parte fija (estator) y otro en la parte móvil (rotor).

El circuito magnético de los motores eléctricos de corriente alterna está formado por chapas magnéticas apiladas y aisladas entre sí para eliminar el magnetismo remanente.

El circuito magnético está formado por chapas apiladas en forma de cilindro en el rotor y en forma de anillo en el estátor.

El cilindro se introduce en el interior del anillo y, para que pueda girar libremente, hay que dotarlo de un entrehierro constante.

El anillo se dota de ranuras en su parte interior para colocar el bobinado inductor y se envuelve exteriormente por una pieza metálica con soporte llamada carcasa.

Tipos de motores:

Corriente continua: Los motores de corriente continua necesitan unas escobillas para poder meter la corriente eléctrica en el rotor del motor y unas delgas para que siempre entre y salga en la misma dirección por las espiras.

Corriente alterna: La corriente alterna (CA) es la que las compañías eléctricas transmiten a través de los cables eléctricos y en las tomas de corriente (enchufes) y es un tipo de corriente en la que la cantidad y la dirección de la corriente varía continuamente. Hay 2 tipos, monofásica y trifásica.

3. CABLES:

Manguera de material aislante y protector que contiene un conductor ( también hilo eléctrico) aislado o conjunto de conductores aislados (conductor eléctrico), generalmente de cobre o aluminio.

Partes de un Cable:

• Conductores (cobre, aluminio u otro metal).
• Apantallado o Blindaje (se utiliza en conductores de radiofrecuencia, puede ser una malla o un tubo, liso o corrugado)
• Aislamientos (materiales plásticos, elastoméricos, papel impregnado en aceite viscoso o fluido).
• Protecciones (armaduras y cubiertas externas adicionales al aislamiento para aumentar la resistencia a ciertas condiciones críticas de operación).

Tipos de Cable:

• Cable unipolar: está formado por un hilo conductor.
• Cable multipolar: formado por varios hilos conductores.
• Cable flexible: es de los más utilizados. Está compuesto por alambres finos que son fáciles de doblar, de ahí el nombre de flexible.
• Cable coaxial: compuesto por un núcleo de cobre que está protegido por un aislante dieléctrico, el cual está cubierto por un escudo de cobre tejido. A su vez, el cable está rodeado de una funda de plástico exterior.
• Cable trenzado: compuesto por un par de cables que se encuentran entrelazados.
• Cable dúplex: formado por dos conductores de cobre con aislante PVC. Se encargan de suministrar energía a aparatos eléctricos de baja tensión.
• Cable multiconductor: se conoce también como cable multinúcleo. Cuenta con más de un conductor aislado individualmente y además cuenta con otro tipo de aislante para mayor seguridad.
• Cable blindado: son un conjunto de cables cubiertos de un revestimiento metálico. Generalmente tiene 3 cables: uno de tierra, uno neutro y otro para la corriente. Utilizados para el suministro de electricidad.
• Cable de construcción no metálico: compuesto por un grupo de cables que pueden ser de 2 a 4 y que están cubiertos por un aislante termoplástico. Además, cuenta con un cable pelado para la conexión a tierra.

4. DIODO LEDS:

Es una fuente de luz constituida por un material semiconductor dotado de dos terminales. Se trata de un diodo de unión p-n, que emite luz cuando está activado

Partes:

Los Diodos Leds tienen dos patillas de conexión una larga y otra corta. Para que pase la corriente y emita luz se debe conectar la patilla larga al polo positivo y la corta al negativo. En caso contrario la corriente no pasará y no emitirá luz. En la imagen siguiente vemos un diodo led por dentro.

Tipos de Diodo Leds:

Micro-LED: el led es un micro sistema de tecnología de un tamaño mínimo (de 3mm a 5mm)

En los inicios podíamos encontrarlos en indicadores luminosos como, el mando de la TV o el propio TV. Las antiguas radios, en el frigorífico. Se caracterizan por un voltaje constante por su conexión en paralelo.

LED SMD (Surface-Mound-LED):

Se pueden utilizar para la iluminación bajo los armarios, pasos de peatones o luz decorativa.

También son de voltaje constante y conexión en paralelo. Mantienen una baja temperatura por lo que no es necesario disipador del calor.

