jueves, 7 de abril de 2011

Mega Drive, MOD 50/60 Hz con led Bicolor

Entradas relacionadas:   MOD MegaDrive I, MOD Mega Drive II, MOD 32X


Ya hay información de cómo montar los MOD de 50/60 Hz y el desbloqueo de región en varias páginas, lo que aporto es usar menos hilos, en lugar de 6 podemos hacerlo con 4, y explico cómo poner un Led Bicolor.

Luego he puesto salidas de AV+Sonido estéreo en una PAL, y otra idea que he desarrollado para una versión RGB, que no tiene salida de RF y hay más sitio en la carcasa.

De esta primera parte no pongo muchas fotos, ya que hay muchas en otras Webs, por ejemplo mmmonkey tiene un buen tutorial en inglés, con buenas fotos, o con menos fotos en briconsola pero en español.

MATERIAL NECESARIO SI NO CAMBIAMOS EL LED:
  • Dos interruptores de dos posiciones un circuito
  • Cables que sean finos
  • Un tester o un medidor de continuidad de otro tipo
  • Funda termo-retráctil opcional.
  • Soldador, estaño, alicates, taladro, si los interruptores son deslizantes una lima pequeña plana es imprescindible.

MATERIAL NECESARIO SI QUEREMOS EL LED BICOLOR:
  • Un interruptor de dos posiciones un circuito
  • Un interruptor de dos posiciones dos circuitos
  • Un Led bicolor Rojo/Verde
  • Cables que sean finos
  • Un tester o un medidor de continuidad de otro tipo
  • Funda termo-retráctil, puede usarse cinta aislante en su lugar
  • Soldador, estaño, alicates, taladro, si los interruptores son deslizantes una lima pequeña plana es imprescindible.
En el texto iré poniendo en verde los pasos opcionales para usar el Led bicolor, es muy sencillo, es muy económico, y queda mucho mejor.

FOTO de mmmonkey. Si abrimos esta consola, lo primero que vemos es que el LED va sujeto a la carcasa, y está unido con un cable a la placa de la consola, y no tiene un conector extraíble, sino un cable fijo, aunque es fácil desmontarlo todo. Si no queremos el LED bicolor, podemos dejarlo así, es más incómodo de trabajar, o bien sacamos con cuidado el LED, pero hay que fijarse que una pata es más larga que la otra, y anotar si esa pata va con el hilo blanco o el rojo, los LED tienen polaridad y luego hay que ponerlo igual.

Si queremos usar el LED bicolor, entonces hay que sacarlo siempre, abrimos las patas y lo sacamos, o cortamos por lo sano, lo que más os guste. Luego hay que vaciar el conducto, que tiene solo dos agujeros para pasar el Led, hay que vaciarlo completamente, el nuevo Led no va en la misma forma.

Luego sacamos la protección metálica anti-interferencias que lleva la consola, guardamos los tornillos con cuidado. Para sacar la placa (opcional pero muy interesante de hacer, sobre todo por la comodidad del trabajo posterior), hay que quitar los tornillos que sujetan los laterales del conector del cartucho, y algún tornillo de la zona del disipador (no recuerdo si uno, dos o tres). Y ya sale la placa, y vemos otra placa metálica inferior, la quitamos y nos queda el plástico nada más.

Luego hay que localizar los puntos en la placa donde están los puentes de fábrica, están en la zona derecha de la placa, justo en la zona en que hay abierta entre el conector, encima de los conectores de los mandos. Son 8 puntos de soldadura repartidos en dos filas, entre los dos segundos y los dos terceros hay un puente, pero están tapados por el barniz protector, y no se aprecian.



También vemos el cable del LED en la zona inferior, a la izquierda de los joystick, si usamos el Led bicolor será conveniente (no imprescindible) quitar ese hilo, ahora es el momento, podemos cortarlo, o de soldarlo, lo que más fácil nos sea. El Led no lo soldaremos en esa zona, sino un poco más arriba, junto al chip hay dos puntos de soldadura, rodeados por un cuadradito. Ese es el punto que usaremos.

