Últimos avances tecnológicos electrónicos

Redes de sensores inalámbricos: Son redes de computadoras en miniatura equipadas para una tarea común, autoconfigurables, de fácil instalación y capaces de concretar el proceso de emisión y recepción de datos en segundos. Servirían para detectar actividad sísmica, el estado del tránsito y movimientos militares.


      


TV de LED: Se trata de pantallas 30% más eficientes en el ahorro de energía que los LCD tradicionales, eco-friendly, con menor generación de calor, no utilizan materiales tóxicos ni generan residuos. Además, tienen una mayor duración, brindan una mejor experiencia visual, no deforman la imagen ni cambian el color.


       


Componentes fotovoltaicos: Son células solares de película fina capaces de convertir de un 8 a un 12% de la luz que captan en electricidad. Este avance implicaría un enorme avance de la energía solar por encima de los combustibles fósiles.


                     


Computación ubicua: Esta tecnología conocida también como Ubicomp, se refiere a la integración de la informática en el entorno humano o real, al punto que la computadora no sea percibida como un objeto diferenciado. Con ello el hombre podrá interactuar de forma natural con chips informáticos para que realicen cualquier tarea diaria mediante órdenes sólo con la voz.


      


Implantes cibernéticos: Los nuevos dispositivos médicos implantables se basarán en materiales ópticos y electrónicos capaces de almacenar datos sobre el estado de salud e historial del paciente, además de monitorear sus signos vitales.




        

El Grafeno: Denominado como “el material del futuro”, es un derivado del grafito, de bajo coste, flexible, transparente y de gran conductividad. El descubrimiento del grafeno significó el Premio Nobel de Física 2010 para Andre Geim y Kostya Novoselov. El grafeno puede ser utilizado en procesadores, pantallas táctiles, celulares y paneles solares. Es hasta 10 veces más rápido que el silicio, un excelente conductor y permite enrollarse y plegarse. Se espera en el 2011 su producción a gran escala.


                           


Letreros interactivos: Se trata de pantallas LCD táctiles e interactivas con cristal holográfico que permitirán mejorar la experiencia de consumo ofreciendo información sobre el producto y la forma adecuada para su aplicación. Serán pantallas sensibles al tacto con video y reconocimiento del rostro.


                         


Robots enfermeras: Tendrán la capacidad para realizar análisis de sangre, guiar y asistir a los pacientes, medir la presión y la fiebre. Estos humanoides contarán con sistemas de videoconferencia móvil para interactuar con los pacientes.




           


Vehículos inteligentes con Internet: Actualmente ya existen varios fabricantes dedicados a la creación de vehículos con Internet. Este avance permitirá que los viajeros puedan conocer el estado de las vías, escoger rutas alternativas y tener acceso a contenido online como archivos de música y videos.


          


Celulares 3D: Mediante un software creado por Julien Flack, director de tecnología de Dynamic Digital Depth será posible que las imágenes del celular cambien de 2D a 3D, ofreciendo una experiencia mucho más real sin necesidad de gafas.


       

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Campos de acción de un ing. Electrónico

Las áreas específicas en que el ingeniero electrónico puede contribuir al desarrollo se puede resumir en:

Microelectrónica (Dispositivos) 
Computación 
Control (Control Industrial, puede incluir Robótica) 
Comunicaciones 
Procesamiento de Señales 
Microcontroladores (Programación) 
Electrónica Digital 
Audio 
Video 
Potencia 
Electrónica 
Electro medicina 
Electrónica Marina y Aeronáutica (incluye RADAR) 
Instrumentación (Sensores y Medidores) 
otras 

Electrónica de potencia

Artículo principal: Electrónica de potencia

Esta rama consiste en adaptar y transformar la electricidad, para su uso posterior en dispositivos eléctricos y electrónicos, tales como motores eléctricos y servomotores. Se usan principalmente resistencias, rectificadores, Inversores,cicloconversores e interruptor chopper.

Computadores o electrónica digital

Véanse también: Computadora y Electrónica digital.

La automatización creciente de sistemas y procesos que conlleva necesariamente a la utilización eficiente de los computadores digitales. Los campos típicos de este ingeniero son: redes de computadores, sistemas operativos y diseño de sistemas basado en microcomputadores o microprocesadores, que implica diseñar programas y sistemas basados en componentes electrónicos.

Entre las empresas relacionadas con estos tópicos se encuentran aquellas que suministran equipos y desarrollan proyectos computacionales y las empresas e instituciones de servicios.