LED HIGH POWER

Se utilizan para efectos de iluminación con lente, tienen un sinfín de aplicaciones. Muy versátil.

Son de voltaje constante 350Ma/ 700mA mantienen un tipo de conexión en serie. Una de las tecnologías led más innovadoras en cuanto a prestaciones.

LED COB: 

Alta tecnología máxima resistencia y durabilidad. Rendimiento lumínico de hasta 120 lúmenes/W.

Perfectas para iluminación en exteriores. No necesitan disipador de calor. Gran versatilidad de uso.

5. BATERÍAS O PILAS:

Una batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente pila, batería o acumulador, es un dispositivo que consiste en una o más celdas electroquímicas que pueden convertir la energía química almacenada en corriente eléctrica.

Partes de una bateria:

1. Contenedor: Una lata de acero que contiene los ingredientes de la pila y que forma el cátodo, una parte de la reacción química. 

2. Cátodos: Una mezcla de dióxido de manganeso y carbón. Los cátodo don electrodos reducidos por una reacción electroquímica. 

3. Separador: Tejido sin trama y fibroso que separa los electrodos. 

4. Ánodo: Zinc metal en polvo. Los ánodos son electrodos que se oxidan. 

5. Electrodos: Donde se lleva a cabo la reacción electro-química. 

6. Electrolito: Una solución de hidróxido de potasio en agua. El electrolito es el medio para el movimiento de los iones dentro de la celda y lleva la corriente dentro de la pila. 

7. Colector: Un alfiler de bronce en el medio de la celda que conduce la electricidad hacia el circuito exterior.

Tipos de Pilas:

Tradicionalmente se distinguían tres tipos: Las pilas de Níquel Cadmio Ni Cd, las pilas de Níquel e Hidruro Metálico NiMH y las de ion de litio (Li-ion).

6. INTERRUPTORES:

Un interruptor eléctrico es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica.

Partes de un Interruptor:

• Actuantes: los que cuando se accionan, abren o cierran un circuito.
• Pulsadores: necesitan que un operador sea el que mantenga la presión sobre el actuante para que sigan unidos los contactos.
• Cantidad de polos: el número de circuitos individuales que es capaz de controlar un interruptor. Son unos circuitos que en ocasiones pueden tener un voltaje diferente.
• Cantidad de vías:  un interruptor cuenta con diferentes posiciones y en cada una de ellas realiza una acción diferente. Un ejemplo:  el de una sola vía es el usado para encender una lámpara, en una posición está encendida en otra se apaga.

Tipos de interruptor:

• - Deslizable (Deslizante) (Slide)
• - DIP Switch.
• - Microswitch (finales de carrera)
• - Interruptores de palanca (Toggle)
• - Interruptores de lengueta (Reed Switch)
• - Interruptores tipo Rocker.

7. RESISTENCIAS:

Se denomina resistencia o resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico.

Partes de una resistencia:

Codigo de Color:

El código de colores de las resistencias se desarrolló como una manera sencilla de transmitir tanto el valor que posee la resistencia en ohmios como su tolerancia, debido a que por el pequeño tamaño de este elemento si se hiciera mediante cifras sería en muchos casos ilegible toda esta información.

Para caracterizar una resistencia eléctrica necesitaremos normalmente 4 bandas de colores, las dos primeras nos indicaran las dos primeras cifras de la resistencia, la tercera será el multiplicador y la cuarta (que estará algo mas separada de las otras) será la que nos indique la tolerancia de la resistencia.

Tipos de resistencias:

• Resistencias fijas: Su valor no cambiará a lo largo del tiempo

• • De señal o baja potencia: Este es el grupo más común de entre todas las resistencias, podemos encontrar resistencias de carbón, de oxido de metal, de película de carbón o de película metálica aunque las más comunes son las dos últimas. Estas resistencias se fabrican en potencias de 1/8w 1/4w 1/2w 1w y 2w y podemos encontrarlas con tolerancias del 0.5%, 1%, 2%, 5%, 10% y 20%, aunque las mas comunes son las de 1% y 5%.
  • Resistencias Bobinadas:Están construidas con un hilo resistivo arrollado sobre un soporte. Estas resistencias se construyen en potencias que van de 2w a 4w, son un tipo de resistencias intermedias entre las resistencias de señal y las de potencia.

