1. ELECTRONICA BASICA
GRADO OCTAVO
ELABORADO POR :
INGENIERO NICOLAS RIVERA HADAD

2. Electrónica Básica.
HistoriaContenidos, objetivos
Electrónica Básica - Componentes de Electrónica
Conceptos de tensión, corriente y resistencia. Ley de Ohm
Instrumental y accesorios de un pequeño lab. de electrónica
Elementos que componen el laboratorio mínimo
Componentes de electrónica básica a utilizar en el curso
Diodos y Leds
Diodos LED. Detección de salidas digitales del puerto
paralelo
Transistores
Relés
Interruptores. Generación de entradas lógicas para la PC
Optoacopladores. Aislamiento de señales de entrada
Estabilizadores de tensión
Actividades propuestas para el
Laboratorio - Taller
Listado de materiales necesarios
para las actividades propuestas

3. ELECTRÓNICA BÁSICA:
(Conceptos preliminares para usar la computadora sin
riesgos)
Herramientas, accesorios e instrumental. Componentes de
Electrónica.
Diodos, Transistores, Circuitos Integrados. Como se usan
estos
componentes para conectar la computadora al mundo
exterior. Actividades
propuestas para el taller.
OBJETIVOS:
Al completar este tema usted podrá:
A Comprender los conceptos de tensión, corriente y
resistencia.
r Aplicar la Ley de Ohm para cálculos sencillos.
A Identificar y utilizar las herramientas fundamentales de un
Laboratorio Didáctico de Electrónica.
L Utilizar diodos, leds, transistores y optoacopladores.
U Construir fuentes estabilizadas de corriente continua.
C Construir dispositivos sencillos para detectar señales
digitales
provenientes de la computadora.
p Construir dispositivos sencillos para introducir señales
digitales en
la computadora.
Capítulo 2:Electrónica Básica - Componentes de Electrónica –

2001
Autor: ING.NICOLAS RIVERA
Electrónica Básica - Componentes de Electrónica
Antes que nos imaginemos que desde un principio “que esto
es demasiado complicado”,
diremos que los conceptos de electrónica necesarios para la
comprensión de

4. nuestro curso son muy simples; es más, en su mayoría se trata
de temas de física o
matemáticas. He considerado conveniente incluir en este
capítulo todos aquellos
conceptos que nos serán útiles a lo largo del curso, partiendo
prácticamente desde
cero. Sepan disculpar aquellos que ya tienen una formación al
respecto, y no dejen
de revisar todo el apunte del tema para asegurarse que en
realidad conocen todos
los puntos aquí tratados.
Conceptos de tensión (voltaje), corriente y
resistencia. Ley de Ohm
Como no podía ser de otra manera, toda la electrónica pasa
por los conceptos
sencillos de tensión, corriente y resistencia. Recordemos que
la tensión, o
diferencia de potencial entre bornes de la fuente, es lo que
impulsa la circulación
de electrones a través de un conductor, en un circuito
cerrado. Este movimiento de
electrones tiene una estrecha relación con la corriente que
circulará por el
conductor, a la que se opone, a su vez, la resistencia del
mismo.
Es muy conveniente, para comprender estos conceptos,
pensar en el símil hidráulico
del tanque de agua elevado cuya presión hace circular el
agua por las cañerías
de una casa, en el cual la altura del tanque (a mayor altura,
mayor presión de agua)
equivale a la tensión de nuestra fuente; el caudal de agua
equivale a intensidad de

5. la corriente que circula, y las pérdidas de carga de la cañería
equivalen a la
resistencia eléctrica que limita el pasaje de la corriente.
Estos tres parámetros se relacionan entre sí mediante la
conocida Ley de Ohm, que
dice que la tensión V es igual al producto de la corriente I
por la resistencia R:
Dado que en muchas oportunidades deberemos hacer
cálculos que involucren estos
parámetros, es interesante recordar este triángulo
mnemotécnico, que nos da cualquiera
de los tres parámetros en función de los otros dos.
Los circuitos típicos a resolver serán del tipo:
Notar que ambos circuitos son idénticos, y aunque estamos
más habituados al de la
derecha, en Electrónica usaremos principalmente el de la
izquierda. Notar igualmente
que en la figura de la izquierda queda definido el sentido de
circulación de
la corriente, por el potencial “+5V” indicado, que en la figura
de la derecha queda
definido por el símbolo de la batería. Nosotros vamos a usar el
de la izquierda,
como dijimos, porque por un lado tiene menos líneas que
dibujar, pero lo más
V = I×R I R
I R = V/I V R V I R I = V/R V

6. R=10 Ohm
V =5 Volts I
V=+5 Volt
R=10 Ohm
Tierra = 0 Volt
I
Capítulo 2:Electrónica Básica - Componentes de Electrónica –
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2001
Autor: ING: Jorge J: Ferrero Bajado de 3
importante es porque queda perfectamente definido el
potencial positivo, y además
el potencial cero, o masa, o tierra, que es muy
importante en Electrónica.
En algunos casos deberemos averiguar la corriente, como en
las figuras anteriores,
en otros la resistencia, (conocida la corriente) pero siempre
utilizaremos la Ley de
Ohm.
Es de destacar que estos circuitos son de corriente continua
(es decir, constante en
función del tiempo), tal como la que produce una batería de
automóvil, una pila de
linterna o una fuente de corriente continua como la que carga
el teléfono celular.
Con relación a las resistencias, se pueden presentar
algunas situaciones de cálculo
para las que será muy útil el siguiente cuadro:
Finalmente, es interesante hacer algunos comentarios
referentes a los aspectos
constructivos de las resistencias:

7. Básicamente hay dos tipos de resistencias: las resistencias fijas
y las resistencias
variables.
Las resistencias se miden en ohms, kilohms o megohms, y
este valor es su
característica más importante, pero también son importantes
su disipación, que se
expresa en wats y determina la máxima corriente que puede
circular por la
resistencia, y la tolerancia, que es un porcentaje que indica
el máximo error
relativo que esa resistencia puede tener en su valor.
Las resistencias fijas que más se usan, son las de película de
carbón, por ser las
más baratas aunque tienen tolerancias más altas. Su tamaño
depende de la
disipación, según se observa en la siguiente figura:
Divisor de Tensión
Conexión
paralelo
Resistencias en serie Resistencias Variables
Conexión serie
Resistencias en paralelo
Capítulo 2:Electrónica Básica - Componentes de Electrónica –
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2001
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Las tolerancias pueden ser en estas resistencias de ± 20, ± 10,
± 5 % o 1 %. Los
valores de las resistencias se codifican con colores, según se
muestra en la
siguiente figura:

8. En la figura anterior, si los colores de izquierda a derecha
son marrón, negro,
naranja, oro, su valor se debe leer como 10 x 103 = 10.000
Ohm ó 10 kΩ, con una
tolerancia de ± 5 %.
Instrumental y accesorios de un pequeño laboratorio
de electrónica:
Deseo poner mucho énfasis en la importancia que tiene, para
el proceso enseñanzaaprendizaje,
experimentar cada uno de los puntos que hayamos estudiado
en teoría.
No hay otro camino para aprender, ya sea electrónica,
informática (hardware) o
programación (software).
En una primera instancia nos puede parecer que armar
nuestras propias experiencias
de laboratorio es algo muy complejo y peor aún, muy caro.
Nada más errado
que esto. Los elementos mínimos que se necesitan para sacar
muy buen provecho
de este curso son muy baratos, y en su mayoría son elementos
reutilizables que nos
quedan para experiencias posteriores. Los elementos de
consumos (resistencias,
led´s, etc), son todavía más económicos.
A continuación damos un listado de elementos mínimos para
integrar nuestro
pequeño laboratorio. Los indicados en los puntos 6 y 7 no son
en realidad imprescindibles,
pero se dan por si deseamos armar un laboratorio en nuestro
colegio.
Disipación Diámetro (mm) Largo (mm)
1 /8 W 2 3

9. ¼ W 2 6
½ W 3 9
Tolerancia
Multiplicador
Segundo Valor
Primer Valor
TABLA DE COLORES
Color Valor Multiplicador
Negro 0 1
Marrón 1 10
Rojo 2 100
Naranja 3 1.000
Amarillo 4 10.000
Verde 5 100.000
Azul 6 1.000.000
Violeta 7 10.000.000
Gris 8 100.000.000
Blanco 9 1.000.000.000
Tolerancias: Sin color: ± 20 %
Color Plata ± 10 %
Color Oro ± 5 %
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Elementos que componen el laboratorio mínimo:
En cuanto a herramientas, pueden utilizarse herramientas
económicas, del tipo de
las que se venden en las importadoras, pero tener cuidado
pues, por el mismo
precio, hay calidades muy diferentes. Se recomienda
adquirir:

10. 3) Juego de destornilladores: Es necesario un par de
pequeños de pequeños destornilladores,
uno de punta plana y otro de punta philips (en cruz). El juego
de
destornilladores cuesta entre $ 2 y $ 5.
4) Otro elemento muy útil es el "experimentador" o
"breadboard", pues permite
armar y probar circuitos de relativa complejidad sin
necesidad de hacer
soldaduras.
5) Una pequeña fuente de corriente
continua. Inicialmente se recomienda una batería de 9 V (son
las prismáticas,
con los bornes + y - en el mismo extremo), adquiriendo
además el
correspondiente conector para poderla conectar al
experimentador del punto
anterior. Con respecto a esta fuente, al comenzar a trabajar
con el puerto
paralelo, se requiere en realidad una de 5 V. Para esto
tenemos tres
alternativas: a) Usar la misma batería con un regulador 7805
(elemento que
lleva a 5 V los 9 de la batería) montado sobre el
experimentador. Se indica la
1) Pinza de punta (recta o doblada): En la primera figura de
la derecha se muestra una pinza de punta recta. Permite
trabajar y manipular los pequeños componentes electrónicos.
Hay de varios tamaños; conviene utilizar una de
tamaño pequeño (como la palma de la mano).
2) Alicate: Puede verse en la segunda figura de la derecha.
Se utiliza para cortar alambre de cobre, y si tiene una
hendidura en sus filos (conveniente), sirve para pelar

