APUNTES DE

ELECTRÓNICASISTEMA BINARIO. Cada bit representa una de las cifras de la palabra binaria. Para

saber el número de combinaciones binarias que podemos formar con un número de

cifras dado, elevamos la base del sistema al número de cifras o columnas. La

primera columna, por la derecha, será 2 elevado a 0, dará una sola combinación. La

segunda columna, será 2 elevado a 1, que dará lugar a dos combinaciones. La

tercera columna dará lugar a 2 elevado a 2 combinaciones, es decir, 4. Cada

combinación o palabra binaria representa un valor que puede ser traducible a un

número decimal, si calculamos el valor de los bits en cada columna.

Esta cuadrícula se repite continuamente:

00 = 0Decimal

01 = 1Decimal

10 = 2Decimal

11 = 3Decimal

En este caso, es la lista de combinaciones binarias o valores que se pueden contar

con dos bits, es decir, dos cifras o columnas. Para saber el valor de cada columna

solo tenemos que repetir el proceso de elevar 2 al exponente de la columna,

teniendo en cuenta que en la primera columna el exponente es cero. Lo que ocurre

es que en cada nueva columna, el valor se duplica respecto a la anterior.

IX VIII VII VI V IV III II I

28 27 26 25 24 23 22 21 20

256 128 64 32 16 8 4 2 1

Nº de bits Decimal Binario Hexadecimal

2

0

1

2

3

0

0

0

0

0

0

0

0

00

01

10

11

0

1

2

3

3

4

5

6

7

0

0

0

0

1

1

1

1

00

01

10

11

4

5

6

7

4

8

9

10

11

1

1

1

1

0

0

0

0

00

01

10

11

8

9

A

B

12

13

14

15

1

1

1

1

1

1

1

1

00

01

10

11

C

D

E

F

Se hace una relación de Código Binario con Hexadecimal, para empaquetar grupos

de cuatro cifras binarias o bits, con lo que se puede contar del número 0 al 15.

Cada vez que sumamos una columna, duplicamos el valor máximo del código

binario. Si tenemos 4 columnas, podremos formar 16 combinaciones o palabras,

incluyendo siempre el cero, por lo que vamos del 0 al 15. Si tenemos 5 columnas,

podemos formar valores del número 0 al 31, es decir, 32 palabras. Si tenemos 6

columnas, 64 palabras. Con 8 bits o columnas, 128 palabras. Con 9 bits,

obtendremos 256 binarios. Con 10 bits, 512 binarios. Y con 11 bits, llegamos a

1024 palabras binarias, que en digital equivale a 1 Kilobit.

Así ocurre si vamos sumando bits o columnas de uno en uno, duplicamos la

cantidad de combinaciones posibles. Cuando sumamos bits de 10 en 10, lo que

hacemos es multiplicar por 210 ó 1024 los valores posibles de palabras: 10 bits es 1

Kilobit, 20 bits son 1024 Kilobits, es decir, 1 Megabit. 30 bits son 1024 Megabits, es

decir, 1 Gigabit. 40 bits son un Terabit, 41 bits, 2 Terabits, 42 bits, 3 Terabits...

En el código binario, a diferencia del sistema decimal, para pasar de un prefijo a

otro no se multiplica o divide por 1000 ó 103, sino por 1024, es decir, 210.

220 219 218 217 216 215 214 213 212 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20

1024 512 256 128 64 32 16 8 4 2 1

1 x 1024 = 1 024

2 x 1024 = 2 048 2

4 x 1024 = 4 096 4

8 x 1024 = 8 192 8

16 x 1024 = 16 384 16

32 x 1024 = 32 768 32

64 x 1024 = 65 536 64

128 x 1024 = 131 072 128

256 x 1024 = 262 144 256

512 x 1024 = 524 288 512

1024 x 1024 = 1 048 576 (1 Mbit) 1024

CEA. ELECTRÓNICA ANALÓGICA. Índice del Curso.

Magnitudes: electricidad fundamental

Componentes activos y pasivos

Circuitos de corriente Continua y Alterna

Sistemas de ecuaciones (Kramer)

Fasores (Vectores, Números complejos)

Transistores, Amplificadores

Disparador de Schmitt

¿Qué es la tetanización? Es el proceso de contracción o rigidez muscular que lleva a

la muerte. Mediante la transmisión de un impulso nervioso, que al fin y al cabo, es

eléctrico; aparece la parálisis con espasmo muscular. Para electrocutarse, la

corriente debe tener una tensión superior a 50 Voltios. Pero lo que provoca la

descarga no es el voltaje, sino la corriente. Es decir, el amperaje.

Prefijos de una unidad de medida Múltiplos / Submúltiplos

Tera 1012 = 1000 000 000 000

Giga 109 = 1000 000 000

Mega 106 = 100 000

Kilo 103 = 1000

Unidad 10

Mili 10-3 = 0,001

Micra 10-6 = 0,000 001

Nano 10-9 = 0,000 000 001

Pico 10-12 = 0,000 000 000 001

Femto 10-15 = 0,000 000 000 000 001

Éstos son los prefijos de origen griego que se emplean para designar rápidamente

magnitudes muy pequeñas o muy grandes, en cualquier unidad de medida. El kilo

equivale a mil unidades, y mil kilos equivalen a un mega. Los prefijos que

utilizamos habitualmente representan múltiplos de miles (añadiendo 3 ceros) o de

milésimas (dividiendo entre 1000). Cuando queramos ascender en la escala,

tendremos que dividir nuestra cantidad entre 1000, y cuando descendamos,

tendremos que multiplicar por 1000.

Cuando hablamos de electrónica de potencia nos referimos a más de un Amperio de

intensidad, que es mucha corriente: normalmente se trabaja por debajo de 1 A.

Las baterías de coche tienen 12 Voltios, por eso no electrocuta. Para conectar a la

batería del coche se recomienda enchufar primero el positivo, y para desconectar,

primero desenchufar del polo negativo.

¿Cómo se genera tensión? Para provocar una diferencia de potencial, podemos

contar con baterías o pilas, y generadores, como dinamo o alternador.

Los componentes van por códigos para identificarlos. Podemos consultar las

datasheets u “hojas de características”. Sólo tenemos que introducir las iniciales.

FILTRO: Circuito Limitador. Hace las funciones de un fusible.

PROTOBOARD. Es una placa de prueba para diseñar prototipos.

FUENTE DE ALIMENTACIÓN. Convierte corriente alterna a continua, hace el proceso

por etapas, progresivamente. Si hay menos etapas puede deteriorar la batería.

TPMM. ELECTRICIDAD. Técnicas de proyecto de mantenimiento

Riesgos eléctricos

Teoría eléctrica. Uso de las baterías

Materiales: blindaje, resistividad

Precauciones: alturas, primeros auxilios

Prevención: cajas de empalme

Toma de tierra. Nódulos.

9 V en continua = 220 V en alterna

Es muy importante instalar una toma de tierra sinoidal para descargar aquella

corriente que no puede soportar el circuito. A la tierra se le considera 0 V. La

tomamos como punto de referencia para calcular las tensiones del circuito.

Uno de los mayores peligros se encuentra en los cables de alta tensión, como las

catenarias que encontramos por encima de las vías de ferrocarril. Son comunes los

accidentes con catenarias en India, donde los pasajeros tienen la costumbre de

colocarse encima del vagón de tren.

En caso de sobretensión, el diferencial o salvavidas corta la corriente.

MAGNETOTÉRMICO o P.I.A.S. es un pequeño interruptor automático. En sus

circuitos suelen llevar blindaje para que no sea manipulado. Se puede retirar el

fusible de su interior para desactivarlo.

Contamos básicamente con tres cables o fases. Existe un código de color para

distinguir cada uno de los cables:

L Línea o fase Negro, marrón o gris

N Neutro Azul

Tierra o masa Verde o amarillo

Nos encontramos con algunas instalaciones predefinidas por tipos:

(1) Una fase, un neutro, una tierra

(2) Dos fases, un neutro, una tierra

(3) Tres fases, un neutro, una tierra

Trabajamos con herramientas que deben estar protegidos de la conducción

eléctrica. Utilizamos materiales blindados como: alicates (para corte, para pelar,

múltiples o universales), destornillador, tijeras y guantes, tubos corrugados o

“guías” (cuya cabeza es una bola semirrígida), y caja de empalme o distribución.