Cuando soldemos los cables tendremos en cuenta que los puntos marcados como JP1 y JP3 están ambos conectados a los 5V, y JP2 y JP4 están conectados a masa, por lo que podemos hacer dos cosas, o conectar 4 hilos, o conectar solo 2 a esta zona, y los otros dos sacarlos de otro lugar, por ejemplo de la salida del regulador, la ventaja es que si están mucho mas cerca, no pasamos tantos hilos.
 
Hay que cortar estos puentes, puedes usar una dremel pequeña sin pasarle, o un cúter o algo similar. Siempre con cuidado se cortan estos puentes, y con un tester nos aseguramos que no hay ningún contacto entre los puntos de la derecha y sus correspondientes de la izquierda.





Luego ubicamos los interruptores donde más nos guste, aunque lo mejor sería cerca de estos puntos, resulta que en la zona derecha no debemos ponerlos, nos impediría usar un Mega-CD que se enchufa en ese lateral, aunque no tengamos uno ahora, nunca se sabe. Mejor ubicarlos en la zona trasera, pero esa zona la necesitaba para poner conectores de salida de vídeo y audio, por lo que al final usé el lateral izquierdo de la máquina. Esto contando con ubicarlos en la parte inferior de la carcasa, se puede usar la zona trasera de la carcasa superior, pero es mucho más incómodo tener cables que unen las dos partes de la consola, me gusta poder abrirlas sin obstáculos.


FOTO DE mmmonkey. Elegida la ubicación, hacemos los agujeros, si los interruptores son basculantes son redondos, para agujerear empezar por una broca fina, e ir ampliando con brocas más gruesas, así queda siempre mejor, luego se lija o lima para quitar las rebabas. Si son interruptores deslizantes deben ser cuadrados, hay que hacerlos redondos y limar para ajustar, más trabajo, aunque queda un poco mejor.



Si se va a hacer otras cosas en la carcasa, mejor ahora que luego con más cosas montadas, o desmontar otra vez cosas ya fijadas. Ahora ya hay que limpiar todo bien, pues seguro que hay restos del trabajo, sujetar los interruptores, y volver a poner la placa metálica interior, la placa de la consola, y fijarla con sus tornillos, contra menos se mueva más sencillo el soldar.

Este es el esquema del cableado que vamos a hacer (recordar pinchar en la imagen para que se amplíe), pongo los puntos que hay que unir entre sí con un cable, pueden ser 2 o 3 los puntos a unir, si no usáis el LED bicolor el segundo interruptor no tiene los contactos 7-8-9, y no hay que poner los tres últimos cables, pero si lo usais es conveniente aislar los cables que van a los puntos X-Z con funda termo retráctil para evitar cortocircuitos:

A - 2 (Selección de región al centro del interruptor)
B - 5 (Selección de 50/60Hz al centro del interruptor)
C - 1 - 4 (Masa)
D - 3 - 6 (+5V)
E - 8 (Masa del diodo al centro del interruptor)
F - Y (Alimentación del diodo al cátodo común, pata central del diodo)
X - 7 (ánodo verde)
Z - 9 (ánodo rojo)

Imágenes de las soldaduras en los puntos de los puentes, interruptores y el LED nuevo, que como veis debe quedar en alto, cuando cerremos la consola queda justo en el agujero del Led anterior, que por eso hemos ahuecado.



Solo queda poner con cuidado el protector metálico, dará un poco la coña en la zona izquierda que es donde están los cables, procurar no pisarlos, hay sitio de sobra para que entren, y que no molesten al potenciómetro de volumen, al interruptor o al reset. El Led sobresale por un recorte de la plancha sin problemas.

Ponemos con cuidado la tapa superior, hay que posicionar bien la altura del Led, pero si sale en vertical del punto en que lo hemos soldado, va justo a su sitio. Y así de fácil es, salvo por el detalle de que en modo de 60Hz y a pantalla completa, la salida de AV es monocroma, no en color, por lo que hay que usar el cable RGB para que se vea bien. Más fotos:

 
Los interruptores






Led ROJO a 50Hz, pantalla con bordes, Led VERDE a 60Hz, pantalla sin bordes.

En la próxima entrada salidas de AV y RGB para estas máquinas.