11. cables delgados. Localmente se consigue un juego de
cuatro (alicate, punta recta, punta doblada y punta plana)
por $ 8.- y es de calidad bastante aceptable.
El experimentador es un tablero de
plástico con una serie de agujeros
conectados eléctricamente entre sí.
Insertando los componentes en los
agujeros, y teniendo en cuenta cómo
están estos conectados, se puede
armar el circuito que uno desee. En
las figuras de la derecha se observa el
aspecto y la construcción de este
dispositivo. Los que se consiguen
localmente en el mercado tienen por
lo general dos líneas longitudinales,
(en x y en y) en lugar de una sola como
se muestra en las figuras. En la
figura superior se observa el
experimentador con sus agujeros, y en
la inferior las uniones eléctricas.
Costo: $ 7 a $ 9.-
Capítulo 2:Electrónica Básica - Componentes de Electrónica –
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Autor: ING: Jorge J: Ferrero Bajado de
6
forma de construirla en la actividad Nº 3 del capítulo 2
(costo: inferior a $ 1);
b) Usar la fuente de la computadora, para lo cual es necesario
instalar un
fusible y dos bornes en la parte posterior de la PC para poder
hacer las
conexiones. Se indica la forma de construirla en la actividad
Nº 2 del capítulo

12. 4. (Costo: inferior a $ 3, más un poco de trabajo personal); c)
Construir una
fuente regulada alimentada desde la red mediante un
transformador. Requiere
un poco más de trabajo, y en particular trabajar con
soldaduras de estaño, que
puede representar alguna dificultad para quien nunca trabajó
con soldaduras
(pero buena oportunidad para comenzar!) Costo: inferior a
los $ 12.-
6) Multímetros o
testers: Hay en la
actualidad en el
mercado una gran
oferta de
multímetros, con
precios desde $ 5
hasta $ 500 y más.
Los multímetros
eran todos analógicos,
o "de aguja"
hasta hace unos
15/20 años,
que comenzaron a salir los digitales, con principios de
medición completamente
electrónicos. Hoy en día si bien todavía se consiguen los
analógicos, lo
más sensato es adquirir uno digital, por su mayor precisión,
comodidad de lectura,
robustez, etc. El aspecto exterior de ambos multímetros es el
que se
observa en las figuras precedentes.
Parámetro medido Parámetro medido

13. Item Rango
Rango de medición
Item Rango
Rango de medición
200mV 100μV a 200mV 20V 10mV a 20V
2V 1mV a 2V 200V 100mV a 200V
20V 10mV a 20V
Tensión
Alterna
(AC-V) 750V 1V a 750V
200V 100mV a 200V 200mA 100μA a 200mA
Tensión
Continua
(DC-V)
1000V 1V a 1000V
Corriente
Alterna
(AC-A) 20A 10mA a 20ª
20μA 10nA a 20μA 2000pF 1pF a 2000pF
20mA 10μA a 20mA 20nF 10pF a 20nF
200mA 100μA a 200mA 200nF 100pF a 200nF
Corriente
Continua
(DC-A)
20A 10mA a 20A 2μF 1nF a 2μF
200-ohm 0.1-ohm a 200-ohm
Capacitancia
20μF 10nF a 20μF
2k-ohm 1-ohm a 2k-ohm 2KHz 1Hz a 2KHz
20k-ohm 10-ohm a 20k-ohm
Frecuencia
20KHZ 10Hz a 20KHz

14. 200k-ohm 200-ohm a 200k-ohm Temperatura -50°C a
+1000°C
2M-ohm 1k-ohm a 2M-ohm hFE Mide el hFE del the
transistor.
20M-ohm 10k-ohm a 20M-ohm Diodos Mide la caída de
tensión en
conducción directa.
Resistencia
200Mohm
100k-ohm a 200Mohm
Logica Muestra un "alto" o un "bajo".
En la tabla anterior se han incluido todas las funciones de un
tester digital muy
completo. En general los de calidad intermedia, tanto
analógicos como
digitales, miden solamente tensión continua y alterna,
corriente continua y
resistencia, y tal vez con menores rangos de medición, pero
estos parámetros
son suficientes para un pequeño laboratorio de electrónica.
Tal vez en una
primera etapa conviene comprar un tester digital de $ 5 (Se
vende en superCapítulo
2:Electrónica Básica - Componentes de Electrónica – 2001

Autor: ING: Jorge J: Ferrero Bajado de
7
mercados), pero debemos estar conscientes que adquirimos
un producto de
baja calidad, con los riegos consabidos. Aún así, para nuestro
curso es
suficiente.
7) Soldadores para estaño y soporte para soldador: (No
imprescindible para el