  • Resistencias bobinadas-cementadas: También son llamadas resistencias tipo "tiza" por su similitud a una tiza, estas resistencias como las anteriores, están formadas por un hilo resistivo arrollado sobre un soporte, pero tienen un recubrimiento cerámico que hace que tengan mayor disipación térmica y por ello soportan una mayor potencia. Los rangos de potencia para los que se fabrican van de 4w a 17w. Estas resistencias también se presentan con un encapsulado metálico recubriendo el encapsulado cerámico, lo cual le conferirá aún más capacidad de disipación térmica y por tanto aumentará considerablemente la potencia que pueden soportar.

• Resistencias Varialbes: Dentro de la gama de resistencias variables, podemos hacer dos grupos, un primer grupos con las resistencias que varían en función de valores o parámetros extremos como puede ser la cantidad de luz, temperatura, humedad.... y otro tipo de resistencias que mas que variables podrían llamarse "ajustables", y es que el valor de estas resistencias podrá ser modificado de manera manual en cualquier momento que se desee, estas últimas resistencias variables son más común mente conocidas como "potenciómetros".

  • Potenciómetros: Estas resistencias ajustables suelen estar compuesta por un anillo de carbón que une sus dos extremos y una parte móvil que se desplaza por dicho anillo permitiendo modificar la resistencia entre los extremos de la parte fija y el eje móvil. Dentro de los potenciómetros podemos encontrar unos cuyo ajuste se hace mediante destornillador (estos se suelen usar internamente y no suelen ser accesibles a los usuarios), y otros que incorporan un eje para facilitar el ajuste desde el exterior del circuito, tambien podemos encontrarnos potenciómetros dobles, tripes o en tándem para el ajuste simultaneo de varios de ellos. Existen otro tipo de potenciómetros denominados multi-vueltas, estos poseen un mayor rango de ajuste, ya que pueden hacer girar su eje varias veces sobre sí mismos, y por ello tienen una mayor precisión.

  • LDR: También llamadas fotorresistencias, son un tipo de resistencias variables sensibles a la luz, las cuales varían su resistencias de manera proporcional a la luz recibida. Son resistencias muy usadas en robótica, alarmas y en detectores crepusculares.

  • VDR: También conocido como varistor, son resistencias que varían en función al voltaje al que son sometidas. Se usan para proteger circuitos de sobre tensiones o para la auto regulación de voltajes.

  • Termistores: Son resistencias que varían en función de la temperatura, podemos encontrar de dos tipos NTC y PTC, las NTC tienen coeficiente de temperatura negativo, o lo que es lo mismo, cuando aumenta la temperatura, disminuye la resistencia, y las PTC tienen coeficiente de temperatura positivo, por lo que a mas temperatura, mayor resistencia.

8. ARDUINO:

Arduino es una plataforma de creación de electrónica de código abierto, la cual está basada en hardware y software libre, flexible y fácil de utilizar para los creadores y desarrolladores. Esta plataforma permite crear diferentes tipos de microordenadores de una sola placa a los que la comunidad de creadores puede darles diferentes tipos de uso.

Partes:

Tipos de Arduino:

Uno 

 

Esta es la última revisión de la placa Arduino USB básica. Se conecta al ordenador con un cable USB estándar y contiene todo lo necesario para programar la placa. Se puede ampliar con gran variedad de shields. Tiene un ATmega328, también consta de 14 pines de entrada/salida de los cuales 6 se pueden usar como salidas PWM, 6 entradas analógicas, un velocidad de reloj de 16 MHz y un conector ICPS.

Existen varias revisiones de esta placa, en las cuales se suelen añadir nuevas funcionalidades más útiles. En la última revisión (R3) se han añadido unos pines llamados SDA y SCL cerca del pin AREF y 2 nuevos pines cerca del RESET. Además se ha sustituido el atmega 8U2 por un atmega 16u2.