Cualquier duda, un correo y os respondo, o si soy muy patosos con el soldador me lo remites y yo te lo hago.

viernes, 1 de abril de 2011

Electrónica de Andar por Casa, Artículo 2b: Componentes

Segunda parte del segundo artículo publicado en el número 1 de RetroWiki Magazine


Electrónica para andar por casa por javu61. Circuitos y componentes

Conductores y aislantes
Para que la corriente eléctrica se establezca entre dos puntos es necesario que discurra por algún soporte. Los materiales se clasifican según su grado de facilidad de paso de la corriente en conductores o aislantes. Los conductores dejan pasar bien la corriente a su través, los metales son los mejores conductores, siendo la plata, seguida del cobre y en tercer lugar el oro los mejores conductores. El grafito (mina de los lápices) conduce bastante bien la electricidad. Son conductores mediocres la piel humana (por desgracia cuando tocas un cable) o el agua de mar. Son malos conductores el aire o el agua del grifo. El agua destilada es muy mala conductora. El aire es mal conductor, pero si la corriente es muy grande, como cuando una nube se carga de electricidad estática, se establece una diferencia de potencial muy grande entre la nube y el suelo, y la corriente fluye por el aire en forma de rayo. Pero también si la distancia es pequeña, la electricidad pasa, por eso cuando juntamos dos cables, justo en el momento de que casi se tocan, salta una chispa, hasta que se tocan definitivamente.

Se denominan aislantes a los materiales que no dejan pasar la corriente a su través, o lo que es lo mismo, a los peores conductores, ya que ningún material tiene realmente conductividad cero. La madera seca, el plástico o el vidrio son buenos aislantes, el agua destilada también es aislante.

Entre ambos grupos existe una serie de elementos que se denominan semiconductores, el carbono puro, el silicio o el germanio son semiconductores. Estos se pueden comportar como un conductor o como un aislante dependiendo de ciertas condiciones. Esto lo hablaremos cuando hablemos de diodos y transistores.

Circuitos y componentes
Para que la corriente eléctrica discurra, necesitamos establecer un circuito, para lo que se emplea normalmente una placa de circuito impreso. Los circuitos impresos están confeccionadas sobre una base de materiales aislantes, empezaron siendo de baquelita, luego se usó la fibra de vidrio, pero actualmente se usan las resinas fenólicas, que son rígidas pero menos agresivas con las herramientas. Sobre esta base se deposita una capa de cobre, que hace de conductor entre los elementos de la placa. Sobre la placa se trazan los circuitos, se elimina el cobre sobrante, y tras la limpieza final ya tenemos la placa preparada. Hay placas de una sola cara o de dos caras, y también se pueden superponer varias placas para formar circuitos multicapa. 

Tradicionalmente los circuitos tienen dos caras, la de componentes que es donde se ubican estos, y la de soldadura que es por donde se sueldan, aunque esto ha cambiado, se mantiene el concepto.
Los componentes tradicionales  tienen unas patas de alambre, se introducen por agujeros en el circuito, por el lado de componentes de la placa, se sueldan por la cara de soldaduras, y se recorta el sobrante. Este tipo es el habitual en los equipos retro, pero el montaje automático es complejo, por lo que se desarrolló el montaje superficial para simplificarlo, los componentes no tienen alambres, son de carcasa cuadrada, y tienen sus extremos metalizados para facilitar su soldadura. Van ubicados sobre la cara de soldadura directamente, se pone una gotita de pegamento, se sitúa el componente, y luego se suelda. No hay que conformar nada, una vez ubicado el componente ya no se mueve, y el montaje automático es mucho más sencillo y rápido.

Existe una variante moderna llamada BGA, empleada para soldar chips con muchas patillas sin usar zócalos (procesadores y gráficas principalmente), que necesita equipos de infrarrojos para su soldadura, y cuyo fallo es responsable de los problemas con las gráficas de los portátiles, con las PS3 y las Xbox360.

Los circuitos se montan utilizando una serie de componentes, que se clasifican normalmente en tres grupos, mecánicos, pasivos y activos. Aunque la base de la electrónica son los componentes activos, todos son importantes para el circuito final.

Componentes mecánicos
Son componentes eléctricos, no electrónicos ya que no alteran la electricidad, son los circuitos impresos, soportes, cables, conectores, interruptores, etc. En un circuito hidráulico serían las tuberías, codos o boquillas. 