15. curso) Uno de los mayores dolores de cabeza para los
debutantes de la
electrónica, lo constituye la soldadura de estaño de los
componentes a su tarjeta
de soporte o circuito impreso. No se darán detalles en este
punto sobre las
técnicas para soldar, sino sólo los detalles de la herramienta
utilizada. El
soldador recomendado debe tener entre 25 y 40 W de
potencia calorífica, y su
punta idealmente debe ser "cerámica" no de cobre. También
es recomendable
disponer de un soporte para el soldador, que evita muchos
accidentes y además
posee una esponja esencial para mantener limpia la punta. El
soldador de punta
cerámica mediana, más el soporte de soldador cuesta en el
orden de los $ 12.-
Nota: Precios en Pesos o Dólar al Público al mes de Junio del
2001.
Componentes de electrónica básica que se utilizarán
durante el curso
Hemos visto ya las resistencias, cuando hablamos de la Ley de
Ohm. Debemos ver
además algunos pocos componentes adicionales, que son los
que utilizaremos en
los circuitos con que experimentaremos.
Diodos y Leds
Un diodo es para la corriente como una calle de una mano
única es para los
automóviles. Actúa como conductor de la corriente cuando se
conecta el polo + de

16. la batería a su ánodo y el polo - a su cátodo, pero actúa como
un aislante cuando
estas conexiones se invierten. El diodo es el elemento más
simple del grupo de los
semiconductores, al igual que los diodos LED; dentro de este
grupo es más
complejo el transistor, y mucho más sofisticados, son los
circuitos integrados.
a) Con esta polarización el
diodo D1 no conduce y la
corriente que circula por el
circuito es I = 0
b) Con esta polarización el diodo D2
conduce, y la corriente I debe ser
limitada por la resistencia R1, de
manera que
I1 = 5 / R1
I1
c) Cuando se aplica al circuito una
tensión de corriente alterna (AC),
el diodo conduce sólo en el semiciclo
en que el ánodo queda polarizado
positivamente, y en este caso,
la corriente debe igualmente ser
limitada por la resistencia R2
Capítulo 2:Electrónica Básica - Componentes de Electrónica –
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2001
Autor: ING: Jorge J: Ferrero Bajado de
8
Aspectos constructivos y simbología del diodo:
El diodo más común tiene un tamaño similar al de una
resistencia de ½ Watt con

17. un alambre en cada extremo para hacer las conexiones, tal
como se observa en la
parte central de la figura anterior. Los diodos por lo general
vienen identificados
por números, precedidos de "1N". Por ejemplo, un tipo de
diodo muy común es el
1N4148, que tiene encapsulado plástico y puede conducir
corrientes del orden de 1
A. Cuando los diodos soportan corrientes mayores, vienen
encapsulados en metal,
y pueden conducir corrientes de hasta algunas decenas de
amperes. Notar que, para
el encapsulado plástico, el cátodo es identificado por una
raya o franja de color
generalmente plateado, colocada próxima a él. Algunos
diodos tienen impresa una
flecha similar a la indicada en la parte b de la figura anterior,
que determina
igualmente en forma inequívoca cual es el cátodo y cual el
ánodo.
Diodos LED. Detección de salidas digitales del
puerto paralelo
Existe un tipo particular de diodos, que se ilumina cuando la
corriente pasa por él,
que recibe el nombre de diodo LED (Light Emitting Diode).
Su forma es diferente,
ya que en un extremo tiene forma de burbuja, a los efectos de
que el mismo
encapsulado sirva de lente sencillo para amplificar la luz que
emite. En tal encapsulado,
que es el más común, el cátodo es el alambre más corto, que a
su vez se corresponde

18. con un corte o chanfle en la base circular del LED. Por otra
parte, el
ánodo corresponde al alambre de conexión más largo.
El brillo del LED es proporcional a la intensidad
de la corriente que pasa por él, pero una corriente
excesiva obviamente lo puede dañar, por lo que
cualquier circuito que lleve LEDs, debe llevar
resistencias para limitar la corriente que circulará
por él. En este punto nos vamos a detener por su
importancia, dado que con mucha frecuencia
usaremos LEDs para determinar si una cierta
línea digital se encuentra en 1 o en 0.
El LED puede utilizarse, como acabamos de mencionar, para
detectar el estado
lógico de una determinado pin o línea de salida del puerto
paralelo de la PC.
Aunque todavía no sabemos qué es "una línea de salida del
puerto paralelo", lo
tomemos como que es un punto de conexión que puede tener
un potencial de 5 V
(como el borne positivo de una fuente) cuando hay un 1
lógico, o de 0 V cuando en
él hay un 0 lógico. Además, esta suerte de fuente o batería de
5 V, puede entregar
una corriente máxima de 0,001 A = 1 mA (este valor es
conservador; algunos
autores admiten hasta 7 mA). Para complicar un poco más
esta parte, diremos que
la misma línea de salida, cuando está en un 0 lógico, puede
recibir hasta una
Capítulo 2:Electrónica Básica - Componentes de Electrónica –
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2001
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19. 9
corriente máxima de 0,01 A = 10 mA (este valor es
conservador; algunos autores
admiten hasta 15 mA). Veamos en la figura de que se trata
todo esto:
Notemos que en ambas figuras el LED enciende, por cuanto
tiene aplicado un
potencial positivo a su ánodo y negativo a su cátodo. Sin
embargo, en la figura de
la izquierda, la fuente es el puerto paralelo, y éste no puede
entregar más de 1 mA,
que obviamente debe ser limitado por R1. En la figura de la
derecha, la fuente es
externa al puerto paralelo, y en este caso, el puerto recibe
una corriente desde
afuera, que aquí puede llegar hasta 10 mA, que también debe
ser limitada por R1.
Ahora bien, cuando por un LED circula 1 mA, prácticamente
no se nota su
luminiscencia, ya que para él ésta en una corriente muy baja.
Consecuentemente,
para encender un LED con un 1 lógico, es necesario amplificar
la salida mediante
un transistor como se verá más adelante. En la segunda figura,
con 10 mA, se nota
perfectamente la luminiscencia del LED encendido, de manera
que en las primeras
pruebas usaremos esta disposición para detectar las salidas
lógicas del puerto, por
ser más sencillo su conexionado (solo una resistencia y un
LED). Claro que de esta
forma deberemos tener presente que si el LED está apagado
hay un 1 lógico y

