Download Unidad didáctica 2 - Electricidad y Electrónica.

Escénica. Programa de Estudios Técnicos
Unidad didáctica 2: Electrónica.
CONTENIDOS: En este tema aprenderás:
- Qué es la electrónica.
- Cuales son los elementos electrónicos.
- Efectos y aplicaciones generales de la electrónica.
- Magnitudes, fórmulas, y cálculos electrónicos.
- Herramientas específicas para electrónica.
OBJETIVOS: Al final serás capaz de:
- Diseñar, calcular y construir circuitos electrónicos.
- Conocer los elementos electrónicos presentes en el teatro.
- Analizar circuitos electrónicos.
Índice:
Unidad didáctica 3;
1 Principios de electrónica .............................................................................. 2
1.1
Historia ................................................................................................. 2
1.2
Conceptos básicos ............................................................................... 2
1.3
Elementos eléctricos ............................................................................ 3
1.4
Elementos electrónicos ........................................................................ 5
1.5
Circuitos electrónicos básicos. ............................................................. 8
1.6
Arduino; ................................................................................................ 9
1.7
Pure Data ........................................................................................... 10
2 Señales y protocolos de control ................................................................ 11
2.1
DMX ................................................................................................... 11
2.2
MIDI .................................................................................................... 11
Pablo Pujol Pérez.
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Escénica. Programa de Estudios Técnicos
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Principios de electrónica
1.1 Historia
Electricidad SXIX: motores, pila, bombilla, alternador…
1900 Radio.
1904 diodo de vacío; inicio de la electrónica.
1906 Triodo o audión (De Forest), que fue el primer dispositivo amplificador.
1947 Transistor (Bardeen, y Brattain): revolución en la electrónica.
1955 Material Silicio.
1958 Kilby inventa el Circuito Integrado para Texas Instruments.
1971 Microprocesador.
1.2 Conceptos básicos
La electrónica se encarga del estudio de la electricidad en cuerpos
semiconductores donde esta es portadora de información y en la que podemos
modificar la corriente amplificándola, atenuándola, filtrándola o rectificándola.
Según la corriente podemos distinguir entre;
Electrónica analógica: Trata señales continuas
Electrónica digital: Trata señales discretas. Toma valores 0 ó 1 (binario).
Electrónica analógica y electrónica digital
Bit: 0 o 1. 2e1=2 valores.
Byte: un octeto de bits (00000001). 2e8=256 valores.
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1.3 Elementos eléctricos
En un circuito electrónico encontramos elementos eléctricos como:
1.3.1 Resistencia
Objetivo: se oponen al paso de la corriente, según el valor de la resistencia la
corriente variará según la ley de Ohm (V = I x R)
•
Color
Negro
Marrón
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
Gris
Blanco
Oro
Plata
Código de colores:
1ª cifra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2ª cifra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Multiplicador
X1
X10
X100
X1000
X10000
X100000
X1000000
X10000000
X100000000
X1000000000
X0.1
X0.01
Tolerancia
+-1%
+-2%
+-5%
+-10%
+-20%
Ejemplo; Rojo, rojo, marrón, oro: 220 Ohms, tolerancia 5%.
•
Tipos de resistencias:
Fijas
Variables (potenciómetros)
Dependientes: de la luz (LDR), temperatura (TDR)...
1.3.2 Condensador
Elemento capaz de almacenar
energía en un momento determinado
para después devolverla cuando sea
necesario.
Formado por dos placas metálicas
conductoras separadas por un
material aislante
Q=CxV
Q: cantidad de energía (culombios)
C: capacidad (Faradios)
V: tensión aplicada
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En un condensador los datos que lo definen son la capacidad y la tensión de
trabajo, que es la tensión máxima a la que puede funcionar de forma continua
sin dañarse.
•
Tipos de condensadores:
Papel impregnado
Plástico
Cerámicos
Electrolíticos. Se diferencian de los demás porque tienen polaridad, la patilla
mas larga es la positiva.
•
Aplicaciones:
Circuitos de acción retardada, filtros, corrección del factor de potencia...
• Identificación de condensadores:
Codigo de colores.
Da el valor en pF.
Color
Negro
Marrón
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
Gris
Blanco
Oro
Plata
1ª cifra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2ª cifra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Multiplicador
X1
X10
X100
X1000
X10000
X100000
X1000000
X10000000
X100000000
X1000000000
X0.1
X0.01
Tolerancia
+-20%
+-1%
+-2%
+-5%
Tensión de trabajo
250V
400V
100V
630V
+-10%
Codificacion mediante letras:
0,047J630= 0,047pF= 47nF, 5% tolerancia y 630v tensión de trabajo.
K: 10%
M: 20%
J: 5%
Codigo 101:
A las dos primeras cifras se le añade los ceros de la tercera y dan pF.
561=560pF
403=40000pF=40nF
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1.3.3 Transformador:
Se encarga de transformar la
tensión.