El elemento más básico es un cable de cobre aislado, los primeros circuitos se montaban uniendo los componentes con cables. Los hilos pueden tener varios tamaños, contra más delgados menos amperios soportan.
Los interruptores dejan pasar o no la corriente. Los pulsadores son interruptores que al dejar de presionarlos vuelven a su estado inicial. Los hay que al pulsar cortan el circuito y los que al pulsar lo habilitan. Los selectores permiten distribuir la electricidad entre varios contactos, pueden conmutar un solo hilo entre varias opciones, o tener varios circuitos que se conmutan simultáneamente, con entradas y salida independientes. Cuando se compra un selector hay que indicar cuantas posiciones y cuantos circuitos queremos.

Los conectores permiten conectar cables a los circuitos, pueden ser internos o externos, de muchas formas y tamaños. Los más usuales en nuestros aparatos son los redondos para video, los Jack para el audio estéreo o mono, los DIN redondos con entre 5 y 8 patillas habitualmente, y los Sub-D de dos filas de 9 o 25 contactos para comunicación, o de 9 para CGA, de 15 en tres filas para salidas VGA de PC o de dos filas para Apple.

Los fusibles proporcionan seguridad en los circuitos, cortando la corriente cuando se produce una subida de tensión repentina, o se dispara el consumo del circuito.

Componentes pasivos
Este tipo de componentes se comportan siempre igual ante el paso de la corriente, o deben ajustarse manualmente. Los que veremos habitualmente son resistencias, condensadores y bobinas.

Resistencias
Una resistencia se opone al paso de la corriente, ralentizándola, como cuando estrechamos una tubería, pero también aumenta la presión de la tubería, y si esta es muy grande puede reventar. De igual manera la resistencia absorbe parte de la energía eléctrica convirtiéndola en calor, si nos pasamos se queman.

Una resistencia tiene tres parámetros, su valor en Ohmios, la tolerancia  indicada en %,  y su potencia en Vatios (símbolo W). La tolerancia es el margen de error que admite el fabricante sobre el valor indicado, contra más pequeño más preciso, lo habitual es un 5%, así una resistencia de 330Ω puede tener un valor real entre 314 Ω y 346 Ω.


La potencia es la cantidad de calor que puede disipar la resistencia sin quemarse, se calcula multiplicando los Voltios que reduce la resistencia por los Amperios que la atraviesan. Lo habitual es usar de 1/4 de vatio, suficiente en nuestros circuitos de baja potencia. Cuando diseñamos un circuito hay que tenerlo en cuenta por que el calor generado puede quemar componentes cercanos.
Los valores de las resistencias cilíndricas que usamos normalmente se indican mediante unas bandas de colores, pueden ser 4 en las normales con el cuerpo color crema, o 5 en las de precisión con cuerpo azul, y hay unas de 6 bandas de alta precisión. Las  primeras bandas indican las cifras del valor, la penúltima indica cuantos ceros se deben añadir al valor, y la última indica la tolerancia. La potencia no se indica, pero se ve por el tamaño.

En caso de componentes soldados en superficie el valor son 3 números escritos, los dos primeros son los dígitos del valor, y el tercero los ceros a añadir. Si hay una R en el valor, su posición representa el punto decimal que separa los dos números del valor.

Resistencias variables
Son un tipo de resistencias cuyo valor se puede cambiar manualmente, normalmente girando un eje, aunque los hay deslizantes linealmente. También se les denomina potenciómetros, ya que mediante ellos alteramos la potencia eléctrica del circuito. En una tubería sería una compuerta.
Los hay pequeños que se sueldan en el circuito y se ajustan con un destornillador, y grandes que tienen un eje que giramos con un botón. Estos son de 2 tipo, lineales o logarítmicos, los primeros varían su valor la misma cantidad en cada grado de giro, los logarítmicos aumentan en una escala logarítmica su valor con cada grado de giro, al principio los aumentos son pequeños pero van creciendo. Los valores se indican por su valor medio de resistencia, y a los potenciómetros se le añaden las letras LOG o LIN.