20. viceversa.
Finalmente, veamos cómo se calcula R1. Por supuesto, se usa la
Ley de Ohm, de la
misma forma que hicimos en la parte b) de la figura de la
página 8, pero con una
pequeña diferencia: en aquel caso, hemos despreciado la
caída de potencial que se
produce en el diodo, pues en los diodos comunes, está por
debajo de los 0,7 V
(aunque en rigor debió ser considerada). En los diodos LED
esta caída de potencial
ronda los 1,6 V, la que debe ser considerada de esta forma:
Observar en la figura que la caída de
potencial en el LED tiene sentido opuesto
al de la fuente, por lo que la ILED será:
ILED = (5 - VLED) / R1
Como usaremos el esquema en que el puerto
recibe corriente, ILED será de 0,01 A, y
como VLED = 1,6 V, entonces R1 será:
R1 = 340 Ohm
Adoptaremos resistencias de 330 Ohm, que
es el valor que se obtiene comercialmente.
Transistores
del puerto paralelo
al puerto
paralelo
Con un 1 lógico se
ilumina el LED
(I max = 1 mA)
Con un 0 lógico se
ilumina el LED
(I max = 10 mA)
(LED)

21. ILED
+-
Capítulo 2:Electrónica Básica - Componentes de Electrónica –

2001
El transistor es un dispositivo semiconductor que permite que
una corriente pequeña
controle una gran corriente. Esto hace al transistor una
herramienta muy útil
para amplificar señales débiles, o para controlar el encendido
y/o apagado de dispositivos
que consumen mucha corriente y que por este motivo no
pueden ser
conectados en forma directa al elemento de control.
En la figura de la izquierda vemos los
símbolos esquemáticos de los dos tipos de
transistores más comunes, el NPN y el
PNP. Como vemos, tienen tres "patitas" o
alambres para el conexionado, que reciben
el nombre de colector, base y emisor. La
corriente de control (la más débil), circula a través la
base y el emisor, mientras
que la corriente controlada (la más importante) circula a
través del colector y
emisor. Hay muchos tipos de transistores y para aplicaciones
de lo más variadas,
pero los más comunes son los denominados de tipo bipolar, y
corresponden a los
esquemas dados en la figura.
La "CARGA" indicada en las figuras puede ser el LED referido
anteriormente. En
la figura de la izquierda tenemos concretamente el ejemplo
en el modo en que el

22. puerto paralelo entrega corriente, controlando un LED,
para que éste encienda
con un 1 lógico consumiendo no más de 1 mA del puerto
paralelo. Por supuesto,
deberemos colocar además una resistencia en serie con la
carga (no indicada en la
figura) para que limite la corriente del LED a no más de 20
mA (de esta forma no
hay problemas, y lo veremos bien brillante). También se
observa en la figura la
resistencia colocada en serie con la base, que se elige de
acuerdo con las
características del transistor, y para limitar a 1 mA la
corriente del puerto paralelo.
Su cálculo no es complejo pero no lo veremos aquí. El valor de
esta resistencia
está en el orden de los 3000 a 4000 Ohm.
Con esta disposición comprobaremos que podemos no sólo
controlar un LED con
el puerto paralelo, sino también otros elementos, como los
relés, que a su vez nos
permiten manejar cargas importantes, por ejemplo el
encendido y apagado de
resistencias eléctricas de un horno eléctrico.
Notar en la figura anterior, que el puerto entrega corriente y
se conecta la carga
aplicando un 1 lógico con el puerto paralelo (figura de la
izquierda) o recibe
corriente y se conecta la carga aplicando un 0 lógico con el
puerto paralelo (si se
utiliza la disposición indicada en la figura de la derecha). Esta
diferencia se debe a

23. la forma de trabajo de los transistores NPN y PNP, en cuanto
al sentido de
circulación de la corriente por ellos.
Relés (Relays)
Cuando la corriente que se desea controlar es demasiado
grande para hacerlo con
un transistor, o no es conveniente hacerlo mediante
transistores (los transistores
que manejan grandes potencias son caros o tal vez difíciles de
conseguir), se
recurre entonces a los relés.
Q3
NPN
Base Q5
PNP
Colector
Emisor
Colector
Base
Emisor
Fuente Fuente
CARGA
CARGA
Línea (Pin) del
Puerto Paralelo
(0 = ON)
Línea (Pin) del
Puerto Paralelo
(1 = ON)
Capítulo 2:Electrónica Básica - Componentes de Electrónica –
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2001
Autor: ING: Jorge J: Ferrero Bajado de
11

