Clase 9 - Electrónica Básica PDF

Andrés Canchán Zúñiga OBJETIVOS DE LA SESIÓN Comprender la relación entre la robótica y la electrónica. Aprender los conceptos básicos de la electrónica. Reconocer los componentes electrónicos básicos. Reconocer el Arduino y sus componentes. ¿Qué temas vamos a ver ahora? TEMAS: C...

Andrés Canchán Zúñiga OBJETIVOS DE LA SESIÓN Comprender la relación entre la robótica y la electrónica. Aprender los conceptos básicos de la electrónica. Reconocer los componentes electrónicos básicos. Reconocer el Arduino y sus componentes. ¿Qué temas vamos a ver ahora? TEMAS: Competencia 2 ELECTRÓNICA IMPRESIÓN 3D TEMAS: Electrónica ¿Qué es la robótica? Robótica Es una ciencia o rama de la tecnología que diseña y construye máquinas (robots) capaces de realizar operaciones o trabajos que sustituyen, complementan y/o mejoran el accionar del ser humano. La robótica combina varias disciplinas, como la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control.  BAYMAX Chappie R2-D2 ¿Qué es un robot? Terminator Robots Un robot es una máquina programable capaz de realizar tareas de manera autónoma o semiautónoma, y está compuesto por una combinación de hardware y software. El objetivo de aplicar la autonomía es facilitar la tarea restante a las personas y hacer que las máquinas sean aptas para completar las tareas y/o actividades propuestas. ROBOTA = TRABAJO FORZADO/DURO ¿Qué es un ROBOT? https://www.youtube.com/watch?v=xvzg-oTZ7wM Robots Industriales Un manipulador multipropósito programable y controlado automáticamente. Se utilizan en entornos de fabricación y automatización para tareas repetitivas - Son grandes. - Operan en áreas separadas de los humanos por razones de seguridad. Robots de Servicio Máquinas autónomas que realizan tareas fuera de las aplicaciones industriales. Diseñados para interactuar con personas. - Son más pequeños, seguros y versátiles. - Su enfoque principal es brindar servicios y colaborar con humanos en lugar de realizar tareas industriales específicas. HOTEL JAPONÉS GESTIONADO ÍNTEGRAMENTE POR ROBOTS  ¿Qué herramientas y/o software o programa vamos utilizar? Componentes de Arduino https://www.arduino.cc/en/software Utilizaremos … Software: Arduino IDE Arduino IDE es un entorno de programación gratuito y de código abierto que se utiliza para escribir y cargar programas en las placas de desarrollo Arduino. https://www.arduino.cc/en/software Utilizaremos … Kits de Electrónica Un kit de electrónica básica es un conjunto de componentes y herramientas necesarias para realizar proyectos electrónicos simples, construir circuitos básicos y familiarizarse con los componentes electrónicos. Principales Componentes Arduino: Placa de microcontrolador de código abierto que utiliza un microcontrolador ATMega328P (Arduino UNO). Protoboard: Una placa con orificios para conectar componentes electrónicos. Cables puente: Sirven para hacer conexiones entre diferentes componentes. Resistencias: Componentes que limitan el flujo de corriente eléctrica en un circuito. Diodos: Componentes que permiten que la corriente eléctrica fluya en una dirección específica. LED: Un tipo de diodo que emite luz cuando se conecta a una fuente de energía. Sensores: Componentes electrónicos que se utilizan para detectar cambios en el entorno físico y enviar señales a un microcontrolador o a otro dispositivo electrónico. Motores: Componentes electromecánicos que convierten energía eléctrica en movimiento mecánico. Se utilizan en diversas aplicaciones para proporcionar la fuerza motriz necesaria en sistemas robóticos y otros dispositivos mecánicos. Software de Simulación Virtual Programa: Tinkercad Ofrece en su sección “Circuits” un diseñador, programador y simulador de circuitos electrónicos. Permite crear esquemas de circuitos que integran placas Arduino y componentes electrónicos básicos. https://www.tinkercad.com/ Electrónica Básica ¿Qué es la electrónica? ¿Qué es la electrónica? La electrónica es la rama de la ciencia que se centra en el estudio de los fenómenos eléctricos y electrónicos; y en la creación, diseño y construcción de dispositivos electrónicos. Control de la electricidad Componentes físicos Circuitos Conceptos de Electrónica Electrones Los electrones, junto con los protones y los neutrones, conforman los átomos. Los electrones juegan un papel crucial en la conductividad eléctrica, ya que el flujo de estos a través de un material es lo que constituye una corriente eléctrica. Corriente Eléctrica Es el flujo de electrones a través de un conductor, como un cable. Es similar al agua fluyendo por una tubería. Puedes compararla con la circulación del agua: si abres más