AISLAMIENTO EN ALTA TENSIÓN. Los conductores de Alta Tensión no llevan

blindaje en el cable, el campo magnético absorbe y atrapa a las personas hasta

matarlas. El generador central funciona a 50 000 V, que luego se transformarán, en

las empresas de alumbrado, por barriadas y distritos, a 14 000 V.

Magnitudes eléctricas

Circuito abierto / cerrado / cortocircuito

Ley de Ohm / Efecto Joule

Medición en paralelo y en serie

Kirchhoff / Mallas

1 culombio = 6,25 . 1018

q = culombio. Es el número de electrones que recorre un conductor, que une dos

puntos de distinto nivel eléctrico en un circuito.

La diferencia de potencial suele expresarse como tensión.

La intensidad de corriente (I) es la cantidad de electricidad que atraviesa un

conductor en una unidad de tiempo: se mide en Amperios.

I = q / t

La resistencia, como magnitud, es la dificultad que presenta un materal al paso de

la corriente eléctrica. Su unidad es el ohmio, y su símbolo es la omega (Ω).

Cada material posee una resistencia específica que se conoce con el nombre de

resistividad. Se presenta con la letra griega Ro (ρ), y se define como la resistencia

de un cilindro de ese material, que tiene un milímetro de grosor y un metro de

longitud. Por tanto:

ρ = Ω . mm2 / m

De ahí, la resistencia de un conductor puede expresarse como la resistividad por la

longitud del cable, entre la superficie de su sección, su grosor.

R = ρ . longitud / sección

La densidad de corriente es la relación que hay entre el valor de intensidad, de una

corriente eléctrica que recorre un conductor, y la sección de éste:

δ = I / S (A / mm2)

La temperatura es la influencia del calor en la conductividad. La resistencia de un

conducto varía cuando lo hace su temperatura. Al ir aumentando grado a grado la

temperatura del conductor, va creciendo el valor de su resistencia de forma

constante. Esta variación se llama coeficiente de temperatura.

Rf = R1 (1 + α . ΔT)

Rf = resistencia final

R1 = resistencia inicial

α = coeficiente de temperatura

ΔT = incremento de la temperatura

LEY DE OHM. En un circuito eléctrico la intensidad de corriente que lo recorre es

directamente proporcional a la tensión aplicada en sus extremos e inversamente

proporcional a la resistencia de dicho circuito:

I = V / R (V / Ω)

La potencia eléctrica es la cantidad de trabajo desarrollado en la unidad de tiempo.

Si la aplicamos a circuitos eléctricos, la potencia es igual al producto de la tensión

por la intensidad, y su unidad es el vatio (W): P = V . I

La energía eléctrica es el trabajo desarrollado en

un circuito eléctrico durante un tiempo

determinado. El coste de la energía dependerá

del precio unitario (€/W) y la energía consumida.

E = P . t

CIRCUITOS EN SERIE. Decimos que dos

resistencias están en serie cuando al

extremo final de una, le corresponde el

principio de otra. En este caso, la

tensión va siendo absorbida en cada

tramo, aunque la intensidad no varía.

CIRCUITOS EN PARALELO. Dos

resistencias están en paralelo cuando

sus extremos de entrada están

conectados entre sí, al igual que los de

salida. Las magnitudes se comportan al

revés que en serie; la intensidad es

variable, pero la caída de la tensión es

constante en cada resistencia.

It = I1 = I2 = I3 = … In

Rt = R1 + R2 + R3 + … Rn

Vt = V1 + V2 + V3 + … Vn

Vt = V1 = V2 = V3 = … Vn

It = I1 + I2 + I3 + … In

En paralelo, la inversa de la resistencia total es la suma de las inversas:1Rt

=1R1

+1R2

+1R3

+…1Rn

→ R t=1

1R1

+1R2

+1R3

+…1Rn

Se puede simplificar por pares de receptores: Rt=R1×R2

R1+R2

En serie o paralelo, la potencia total es siempre la suma de potencias:P t=P1+P2+P3+…Pn

PREVENCIÓN DE RIESGOS ELÉCTRICOS

En nuestras instalaciones, vamos a dividir todas las líneas en varios circuitos, según

el uso que vayamos a darle. Agruparemos la instalación en cinco circuitos:

┗ Contador

┗ ICP

┗ IGA

┗ Diferencial (pulsador)

┗ Sobretensión

┗ Magnetotérmicos

C1 = iluminación y sonido (10 A)

C2 = frigoríficos (16 A)

C3 = hornos (25 A)

C4 = lavadoras (16 - 20 A)

C5 = baños (16 A)

Por cada uno de los circuitos hay un interruptor magnetotérmico, del C1 al C5. Los

magnetos están preparados para saltar en caso de cortocircuito o sobretensión.

Para preparar instalaciones más seguras y evitar riesgos eléctricos es conveniente

instalar como mínimo los dispositivos limitadores dictados por el Reglamento

Electrotécnico para Baja Tensión. Para evitar choque eléctrico, motivado por

contacto directo o por una derivación, se protege mediante interruptor diferencial.

Contra sobrecargas y cortocircuitos se instalan magnetotérmicos. Éstos no se

encienden ni se apagan, reaccionan automáticamente para filtrar fugas de carga.

CUADRO ELÉCTRICO. En la caja de mando se encuentran los dispositivos de mando

y protección antes listados (diferencial, sobretensión, magnetos, …). Se aloja a 1,6 m

de altura, para que el usuario tenga un acceso fácil y rápido para su rearme o

desactivación si fuera necesario.

CAJA DE REGISTRO. El número de conductores a empalmar mediante una regleta

debe ser adecuado al tamaño del borne de la regleta, ya que en caso contrario, los

cables pueden salirse con facilidad y provocar cortocircuitos con otros cercanos.

CORTOCIRCUITO. Los conductores que se conectan a regleta y bornes de aparatos,

no deben pelarse en exceso para evitar el contacto con otros conductores próximos.

AISLAMIENTO. Todas las herramientas deben estar aisladas: escalera (nunca de

plástico), tijeras, destornillador... También usaremos guantes, gafas o casco.

El CABLE DE PROTECCIÓN debe llegar a todas las tomas de corriente y puntos de

luz de la instalación. La TOMA DE TIERRA debe ir conectada a todos los elementos

de iluminación con carcasa metálica, así como los electrodomésticos; mediante el

borne correspondiente, que estará marcado por el fabricante del producto.

A una casa suele llegar una tensión que

va oscilando entre los 210 y 240 Voltios.

Se establece que por las líneas T (tierra)

y N (neutro) hay una tensión de 220 V.

Las fases R y S pueden recibir 380 V.

En cada vivienda hay instalada una caja de

conexión. Todas las viviendas de la misma planta

se conectan, a un nódulo que hay en cada planta.

Los nodos se conectan entre sí a través de la

escalera, por un cable más grueso que llega a

una toma de piqueta a tierra.

LIMITADORES

MAGNETOTÉRMICO. Interrumpirá la

corriente automáticamente en el

momento en que se produzca un

cortocircuito o una sobrecarga.

DIFERENCIAL. Lo utilizamos para

protegernos de un choque eléctrico. Un

choque eléctrico directo está motivado

por el contacto con un conductor. El

choque indirecto, por contacto con una

parte cargada de la instalación, y

derivación al chasis o masa.

LAS 5 REGLAS DE LA SEGURIDAD ELÉCTRICA

1 Desconexión. Una línea de circuito específica o la general, manual o automática.

2 Bloqueo. Cerrar la caja de mandos con una llave, candado o precinto.

3 Medición. Comprobar las puntas del polímetro o de las pinzas amperimétricas.

4 Unión a tierra. Realizar previamente un empalme provisional de Fase-Neutro.

5 Señalización. Colocar un cartel informando de nuestra tarea de mantenimiento.

En caso de parada cardíaca o respiratorio haremos 15 compresiones y 2 insuflaciones por minuto.

CEA. ELECTRÓNICA ANALÓGICA.

Las pilas alcalinas tienen una estructura básica compuesta de una barra de

carbono, sumergida en una cámara de KOH en polvo (hidróxido de potasio). Todo

esto va recubierto de una armadura de cinc. Suelen tener una tensión de 1,5 V.

Tipos de pilas: A, AA, C y D.

Las pilas de petaca suelen tener 9 ó 4,5 V.