24. Los relés son sencillamente switches o interruptores
comandados por el flujo
producido por una bobina electromagnética, al ser ésta
energizada mediante una
corriente eléctrica. Los contactos de un relé pueden
conectar o interrumpir
fácilmente 10 A, mientras que su bobina se activa con
corrientes del orden de los
100 mA, que a su vez ya puede manejarse sin problemas con
un transistor.
En la figura no se han dibujado los
contactos del relé, ya que no hay
continuidad eléctrica entre éstos y el
circuito dibujado (solo se relacionan
mediante el flujo magnético).
El objeto de colocar el diodo en paralelo
con la bobina, es proteger al transistor
de la corriente inversa que origina
la bobina cuando se interrumpe la
alimentación del circuito.
El conjunto funciona de la siguiente manera: Cuando se envía
un 1 lógico por el
pin del puerto paralelo, circula una pequeña corriente por la
base del transistor,
pero que es suficiente para establecer la corriente desde
+FUENTE a tierra,
pasando por la bobina electromagnética del relé, el colector
y el emisor del
transistor. Al pasar la corriente por la bobina del relé, se
cierran los contactos del
mismo, poniendo en funcionamiento el dispositivo que se
desea controlar.

25. Cuando se aplica un 0 lógico por el pin del puerto paralelo,
el transistor deja de
conducir, cesa de circular corriente a través de la bobina del
relé y se abren los
contactos de éste, desconectando el dispositivo controlado.
Durante el corto tiempo
que dura la desconexión, la energía que se encontraba
almacenada en la bobina,
provoca la circulación de la corriente a través del diodo,
pero no a través del
transistor, evitándose en consecuencia que éste se pueda
dañar.
Interruptores. Generación de entradas lógica (1´s y
0´s) para la computadora
Un elemento muy sencillo y de mucho uso son los
interruptores, que como lo
indica su nombre se utilizan para interrumpir (o establecer)
la corriente en un
determinado circuito. Hay una gran variedad de
interruptores, pero el que
utilizaremos para nuestros circuitos de corriente continua
(de poca tensión (5 a 12
V) y de poca corriente (0,01 a 0,2 A)) es uno denominado
tact-switch. El tactswitch
viene de dos contactos o de cuatro contactos; es un elemento
muy pequeño
(5 x 5 mm el de cuatro contactos), apto para colocar en el
experimentador. Es de
accionamiento externo (no automático), cierra cuando se
presiona y abre si se deja
de presionar. Esta forma de operar se designa también como
normalmente abierto.
El aspecto del Tact Switch de cuatro

26. contactos, visto desde arriba, es el que
se observa en la figura de la izquierda,
y en los circuitos esquemáticos habitualmente
encontraremos un símbolo
como el S2 de la figura de la derecha.
FUENTE
Bobina
electromagnética
del Relé
DIODO
Línea (Pin) del
Puerto Paralelo
1 = ON
S2 S4
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2001
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12
Estos pequeños interruptores nos resultarán de mucha
utilidad para generar 1´s y
0´s lógicos, lo que se logra en forma sencilla con los
siguientes circuitos:
El circuito de la izquierda indica con
claridad que si no está accionado el Tact
Sw, el pin del puerto por el que deseo ingresar
la señal queda conectado a los + 5V,
a través de la resistencia de 10 KΩ. Los
pines de entrada del puerto paralelo, "vistos
desde afuera" tienen una muy alta impedancia
(podemos pensarla como una resistencia)
interna, de manera que la circulación
de corriente a través de la resistencia de 10
KΩ sumada a la impedancia interna de los

27. pines del puerto, provoca la circulación de
una corriente muy baja a través de la
resistencia de 10 KΩ (algunos microamperes). Si fuesen 10 μA
los que circulan
por la resistencia de 10 KΩ, la caída de potencial a través de
ella sería de 10.000 Ω
x 0,00001 A = 0,1 V es decir que el puerto tendría aplicados
4,9 V, lo que es
considerado por la computadora como un 1 lógico.
Cuando se acciona el tact sw, el pin del puerto paralelo queda
conectado directamente
a tierra, y esta situación es considerada como un 0 lógico por
la
computadora. La resistencia de 10 KΩ
limita la corriente de la fuente que en esta
situación queda conectada a tierra, de
manera que la fuente debe erogar sólo
I = 5 V / 10.000 Ω = 0,0005 A
lo que no constituye ningún problema para
la fuente, cualquiera sea su tipo.
Planteadas las cosas de esta manera, funcionan
sin inconvenientes. Pero las modernas
PC tienen puertos bidireccionales, que
significa que el mismo pin puede usarse
como entrada o como salida, conforme la función que se le
asigne mediante
software. En esta situación, o si nos equivocamos en la
conexión del pin y
conectamos el tact switch a un pin de salida en lugar de
entrada, entonces
estaremos poniendo en cortocircuito a tierra un pin que tiene
una tensión de 5 V