la llave, fluye más agua (más corriente), y si cierras un poco, fluye menos (menos corriente). Amperios (A) Los amperios (A) miden la intensidad de la corriente eléctrica. Son una medida que indica la cantidad de electrones en una corriente eléctrica. Voltaje El voltaje es la fuerza que transporta la corriente, también llamada presión eléctrica. El voltaje se mide en voltios (V) En términos simples, el voltaje es lo que "empuja" los electrones para que fluyan y generan corriente eléctrica. Conductor Es un material que permite el paso fácil de la corriente eléctrica, es decir, permite que los electrones se muevan libremente a través de él. Esto ocurre porque los electrones en los conductores están débilmente ligados a sus átomos, por lo que pueden desplazarse con facilidad cuando se les aplica un voltaje. Los conductores son esenciales en la construcción de circuitos electrónicos, ya que permiten que la corriente eléctrica fluya entre los diferentes componentes de manera eficiente. Aislante Es un material que no permite el paso de la corriente eléctrica. Los electrones en los átomos de los aislantes están fuertemente ligados a sus núcleos, lo que impide su movimiento libre, a diferencia de los conductores donde los electrones sí pueden moverse fácilmente. Los aislantes se usan para proteger, separar y prevenir cortocircuitos entre componentes eléctricos. Potencia La potencia es la cantidad de energía que se consume en un momento determinado. La potencia se mide en watts. La formula básica de la potencia es potencia = voltaje x corriente Resistencia Es lo que limita el flujo de corriente en un circuito, protegiendo los componentes electrónicos para que no se quemen. La resistencia eléctrica es una propiedad que se opone al flujo de corriente eléctrica en un conductor. L Es como si fuera una especie de «obstáculo» que encuentra la corriente al pasar por un material. Componentes electrónicos Sensor Un sensor es un componente electrónico que transforma una señal física, como puede ser la temperatura de un ambiente, la posición de un brazo robótico, el movimiento, en una señal eléctrica. La señal eléctrica que genera el sensor luego se transforma en una señal digital que procesa un sistema informático muy simplificado denominado microcontrolador.  DIODO LED Es un diodo que tiene la característica especial de emitir luz cuando lo atraviesa una corriente eléctrica. Polo negativo de un generador de electricidad o de una batería eléctrica. Polo positivo de un generador de electricidad por el que entra corriente.  RESISTENCIA Es un componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito Es un componente electrónico eléctrico. diseñado para introducir una resistencia eléctrica Componente que se opone al movimiento de electrones. determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. Componente que se opone al movimiento de electrones. PROTOBOARD https://youtu.be/ulsv7uxDZoc Arduino  ¿Qué es un Arduino? Arduino es un plataforma de código abierto diseñada para facilitar proyectos de electrónica. Su Hardware esta compuesto por un microcontrolador y un puerto de entrada y salida. https://www.arduino.cc/ Dónde encontramos microcontroladores ¿Qué usaremos? Dentro de setup(), colocas el código que configura el hardware (por ejemplo, definir pines como entrada o salida, inicializar una pantalla o sensores). Se utiliza para preparar todo lo que tu programa necesita antes de empezar a funcionar. El código dentro de loop() se repite indefinidamente. Por eso es donde colocas las acciones que quieres que tu Arduino realice de manera continua, como leer sensores o encender/apagar LEDs en función de condiciones. Esta función es el "corazón" del programa y se ejecuta continuamente en un ciclo mientras el Arduino está encendido. pinMode() es una función en Arduino utilizada para configurar un pin específico como entrada o salida, dependiendo de cómo lo vayas a utilizar en tu proyecto. Es una parte esencial del código cuando trabajas con pines digitales. INPUT: El pin está configurado para recibir señales (leer datos), por ejemplo, de un sensor. OUTPUT: El pin está configurado para enviar señales (controlar dispositivos), como encender un LED o activar un relé. digitalWrite() es una función en Arduino que se utiliza para establecer el estado (ALTO o BAJO) de un pin digital configurado previamente como salida con pinMode(). digitalRead() es una función en Arduino que se utiliza para leer el estado de un pin digital, es decir, si está en ALTO (HIGH) o BAJO (LOW). Esta función te permite conocer si hay un voltaje de 5V (en el caso de un Arduino de 5V) o de 0V en un pin digital determinado.