Generación de energía eléctrica. Podemos obtener diferencia de potencial de

diferentes fuentes. Hasta el momento la electricidad procede de generación

química (pilas o baterías), mediante electromagnetismo (dinamo, en corriente

continua, o alternador, el corriente alterna). Otro método para originar corriente es

la fotoelectrónica, mediante el empleo de células fotovoltaicas o transistores.

El alternador utiliza la fuerza del electroimán (un imán permanente que actúa al

alimentarlo) con el efecto de hacer girar una bobina o espira. Los polos norte y sur

del imán ponen en rotación la bobina, que transmitirá la corriente a unas escobillas

con las que entrará en rozamiento.

EMI. ELECTRÓNICA DIGITAL. Puertas Lógicas.

OR, suma lógica. En cuanto haya un uno, el resultado es uno

AND, producto lógico. En cuanto haya un cero, el resultado es cero.

NOT, inversor o negador lógico. Da el valor opuesto al que recibe.

MEEI. ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

Diferencia entre microcontrolador y microprocesador:

-El microcontrolador está formado por un microprocesador, y el conjunto de

sistemas que normalmente requiere (memoria volátil para cálculo temporal,

memoria de almacenamiento del programa, entradas y salidas).

-El microprocesador no trabaja solo, es el “cerebro” o parte inteligente que forma

parte de un sistema mayor, es un dispositivo digital integrado, capaz de interpretar

y ejecutar un programa; que no es más que un conjunto secuencial de funciones.

-El microprocesador es un sistema muy complejo, por lo que se integra en formato

integrado: el chip contiene circuitos electrónicos que realizan operaciones

aritméticas, lógicas y de control, que pueden programarse.

EMI. ELECTRÓNICA DIGITAL

Solución = AB + AC

A B C Solución

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 1

Para realizar el diseño de nuestros circuitos nos podemos respaldar en el software

Electronic Workbench, que permite simular el funcionamiento de nuestro dibujo.

GENERADOR DE PALABRAS. Expresa un número en hexadecimal (con 16 valores de

0 a F). Cada cifra hexadecimal representa una palabra binaria de 4 bits. Hacemos

una lista de los números que se emitirán por los pines en cada ciclo del Generador.

Cada uno de los pines contiene un dato binario, un bit, y en suma hacen el número.

RELÉ, a partir de tensiones pequeñas pone en marcha aparatos más grandes. El contactor

es como el relé pero a mayor escala. Por acción del campo magnético de una bobina, la

pieza desconectada se conecta y la que estaba desconectada se conecta.

La puerta lógica NAND es el producto lógico invertida. En oposición a la puerta

AND, si hay algún cero la salida es uno. La puerta NOR es inversa a la suma lógica,

en este caso, si hay algún uno la salida es cero.

Las puertas XOR sirven para la corrección de errores. Cuando el número de unos es

impar, el resultado de la operación lógica es uno. Cualquier circuito puede hacerse

solamente a base de puertas NAND y NOR.

* Nunca se deja una patilla de integrado sin conectar

(normalmente la interpreta como valor neutro, uno, pero no siempre).

CEA. ELECTRÓNICA ANALÓGICA

Intensidad (Amperios) = Carga (Culombios) / Tiempo (Hora)

Tensión (Voltios) = Energía (Julios) / Carga (Culombios)

Q = cantidad de energía térmica producida por una resistencia, en calorías (cal)

Q = 0,24 . P . t 1 caloría = 0,24 julios

P = potencia en vatios (W)

t = tiempo en segundos (s)

Trabajo o Energía = Fuerza . Distancia

Potencia = Energía / Tiempo

VOLTAJESPilas: 1,5 V / 4,5 V / 9 V

Generadores: 400 V en continua, 230 V en alterna (en EEUU es 125 V)

DENSIDAD DE CORRIENTE, es la cantidad de corriente que soporta la sección de un

cable. Es igual a la intensidad de la corriente entre la superficie de la sección. Para

el Balance de Potencia se mide primero el consumo de los componentes primero.

RESISTENCIA = Resistividad . Longitud / Sección

A mayor longitud de cable y a menor sección, mayor resistencia.

LEY DE OHM, es importante para entender el mecanismo de los transformadores.

Una de las funciones es ahorrar cable, empleando cables más finos, o enviar

electricidad a mayor distancia sin que se pierda corriente.

Intensidad = Voltaje / ResistenciaLa corriente es directamente proporcional

a la tensión e inversa a la resistencia.

COMPONENTES. A cada componente cae una cantidad de tensión. No es lo mismo el

voltaje que absorbe el circuito que la capacidad de tensión que es capaz de

soportar. La tensión sobrante se disipa en calor, por efecto de la resistencia del

circuito. La Resistividad es la resistencia concreta de un material.

1 COMPONENTES DE FUERZA: Generador

2 COMPONENTES DE CONSUMO: Receptor

Existen cuatro clases de receptores: por calor, movimiento, luz o sonido.

3 LÍNEAS Y CONECTORES

4 COMPONENTES DE CONTROL

5 COMPONENTES DE PROTECCIÓN

EFECTO JOULE. Este efecto es utilizado para calcular la energía disipada en un

conductor atravesado por una corriente eléctrica de la siguiente manera:

La potencia P disipada en un conductor es igual a la diferencia de potencial V a la

que está sometido multiplicada por la intensidad de corriente I que lo atraviesa. La

energía desarrollada E es el producto de la potencia P por el tiempo t transcurrido,

luego la energía E es el producto de la tensión V por la intensidad I y por el tiempo

t. Si a esta expresión añadimos la Ley de Ohm tendremos

EL TRANSFORMADOR DE CORRIENTE DE LOS HERMANOS GANZ. Después de que

Tesla inventara la corriente alterna, dos húngaros inventaron una máquina, a partir

del generador de Bobina Tesla. Este aparato ajustaba la tensión o la corriente para

poder enviar energía eléctrica a largas distancias si que el cable se quemara por el

efecto Joule. El transformador cambia los parámetros de la corriente alterna. Puede

aumentar la tensión y reducir la intensidad (con resistencia constante), y viceversa.

MAGNITUDES Y PROPORCIONES

E=P×t

P=Et

t=EP

P=V×I

I=PV

V=PI

V= I×R

I=VR

R=V×I

I=Qt

Q= I×t

t=QI

A mayor diferencia de potencial, mayor intensidad.

A mayor resistencia, menor intensidad de la corriente.

A mayor longitud del cable, mayor resistencia.

A menor sección del cable, mayor resistencia.

La disipación de energía en forma de calor depende de o se basa en la corriente, la

intensidad. El calor Q se extrae del trabajo E: Q = 0,24 . E

E=P×t=V×I×t = I 2×R×t=

V 2×tR

La energía calorífica disipada por el cable variará según el tiempo que esté

conduciendo. Si un punto de soldadura no está bien hecho o una conexión está

oxidada, provoca que los electrones se choquen y amontonen más, por lo que disipa

más calor y puede deteriorar más el contacto.

El culombio es amperio hora. La corriente no se mide con segundos, ya que daría un

valor muy grande, así que se saca en horas. I . t = q

AUTONOMÍA. Duración de una batería. El voltaje que recibe la batería no puede

cambiar, tiene que ser exacto a la tensión nominal que nos indica. El cargador

puede recibir mayor amperaje del marcado, no pasa nada, pero no puede tener

menos amperaje, ya que le faltaría fuerza a la corriente para llegar a cargarse.

Generalmente tenemos el dato de la potencia que consume el dispositivo que

alimenta la batería. Y la carga que puede almacenar suele medirse en mAh

(miliamperios hora), en lugar de culombios, por convenio comercial.

Para saber lo que dura en cargarse una batería, debemos tener en cuenta el

amperaje del cargador concreto. Para saber lo que tarda en descargarse, también

tendremos en cuenta la potencia del aparato que estamos alimentando.

I=qt

; q=I×t ; t=qI

P=V×I ; I=PV

→qt=PV

; t=q×VP

El amperaje depende de la circuitería. Una batería y su cargador deben la misma

tensión, que no tiene nada que ver con el tamaño de la batería. Lo que reduce su

vida útil es el amperaje que la recorra. La gastará antes, quema los contactos de las

celdas, o los va desgastando.

DIRECCIÓN Y MÓDULO DE LA CORRIENTE. A la toma de tierra se la considera 0V.

Tomamos la tierra como punto de referencia, a la hora de calcular las tensiones. En

el sentido positivo en el que se dirige la corriente de la pila, vamos sumando

tensiones, y vamos restando en el sentido inverso, a lo largo del cable.

