PicManía by RedRaven
 

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Electrónica Básica

 

  Una pequeña colección de conocimientos básicos sobre electrónica que pueden hacer falta a algunos de nuestros amigos poco duchos en esta materia.
    
 
  • Divisores de Tensión
    Algo fundamental en Electrónica Básica y con preciosas aplicaciones prácticas.
  • TUP - TUN - DUG - DUS
    Transistores Universales PNP y NPN;
    Diodos Universales de Germanio y de Silicio.
    Una pequeña guía para no perderse demasiado.

 

 

 

 


 

Tabla de Colores de Resistencias y Condensadores.
 

 
Cómo leer el código de colores:
 
   Las resistencias y condensadores tienen cuatro colores. tres de los cuales indican el valor del mismo y último es o plateado o dorado e indica la tolerancia del valor que indica.
 
   Los dos primero colores indican directamente un número y el tercero indica el multiplicador (o número de ceros que hay que añadir).
 
Veamos un par de ejemplos:

En esta resistencia tenemos la secuencia de colores Rojo,Amarillo,Rojo,Dorado que traducimos por:
  • Rojo : un 2
  • Amarillo : un 4
  • Rojo : dos ceros
  • Dorado : +-5%

Uniéndolo todo nos queda : 2400 Ohmios o escrito de otra forma 2K4 Ohmios.

 

 
En esta segunda resistencia tenemos la secuencia de colores Rojo, Rojo, Amarillo, Dorado que traducimos por:
  • Rojo : un 2
  • Rojo : otro 2
  • Amarillo : cuatro ceros
  • Dorado : +-5%

Uniéndolo todo nos queda : 220000 Ohmios o escrito de otra forma 220K Ohmios.

 

   Nota: Recuerda que no se fabrican resistencias de 3.255  Ω , sólo un pequeño conjunto de ellas son las que tenemos disponibles. Pasa saber cuales de ellas podemos pedir en la tienda de la esquina te ofrezco esta tabla de Resistencias Comerciales

 


                    
 

 Calcular la resistencia para conectar un LED  (y otros trucos para a estas maravillosas bombillitas):
 
  • Los micros tienen patillitas, los pines, a los que podemos hacer, mediante nuestro programa, que tengan 0V (estén conectados a masa) ó 5V (estén conectados a VDD). Una manera de saber si esto es realmente así es conectarle a nuestra patilla un diodo LED (esa maravillosa bombillita) que se debe encender cuando el pin tenga los susodichos 5V y apagarse en caso contrario. Cualquier aficionado novato debe empezar exactamente por aquí (Ver el primer experimento que propongo Wink).

  • El caso es que cualquier diodo LED admite un máximo de corriente (intensidad) y por encima de ella simplemente se funde y deja de iluminarnos para siempre (R.I.P.) Así que es fundamental que sepamos conectarlo correctamente para evitar que se nos muera prematuramente en una fulguración letal y única.

  • Por lo tanto debe de escogerse bien la corriente que atraviesa el LED para obtener una buena intensidad luminosa. El LED tiene un voltaje de operación que va de 1.5 V a 2.2 voltios. aproximadamente y la gama de corrientes que debe circular por él va de 10 mA a 20 mA en los diodos de color rojo y de entre 20 mA y 40 mA para los otros LEDs

  • La fórmula fundamental que debemos utilizar es :

    Intensidad = (Voltaje - Voltaje de caída en el Led
    Nota1) / Resistencia

    (Intensidad en Amperios, Voltajes en Voltios y Resistencia en Ohmios)

    (Nota1 1.5V para leds infrarrojos, 1.8V para leds rojos, 2.3V para leds verdes y 3.8V para leds azules)

    Sabemos que nuestro famoso pin del micro nos va a dar 5V y que Led solo admite 20 mA y que va a tener una caída de voltaje de 1.8V, por ejemplo en un Led rojo, así que debemos calcular la resistencia que debemos poner sustituyendo estos valores en la fórmula y haciendo una pequeña operación matemática.