Asociación de resistencias
Si no disponemos de un valor de resistencia, en un circuito podemos poner dos resistencias cuyo valor sea equivalente. Si ponemos una tras otra se lo denomina montaje en serie, la primera reduce la corriente, y la segunda reduce lo reducido, por lo que se suman sus efectos. Por eso la resistencia equivalente a unir varias resistencias en serie es la suma de las mismas:

 


Si por ejemplo disponemos de una resistencia de 33Ω y de otra de 220 Ω en serie, su montaje sería equivalente a montar una de 33+220 = 253 Ω.


Si asociamos ambas en paralelo, la corriente, igual que el agua, aunque fluye por ambos, prefiere el camino más sencillo, por lo que pasará más corriente por la de menor resistencia que por la de mayor. No entraré a explicar esto por no usar matemáticas, pero la resistencia equivalente se calcula como:

 Con el ejemplo de usar una resistencia de 33Ω y de otra de 220Ω en paralelo, serían equivalentes a una de 7260 / 253 =28'70Ω

Condensadores
Un condensador es un componente que almacena carga eléctrica, como si fuera un depósito de electrones. Se comporta como un depósito de agua, mientras recibe agua se llena mientras también sale el agua, y cuanto cesa la aportación de agua, esta sigue saliendo mientras quede en el depósito. Un condensador acumula rápidamente la carga que recibe por uno de sus terminales hasta que se llena, luego deja pasar la electricidad a su través. Si el voltaje de entrada cae, suministra la energía almacenada por el otro terminal si se le solicita, o la retiene si no se le solicita.


En general hay dos grandes tipos, los electrolíticos tienen un terminal positivo y otro negativo, son generalmente cilíndricos azules o negros, o planos amarillos, y siempre tienen indicada su polaridad. El resto no tienen polos, pero su capacidad suele ser mucho más pequeña, de los más usados son los de lenteja, en forma y tamaño similar a dicho vegetal.

Asociación de condensadores
Si no disponemos de un valor de condensador, podemos unir dos en serie o en paralelo, pero el comportamiento no es igual al de una resistencia. Si las ponemos en paralelo, ambas se cargan con la misma corriente, por lo que su capacidad de almacenamiento se suma. Por eso la capacidad total es equivalente a la suma de las capacidades.
 


Si por ejemplo disponemos de un condensador de 22µF y de otro de 44 µF en paralelo, su montaje sería equivalente a montar uno de 22+44 = 66 µF (este valor se usa en las GameGear de Sega, y no es fácil encontrar condensadores de 66 µF, pero sí que se encuentran de 22µF y de 44 µF)

Si asociamos ambos en serie, la corriente carga el primero y luego el segundo, pero cuando cesa se empieza a descargar el segundo, lo que provoca la descarga del primero, que a su vez alimenta al segundo y reduce su descarga. Tampoco entraré a explicar esto matemáticamente, pero la capacidad equivalente se calcula como:


Con el ejemplo de usar un condensador de 22µF y de otro de 44 µF en serie, serían equivalentes a uno de 968 / 66 =14'70 µF

Bobinas
Una bobina, inductancia o choque es un hilo enrollado, sobre estas espiras un campo eléctrico produce un campo magnético. Una bobina puede almacenar energía eléctrica, podemos pensar que al recibir corriente la convierte en magnetismo, y al cesar la corriente el magnetismo se convierte en electricidad, se comporta como una goma, cuando la estiramos aplicamos energía, y al soltarla libera esa energía. Si está encapsulada se denomina inductancia. Existen bobinas variables que se ajustan girando un tornillo.
 
Se aplican poco en nuestros aparatos, salvo en la parte de alimentación, algunos filtros, y sobre todo los vemos en los moduladores de RF, para ajustar la frecuencia de la salida de Televisión de los ordenadores con dicha salida, integrados normalmente en una cajita con varios componentes, que se denomina modulador.

