Paolo Aliverti - Electrónica para makers

Guía completa

Paolo Aliverti

Edición original publicada en italiano por Edizioni LSWR con el título: Elettronica per maker , © Paolo Aliverti 2016.

Título de la edición en español:

Electrónica para makers

Primera edición en español, año 2017

© 2017 MARCOMBO, S.A.

Gran Via de les Corts Catalanes, 594

08007 Barcelona

www.marcombo.com

Traducción: Sònia Llena

Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra sólo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley.

Esta publicación contiene opiniones del autor y tiene por objeto proporcionar información clara y precisa. El procesamiento de textos, incluso si se realiza con una atención escrupulosa, no puede asumir la responsabilidad específica del autor y/o editor de los posibles errores o imprecisiones.

El editor ha hecho todo lo posible para obtener y citar las fuentes exactas de las ilustraciones. Si en algunos casos no ha sido posible encontrar alguna con derechos de autor, está disponible para hacer frente a las omisiones involuntarias o errores en las referencias citadas.

INTRODUCCIÓN

1. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS, CORRIENTES Y TENSIONES

Dipolo

La corriente eléctrica

La tensión o diferencia de potencial

Potencia

Tiempos y frecuencias

Anillos de tensión y nodos de corriente

La ley de Ohm

Medidas eléctricas

La verdad sobre agua y corriente

2. COMPONENTES ELECTRÓNICOS

Resistores

Ledes

Condensadores

Cables eléctricos

Inductores

Pulsadores e interruptores

Relé

Motores

Servomotores

Altavoces

Micrófonos

Soluciones

3. CONSTRUIR CIRCUITOS

El taller y las herramientas

Placa de pruebas

Soldar

Placas perforadas

Del esquema al prototipo

4. SEMICONDUCTORES

Diodos

El transistor bipolar

El transistor de efecto de campo

Circuitos integrados

5. PROYECTOS Y EXPERIMENTOS: ENTRAMOS EN EL LABORATORIO

Led con pulsador

Carga y descarga de un condensador

Experimento con un led y un diodo

Hola transistor

Transistor con relé

Led fotosensible

6. SEÑALES Y MEDIDAS

Trabajar con señales

Amplificadores

Filtros

Moduladores y demoduladores

Osciladores

Temporizador

7. ALIMENTAR LOS CIRCUITOS

Baterías y alimentadores

Alimentadores

Fabricación de un alimentador estabilizado

Fabricación de un alimentador estabilizado regulable

Alimentación dual

La masa

8. ELECTRÓNICA DIGITAL

Lógica booleana

Familias lógicas

Circuitos combinacionales

Convertidores

Interruptores lógicos, MUX y DEMUX

Circuitos secuenciales

Generadores de reloj

Biestables

Registros

Contadores

Convertidores analógico-digitales y digital-analógicos

Trabajar con distintos niveles lógicos

9. MICROCONTROLADORES

Kit de desarrollo

El ordenador en el zapato: programar un chip AVR

Programar un ATtiny85

Programar en C

10. DEL PROTOTIPO AL PRODUCTO

Circuitos impresos

gEDA

Fritzing

Realizar un circuito impreso en casa

11. PROYECTOS DIDÁCTICOS

Ledes intermitentes

Tester de estrés

Led controlado por luz

Led de encendido progresivo

Interruptor Soft Latch

Led oscilante

Vúmetro con un LM3915

Amplificador 2W

Preamplificador con transistor

Ecualizador

Mezclador

Radio a transistores

CONCLUSIÓN

APÉNDICE A: ARDUINO

APÉNDICE B: ARDUINOSCOPIO

BIBLIOGRAFÍA

Nací en los años setenta y fui siempre un niño muy curioso. Me atraían los objetos electrónicos tanto que cuando alguien tiraba una radio o un televisor yo intentaba echarles el guante para desmontarlos, ver qué había dentro y entender cómo estaban hechos. En el interior de los televisores había unas placas enormes repletas de piezas de colores, textos y cables. ¿Cómo podía todo aquello producir imágenes? ¿Se podía obtener algo más de aquellos circuitos? A los diez años encontré el libro decisivo para mi futura carrera: Manuale dello scienziato (Manual del científico). Era un libro pequeño al estilo del Manual de los jóvenes castores , tan popular en aquellos tiempos, solo que en lugar de enseñar a construir cabañas y a vivir en el bosque desvelaba una serie de trucos científicos y físicos. Era todo en viñetas: ¡Precioso! La última sección del libro iba sobre la electrónica. Leía y releía las páginas intentando aprenderlo todo. Había muchas cosas un poco difíciles de entender, pero el tema me gustaba. También en aquella época encontré en el sótano otro libro maravilloso: Elettrotecnica figurata (Electrotecnia ilustrada), también ilustrado. Enseguida empecé a frecuentar la biblioteca buscando otros libros que pudieran darme más información. Por aquel entonces no había Internet y la vida de los jóvenes inventores era muy difícil. Sin embargo, existían en los quioscos muchas revistas de electrónica y, en una localidad muy cercana a la mía, había además una tienda dónde vendían componentes electrónicos. Me he gastado muchas pagas yendo en bici entre Ceriano Laghetto y Cogliate para ir a comprar ledes, resistencias y circuitos integrados. Esta pasión mía, nacida por casualidad, me ha llevado muy muy lejos. Después de tantos años, de vez en cuando todavía abro el Manual del científico y siento fascinación por su claridad y simplicidad. Por todo ello nace este libro. Me gustaría regalaros un resumen de mi viaje de más de treinta años. Las cosas han cambiado mucho, pero las dificultades con las que se encuentran los principiantes son siempre las mismas, incluso en los tiempos de Google.

El movimiento de los makers , nacido en los Estados Unidos hace unos años, también se está difundiendo en Italia. Cada vez son más los que reconstruyen objetos por placer o con la esperanza de transformar una afición en una empresa. Los makers estudian las tecnologías y las difunden de forma gratuita y en abierto. Los dos símbolos más evidentes y conocidos de este movimiento son Arduino y las impresoras 3D.

Arduino es una placa electrónica programable que puede ejecutar secuencias de operaciones e interactuar con hardware . Para programar la placa se necesita solo un cable USB que se conecte a un ordenador. La programación ha sido simplificada al máximo, ocultando una serie de complicaciones técnicas. Así, la tecnología de los microcontroladores se ha puesto en manos de un amplio público. Esto le ha dado la oportunidad a muchas personas de crear diseños hasta hace poco tiempo impensables. Con un microcontrolador es posible leer sensores, conectarse a Internet o construir máquinas con control numérico. Arduino puede conectarse a motores y herramientas y puede interpretar, con un programa especial, instrucciones estándares utilizadas en el sector industrial (los G-Code). Las impresoras 3D han nacido así, sacando provecho de una patente caducada y la tecnología ofrecida por un pequeño chip. Los proyectos para construir las máquinas diseñadas por los makers son open source y cualquiera puede utilizarlos para construirse en casa una réplica de la máquina. Evidentemente, no podrá contar con las mismas prestaciones, velocidad y áreas de trabajo, pero son al fin y al cabo máquinas capaces de construir objetos de una forma rápida, precisa y repetible. Partiendo de un modelo o de un diseño, es posible fresar, imprimir, grabar y cortar prácticamente en un clic. En teoría, cualquiera podría construirse una pequeña fábrica en su garaje. ¡Esto es la digital fabrication ! Son muchos los que piensan que nos encontramos ante una nueva revolución industrial. Con los instrumentos de la digital fabrication , la gente puede construir objetos a medida para satisfacer sus propias necesidades.