    0.02A = (5v-1.8v) / R
    R = 3.2V / 0.02A
    R =  160 Ohmios

    Consulto mi tabla de Resistencias Comerciales y veo que la mas parecida por arriba ya que deseo conservar la salud a mi Led es de 180
    Ω. Así que con una resistencia de 180Ω hará que nuestro diodo LED luzca firme, alegre y seguro sin temor a que fallezca subiéndosele los colores.
  • El conexionado final debería ser algo así como :

       
  • Recuerda : La patilla larga del diodo LED es la que debe conectarse al positivo de la alimentación y la corta a masa. (En nuestro esquemilla la patilla larga va a los +5V y la corta a GND) La resistencia dá igual si la ponemos en uno u otro extremo del diodo.

 


Mis transistores favoritos para cuando a nuestro PIC le falta fuelle.
 

BC107

 BD140

TIP122

2N3055

 
   Bueno, como decía Jack el Destripador: vayamos por partes ...
 
   No pienso contestar a la pregunta de ¿qué es un transistor? primero porque no conozco la suficiente teoría electrónica como para poder contestarla con la autoridad y profundidad necesarias y segundo, y mas importante, porque no lo necesitamos para nuestras aplicaciones.
 
   Hay mil maneras de conectar un transistor, cada uno de ellos con distintos encapsulados, hay miles de tipos de transistores con millones de parámetros que hay que tener en cuenta según el destino que se le dé y las funciones que solicitemos de él.
 
   Para nosotros es suficiente con decir que un transistor es como un grifo que nos va a servir para dar o quitar la alimentación a un cacharro que no podemos conectar directamente a un pin de nuestro PIC, porque corremos el riesgo de fundirlo, a nuestro PIC, si lo hacemos tan directamente.
 
   El PIC no tiene fuelle para tanto, no puede suministrar la corriente necesaria para que funcione por ejemplo un relé o un motor que necesitan una intensidad de corriente que el PIC no puede dar. ¿Cual es la solución entonces?
 
   ¡Exacto! Lo adivinaste. Un transistor.
 
   El transistor tiene tres patillas solamente, cada una de ellas con nombre propio y que son: Base, Colector y Emisor.
 





 

   Si nuestro PIC le sopla unos pocos milivoltios a la patilla que llamamos Base entonces va el transistor y deja pasar corriente entre el Colector y el Emisor, y esto es lo importante: con una intensidad que depende de lo que aguante el transistor, no el pin de nuestro PIC.
 
   Entonces el esquema de conexión que vamos a utilizar en un 99.99% de las veces es el siguiente:
 


 

   La entrada representa a cualquier pin de nuestro PIC que da la señal de conduce o no conduce; la resistencia Rb es la encargada de ajustar la corriente que debe suministrar nuestro PIC a la Base del transistor para que cuando circule entre ésta y el emisor se produzca el gran paso de corriente, que es lo que nos interesa, entre el Colector y el Emisor con lo que la Carga, nuestro relé o motor, tenga la suficiente intensidad para funcionar.
 

   Fijaos que el truco está en que nuestro PIC sólo debe suministrar la corriente necesaria y suficiente, aplicada a la Base, para que el transistor conduzca entre el Colector y el Emisor. Le entrega el testigo al transistor para que sea éste el que se encargue de darle la comida que necesite la carga.
 
   Vamos entonces ahora a tratar temas con mas chicha para lo que pretendemos:
 
   Las preguntas del millón son:
  • ¿Qué transistor uso de los miles que hay en la tienda de electrónica de la esquina?
     
  • ¿Qué resistencia debo ponerle para conectar mi PIC a la base del transistor?

   La respuesta es tan fácil como oscura: depende que que carga queramos conectarle, o sea que si la carga funciona a 5V y sólo necesita 100 mA tendremos que elegir un tipo de transistor distinto al caso en que deseemos montar una que va con 12V y requiere la enorme cantidad de corriente de 2A.

   Y dependiendo del tipo de transistor que seleccionemos y del voltaje e intensidad que vaya a recorrerlo deberemos calcular el valor de la resistencia que debemos colocar para que todo funcione como tenemos previsto.
 

   Pero la respuesta no está en el viento, la encontramos en los omnipresentes Datasheets. En esas hojitas repletas de siglas, valores y curvas de funcionamiento está la respuesta que necesitamos. (Ahí y en nuestro amable tendero electrónico de la esquina que nos va a informar de que ese transistor que tan dificultosamente hemos escogido, no lo tiene. Pero que nos va a salvar la vida dándonos otro que se le parece lo suficiente como para que nos sirva igual ... o casi)
 

   Y ahora viene lo que estabais esperando ansiosamente y que responde a la primera pregunta:
 

Valores de parámetros del transistor que debemos consultar para seleccionar el transistor adecuado a nuestros propósitos.
 