Características:

Memoria Flash: 32 KB (ATmega328) de los cuales 0.5 KB usados por bootloader
SRAM: 2 KB (ATmega328)
EEPROM: 1 KB (ATmega328)

  Duemilanove 

Versión anterior de Arduino Uno y presenta pocas diferencias con ese modelo. Basada en el ATmega168 o el ATmega328. Tiene 14 pines con entradas/salidas digitales (6 de las cuales pueden ser usadas como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un reloj de 16Mhz, conexión USB, entrada de alimentación, una cabecera ISCP, y un botón de RESET.

Características:

Voltaje de funcionamiento: 5V
Voltaje de entrada (recomendado): 7-12V
Voltaje de entrada (limite): 6-20V
Intensidad por pin: 40 mA
Intensidad en pin: 3.3V50 mA
Memoria Flash: 16 KB (ATmega168) o 32 KB (ATmega328) de los cuales 2 KB de bootloader
SRAM: 1 KB (ATmega168) o 2 KB (ATmega328)
EEPROM: 512 bytes (ATmega168) o 1 KB (ATmega328)

Diecimila

Versión Anterior a Duelmilanove. Es una placa microcontroladora basada en el chip ATmega168. Tiene 14 E/S digitales (6 de las cuales se puedes utilizar como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un reloj de 16MHz, conexión USB y botón de RESET.

Características:

Voltaje de funcionamiento: 5V
Voltaje de entrada (recomendado): 7-12 V
Voltaje de entrada (limites): 6-20 V
Intensidad por pin de E/S: 40 mA
Intensidad por pin de 3.3V: 50 mA
Memoria Flash: 16 KB (2 KB reservados para el gestor de arranque)
SRAM: 1 KB
EEPROM: 512 bytes

 Nano

Una placa compacta diseñada para usar directamente en placas de desarrollo, el Nano se conecta al ordenador con un cable Mini-B USB. Basado en el ATmega328 (Arduino Nano 3.0) o ATmega168 (Arduino Nano 2.x) que se usa conectándola a una protoboard. Tiene más o menos la misma funcionalidad que el Arduino Duemilanove, pero con una presentación diferente. No posee conector para alimentación externa, y funciona con un cable USB Mini-B en vez del cable estándar.

Características:

Pines E/S Digitales: 14 (de los cuales 6 proveen de salida PWM
Entradas Analógicas: 8
Corriente máx, PIN de E/S: 40 mA
Memoria Flash: 16 KB (ATmega168) o 32 KB (ATmega328) de los cuales 2KB para bootloader
SRAM: 1 KB (ATmega168) o 2 KB (ATmega328)
EEPROM: 512 bytes (ATmega168) o 1 KB (ATmega328)
Frecuencia de reloj: 16 MHz
Dimensiones: 18,5mm x 43.2mm 

Mega

Mas grande y potente placa Arduino, compatible con los shields de Duemilanove, Diecimila y Uno. Basada en ATmeg1280. Tiene 54 entradas/salidas digitales (de las cuales 14 proporcionan salida PWM), 16 entradas digitales, 4 UARTS (puertos serie por hardware), un reloj de 16MHz, conexión USB, entrada de corriente, conector ICSP y botón de reset. Contiene todo lo necesario para hacer funcionar el microcontrolador; simplemente conectálo al ordenador con el cable USB o aliméntalo con un trasformador o batería para empezar.

Características:

Voltaje de funcionamiento: 5V
Voltaje de entrada (recomendado): 7-12V
Voltaje de entrada (limite): 6-20V
Intensidad por pin: 40 mA
Intensidad en pin 3.3V: 50 mA
Memoria Flash: 128 KB de las cuales 4 KB las usa el gestor de arranque (bootloader)
SRAM: 8 KB
EEPROM: 4 KB

LilyPad

LilyPad - Diseñado para aplicaciones sobre prendas, esta placa puede ser cosida a la ropa y es de color purpura y con un diseño con estilo. Está basado en el ATmega 168V (de menor consumo que la versión ATmega168) o el ATmega328V.