RESISTENCIAS EN SERIE Y EN PARALELO. En serie, las resistencias se suman, y la

intensidad es la misma, no se modifica. La intensidad se modifica en paralelo,

porque tiene varios caminos. Y la resistencia se calcula bajo la fórmula:1Rt

=1R1

+1R2

+1R3

+...1Rn

VOLÍMETROSe coloca en paralelo, para medir

tensiones o resistencias.

AMPERÍMETROMide la intensidad de la corriente, en

serie, de forma que cierre el circuito.

GENERADORES DE CONTINUA. Si necesitamos una tensión específica, asociamos

barias pilas en serie. Ambas pilas deben tener la misma tensión, ya que si no, la pila

con menor voltaje sustrae la tensión de la mayor, y el voltaje resultante es el de la

pila con tensión más pequeña. También se pueden colocar en paralelo, pero no

aumenta el voltaje, ya que no se suman las tensiones. Lo que cambia es la

intensidad, puede aumentar el amperaje.

COMPONENTES ACTIVOS Y PASIVOS: RESISTENCIAS. Su valor es el ohmio (Ω) y sirve

para proteger (limitar la tensión de caída) a otros componentes, y para polarizar (o

alimentar). Su resistencia nominal es la capacidad máxima de absorción de

corriente, y la tolerancia es la oscilación que puede presentar por encima o por

debajo de su capacidad máxima.

COLOR VALOR FACTOR TOLERANCIA

Negro 0 100 1

Marrón 1 101 10

Rojo 2 102 100

Naranja 3 103 1 000 (K)

Amarillo 4 104 10 000

Verde 5 105 100 000 ±0,5%

Azul 6 106 1 000 000 (M)

Violeta 7 107 10 000 000

Gris 8 108 100 000 000

Blanco 9 109 1 000 000 000 (G)

Plata ±10%

Oro 10-1 ±5%

RESISTENCIAS FIJAS. Resistencias que siguen el código de colores indicado.

No bobinadas: carbón o película metálica, rallada con muescas.

Bobinada: Cuanto más largo y estrecho más resistencia tiene. La cementada absorve

mucho calor y dura sin romperse, soporta mucha tensión y tiene muy pequeña

tolerancia. También las hay de precisión, vitrificadas.

Sólo existe bobina en corriente alterna ( ), por eso la resistencia se suele

dibujar como en lugar de , para no confundirla con la bobina.

RESISTENCIAS VARIABLES. Ajustables por un tornillo o rueda, el potenciómetro de

un dimmer (rotativo o lineal), con un cursor que permite regular la intensidad.

RESISTENCIAS ESPECIALES O NO LINEALES. Reaccionan según un fenómeno físico.

Cuando se le aplica más energía (calorífica o luminosa) deja pasar la corriente.

Termistores:

NTC (Negative Temperature Coefficient), baja la resistencia con el calor.

PTC (Positive Temperature Coefficient), aumenta la resistencia con el calor.

Otros: Varistores, Fotorresistores.

CONDENSADORES. El condensador almacena energía mediante una corriente, en

forma de carga eléctrica. Se descarga cuando se pone en contacto con un cuerpo

menos cargado. El funcionamiento de pilas y baterías es similar al condensador.

Está hecho para almacenar. El tamaño del condensador es irrelevante para saber su

capacidad de carga: su capacidad depende de la forma que tenga, no de su volumen.

Cuanto mayor aislante tenga, mejor retendrá los electrones adheridos a su propia

capa. Cuanto más superficie tiene la lámina, más electrones puede almacenar, pero

no es tan importante el grosor de la capa conductora.

C =ε. Sd

C = capacidad de almacenamiento, en faradios

ε = constante o rigidez dieléctrica

S = superficie de la lámina, en metros cuadrados

d = distancia entre las láminas, en metros

La capacidad del condensador se mide en Faradios, Es una unidad muy grande, por

lo que nos la encontramos representada en submúltiplos:

10-12

Picofaradio (pF)

10-9

Nanofaradio (nF)

10-6

Microfaradio (μF)

Se compone de un rollo de lámina conductora, envuelta en ácido y barniz adhesivo.

Son dos largas placas metálicas o electrolitos, separadas por algún tipo de aislante

líquido. Pueden ser polarizadas o no. Los encontramos de dieléctrico, papel,

plástico, cerámico, tántalo, poliéster o poliespán (poliestileno).

RIGIDEZ DIELÉCTRICA. Evita que se produzca un arco voltaico, según el material; es

el límite físico que contiene o retiene el salto de electrones en un arco eléctrico. Por

el Efecto Punta, cuando dos extremos concentran mucha carga, el electrón puede

acumular tanta fuerza que salta, en forma de chispa, rompiendo el aire y quemando

la materia. La corriente se desplaza por la superficie del cable, no del centro, por lo

que los electrones tienden a confluir en la punta final de un conductor. El aislante

de un condensador forja un arco o campo eléctrico que provoca el salto de

electrones de una placa electrolítica a otra y las polariza.

CONDENSADORES EN CIRCUITOS. Al contrario que sucede con las resistencias, que

se suman cuando están en serie, las capacidades o faradios de los condensadores se

suman cuando están en paralelo:

Ct = C1 + C2 + C3 + … Cn

Y en serie:

C t=C1×C 2

C1+C 2

ó C t=1

1C1

+1C 2

+1C3

+…1C n

Vcc indica la tensión nominal del componente, sólo para corriente continua.

Generalmente se utiliza en corriente continua, pero también hay condensadores

que sirven para corriente alterna.

q = C . Vq = carga que puede almacenar, en columbios

C = capacidad de almacenamiento, en faradios

V = tensión que se le aplica, en voltios

Existen diversos códigos para expresar la capacidad del condensador. Por colores,

como en las resistencias o por un código de tres cifras: los dos primeros dígitos son

el valor de la capacidad, y el último dígito es el multiplicador, es decir, el número de

ceros que hay que poner a las dos primeras cifras.

– Sin coma ni unidad → pF

– Con coma, sin unidad → μF

– Si lleva unidad, ésta hace de coma

403 ➡ 40 000 pF = 40 nF

0,022 ➡ 0,022 μF = 22 nF

Los SMD son componentes superficiales muy pequeños, integrados en las placas de

circuito impreso. Todos los condensadores SMD se miden en Nanofaradios. Sean

dieléctricos o no, están hechos de la misma forma.

La primera avería en circuitos electrónicos suele aparecer en condensadores porque es el

componente que más está trabajando: se carga y se descarga constantemente, sobre todo

en altavoces. Funciona como filtro de protección, absorbe los picos de voltaje ante

sobrecargas. También se utilizaba para sintonizar frecuencias.

El signo griego tao (τ) sirve para expresar los ciclos o periodos de tiempo de carga

y descarga del condensador. Ésta no se da de manera lineal, sino a una escala

progresiva, de modo que ofrece mayor rendimiento al inicio del proceso, descrito

en forma de curva. Se considera que pasados 5 taos de duración, el condensador

está casi totalmente cargado o casi totalmente descargado.

τ = R . CR = resistencia en Ohmios

C = capacidad en Faradios

Tensión del condensador en un momento determinado:

V c=(V 0−V )×e−1R×C+V

EMI. ELECTRÓNICA DIGITAL

Función ➡ Tabla de verdad

Para pasar una función a una tabla de verdad lo que haremos será ir sustituyendo

los valores de las incógnitas o variables por cada uno de los casos en que se puedan

combinar. La tabla de verdad tendrá tantas filas como requiera el número de

incógnitas: con dos incógnitas (a y b) obtendremos una tabla de 22 = 4 filas, y con

tres incógnitas (a, b y c) obtendremos una tabla de 23 = 8 filas. Así iremos dando

valores distintos a cada una de las variables, y calcularemos el resultado de salida

de la fórmula, aplicando las operaciones lógicas en cada caso.

Tabla de verdad ➡ Función

Podemos realizar el proceso inverso, averiguando la función lógica de un circuito a

partir de su tabla de verdad. Para hacer la conversión tenemos a nuestro alcance

dos procedimientos muy sencillos llamados Minterms y Maxterms.