 
IC Corriente máxima que puede atravesar el transistor (que siempre debe ser algo mayor que la que necesite nuestra carga, no debemos llevar los componentes a sus limites; peligra la vida del artista)

hFE Ganancia del transistor que se define como IC/IB (o sea la relación que hay entre la cantidad de corriente que pasa por el colector para una corriente dada que pasa por la base. Esta ganancia es la que nos va a indicar qué corriente va a tener que suministrar nuestro PIC para activar el transistor, o sea que conduzca)

VCEO Máximo voltaje que soporta el transistor entre el Colector y el Emisor (Tened en cuenta que todo transistor tiene su precio ante el empuje de los voltios, por encima de un cierto valor no hay transistor que aguante, se funde y conduce entre el Colector y el Emisor independientemente de lo que diga la Base)

 
   Otro dato muy importante que tenemos que tener en cuenta: La tensión de salida de los pines de los PIC es de 5V y pueden suministrar una intensidad máxima de 25mA
 
   Y por último: es fundamental conocer la intensidad de trabajo que nos consume la Carga que deseamos conectar, tirando del suministro que nos va a brindar nuestro transistor.
 
  Por fin estamos en condiciones de poder seleccionar nuestro transistor, y qué mejor manera de hacerlo que poniendo un sabroso ejemplo y solucionándolo con prontitud, profundidad y elegancia:

 

 

Ejemplo práctico de selección y conexión de un Transistor:
 
Conectando un relé a un pin del PIC.
 
   Supongamos (un poné) que deseamos controlar con un pin de nuestro PIC un Relé cuya bobina funciona con 12V y que consume ... hummm ... 80 mA.

   (mi relé Finder V04 30.22.7.012.0010 para no ir mas lejos y lo pongo porque tengo la foto que podéis ver a la derecha. No consume 80 mA pero eso es algo que no tenéis por qué saberlo)


 

   Bien. Lo primero es el esquema electrónico del montaje que deseamos hacer y que es el siguiente:
 

  

Nota: El diodo sirve para eliminar los picos de tensión que se producen cuando conectamos o desconectamos la bobina del relé.
 
 
   Ahora recopilamos la información de que disponemos:
 
   El PIC nos suministra una tensión de 5V y nos puede dar una intensidad de 25 mA (como máximo); queremos conectar una carga que necesita 12V y que consume 80 mA así que necesitamos un transistor que pueda proporcionar unos ... hummmm ... 100 mA por lo menos (su IC) .... y que soporte bien un voltaje de 25V (su VCEO).
 
   Me voy a mis Datasheets y compruebo que el BC107 podría servirme (no digáis que juego con ventaja porque ya lo sé y además tenéis razón). Tiene una IC de 100 mA (un 20% por encima de lo que me consume el relé) y un VCEO de 45 V (más que suficiente). Entonces leo que su hFE es de 110 con lo que ya tengo todo lo que me hace falta.

   ¡Y además puedo calcular la resistencia necesaria para colocarle entre nuestro pin y la base. con lo que contesto a nuestra segunda pregunta!
 

   Al necesitar una IC de 80 mA (la del relé) y tener una ganancia hFE de 110 nos bastaría un suministro de corriente a la base de IB = 80/100 = 0.72 mA pero para asegurarnos que el transistor va a conmutar (va a entrar en saturación) vamos a hacer que este suministro alcance IB = 1 mA.
 
Recordamos lo que dijimos para el Calculo de la resistencia para conectar un LED :
 
Intensidad = Voltaje / Resistencia

(Intensidad en Amperios, Voltaje en Voltios y Resistencia en Ohmios)
 
Luego escrito de otra forma ...
  