Características:

Operating Voltage: 2.7-5.5 V
Input Voltage: 2.7-5.5 V
Digital I/O Pins: 14 (of which 6 provide PWM output)
Analog Input Pins: 6
DC Current per I/O Pin: 40 mA
Flash Memory: 16 KB (of which 2 KB used by bootloader)
SRAM: 1 KB
EEPROM: 512 bytes
Clock Speed: 8 MHz

Fio

Diseñada para aplicaciones inalámbricas. Incluye un zócalo para XBee, un conector para baterías LiPo y electrónica para cargar baterías. Basada en el ATmega328P. Tiene 14 pines de E/S digitales (de los cuales 6 pueden usarse como salidas PWM), 8 entradas analógicas, un resonator en placa, un botón de reinicio (reset), y agujeros para montar conectores de pines. Tiene conexiones para una batería de polímero de Litio e incluye un circuito de carga a través de USB. En el reverso de la placa tiene disponible un zócalo para módulos XBee.

Está diseñado para aplicaciones inalámbricas.

Características:

Voltaje de trabajo 3.3V
Voltaje de Entrada 3.35 -12 V
Voltaje de Entrada en Carga 3.7 - 7 V
Corriente DC por pin E/S 40 mA
Memoria Flash 32 KB (de los cuales 2 KB usados por bootloader)
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
Frecuencia de Reloj 8 MHz

 

Mini

La placa Arduino más pequeña. Funciona perfectamente en una placa de desarrollo o en aplicaciones donde el espacio es primordial. Se conecta al ordenador usando el adaptador Mini USB. Basada en el ATmega168, cuenta con 14 entradas/salidas digitales (de las cuales 6 pueden ser usadas como salidas PWM ), 8 entradas analógicas y un reloj de 16 MHZ. Puede ser programada con el adaptador Mini USB u otros adpatadores USB o RS232 a TTL serial.
Advertencia: No Alimente el Arduino mini con más de 9 voltios, o conecte la alimentación al revés: probablemente acabará con él.

Características:

Voltaje de entrada 7-9 V
DC Corriente continua por pin E/S 40 mA
Memoria Flash 16 KB (de las cuales 2 KB son usadas por el bootloader)
SRAM 1 KB
EEPROM 512 bytes

Pro Mini

Como la Pro, la Pro Mini está diseñada para usuarios avanzados que requieren de bajo coste, menor tamaño y dispuestos a un poco de trabajo extra.

Es una placa con un microcontrolador ATmega168. Tiene 14 E/S digitales (6 de las cuales se puedes utilizar como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un resonador interno, botón de RESET y agujeros para el montaje de tiras de pines. Se le puede montar una tira de 6 pines para la conexión a un cable FTDI o a una placa adaptadora de la casa Sparkfun para dotarla de comunicación USB y alimentación.

La Arduino Mini Pro está destinada a instalaciones semi-permanentes en objetos o demostraciones. La placa viene sin conectores montados, permitiendo el uso de varios tipos de conectores o soldado directo de cables según las necesidades de cada proyecto en particular. La distribución de los pines es compatible con la Arduino Mini.
Existen dos versiones de la Mini Pro, una que funciona a 3.3v y 8Mhz y otra de 5v y 16MHz.

Características:

Voltaje de entrada 3.35 -12v (en el modelo de 3.3v) o 5 - 12v (en el modelo de 5v)
Pines digitales de E/S14 (6 de los cuales tienen salida PWM)
Intensidad máxima por E/S 40 mA
Memoria Flash 16KB (de los cuales 2KB están reservados por el gestor de arranque)
SRAM 1KB
EEPROM 512 bytes
Velocidad de Reloj 8 MHz (modelo de 3.3v) o 16 MHz (modelo de 5v)

9. SENSORES:

Un sensor es todo aquello que tiene una propiedad sensible a una magnitud del medio, y al variar esta magnitud también varia con cierta intensidad la propiedad, es decir, manifiesta la presencia de dicha magnitud, y también su medida.

Partes de un sensor:

• (1) El área sensible contiene el sistema de sensores basado en una tecnología determinada. ...
• (2) El circuito de procesamiento convierte la variable física en una variable eléctrica.
• (3) La salida de señales contiene la electrónica que está conectada a un sistema de control

Tipos de Sensores:

• De contacto.
• Ópticos.
• Térmicos.
• De humedad.
• Magnéticos.
• De infrarrojos.
• Etc.

10. BLUETOOTH

Bluetooth es una especificación industrial para redes inalámbricas de área personal creado por Bluetooth Special Interest Group, Inc. que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2.4 GHz.