En Minterms, tomamos todos los casos de la tabla de verdad en los que el resultado

sea afirmativo (1 = high). La función en Minterms se expresa como sumatorio de

productos, con el símbolo Σ, lo que significa que multiplicaremos las incógnitas

por cada uno de los casos que resulten 1, y luego sumaremos todas estas

multiplicaciones entre sí. Las variables que sean 0 se deben invertir.

En Maxterms, contaremos con las combinaciones de valores de la tabla en los que la

solución resulte cero (0 = low). La función en Maxterms se expresa como

multiplicativo de sumas, indicado con el símbolo Π: sumaremos las incógnitas por

cada caso que dé 0 como resultado, y posteriormente multiplicaremos estas sumas.

En Maxterms las variables que sean 1 se tienen que invertir.

Cualquier fórmula se puede sacar con Maxterms o con Minterms, elegiremos un

procedimiento y otro según nos interese, con vistas a reducir al máximo la función.

FUNCIÓN CANÓNICA. Es la versión más simplificada de una función, cuando es

imposible reducir más una fórmula es que hemos dado con su función canónica. En

electrónica y todas sus aplicaciones, es muy útil saber simplificar al máximo el

número de incógnitas y de operaciones, ya que significa también una reducción en

el número de componentes físicos y de conexiones, y por consiguiente, un gran

ahorro de costes económicos, de tiempo y de trabajo empleado.

FACTOR COMÚN: PROPIEDAD DISTRIBUTIVA. Es

uno de los métodos más sencillos para reducir

una función. Cogemos dos términos en los que

varíe una sola incógnita, para tomar por

separado los divisores. Se puede aplicar tanto en

suma de productos como en producto de sumas.

a . (b + c) = (a . b) + (a . c)

a + (b . c) = (a + b) . (a + c)

En este ejemplo:

S = A . B + A . B

S = B . ( A + A)

Elemento complementario:

uno más cero siempre es uno, neutro, por lo que A + A = 1.

S = B

uno por cero siempre es cero, nulo, por lo que A . A = 0.

ÁLGEBRA DE BOOLE: POSTULADO NOVENO.

A + AB = A + B A + AB = A + B

A (A + B) = AB A (A+ B) = AB

LEY DE IDEMPOTENCIA Y DE ABSORCIÓN

a + a = a a . a = a

La suma o producto de dos variables iguales es la misma variable.

a + ab = a a . (a + b) = a

MAPA DE KARNAUGH. Es un procedimiento gráfico que nos permitirá reducir

inmediatamente funciones a partir de su tabla de verdad. El mapa es como un

cilindro o esfera en la que los bordes o extremos son colindantes. Para realizar la

conversión a una función, ordenamos los valores de la solución en su

correspondiente fila y columna, y agruparemos los ceros o los unos entre sí, en

parejas o grupos de cuatro ceros o unos. Dentro del mismo grupo de ceros o unos,

tacharemos aquellas incógnitas que cambien de valor de verdad, para así

despejarlas de la función. E invertiremos la incógnita en caso de que su valor sea

opuesto al de la solución. Para minterms hemos tomado los unos de la solución, y se

invierte la incógnita que valga cero. Para maxterms lo que hacemos es coger los

ceros de la solución, e invertimos las incógnitas que valgan uno.

Como ejemplo, vamos a implementar el circuito de una puerta XOR

con puertas básicas (OR, AND, NOT), a partir de su tabla de verdad:

Tabla de verdad

A B ⊕

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Por Minterms

Σ (2, 3)

Por Maxterms

Π (0, 4)

Mapa de Karnaugh

B

0 1

A0 0 1

1 1 0

Por Minterms

S = a . b + a . b

Por Maxterms

S = (a + b) . (a + b)

Al agrupar términos adyacentes, lo que hacemos es reunir aquellos combinaciones

de incógnitas en las que cambie sólo una de ellas. Con la representación gráfica de

Karnaugh hacemos más fácil esta asociación de términos adyacentes.

EJERCICIO DE EJEMPLO

Representa la tabla de verdad y el diseño del circuito, con puertas de dos entradas.

La alarma de un local comercial está compuesta de 3 sensores de entrada (humo A,

movimiento B y humedad C, un interruptor de activación D) y 2 indicadores (luz S1

y sirena S2). Los sensores dan 5 V al activarse y 0 V si no se activan. Para activar los

indicadores hay que aplicarles 5 V.

SALIDA 1: La alarma encenderá el indicador luminoso cuando esté el

interruptor activo (5 V) y uno de los sensores esté activado.

SALIDA 2: En caso de activarse más de un sensor, se hará resonar la sirena

simultáneamente.

Caso A B C D S1 S2

#0 0 0 0 0 0 0

#1 0 0 0 1 0 0

#2 0 0 1 0 0 0

#3 0 0 1 1 1 0

#4 0 1 0 0 0 0

#5 0 1 0 1 1 0

#6 0 1 1 0 0 0

#7 0 1 1 1 1 1

#8 1 0 0 0 0 0

#9 1 0 0 1 1 0

#10 1 0 1 0 0 0

#11 1 0 1 1 1 1

#12 1 1 0 0 0 0

#13 1 1 0 1 1 1

#14 1 1 1 0 0 0

#15 1 1 1 1 1 1

Para S1, el indicador luminoso se encenderá cuando el interruptor esta activado y

se active al menos una entrada. En los casos: #3, #5, #7, #9, #11, #13 y #15

Expresado en Minterms, como sumatorio de productos:

S1 = Σ (3, 5, 7, 9, 11, 13, 15) =

= A B C D + A B C D + A B C D + A B C D + A B C D + A B C D + A B C D

En caso de no simplificar más la función, el circuito presentaría el siguiente

aspecto, con muchas puertas y muchas entradas por cada puerta:

Para simplificar esta función recurriremos al mapa de Karnaugh, para poder

despejar alguna de las incógnitas mediante factor común.

CD

0 0 0 1 1 1 1 0

AB

0 0 0 #0 0 #1 1 #3 0 #2

0 1 0 #4 1 #5 1 #7 0 #6

1 1 0 #12 1 #13 1 #15 0 #14

1 0 0 #8 1 #9 1 #11 0 #10

De la gráfica anterior agrupar los unos, por ejemplo, en dos parejas y un cuartero:

Grupo de #3, #7, #15 y #11

a b c d + a b c d + a b c d + a b c d

(a + a + b + b) (c d)

A vale 0 y 1 (se anula)

B vale 0 y 1 (se anula)

C vale 1

D vale 1

Grupo de #5 y #13

a b c d + a b c d

(a + a) (b c d)

A vale 0 y 1 (se anula)

B vale 1

C vale 0 (se invierte)

D vale 1

Grupo de #13 y #9

a b c d + a b c d

(a c d) (b + b)

A vale 1

B vale 0 y 1 (se anula)

C vale 0 (se invierte)

D vale 1

C D + B C D + A C D

D (C + B C + A C)

Para S2, la sirena sonará cuando el interruptor se mantenga cerrado y estén

activadas mas de una entrada. En los casos: #7, #11, #13 y #15

Expresado en Minterms, como sumatorio de productos:

S2 = Σ (7, 11, 13, 15)

CD

0 0 0 1 1 1 1 0

AB

0 0

0 1 1

1 1 1 1

1 0 1

Esta vez reduciremos la función directamente por el mapa de Karnaugh:

D (A C + B C + A B)

D [A (B + C) + BC]

LEY DE MORGAN

Permite transformar funciones producto en funciones suma y viceversa.

Este teorema es muy útil para simplificar circuitos digitales, ya que permite

obtener la función de una compuerta lógica con la combinación de otras

compuertas lógicas, o utilizando un solo tipo de compuerta. Esta es su principal

aplicación práctica. Es especialmente útil cuando hay que simplificar expresiones

lógicas grandes y complejas que están negadas una o más veces. También es muy

utilizado en el álgebra booleana para obtener el complemento de una expresión o

una función, además de para simplificar.

Una suma negada es igual al producto de sus negadas

A . B . C . … = A + B + C + … (NOR)

Se puede obtener la función de una compuerta NOR

con una compuerta AND y dos compuertas inversoras.

Un producto negado es igual a la suma de las negadas.

A + B + C . … = A . B . C . … (NAND)

Se puede realizar la función de la compuerta NAND

con una compuerta OR y dos compuertas inversoras

Todas las puertas lógicas tienen su equivalente en una determinada ordenación de

puertas NAND y NOR. Esto permite fabricar circuitos más económicos y eficientes:

CIRCUITOS COMBINACIONALES. Lógica Negativa.

