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2- Introducción a la electrónica básica
2.1 Conceptos básicos sobre electricidad
La electricidad tiene dos magnitudes físicas asociadas que son el voltaje (llamado también
tensión, diferencia de potencial o caída de potencial) y la intensidad de corriente (llamada
“corriente” sin más).
El voltaje mide la pérdida de energía potencial eléctrica entre dos puntos. Este puede ser cero
o distinto de cero. Por ejemplo, si a lo largo del recorrido de un circuito no existe ningún
elemento salvo un cable, el voltaje entre esos dos puntos es cero, porque la electricidad no
atraviesa ningún elemento en el que se genere una caída de potencial, que entonces sería el
voltaje distinto de cero.
La unidad de medida del voltaje es el voltio (V), aunque a veces se puede hablar de milivoltios
(1mV=0,001V). Los valores típicos que van a aparecer a lo largo de los proyectos de electrónica
desarrollada con componentes compatibles con la Placa Arduino son 1.5 V, 3.3 V y 5V. Aunque
para fuentes de alimentación son más comunes los valores de 9 V, 12 V y algunas llegan hasta
24V.
La intensidad de corriente se define como la cantidad de carga eléctrica que pasa a través de
un punto en un determinado tiempo por un cable o conductor.
Su unidad de medida es el amperio (A), aunque en los catálogos de muchos componentes
electrónicos aparecerán los miliamperios (1mA=0,001A).
Presentando un ejemplo con un sistema simplificado de tuberías de un edificio, se entiende
mejor.
La bomba que aporta energía el agua del circuito (la corriente en nuestro caso) sería la
equivalente a una fuente de alimentación eléctrica. Si en cada piso abren los grifos a la vez, la
presión del agua va disminuyendo cuanto más arriba nos encontremos. Esa pérdida de presión
es equivalente a una caída de potencial (es decir, cada vez que la corriente recorre un
elemento que genera un consumo).
2.2 Conceptos básicos sobre circuitos eléctricos
El primer concepto básico que se presenta es la resistencia eléctrica de un componente
cualquiera. Dicha resistencia eléctrica representa la capacidad del componente al oponerse al
paso de la corriente eléctrica a través de él. Esta propiedad del componente depende del
material del cual esté fabricado.
La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el ohmio (Ω). Usualmente nos podemos
encontrar valores de kilohmios (1kΩ=1000Ω) y de megaohmios(1MΩ=1000kΩ=1.000.000Ω).
Existe una fórmula que relaciona voltaje, intensidad y resistencia, llamada Ley de Ohm, que
dice que si un objeto con resistencia R es atravesado por una intensidad I, se generará una
caída de potencial (voltaje V) entre los extremos de dicho objeto siguiendo la relación:
𝑉 =𝑅∗𝐼
2.3 Circuitos eléctricos básicos
Para poder abordar los circuitos eléctricos básicos, primero se tiene que conocer cómo se
representan y la simbología de cada componente que lo van a componer. Los símbolos están
normalizados.
Resistencia
LED
Fuente de alimentación
En los circuitos eléctricos básicos, hay dos tipos de conexión entre los distintos tipos de
elementos: conexión en serie y conexión en paralelo.
Circuito en serie
Este tipo de conexión se caracteriza porque la tensión total será la suma de sus tensiones, es
decir:
Vt= V1 +V2
Y la intensidad que recorre los elementos es la misma, ya que sólo existe un camino que
recorrer:
It=I1 = I2
Ambas resistencias pueden agruparse en una misma, una resistencia equivalente (Req) que es
la suma de los dos valores de las resistencias:
Req= R1 + R2
Circuito paralelo
Este tipo de conexión se caracteriza porque la tensión entre los distintos elementos
conectados es la misma, es decir:
V1 = V2
Sin embargo, la intensidad que los recorre será distinta, ya que existe varios caminos que
puede recorrer y se divide, de forma desigual, en cada rama.
It=I1 +I2
Ambas resistencias pueden agruparse en una misma, una resistencia equivalente (Req) que su
valor se calcula de las siguientes formas:
1
1
1
=
+
𝑅eq 𝑅1 𝑅2
𝑅𝑒𝑞 =
𝑅1 ∙ 𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
Circuito básico resistencia + LED
El circuito básico con el que se va a trabajar se compone por una resistencia, de valor 220 Ω en
este caso, un LED y una fuente de alimentación (en nuestro caso, representará los 5V
característicos que nos proporciona la placa Arduino). La resistencia se pone junto con LED
para protegerlo de una tensión excesiva.
En el LED habrá una caída de tensión, es decir, un voltaje de 2V (LEDs que se incluyen en el Kit).
Para evitar que los 3V restantes quemen el LED, se añade la resistencia cuyo valor será de 200
Ωy se calcula de la siguiente forma:
V LED + V resistencia = V f.a.
V resistencia = 3 V= R∙I
Siendo la I mínima para encender el LED de 15mA:
𝑅𝑚í𝑛 =
𝑉
3
=
= 200Ω
𝐼 0,015
A este circuito se le puede añadir un interruptor o un pulsador para poder encender y apagar
el LED.
¿Cuál es la diferencia entre uno y otro?
Interruptores: tiene dos posiciones. Si está abierto, no deja pasar la corriente, por lo tanto el
circuito estará abierto, es decir, no pasará nada. Si está cerrado, el circuito también lo estará
porque el interruptor dejará pasar la corriente:
Circuito cerrado
Circuito abierto
Un pulsador es como un interruptor momentáneo, cierran el circuito mientras se les aplica
presión.
2.3 Uso de la protoboard para el montaje de los circuitos
¿Por qué usar una Protoboard?
A la hora de realizar los circuitos de distintos proyectos, sobre todo en el paso previo para
probar su funcionamiento, es muy cómodo tener una zona de trabajo que te pueda permitir
quitar y poner componentes en dicho circuito sin estar soldando. Aún más cuando se está
empezando en el mundo de Arduino y se pretende usar distintos componentes en distintos
proyectos. ¡Soldarlos y desoldarlos haría que se estropeasen los componentes mucho más
rápido!
Tan fácil como insertar las patillas de los componentes en orificios para montar y desmontar
circuitos a nuestro antojo. Además, dichos agujeros están normalizados, al igual que la
distancia entre pines de la mayoría de componentes, con lo que el montaje y desmontaje nos
es bastante cómodo.
Conexión interna
En una línea equipotencial, en este caso, una banda metálica en la cual, todos los agujeros de
la protoboard que pasen por encima de ella tienen la misma tensión (voltaje), es decir, son
equivalentes eléctricamente.
La distribución de las líneas equipotenciales es la siguiente:
Existen tres zonas bien diferenciadas:



Zona alimentación (1): Las marcadas en rojo y en azul. Es aconsejable usar los agujeros
de la línea roja para el voltaje de entrada (positivo de las baterías o pilas) y el azul para
el negativo.
Zona componentes (2): La parte central aparecen un gran cantidad de agujeros. Se
usan para colocar y conectar los componentes, según convenga.
Zona central (3): la que separa la parte izquierda de la derecha. Se suele utilizar para
colocar los circuitos integrados, de forma que la mitad de un chip está aislada de la
otra.
Pequeños consejos:

Utilizar cable negro/azul para el negativo.

Utilizar cable rojo para tensiones de +5V.

Utilizar cable de distinto color si se va a utilizar una tensión distinta a 5V (normalmente
3.3V)