Transformadores
Si ponemos dos bobinas juntas, y aplicamos un voltaje variable en una de ellas, cuando sube o baja la tensión se genera un campo magnético variable que atraviesa la otra, y le induce un campo eléctrico. Sería como unir dos engranajes, cuando uno gira hace girar al otro. Si son diferentes, la velocidad de giro será mayor o menor. De igual manera si cada bobina o devanado tiene diferentes espiras, la corriente inducida será diferente en ambos devanados. Se denomina primario al devanado de entrada, y secundario al de salida, aunque pueden funcionar realmente en ambos sentidos.
Un transformador puede tener varias tomas en el devanado, en el primario para seleccionar 125/220, y en el secundario para varios voltajes de salida. Un autotransformador convierte 125 en 220, o al contrario, depende de donde enchufemos la entrada.
Relés
Una bobina cuando recibe corriente es un electroimán, y como tal puede atraer un contacto. Esto hace que se pueda comportar como un interruptor comandado por la corriente, al recibir corriente se activa el imán y se cierran los contactos, y al dejar de recibirla se desactiva el imán y un muelle lo vuelve a separar. 

Se usaron mucho en los primeros ordenadores, pero fueron reemplazados por los transistores, más robustos, rápidos y fiables. Los veremos poco en nuestros equipos, están en los MSX y en los CPC con disco.

Cristales de Cuarzo
El cuarzo en forma cristalina es una substancia piezoeléctrica, cuando se le golpea o se le hace vibrar, produce corriente eléctrica, lo que se usa en los encendedores. Si al contrario le suministramos corriente, el cristal vibra. La frecuencia de esta vibración depende del tamaño del cristal, y es muy estable. Podemos usar un cristal de cuarzo como un metrónomo, en los relojes se usa junto a un contador para medir el tiempo, ya que mientras tengan pilas y no varíe la corriente son muy precisos. En nuestros equipos son los que generan los diversos relojes que controlan la sincronización entre los componentes.


Jose Antonio Vaqué Urbaneja, podéis contactar conmigo en javu61@gmail.com o ver más cosas en old8bits.blogspot.com

Electrónica de Andar por Casa, Artículo 2a: Contínua y alterna

Esta es la primera parte del segundo artículos publicado en el número 1 de Retrowiki Magazine

Electrónica para andar por casa por javu61. Más electrónica básica
Continua y alterna

La corriente eléctrica se establece entre dos puntos de un circuito con diferente potencial eléctrico, por convención en el sentido del punto de mayor al de menor potencial eléctrico, (aunque realmente es al contrario), o de positivo a negativo, como cuando usamos pilas.
 Supongamos un circuito muy sencillo, como el que represento en la figura. Tiene una bombilla, unida a un selector que nos permite elegir alimentarla con 5 posiciones desde varias pilas, la posición A está a 0 Voltios, la B le proporciona 1V, la C le suministra 3V, si elegimos la D la alimentamos con -1V, y si lo ubicamos en la E la alimentamos con -3V. También usaremos un medidor de voltajes, que nos permite conocer el voltaje que pasa por la bombilla en cada momento, y que cada segundo nos dice que voltaje hay, de esta manera podemos estudiar el voltaje a lo largo del tiempo que dure nuestro experimento. Usaremos diagramas de tiempos, en el eje vertical ponemos los voltajes, y en el horizontal los segundos. Esto se denomina cronograma, y es lo que se ve en las pantallas de los osciloscopios.


Empezamos con el selector en el punto B. El lector nos dirá que por la bombilla está pasando 1Voltio en el segundo 1, en el 2, etc. Esto es corriente continua, la corriente no cambia de sentido con el tiempo al atravesar la bombilla. Además esta es lineal, no cambia de voltaje con el tiempo, recordemos que el voltaje es la velocidad, por tanto se mantiene dirección y velocidad.








Ahora en el momento cero lo ponemos en el punto A, tras un segundo pasamos a B, otro segundo pasa al A, otro segundo al B, y así sucesivamente. El cronograma nos indica que la corriente sube y baja, pero no cambia tampoco de dirección, siempre atraviesa la bombilla en la misma dirección, este tipo de corriente es continua igualmente, aunque por su forma es pulsátil. Esto es una típica señal de reloj.







Ahora en el momento cero lo ponemos en el punto A, tras un segundo pasamos a B, otro segundo a C, otro segundo a B, otro segundo y pasamos al A, y vuelta a empezar. El cronograma nos indica que la corriente sube y baja, pero no cambia tampoco de dirección, siempre atraviesa la bombilla en la misma dirección, este tipo de corriente es continua igualmente, aunque por su forma es similar a una onda senoidal, pero siempre positiva.