La salida solamente depende del valor de la entrada. Son integrados con gran

cantidad de puertas. Puede ser de lógica positiva (donde el valor de activación es

uno o High) o de lógica negativa (a la inversa, en la que considera activo el valor

cero o Low). La lógica negativa es más fiable porque a veces una patilla sin conectar

se interpreta como un uno. Sabemos si una entrada o salida es de lógica negativa

cuando vemos dibujado un círculo en la conexión al circuito integrado (C.I.).

CODIFICADOR. Si llegan varias entradas, la salida informa de cuál es la entrada que

está activada. Cuando están activadas más de una entrada, un codificador con

prioridad indica la entrada de mayor valor, en la escala de entradas.

Por ejemplo, un codificador 8x3 es aquel que tiene ocho entradas y tres salidas. Las

salidas indican, en binario, la posición de la entrada activa de mayor valor.

La patilla Enable es una entrada de habilitación (E, CS, CE, ...) que bloquea o

desbloquea el funcionamiento del circuito integrado.

E1 a3 a2 a1 a0 S1 S0

0 X X X X 0 0

1 1 X X X 1 1

1 0 1 X X 1 0

1 0 0 1 X 0 1

1 0 0 0 1 0 0

S1 = E1 ( a3 + a3 . a2 )

S0 = E1 ( a3 + a3 . a2 . a1 )

Todos los valores señalados con X quedan en incógnita. Salga uno o cero, su valor

es indiferente para calcular el resultado, puesto que es un codificador de prioridad.Entre la primera y la última fila hay una indeterminación, ya en ambos casos el resultado es el mismo.

FAN IN / FAN OUT. Indica el número de patillas que podemos conectar a una puerta.

Las conexiones de entrada son Fan in, y las conexiones de salida son Fan out.

No hay que confundir la numeración de los pines o patillas en el integrado,

con la numeración de las funciones lógicas correspondientes de cada patilla.

DESCODIFICADOR. Convierte o traduce

valores binarios a decimal. Realiza en

proceso inverso al codificador, que

pasaba las posiciones decimales (muchas

entradas) a código binario (pocas

salidas). Al descodificador se le introduce

un número digital (pocas patillas de

entrada) y lo cambia a un valor decimal,

activando la patilla de salida cuya

posición corresponde al número

marcado (muchas patillas de salida).

APLICACIONES DEL DESCODIFICADOR. Puede reemplazar otros circuitos lógicos, a

partir de su tabla de verdad. Tomamos las salidas que nos den como activada (Low

o valor cero para lógica negativa, uno o High para lógica positiva) y conectamos

todas estas salidas activadas a una misma puerta OR. Si las salidas del

decodificador son de lógica negativa, emplearemos en su lugar una puerta NAND.

DISPLAY DE 7 SEGMENTOS (LED). Puede ser de ánodo o de cátodo. En el Cátodo

Común todos los extremos negativos de los diodos están conectados a tierra o

Ground (Gnd), y el segmento se activa cuando aplicamos tensión o alimentación de

5V al otro extremo, es decir, cuando circula la corriente. Sin embargo, el display

más usado es el de Ánodo Común. En este caso, todos los positivos están conectados

a la alimentación (Vcc), y los LED se encienden con 0V de tensión.

BCD. DECIMAL CODIFICADO EN BINARIO.

No es lo mismo que el binario, en BCD cada decimal es representado por cuatro

binarios, que permiten 16 combinaciones, aunque para el Display sólo tendremos

en cuenta las diez primeras que van del decimal 0 al decimal 9.

En binario natural, el 58 es 111010,

2 + 8 + 16 + 32

pero en BCD cada cifra decimal es aislada y representada por 4 bits:

5D = 0101B 8D = 1000B 58D = 0101 1000 BCD

El Descodificador BCD es un descodificador especial. Si introducimos un número

binario, activará las salidas que corresponden en los siete segmentos del Display.

Las cuatro entradas son de lógica positiva (DCBA), y las siete salidas activan o

encienden el LED con cero (para el ánodo común) y con uno (para el cátodo común).

Entradas adicionales para comprobar el display: Al activar la entrada Lamp Test

activamos todas las salidas, y al activar la entrada RBI desactivamos todas las

salidas y apagamos los LED. Para el ánodo el valor de activación es cero (low).

#7442 – Descodificador 4x10 con salida negativa

#7447 – Descodificador BCD a 7 segmentos 4x10 para Ánodo Común (a positivo)

#7448 – Descodificador BCD a 7 segmentos 4x10 para Cátodo Común (a negativo)

EL INTEGRADO 7442

El circuito integrado 7442 es ambivalente. Según cómo configuremos sus

conexiones e interpretemos su tabla de verdad puede hacer funciones muy

diferentes. Al tener lógica positiva de entrada y lógica negativa de salida, puede

funcionar tanto como descodificador 4x10, como demultiplexor 1x8.

Las salidas 8 y 9 no se usan en el demultiplexor.

DECODIFICADOR 4x10 DEMULTIPLEXOR 1x8

DCBA son entradas en código BCD,

donde cuatro binarios son un decimal.

0 – 9 son las salidas

CBA son patillas de selección (control).

D es una entrada de valor (input).

0 – 7 son las salidas (output).

MULTIPLEXOR Y DEMULTIPLEXOR

El Multiplexor tiene varias entradas y una sola salida. Cuenta con N patillas de

control que determinarán el número de entradas. La función del multiplexor es la

de seleccionar uno de los valores de entrada y transferirlos a la salida. La entrada

que elegiremos será dictada por la patilla de control.

Transmisión en serie. Una de sus aplicaciones es transmitir por un cable varias

lineas de entrada en paralelo a una salida en serie. Varias señales pueden compartir

un canal único de salida, mediante por ejemplo, sincronismos de tiempo o

intervalos de duración en los que las patillas van conmutando las diferentes lineas

de entrada. Suele utilizarse en combinación con el Demultiplexor, que realiza la

función inversa: hace la conversión de una linea en serie a varias en paralelo.

Patillas: Multiplexor Demultiplexor

2N entradas

1 salida

N control

1 entrada

2N salidas

N control

C S

0 E0

1 E1

S = E0 . E1

C S1 S0

0 0 E

1 E 0

S1 = E S0 = E

Implementación de circuitos lógicos. Otra de las aplicaciones de las que nos

permite disfrutar el multiplexor es la de sustituir cualquier función lógica a partir

de su tabla de verdad. Tomamos las incógnitas o variables de una función

cualquiera y las reemplazamos por las patillas de control, y ponemos los valores de

salida de la función en los canales de entrada del multiplexor,

HABILITACIÓN O ENTRADA DE SELECCIÓN DE CIRCUITO

También recibe el nombre de Enable (E), Inhibition (I), Chip Selector (CS) o Strobe.

Es la patilla que permite el funcionamiento del dispositivo o lo desactiva. También

permite la asociación de circuitos integrados. Para asociar dos C.I. Sólo es necesario

usar un inversor, pero es recomendable un descodificador para asociar más de dos.

STROBE (habilitación) 0 (L) el circuito integrado funciona

En este ejemplo se ha hecho una ampliación a multiplexor de ocho canales a partir

de dos multiplexores 4x1, mediante un inversor que une las entradas Chip Selector.

PARTICULARIDAD DEL DEMULTIPLEXOR

Aunque las salidas sean de lógica negativa, la salida seleccionada tiene el mismo

valor que la entrada. Si la entrada es cero, la salida es cero. Si la entrada es uno, la

salida es uno. La lógica negativa se aplica las demás salidas no seleccionadas.

El funcionamiento del Demultiplexor es inverso al del multiplexor. Si en el

multiplexor, el número de patillas de control determinaba las lineas de entrada (2N),

en el demultiplexor determinan el número de salidas. El demultiplexor pasa el valor

de entrada en serie a uno de los canales de salida en paralelo.

EL BUFFER (INTEGRADO 74125)

Se comporta como un interruptor, dejando pasar la señal o deteniéndola. Cuando la

patilla de control vale cero, el búfer se comporta como un cable que conduce. Si el

control vale uno, valga lo que valga la entrada, el circuito actúa como si estuviera

abierto. En este caso su valor no es cero, ya que en cero sí existe cierta corriente. El

valor de circuito abierto o cable roto se identifica como Z ó Hi-Z (Alta Impedancia).