28. con lo que seguramente provocaremos un daño permanente a
nuestra tarjeta del
puerto paralelo. Para prever esta eventualidad, es muy
conveniente utilizar el
segundo circuito presentado en la página anterior, cuya única
diferencia consiste
en haber intercalado una resistencia de 1000 Ω a la entrada
del pin, y que limitará
la corriente a 5 mA si ese pin del puerto paralelo actúa como
salida y simultáneamente
acciono el tact switch.
Optoacopladores. Aislamiento de señales de entrada
En muchas aplicaciones de control mediante computadora,
nos encontraremos frecuentemente
con que deberemos ingresar en la PC, señales que pueden ser
10 K
Entrada al pin
del puerto
paralelo
SIN APRETAR = 1
APRETANDO = 0 Tact Switch
10 K
Entrada al pin
del puerto
paralelo
SIN APRETAR = 1
APRETANDO = 0 Tact Switch
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portadoras de sobretensiones indeseadas, como puede ser
por ejemplo, los

29. transitorios originado en el accionamiento de cualquier tipo
de motor.
Para evitar este peligro, y para hacer más segura la
comunicación con la PC, es
muy recomendable el uso de optoacopladores que, como su
nombre indica,
significa acoplar (las señales) mediante la luz. El
optoacoplador es un sencillo
circuito en el que se ha integrado un diodo luminiscente (un
diodo similar al LED)
y un transistor cuya base es sensible a la luz del diodo en
lugar de una pequeña
corriente como se ha visto. De esta forma, cualquier variación
de la señal de
entrada, provocará una variación en la luz producida por el
diodo, la que a su vez,
mediante el transistor, producirá una señal a la salida, con
una forma de variación
igual a la de la entrada, pero que no tiene ninguna conexión
eléctrica con ella.
Este es un modo muy conveniente de aislar la computadora
del mundo exterior, y
puede utilizarse tanto para las señales que entran como para
las señales que salen
de la PC.
El 4N25 es un tipo de optoacoplador que se consigue en el
comercio local, a un
costo no superior a los $ 0,50 la unidad.
Estabilizadores de tensión
El estabilizador de tensión "del 2000", es un sencillo circuito
integrado de sólo tres
patitas: una entrada, una salida y la conexión a tierra. Lo
extraordinario de este

30. integrado, es que si le aplicamos de 7 a 15 V de continua en la
entrada, nos entrega
5 V estables a la salida. Sólo se le debe agregar un par de
capacitores como se
indica en la siguiente figura para lograr un funcionamiento
estable. Como si fuera
poco, su costo es menor a $ 1.- Todas estas cualidades lo hacen
sumamente útil
para nuestros propósitos, ya que nos permite construir
excelentes fuentes de
corriente continua, con un gasto mínimo.
El 7805 viene en dos tipos de empaques, en función de la
corriente que pueden
manejar: el TO-220 admite hasta
400 mA sin disipador de calor, y
hasta 1 A con disipador. El
disipador de calor es
simplemente una chapa de
aluminio plana o en forma de U,
con un agujero para sujetarla
fuertemente mediante tuerca y
tornillo al 7805 (TO-220) que
tiene también un agujero con
este fin.
Cualquiera de estos reguladores
puede usarse para construir
Entrada de señal Sin conectar
Salida de señal aislada
78L05 (TO-092)
(Visto desde arriba)
Salida + 5V
Máx 1 A c/ disipador
Máx 400 mA s/ disip.

31. Salida + 5V
Máximo 100 mA
No admite disipador
de calor
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nuestra fuente de corriente continua de 5 V estabilizados,
aunque se deben tener
presente algunos "consejos prácticos":
La fuente más sencilla y económica, será sin duda el 78L05
alimentado con una
batería de 9 V. Esto funciona bien y es suficiente para las
aplicaciones didácticas
sencillas que veremos a lo largo de este curso. El 78L05
también funciona con los
capacitores indicados en el esquema del 7805. No conviene
colocar el 7805 en la
batería de 9 V pues tiene mayor consumo interno y agotará
muy rápido la batería.
Es necesario aclarar que el 7805 (y también el 78L05)
disipan tanto más calor (en
el orden de 5 mA sin carga) cuanto más alta es la tensión de
entrada por encima de
los 6V. En consecuencia el 78L05 anda bien para alimentarlo
con una batería de 9
V, pero si usamos una fuente rectificadora que nos entrega 12
o 15 V de continua,
entonces debemos usar el 7805 con disipador de calor.
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32. 15
Actividades Propuestas para el Laboratorio - Taller
del
Capítulo 2
Actividad Nº 1
Arme en el experimentador el
circuito que se muestra en la figura
de la derecha. Utilice dos valores
para R1: 330 Ω y 1 KΩ. Calcule en
cada caso el valor de ILED. Observe
el brillo del LED que tiene en cada
caso. Saque Ud. las conclusiones y
anótelas. Considere la caída de
tensión en el LED VLED = 1,6 V
Actividad Nº 2
Utilizando el mismo esquema de la actividad Nº 1, coloque en
serie dos resistencias
de 330 Ω en el lugar de R1. Calcule ILED y observe el brillo
del LED.
Luego coloque dos resistencias de 1 KΩ en paralelo, calcule
ILED y observe el
brillo del LED.
Repita el procedimiento para dos resistencias de 1 KΩ
conectadas en serie.
Actividad Nº 3
Construcción de una fuente estabilizada en 5 V
alimentada con una batería de
9 V: Es conveniente que construyamos ahora nuestra fuente
estabilizada de 5 V,
para que las posteriores actividades sean ya encaradas en la
misma tensión que
debemos usar al conectarnos a la computadora. Sobre el
experimentador armaremos