Control de procesos industriales

Véanse también: Proceso de fabricación y Sistema de control.

La actividad se centra aquí en la planificación, diseño, administración, supervisión y explotación de sistemas de instrumentación, automatización y control en líneas de montaje y procesos de sistemas industriales, tales como empresaspapeleras, pesqueras, textiles, de manufactura, mineras y de servicios.

El control automático moderno emplea en forma intensiva y creciente computadores en variados esquemas. Asimismo, la disciplina envuelve sistemas de índoles no convencionales tales como robótica, sistemas expertos, sistemas neuronales, sistemas difusos, sistemas artificiales evolutivos y otros tipos de control avanzado.

Telecomunicaciones

Véanse también: Ingeniería de telecomunicación y Telecomunicación.

El procesamiento y transmisión masiva de la información requiere de la planificación, diseño y administración de los sistemas de radiodifusión, televisión, telefonía, redes de computadores, redes de fibra óptica, las redes satelitales y en forma cada vez más significativa los sistemas de comunicación inalámbricos, como la telefonía móvil y personal.

Ingeniería de componentes

Gran parte del proceso de producción en las empresas de electricidad y electrónica está relacionado con el diseño de circuitos. En este proceso es de gran importancia un conocimiento especializado de los componentes, lo que ha dado lugar a una especialidad dentro de la ingeniería electrónica denominada ingeniería de componentes.

En esta especialidad el ingeniero deberá encargarse de una serie de funciones en las que cabe destacar las siguientes:

• Asesorar a los diseñadores: Para ello deberá tener conocimientos profundos sobre componentes tanto a nivel teórico como práctico. Además deberá estar constantemente al día para conocer las novedades del mercado así como sus tendencias.
• Redactar normas: Relacionadas con el manejo de los componentes desde que entran en la empresa hasta que pasan a la cadena de montaje.
• Elaborar una lista de componentes preferidos.
• Seleccionar componentes: Deberá elegirlo de entre la lista de preferidos y si no está, realizar un estudio de posibles candidatos. Con ello se persigue mejorar los diseños.
• Relacionarse con los proveedores: Para resolver problemas técnicos o de cualquier otro tipo.

En la ingeniería de componentes se tiene en cuenta los materiales empleados así como los procesos de fabricación, por lo que el ingeniero deberá tener conocimientos al respecto.

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Instrumentos electrónicos Basicos

Instrumentos

El instrumento elemental es el multímetro, polímetro o téster,según como te guste llamarle. En esta herramienta no debes economizar gastos o fijarte en marcas que no representen una garantía de calidad. Hay marcas muy buenas en el mercado y no es nuestro propósito promocionar ninguna, pero queremos que comprendas este concepto: economizar aquí es gastar dos veces. La primera en un instrumento barato y ordinario y la segunda en un instrumento bueno y caro. Y lo primero que debes tener en cuenta es que necesitas los dos tipos de multimetro que existen en el mercado, digital y analógico (o de aguja). No es una idea antojadiza, las fallas en las junturas N-P de los semiconductores se aprecian con un multímetro a aguja y no con uno digital. Por supuesto, para medir tensiones o corrientes es mejor un instrumento digital, pero un buen multímetro analógico es necesario (y hasta obligatorio).

A esto hay que agregarle un Capacímetro y un Medidor de ESRpara asegurarnos de que los capacitores (o condensadores) estén en buen estado ante fallas inesperadas o si nuestro trabajo está destinado a la reparación. Un medidor de inductancias o puente LRC será importante si nuestro horizonte es el diseño de circuitos de radiofrecuencia o filtros pasa-banda muy específicos. Por último, y también incorporado dentro de los que no pueden faltar, está el osciloscopio. Aquí la tentación, por lo general, suele ser muy grande ante los bajos precios de los equipos chinos que son capaces hasta de prepararte un café mientras te muestran en pantalla las formas de onda de tu circuito bajo ensayo. El problema de estos equipos es muy simple: La existencia de tantos controles para ajustar, hacen que muchos no sepan, luego de haberlo comprado, siquiera ponerlo en funcionamiento. En el mejor de los escenarios, no llegarán nunca a aprovechar todas sus prestaciones y habrán gastado billetes sólo en algo que les dará mucha “apariencia de saber”. Un buen osciloscopio sencillo puede ser más útil que el más caro de los Tektronix. No tires el dinero aquí, aprovéchalo en otras herramientas útiles que no podrías comprar por gastar tanto dinero en algo que apenas aprovecharás un 2%. Para comenzar escoge uno  bueno y sencillo; ya tendrás dinero para comprar los más caros.