Si ponemos el selector en el punto E, obtenemos una imagen igual a la primera, pero por debajo al ser negativa. La corriente va en dirección contraria, pero siempre en la misma dirección. Esto es otra vez continua aunque negativa, no hay cambios de dirección de la corriente.







 
Ahora empezamos en A, y cada segundo vamos pasando en esta secuencia A-B-A-C-D-C-A y así sucesivamente. El cronograma será el siguiente, ahora la corriente empieza en una dirección, acelera, frena, y luego cambia de dirección, acelera, frena, y cambia de dirección nuevamente. Esto es corriente alterna, va cambiando de dirección con el tiempo.








Jose Antonio Vaqué Urbaneja, podéis contactar conmigo en javu61@gmail.com o ver más cosas en old8bits.blogspot.com

Electrónica de Andar por Casa, Artículo 1: Conceptos básicos

Este es el primer artículo publicado en el número 0 de Retrowiki Magazine

Electrónica para andar por casa por javu61. Conceptos básicos

Todos los que usamos una máquina la enchufamos de una u otra forma a una fuente eléctrica, la electricidad es la base de funcionamiento de nuestros aparatos, pero ¿qué es la electricidad? La electricidad es un flujo o corriente de electrones que recorre un circuito.

No voy a entrar en física ni usar ecuaciones con integrales, solo voy a dar una explicación para andar por casa, y por tanto, para los que no tienen conocimientos sobre el tema. La electricidad en cierta medida se parece al agua, y la mejor forma de hablar de ella es comparar los circuitos eléctricos sencillos con circuitos hidráulicos sencillos, de esta manera creo que se entenderá mejor.