33. el circuito de la figura de
la izquierda, debemos insertar en
las barras + y - los cables rojo y
negro del conector de la batería
de 9 V. Como este cable es muy
fino, debemos sujetarlo firmemente
(mejor si pudiéramos soldarlo)
a un cable más grueso ó
alambre fino, como para poder
sacarlo y ponerlo fácilmente del
experimentador muchas veces, ya
que si la batería se deja permanentemente conectada, se
descargará. Una buena
alternativa, es incluir un tact switch en el circuito de la
batería, antes de derivar el
capacitor C1. Los valores que usaremos para los capacitores
serán: C1 = 0,33 μF y
C2 = 0,1 μF. En el punto 1 del 78L05, deberíamos medir 5 V
con respecto a tierra,
cuando la batería está conectada. Es conveniente armar este
circuito en un extremo
del experimentador, en el menor espacio posible, para dejar
el experimentador
libre para las otras experiencias que haremos sobre él.
(LED)
ILED
+-
Batería
9 V
VLED
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34. 16
Actividad Nº 4
Arme el circuito dado en la actividad Nº 1, sólo con la
resistencia de 330 Ω y la
fuente de 5 V. Observe el brillo que tiene el led.
Actividad Nº 5
Verificación del efecto de amplificación de un
transistor. Armar en el experimentador
el circuito que se reproduce a continuación. Observar que
ambos
circuitos son idénticos.
El transistor 2N3904 visto desde arriba, se identifica como
se muestra en la figura. Debemos tener precauciones y no
confundirnos, pues de lo contrario podemos dañar el
transistor.
Recordemos, entonces que esta configuración
corresponde a la vista del transistor tal como lo vemos en el
experimentador, es decir, desde arriba.
Una vez armado el circuito, verificaremos que al apretar S1,
encenderá el LED con
una buena intensidad, de manera que por él deben estar
circulando en el orden de
los 20 mA. Sin embargo, en el circuito de la base, estamos en
el orden de los 2,5
mA (si se desprecia la caída de potencial en el transistor). O
sea que estamos
comandando el encendido del LED con 2,5 mA, que es una
corriente bien
admitida por el puerto paralelo de la computadora, y de
esta forma podríamos
detectar un 0 o un 1 lógico directamente desde el puerto con
el LED (y el
transistor, por supuesto).

35. Debe destacarse que en lugar del LED puede colocarse un
relé tal como se ha visto
en teoría, con lo que pueden manejarse cargas mucha más
importantes aún.
C E
B
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17
Actividad Nº 6
Utilización de un optoacoplador para aislar la salida
de la PC del exterior
Armando el circuito de la figura en el mismo experimentador
en que hemos
armado la fuente regulada de 5V a partir de la batería,
podemos comprobar
sencillamente como trabaja el optoacoplador. La tensión de
+9 V indicados es
evidentemente la de nuestra batería, y los +5 V, corresponden
a la tensión de salida
del 7805. El transistor T1 se coloca para manejar una carga tal
como el LED D1, o
un relé, un pequeño servomotor etc.
En el lugar del interruptor S1, se puede colocar un pin del
puerto paralelo, donde
un 0 lógico equivaldrá a cerrar S1.
Veamos como funciona:
Si S1 está abierta, el punto 1-2 está aislado de tierra y el diodo
del 4N25 no
conduce. (Si con el pin del puerto paralelo aplico un 1 lógico
al punto 1-2, o sea

36. 5V, tenemos exactamente la misma situación: el diodo del
4N25 no conduce). Si
no conduce el diodo del 4N25, tampoco lo hace su transistor,
luego la base del
transistor T1 tiene un potencial alto (por estar unida a los +9
V mediante R3) y en
este caso T1 sí conduce, (circuito colector - emisor) por lo
que el LED enciende,
en correspondencia con el 1 lógico simulado por S1.
Si S1 está cerrada, el diodo del 4N25 conduce, como así
también su transistor,
quedando la base del T1 puesta a tierra lo que hace que T1
deje de conducir a
través del colector - emisor, apagándose en consecuencia el
LED.
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18
Listado de materiales necesarios para las actividades
del Laboratorio Taller
Capítulo 2
- 5 resistencias de 330 Ω, tolerancia 5 %, disipación ¼ watt
- 5 resistencias de 470 Ω, tolerancia 5 %, disipación ¼ watt
- 5 resistencias de 1 KΩ, tolerancia 5 %, disipación ¼ watt
- 2 resistencias de 10 KΩ.
- 1 capacitor cerámico de 0,1 μF
- 1 capacitor electrolítico de 10 μF
- 5 LED´s de diferentes colores, 5 mm de diámetro
- 1 Experimentador
- 1 batería de 9 V
- 1 conector para batería de 9 V
- 2 tact switch o interruptores dobles (tienen cuatro patitas)

37. - 2 transistores 2N3904
- 1 optoacoplador 4N25
- 1 estabilizador de tensión 78L05