Resistencia = Voltaje / Intensidad
 
Como el voltaje es: Voltaje = 5V - 0.7V = 4.3V (Estos 0.7 es VBE o sea la caída que tiene el voltaje que aplicamos a la Base al atravesar el transistor por la unión Base - Emisor ... Ja, ja, ja - truco de perro viejo)
 
Así que nos queda RB = 4.3V / 0,001A = 4300 Ohms (Comercialmente el valor de la resistencia mas aproximada que podemos encontrar en la famosa tienda de electrónica de la esquina es de 4K7 ohmios o escrito de otro modo 4700 ohmios, si colocamos una de 4K7 ohms por ejemplo corremos el riesgo que no alcanzar los 0.72 mA que necesitamos, y de todas formas al disminuir un poco la resistencia de la Base y colocar la de 3K9 nos aseguramos al 100% que nuestro transistor BC107 va a entrar en conducción)

¡Bingo, ya lo tenemos todo!
 
Ya podemos completar nuestro esquema, poniéndole nombre, apellidos y valores a todos los elementos que incluye:
 


 

Y esto es todo, amigos, lo que tengo que decir sobre mis transistores favoritos.
 

 

¿Relé o Transistor? Conectando cargas a un PIC

 

por Carlos Chaly29 del Foro Todopic
 
  • Aquí os dejo 3 posibles conexiones para circuitos de salida:
     
    • la primera es con relé y se debe usar uno de la tensión que tengas de alimentación del mismo y la intensidad es la que él soporta.
       
    • la segunda es con un transistor Darlington y soporta corrientes de asta 3A con las cual se necesitará colocarle un disipador.
       
    • y la tercera se vale de un Mosfet capaz de soportar corrientes de asta 30A también se deberá colocarle un disipador para cuando se usen corrientes de más de 7A.
       
  • Ninguno de los circuitos esta optimizado para trabajar con formas de onda PWM, por lo tanto el uso de ellos se limita a conectar o no la carga.
     

 


 

 
Códigos de Condensadores

VALOR	TIPO		CODIGO	VALOR			TIPO			CODIGO	
1.5pF	Ceramic			1,000pF / .001uF		Ceramic / Mylar	102
3.3pF	Ceramic			1,500pF / .0015uf		Ceramic / Mylar	152
10pF	Ceramic			2,000pF / .002uF		Ceramic / Mylar	202
15pF	Ceramic			2,200pF / .0022uF		Ceramic / Mylar	222
20pF	Ceramic			4,700pF / .0047uF		Ceramic / Mylar	472
30pF	Ceramic			5,000pF / .005uF		Ceramic / Mylar	502
33pF	Ceramic			5,600pF / .0056uF		Ceramic / Mylar	562
47pF	Ceramic			6,800pF / .0068uF		Ceramic / Mylar	682
56pF	Ceramic			.01				Ceramic / Mylar	103
68pF	Ceramic			.015				Mylar			
75pF	Ceramic			.02				Mylar		203
82pF	Ceramic			.022				Mylar		223
91pF	Ceramic			.033				Mylar		333
100pF	Ceramic		101	.047				Mylar		473
120pF	Ceramic		121	.05				Mylar		503
130pF	Ceramic		131	.056				Mylar		563
150pF	Ceramic		151	.068				Mylar		683
180pF	Ceramic		181	.1				Mylar		104
220pF	Ceramic		221	.2				Mylar		204
330pF	Ceramic		331	.22				Mylar		224
470pF	Ceramic		471	.33				Mylar		334
560pF	Ceramic		561	.47				Mylar		474
680pF	Ceramic		681	.56				Mylar		564
750pF	Ceramic		751	1				Mylar		105
820pF	Ceramic		821	2				Mylar		205
			



General Capacitance Codebreaker information
PicoFarad (pF) NanoFarad (nF) MicroFarad (mF, uF or mfd) Capacitance Code
1000 1 or 1n 0.001 102
1500 1.5 or 1n5 0.0015 152
2200 2.2 or 2n2 0.0022 222
3300 3.3 or 3n3 0.0033 332
4700 4.7 or 4n7 0.0047 472
6800 6.8 or 6n8 0.0068 682
10000 10 or 10n 0.01 103
15000 15 or 15n 0.015 153
22000 22 or 22n 0.022 223
33000 33 or 33n 0.033 333
47000 47 or 47n 0.047 473
68000 68 or 68n 0.068 683
100000 100 or 100n 0.1 104
150000 150 or 150n 0.15 154
220000 220 or 220n 0.22 224
330000 330 or 330n 0.33 334
470000 470 or 470n 0.47 474




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