TRANSCEIVER O TRANSCEPTOR. Es un

dispositivo compuesto de doble búfer, con

sus respectivas patillas de control. Permite

el paso de números binarios en ambos

sentidos. No puede ir en ambas direcciones

a la vez, o se activa una o se activa otra.

Este es un ejemplo de transceptor (integrado 74242)

LA PARIDAD. CIRCUITO DETECTOR DE ERRORES.

Es el método más básico para detectar o comprobar errores. Genera un bit adicional

para mantener la paridad. Se emplea para la detección, pero no corrige lo errores.

Consiste en dos puertas XOR (OR exclusiva), una receptora y otra emisora. El emisor

genera el bit de paridad a partir de los bits de entrada. El receptor incorpora una

entrada más para incluir el bit de paridad. Si su salida es 1 es que hay un fallo.

TIPOS DE CÓDIGO

Además del binario natural, ya hemos conocido el Binary Code Decimal (BCD), que

descompone cada cifra decimal en cuatro bits independientes.

ASCII (American Standard Code)

Código alfanumérico de 8 bits. Todos los símbolos se traducen de hexadecimal.HEXADECIMAL BINARIO HEXADECIMAL BINARIO

0 0000 8 1000

1 0001 9 1001

2 0010 A 1010

3 0011 B 1011

4 0100 C 1100

5 0101 D 1101

6 0110 E 1110

7 0111 F 1111

Códigos continuos y cíclicos

Son adyacentes, o contiguos, porque sólo difieren en un bit. Son códigos cíclicos si

la primera y la última posición también son contiguos (ejemplo: Gray y Johnson).

BINARIO CON SIGNO: positivo o negativo

Positivo: comienza por 0

Negativo: comienza por 1SIGNO y MAGNITUD

(sólo con un prefijo)

COMPLEMENTO 2: Los números positivos sin iguales al sistema “signo magnitud”

pero los números negativos resultan de invertir el positivo y sumarle uno.

En el código signo y magnitud:

+5 = 0101

-5 = 1101

En el código complemento dos:

+ 5 = 0101

-5 = 1011

COMA FIJA O VARIABLE

Para representar un número con una parte entera y otra decimal, podemos

hacerlo con coma fija o con coma flotante. Un número de coma fija es aquel que se

expresa con la misma cantidad de bits enteros que decimales. Es un número de

coma flotante cuando el número de bits es asimétrico y varía en cada parte.

2-2 2-1 20 2-1 2-2 2-3

4 2 1 1/2 1/4 1/8

OPERACIONES ARITMÉTICAS BINARIAS.

SUMA ARITMÉTICA BINARIA. Sigue las reglas generales de la suma decimal.

RESTA ARITMÉTICA BINARIA. La transformamos en una suma de un binario con

signo positivo y otro binario con signo negativo (mediante complemento dos).

ACARREO 1 1

Cuando sumamos dos números con la

misma cantidad de bits (N bits) y el

resultado necesita más bits de los que

tienen los términos (N+1).

+5+

0 1 0 1

-3 1 1 0 1

+2 (1) 0 0 1 0El quinto bit no se tiene en cuenta

OVERFLOW 1 1

Error que se produce en la operación

cuando la suma de dos números

positivos resulta negativo. O si al

sumar dos números negativos, da

como resultado un número positivo.

Esto se produce por la falta de bits

para indicar el prefijo real.

+6+

0 1 1 0

+3 0 0 1 1

+9 (0) 1 0 0 1Sale negativo, ya que el prefijo es uno

1 1 1

Acarreo y

Overflow

+7+

0 1 1 0

+5 0 1 0 1

+12 (0) 1 1 0 0

Los circuitos aritméticos más importantes son:

– COMPARADORES: 7485

– SUMADOR (RESTADOR): 7483

– UNIDAD ARITMETICO-LÓGICA (ALU): 74181

UNIDAD ARITMETICO-LÓGICA

Puede realizar tanto funciones lógicas como aritméticas. Elegimos las operaciones

de la ALU en las entradas de control. Tanto los números de entrada y salida como

las patillas de control se agrupan en conjuntos de 4 bits.

Operandos Selectores Resultado

A y B S F

A3 A2 A1 A0 S3 S2 S1 S0F3 F2 F1 F0

B3 B2 B1 B0 M y Cn

La patilla M es el selector lógico. Si M es 1 ó High: realiza una función lógica. Si M

es 0 ó Low: ejecuta una operación aritmética.

La patilla Cn activa el acarreo únicamente en las operaciones aritméticas.

OPERACIÓN

M

1 ó High Lógica

0 ó Low AritméticaCon acarreo 1 ó High

CnSin acarreo 0 ó Low

La patilla f lag (Z, V, S, etc) indica qué ha ocurrido con la operación, da información

adicional (si el resultado en negativo, positivo, si hay acarreo...). Se activa si da cero.

COMPARADOR. Compara dos números A y B, y devuelve la relación de ambos.

Además de las entradas para A y B, consta de entradas en cascada (Cascading

Input), con las que es posible combinar varios comparadores para operar con

números muy grandes. Los dos números que comparamos pueden tener más de un

bit, pero sólo habrán tres posibles salidas:

A es mayor que B M (A > B) M = A . B

A y B son iguales I (A = B) I = A . B + A. B

B es mayor que A N (A < B) N = A . B

Si sólo usamos un integrado comparador (sin cascada), debemos activar la patilla de

igualdad (A=B) de las entradas en cascada, para que no las tenga en cuenta. El

resultado que llega a la entrada en cascada tiene un valor inferior al de las demás

entradas, y sólo se considera cuando los bits de mayor valor, al compararse, han

resultado ser iguales, y es necesario comparar los bits de menor valor para

averiguar si uno de los dos números comparados es mayor que el otro.

Ejercicio de ejemplo: ¿cómo podrías comparar dos números de 8 bits?

A partir de dos integrados 7485 (comparador de 4 bits)

SUMADOR. Al igual que el comparador, opera entre dos números A y B. Y pueden

asociarse varios de estos integrados mediante las patillas de acarreo C.

Ejercicio de ejemplo: ¿cómo podrías sumar dos números de 8 bits?

C4 = acarreo final, C0 = acarreo inicialA partir de dos integrados 7483 (sumador de 4 bits)

RESTADOR. Módulo XOR: Se monta sobre un circuito sumador, conectando a cada

una de las entradas del número que vamos a invertir, la salida de su puerta XOR

correspondiente. Las entradas de cada una de las puertas XOR se dispondrán en

serie con el número que vamos a invertir, y en paralelo con la entrada de acarreo.

r/s = 0 RESTA (invierte B)

r/s = 1 SUMA (no hace nada)

CEA. ELECTRÓNICA ANALÓGICA

COMPONENTES ELECTRÓNICOS

PASIVOS ACTIVOS

DiodosTransistores

Resistencia Condensador Bobina (L) BJT FET

CONDENSADOR o CAPACITADOR

La capacidad de almacenamiento se mide en faradios. Cuando no se indica una

submúltiplo específico, se considera estamos midiento en picofaradios.

10-12

Picofaradio (pF) 10-9

Nanofaradio (nF) 10-6

Microfaradio ( F)μ

Capacidad (C) . Tensión (V) = carga (q) R = ρ . longitudsección

V c=(V 0−V )×e−

tR×C+V C =ε. S

d

ε = constante o rigidez dieléctrica

S = superficie de la lámina (m2)

d = distancia entre las láminas (m)

CIRCUITOS RESISTIVOS DE CORRIENTE CONTINUA

Rama: elementos que se encuentran en serie.

Nudo: unión de al menos tres ramas.

Lazo: conjunto de ramas que cierran el circuito.

Maya: recorrido entre dos nudos.

Para trabajar con mayas, lo cuál agiliza el análisis de circuitos, podemos emplear

varios métodos con sistema de ecuaciones: Kramer, Eliminación Gauss-Jordan...

Por Kirchhoff ΣV = Σ ( R . I )

EJEMPLO DE MEDICIÓN DE CIRCUITOS. MAYAS DE KIRCHHOFF

ΣV = Σ ( R . I )Maya A Maya B

12 – 5 = 1k . IA + 2k . ( IA – IB )

7 = 1k IA + 2k . IA – 2k . IB

– 4 + 5 = 3k . IB + 2k . ( IB – IA )

1 = – 2k . IA + 5 . IB

I1 = IA = 3,36 mA

I2 = IB = 1,54 mA

I3 = IA – IB = 1,82 A

LEY DE OHM GENERALIZADA

VA-B = Σ ( R . I ) – ΣV(Los puntos de tierra están unidos entre sí)

IMÁN. Crea perturbaciones en el espacio: interacciones de atracción o repulsión

(por campo magnético). Lo que hace es ordenar los electrones en fila, uno detrás de

otro, por lo que se polarizan. Unas filas miran al norte y otras al sur.