Herramientas para soldar

El soldador (también conocido como “cautín”) es uno de los elementos más importantes de nuestro selecto grupo de herramientas. Su calidad y nuestra habilidad en el uso de esta herramienta serán los factores primarios para alcanzar un trabajo correcto. Si aún crees que te falta algo de destreza en la práctica de este trabajo, te invitamos a repasar los conceptos elementales que explican los primeros pasos y algunos pequeños secretos que te guiarán hacia un manejo adecuado del soldador. Además, debes considerar la posibilidad de tener varios modelos de soldadores porque cada uno será específico para diferentes trabajos. Por ejemplo, para soldar un cable de más de cuatro milímetros a un chasis metálico, necesitarás un soldador tipo pistola de más de 100Watts. Sin embargo, ese mismo soldador no te será útil para rehacer soldaduras en un componente de montaje superficial. Para ese trabajo necesitarás una herramienta de punta más fina y la situación se pondrá más complicada si se trata de un microcontrolador de 100 pines.

Para comenzar, estamos en una situación muy semejante a la del osciloscopio. No será necesario y esencial contar con unaestación soldadora de varios miles. Se supones que estás montando tu taller inicial y con un soldador tipo pistola de 100Watts y otro de punta fina de no más de 30Watts tendrás resuelto el 95% de los trabajos que desarrolles, al menos, durante los primeros años. Lo que no debe faltar en este grupo de herramientas es un buen sistema para des–soldarcomponentes. La técnica para realizar una buena y cuidada des-soldadura será fundamental para no romper vías del PCB, o quitar estaño en lugares erróneos y hasta poner en cortocircuito vías adyacentes a tu zona de trabajo. Aléjate de los que quitan el estaño con los tubos plásticos de los bolígrafos. Ésa técnica sólo te llevará a hacer trabajos de mala calidad y llenarás de estaño muchos lugares que al momento de darte cuenta, será demasiado tarde. Los cortocircuitos se multiplicarán y las fallas serán una constante en tus trabajos. No creas que exagero, he visto con mis ojos a muchas personas utilizar este tipo de prácticas. Por supuesto, también he tenido que resolver muchos fallos provocados por los resultados de “escupir” estaño en cualquier dirección hacia todo el PCB.

Los elementos ideales para realizar este tipo de prácticas son los des–soldadores de vacío, del tipo pistón, y las mallas de cobre que trabajan absorbiendo el estaño por capilaridad. Para este trabajo, también hay equipos caros que son bombas de vacío que cuestan muchos billetes pero recuerda la consigna inicial: estamos montando el lugar inicial de trabajo, no estamos perfeccionando el laboratorio de una empresa dedicada a producir miles de productos a la semana. Por lo tanto, una buena cantidad demallas des–soldantes y buen des–soldador del tipo pistónya serán suficientes para hacer buenos trabajos. Como última recomendación podemos mencionarte que no compres pistones pequeños por el hecho que sean bonitos, baratos y de un tamaño práctico. Cuanto mayor sea el recorrido y el diámetro del pistón, mejor des–soldador tendremos. Aquí vale nuevamente el concepto de “aconsejarte” para que no tengas que gastar dos veces en una misma herramienta.

No podemos cerrar este grupo de herramientas sin mencionar al clásico estaño para soldaduras en electrónica (con alma de resina) y el flux como aditivo para lograr trabajos de excelente calidad. Recuerda también que las buenas costumbres y metodologías para des-soldar incluyen un “repaso” a las soldaduras a quitar, con el objeto de reciclar el estaño con una buena dosis de resina, flux y material joven. De este modo, el estaño a quitar fluirá con mayor facilidad y no correremos el riesgo de averiar el PCB, desprendiendo una vía o eliminándola por completo.