Podemos pensar en el flujo de agua por una tubería. Para que el agua fluya por un tubo, es necesario que exista una diferencia de altura entre los extremos del mismo, si lo inclinamos el agua irá de la parte más alta hacia la más baja, estableciéndose una pequeña corriente de agua que recorre la tubería. De igual manera, si en un circuito hay puntos con mayor potencial eléctrico y puntos con menor potencia, la electricidad recorre el cable, moviendo los electrones desde el punto de mayor potencial al de menor potencial[i].
La diferencia de altura entre los extremos del tubo se mide en centímetros, y es independiente de la altura sobre el suelo, así si ambos extremos están a un metro del suelo, no hay flujo de agua, si uno está a un 25 centímetros sobre el suelo y el otro está a 15 centímetros, la diferencia de altura entre ambos extremos es de 10 centímetros, que es lo que impulsa el flujo de agua. Si subimos el tubo un metro, la diferencia seguirá siendo de 10 cm entre ambos extremos, y el flujo de agua será el mismo.
De igual manera, el potencial eléctrico se mide en voltios, si dos puntos del circuito están al mismo voltaje no hay flujo eléctrico, estén ambos a cero voltios o ambos a 100 voltios, no hay electricidad. Pero si elevamos o bajamos el potencial de un punto, “inclinamos” la tubería, y es la diferencia de potencial la que genera el movimiento de los electrones. Así si un extremo está a 50 Voltios, y el otro está a 0 Voltios, hay una diferencia de potencial de 50 V entre ambos puntos y hay corriente eléctrica, y si un punto está a 100 V y el otro a 50 V, hay la misma diferencia de 50 V y el mismo flujo de corriente entre ambos puntos.
En la tubería, si inclinamos más o menos un extremo respecto al otro modificamos el flujo de agua, y contra mas diferencia de altura, más rápido se mueve el agua. De igual manera, contra mayor sea la diferencia de potencial mayor la velocidad de la corriente, y esa velocidad se mide en voltios (símbolo V).
Primer dato a recordar, no hay que pensar en el voltaje en un punto, sino en la diferencia de voltaje entre dos puntos. En casi todos los circuitos, hay una línea que se dice de masa o de tierra, se asume que está a cero voltios, aunque realmente se refiere al punto de menor voltaje del circuito, que generalmente será cero voltios. Así, una fuente de un disco duro tiene 4 hilos, dos negros que son de masa (cuando hay dos cables del mismo color siempre son iguales e indiferentes, van todos conectados al mismo punto de salida del circuito), el rojo que es de 5V y el amarillo que son 12V. Si medimos voltajes en esa fuente, entre el cable rojo y el negro hay 5V, entre el amarillo y el negro hay 12V, y entre el rojo y el negro[ii] amarillo hay 7V.
El agua de la tubería fluye hasta que toda el agua ha bajado por la tubería, igualmente la electricidad fluye hasta igualar la diferencia de potencial. Pero si en lugar de una tubería montamos un circuito para una fuente, el agua que cae debe volver a subir para que pueda fluir el agua de manera continua. De igual manera, existen bombas que mantienen los flujos eléctricos, una pila es una pequeña bomba, que bombea electrones por el extremo positivo y los recoge por el negativo[ii].
Las bombas que mueven el agua lo pueden hacer con mayor o menor caudal. De igual manera, el flujo de electrones puede tener mayor o menor cantidad de electrones, esto se denomina Intensidad de la corriente, y se mide en Amperios (símbolo A). Contra mayor sea el caudal más agua pasa por la tubería, y de igual forma contra más electrones pasan por el cable más intensidad existe en el circuito.
Para una velocidad de agua y un caudal dados, contra más gruesa sea la tubería más agua sale por ella, y al contrario si la tubería es muy estrecha pasa menos agua, lo que cambia es la presión. Podemos decir que el grosor de la tubería facilita o se opone al paso del agua, aumentando o bajando la presión. De igual manera, la resistencia eléctrica, medida en Ohmios (símbolo Ω), es una medida de la oposición que se ejerce para el paso del flujo de electrones.
Y ahora viene una famosa fórmula, que nos será útil en muchas ocasiones, que relaciona los voltios que pasan por un cable con la cantidad de amperios que pasa y la resistencia que se ejerce a su paso. La famosa “Ley de Ohm”, que se expresa como
V = I x R
Esta sencilla fórmula nos permite hacer ciertas cosas, como convertir amperios en voltios, si necesitamos 5V y solo tenemos 3V disponibles, pero tenemos bastantes amperios, podemos “reducir la intensidad y convertirla en voltaje”, o si hay bastantes voltios, “convertir voltaje en intensidad”, por eso muchas veces aun usando un alimentador pequeño, pero que nos da bastantes voltios, podemos alimentar aparatos que en teoría requieren más amperaje.
Pongamos un ejemplo práctico[iii], supongamos que queremos poner un LED de encendido a nuestra Master System II, que no incluye ninguno. Compramos un LED y nos dicen que funciona a 1’2Voltios, consumiendo 20miliAmperios. La Master funciona a 5V, por tanto hay que transformar esos 5V en 1’2V, y hay que reducir en 3’8V lo que nos da el aparato. Como sabemos que 190Ω * 0’020A = 3’8V, solo hay que poner una resistencia de un valor similar a esos 190 Ohmios entre la línea de alimentación de la Master System y la entrada del LED, para que luzca y no se queme. Como los circuitos debe ser continuos, el otro extremos del LED hay que ponerlo a un punto de masa o tierra, punto del circuito en el que hay cero voltios.

En los siguientes artículos hablaré a este mismo nivel de estar por casa de componentes básicos, conductores, aislantes, resistencias, condensadores, bobinas y semiconductores, que son la base de la electrónica y lo que más usaremos para hacer pequeñas reparaciones y modificaciones en nuestros equipos. Luego iremos a la digital.
Jose Antonio Vaqué Urbaneja, podéis contactar conmigo en javu61@gmail.com o ver más cosas en old8bits.blogspot.com


[i] Realmente la electricidad es una corriente de electrones, y por tanto viaja al contrario, de menor a mayor diferencia de potencial, o de negativo a positivo, pero antes de conocer los electrones se definió el flujo como de positivo a negativo, y como la dirección real es indiferente así ha permanecido. Podemos decir que mientras que el agua baja por el tubo, la electricidad sube por el cable.
[ii] Ver nota anterior, realmente es al contrario.
[iii] Este circuito lo desarrollaré realmente  en otro artículo, con fotos de como montarlo.

[iv] Este circuito lo desarrollaré realmente  en otro artículo, con fotos de como montarloo fue una errata en el artículo publicado.