El cobre y el aluminio no se imantan. La ferrita y la magnetita se imantan

fácilmente, por lo que se usan para crear un campo magnético.

B=ΦS

B = campo magnético (se mide en Tesla)

Φ = flujo magnético (se mide en Weber)

S = superficie (en metros cuadrados)

Cuando circula una corriente por cualquier hilo conductor, se genera un campo

magnético alrededor de la sección de este cable.

REGLA DE LA MANO DERECHA

Para saber el sentido de giro en el que

circula el campo magnético, se suele

tomar como esquema la mano derecha,

donde el dedo pulgar señala la dirección

de la corriente, y los demás dedos de la

mano apuntan el sentido en el que gira

el campo magnético derredor del cable.

ELECTROIMÁN. Al circular corriente eléctrica, imanta el material que pasa por el

interior de la bobina (se emplea en contactores, cerraduras de puertas, etc).

SEÑALES ALTERNAS. No nos referimos a corriente alterna en general, sino a

señales variables en el tiempo, con diferentes muestras de voltaje, por ejemplo.

CONCEPTOS EN SEÑAL ALTERNA

Sinoidales Fasores Resonancia

Rango de frecuencia Parámetros

FUNCIONES

Pulso / Onda Seno / Coseno

Rectangular / Triangular Rampa / Exponencial

Nos encontramos otras formas de onda o señal como:

– Tren de Pulsos: formado por pulsos rectangulares

– Diente de Sierra: formado por pulsos triangulares

– Bidireccional: positivo y negativo en sentido opuesto

– Unidireccional: no cambia de sentido

– Analógica / Digital

– Simétrica / Asimétrica

CICLO o PERIODO (T). Tramo de la onda que se repite. Cada onda tiene un tono

según su frecuencia, periodo o longitud de onda.

FASE (ϕ). Fracción de periodo transcurrido desde el instante en que tomamos como

referencia. El desfase es el tiempo que transcurre entre dos comienzos de onda.

LA ONDA ALTERNA SENOIDAL

Es simétrica, varía en el tiempo tanto en valor como en sentido.

e (t)=E0×sen(ω×t+φ)

E0 = amplitud o valor máximo

ω = pulsación o frecuencia angular

ϕ = ángulo de fase inicial

ángulo de fase = pulsación (ω) . tiempo (t) + ángulo de fase inicial (ϕ)

VALOR EFECTIVO

∫ t0e (t )dt=Em×t

El valor RMS. La raíz media

cuadrática (o Root Mean Square) es

el valor promedio entre los valores

pico a pico (Vpp) de la señal. Es la

forma común de expresar un valor

de tensión o corriente alternos.

Llamamos e al valor intrínseco, valor que toma la función en un instante t.

Valor Medio Valor Eficaz

Em=2×E0

πE=

E0

20,5

E0 = valor máximo

ARMÓNICOS. Reverberación o rebotes de una onda, en una determinada frecuencia

(que medimos en Herzios). Se produce un acoplamiento que va aumentando.

La pulsación de una onda a una determinada frecuencia es:

ω = 2 Π f

Puesto que f (frecuencia) y T son inversos ( f =1T

ó T=1f

)

ω . T = 2 Π

EXPRESIONES DE ONDA

CARTESIANA ( X , Y ) POLAR ( módulo / ángulo )

Se descompone en dos coordenadas. Formada por la amplitud y el ángulo

EXPRESIÓN DE FOURIER. Ordena diversas ondas en un espectro de frecuencias.

Cada flecha representa una frecuencia concreta, dentro de un rango de frecuencias

ordenadas de menor a mayor. La altura de cada flecha vertical representa la

amplitud de las ondas en el momento. Es muy común en el muestreo de sonido.

Para que una corriente cause la muerte de una persona, o ponga en serio peligro

su vida, debe estar por debajo de los 50 V y de los 1000 Amperios hora.

BOBINA. Fundamento electromagnético.

Diamagnético: son repelidos por los imanes.

Ferromagnético: son atraídos por los imanes.

PULSATORIO. Resta la parte negativa de la onda. Mediante un puente de diodos o

puente rectificador se consigue que la señal sea continua y estable. Se utilizan,

también, condensadores, diodos Zéner o integrados.

LEY DE OHM EN CORRIENTE ALTERNA

I T=VZ

Donde V es la tensión y Z es la impedancia. El valor de la impedancia siempre lo dan

en forma polar. Nos dan la magnitud, pero nunca nos dan el ángulo. Para operar

tendremos que pasar de forma polar a rectangular y viceversa:

Rectangular Z = A ± B j

Polar Z = Ω ± ϕº

En corriente continua, la bobina es como un hilo o cable, no crea campo magnético

que pueda acumularse y descargarse. Y los condensadores se comportan como un

circuito abierto. Hablamos de condensadores y bobinas en corriente alterna.

V = VMAX . sen (ωt + ϕ)

R = Resistencia L = Bobina C = Condensador

La letra ϕ(fi) es el ángulo que sale de la Z (impedancia),

relaciona la fase de la Intensidad con respecto al Voltaje.

El cosϕ es el factor de potencia, un concepto de electricidad.

X es la reactancia o resistencia especial interna, que tiene el circuito.

(Reactancia de la bobina menos reactancia del condensador)

X = XL – Xc

CIRCUITO INDUCTIVO

ϕ < 0

Si el ángulo es negativo, la intensidad va

retrasada. En este caso el circuito es inductivo,

porque influye más la bobina que el condensador.

La impedancia es positiva porque su reactancia es positiva.

CIRCUITO CAPACITIVO

ϕ > 0

Cuando el ángulo es positivo, la intensidad va

adelantada respecto al voltaje, lo que quiere decir

que el condensador influye más que la bobina, y

hablamos de un circuito capacitivo.

La impedancia es negativa porque su reactancia es negativa.

IMPEDANCIA EN UN CIRCUITO. La impedancia se mide de manera similar como

hacemos con las resistencias. Se suman en serie, y en paralelo, la impedancia total

es la inversa de la suma de las impedancias inversas.

En SERIE: Z=Z 1+Z 2 En PARALELO: Z=Z 1×Z2

Z 1+Z2

Para calcular números complejos, es más fácil realizar:

– las sumas y restas en forma Rectangular.

– los productos y divisiones, en forma Polar.

Rectangular Polar

Z = A ± B j Z = ± Ω ϕ

PASO DE RECTANGULAR A POLAR PASO DE POLAR A RECTANGULAR

A = ( a2 + b2 )0,5

ϕ = arctg ba

a = A . cos ϕ

b = A . sen ϕ

La suma y resta de números complejos se realiza en forma rectangular sumando y

restando sus partes reales e imaginarias independientemente. La multiplicación de

complejos se realiza de forma polar, multiplicando los módulos y sumando los

ángulos. La división, dividiendo los módulos y restando los ángulos.

La potencia activa o real del circuito en alterna, es la que se disipa. Tiene en

cuenta la resistencia real del circuito. Se calcula a partir del factor e potencia, o de

la resistencia óhmica, normal que tiene el circuito.

P = V . I . cos ϕ = R . I2

POTENCIA REACTIVA O IMAGINARIA. En corriente continua toda la potencia es útil,

pero en corriente alterna hay una parte de potencia reactiva o inútil que se emplea

en la carga y descarga. Se puede calcular a partir de la fase o la reactancia:

Q = V . I . sen ϕ = X . I2

POTENCIA APARENTE. Se descompone en potencia real y en potencia imaginaria.

La potencia real P se mide en vatios, y la potencia

aparente S se mide en voltio amperios. La potencia

imaginaria Q se mide en voltio amperios reactivos.

S / ϕ = V / 0 . I / – ϕ = P ± Qj

S=(P2+Q2

)0,5

En un triángulo rectángulo, el coseno de

un ángulo es la razón entre el cateto

adyacente y la hipotenusa.

Y el seno es la razón entre el cateto

opuesto y la hipotenusa.