V1N1=V2N2
V1I1=V2I2
1.4 Elementos electrónicos
Compuestos por materiales semiconductores. El mas utilizado es el silicio.
1.4.1 Diodo:
El diodo es un elemento
semiconductor que solo permite el
paso de la corriente en un sentido.
•
Ejemplos de
con diodos:
circuitos
Rectificador de media onda.
Rectificador de onda completa.
Fuente de alimentación.
•
Comprobación
estado de un diodo
del
Con el óhmetro conecta el terminal
negro (negativo) al ánodo del diodo
(negativo) y la roja (positiva) al
cátodo (positivo). El resultado debe
ser cercano a cero y haciéndolo al
revés el resultado debe ser infinito.
Provoca la rotura del diodo;
Exceder la tensión inversa de
rotura
Exceder la potencia máxima
nominal
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1.4.2 LED
Diodo emisor de luz, es un dispositivo que emite luz
cuando se polariza de forma directa y circula por él
una corriente eléctrica.
1.4.3 El transistor
Componente fundamental en los circuitos electrónicos, realiza la función de
amplificación, control, conmutación o rectificación.
•
Tipos de transistores
NPN (mas usado)
•
PNP
Comprobación del estado de un transistor
Comprobar los diodos entre B-E y B-C.
1.4.4 Tubo de vacío
La válvula termoiónica, también llamada válvula, bulbo o tubo de vacío, es un
componente electrónico basado en la propiedad que tienen los metales en
caliente de liberar electrones desde su superficie (Efecto Edison). Se usó
ampliamente en la electrónica analógica y digital antes de la invención del
transistor, y sobrevive en aplicaciones específicas (como en los amplificadores
de sonido). Las válvulas tienen un corte por saturación más suave que los
transistores, la distorsión por lo tanto suena más cálida.
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1.4.5 Triac
Se utiliza para el control de
corrientes alternas. Su
utilización como interruptor
estático ofrece ventajas sobre
los interruptores mecánicos
convencionales y los relés.
También es usado como
dimmer para iluminación y
control de motores C.A
1.4.6 Circuitos integrados
Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la que se
encuentra una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de dispositivos
microelectrónicos interconectados, principalmente diodos y transistores,
además de componentes pasivos como resistencias o condensadores.
1.4.7 Microprocesador
El microprocesador o micro es un circuito integrado que contiene todos los
elementos de una "unidad central de procesamiento" o CPU.
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1.5 Circuitos electrónicos básicos.
Divisor de tensión.
Filtros;
Filtro paso bajo.
Filtro paso alto.
Filtro pasa banda.
Fuente de alimentación.
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1.6 Arduino;
Arduino es una plataforma de hardware de fuente abierta basada en una
sencilla placa con entradas y salidas (E/S), analógicas y digitales, y en un
entorno de desarrollo que implementa el lenguaje Processing/Wiring. Está
basado en el procesador Atmega8, un chip sencillo y de bajo coste que permite
el desarrollo de múltiples diseños.
El hardware de fuente abierta (open source hardware) se refiere al hardware de
computadora y electrónico que está diseñado en la misma manera que el
software de fuente abierta libre. El hardware de fuente abierta es parte de la
cultura de fuente abierta que lleva las ideas de fuentes abiertas a campos
diferentes del software.
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1.7 Pure Data
Pure Data (o Pd) es un lenguaje de programación gráfica desarrollado por
Miller Puckette durante los años 90 para la creación de música computarizada
interactiva y obras de multimedia. Aunque Puckette es el principal autor del
software, Pd es un proyecto de código abierto y tiene una gran base de
desarrolladores trabajando en nuevas extensiones al programa.
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2 Señales y protocolos de control
2.1 DMX
Digital Multiplex Data Transmision Standard for Dimmers and controllers.
DMX fue originalmente pensado para usarlo en controladores de enlace y
dimmers de diferentes fabricantes.
Sin embargo, pronto se convirtió en el protocolo preferido no sólo para
controladores de enlace y dimmers, sino también para controlar aparatos
de iluminación como scanners y cabezas móviles, y dispositivos de
efectos especiales como máquinas de humo.
Capaz de controlar 512 canales de atenuación.
Conector XLR de 5 pines.
Numeración de los pines;
1. señal común
2. señal invertida 3. señal
4. No usada
5. No usada
2.2 MIDI
Musical Instrument Digital Interface.
MIDI es una especie de "partitura" que contiene las instrucciones en
valores numéricos (0-127) sobre cuándo generar cada nota de sonido y
las características que debe tener; el aparato al que se envíe dicha
partitura la transformará en música completamente audible.
Conector de tipo DIN de 5 pines.
Numeración de los pines;
1. sin conexión.
2. protección cable midi out.
3. sin conexión.
4. fuente de corriente de 5v.
5. Datos MIDI, current sink.
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