Protoboard, Breadboard o Placa de pruebas

Las tradicionales placas donde los componentes de insertan y no requieren soldaduras para poner en marcha un pequeño diseño son, para el mundo del hardware, lo que un simulador de circuitos electrónicos es para el mundo del software. Antes de tomar la decisión de armar o no un complejo PCB que incluya muchas secciones de pequeños circuitos individuales, unprotoboard es un elemento de suma utilidad para comprobar el funcionamiento de circuitos. Es muy útil para hacer mediciones, ensayos y todas las pruebas necesarias para ultimar los detalles que nos aseguren que el hardware de la vida real funcionará tan bien como el software simulador en el mundo virtual. Aunque muchas personas no miran con buenos ojos este tipo de productos, no debieras dejar de experimentar un poco con una de ellas. Habrás observado aquí, en NeoTeo, que muchas aplicaciones salen directamente a la web desde este tipo de soportes. No requieren soldaduras, puedes alterar a tu gusto y placer la cantidad, posición y ubicación de los componentes y puedes re-utilizarla, durante años, en miles de proyectos diferentes.

Una variante a este tipo de “placas soporte” o provisorias, son losPCB que ya vienen perforados y con una pequeña isla de cobre en cada agujero. Puede considerarse un paso intermedio entre el protoboard y el PCB definitivo o, como muchos eligen, puede ser la placa de pruebas para hacer todos los experimentos, libres de malos contactos o componentes que se aflojan y provocan fallos difíciles de encontrar. Este problema también puede estar presente en una placa soporte ya que malas soldaduras, o puentes accidentales entre vías anexas, pueden confundirte entre creer que has hecho mal el trabajo o que el diseño seleccionado no funciona. Lamentablemente, en muchas ocasiones, solemos culpar al diseñador del circuito y decir que este no funciona. Este problema de no saber “si lo que hicimos está mal o si lo que intentamos construir no funciona” es uno de los causales de miles y millones de páginas que llenan los foros de electrónica de todo el mundo, en cualquier idioma. Ante esta realidad, nuestro consejo es que aprendas a construir un PCB y en el caso de que esto no sea posible, utiliza estas placas de prueba con mucho cuidado y atención para evitar dolores de cabeza.

Y si ya sabes construir tus propios PCB, las placas vírgenes de diferentes materiales (fenólico o FR4) no pueden faltar dentro de tus “reservas”. Lo mismo podemos decir de un envase con ácido o con los agentes químicos que acostumbres a usar para atacar el cobre de los PCB. Y una amiga que con el tiempo se transformará en una extensión de tus manos y neuronas, la plancha para fabricar los PCB. Casi una hermana.

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Componentes electrónicos básicos

Aquí veremos algunos de los componentes básicos mas utilizados al iniciar en la electrónica, poco a poco iremos conociendo algunos otros y también vamos a ir construyendo nuestra propia selección de los componentes que mas utilizaremos, pero es importante tener una referencia de por cuales empezar. En estas definiciones hablaremos de componenes pasivos y activos. Pasivos son los componentes electronicos que dentro de un circuito no nos proporcionan ganancia, solo almacenan o consumen energia electrica, por el contrario, los componentes activos si generan una ganancia de potencia. Comenzemos…

• Simbologia Electronica

Leds

Es un componente electronico pasivo, de hecho un led es un diodo que emite luz, se usan como indicadores, para iluminacion, y en comunicaciones debido a las altas frecuencias de operacion. El led esta compuesto por un encapsulado y dos patitas llamadas anodo y catodo. El anodo es la patita mas larga y es el positivo, mientras que el catodo es la patita mas corta y el negativo.
Si quieres saber mas del funcionamiento de los leds puedes leer el siguiente articulo:
¿Como funcionan los Leds?

• Resistencias

Es un componente electrico pasivo diseñado para fijar el valor del voltaje o introducir una resistencia al paso de la corriente que lo atraviesa, es decir se opone al paso de la corriente. La corriente maxima de una resistencia viene dada por la maxima potencia que puede disipar. Existen otro tipo de resitencias llamadas potenciometros cuyo valor de resistencia es variable.
Para identificar a una resistencia es necesario 3 valores:

• Resitencia Electrica
• Disipacion Maxima
• Tolerancia

Estos valores se indican en el cuerpo de la resistencia mediante un codigo de colores

Esta tabla se lee como sigue:
Tenemos una resistencia que no sabemos de cuanto es, sus banda de colores muestran : rojo,rojo,cafe,dorado
1° Cifra: rojo (2)
2° Cifra: rojo (2)
3° Multiplicador: cafe (10)
3° Tolerancia: Dorado (5%)
Esto es:
22*10 = 220Ω con tolerancia del 5%

• Capactitores/Condensadores

Es un componente electrico pasivo capaz de almacenar energia, al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento “capaz” de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.

• LDR(Fotoresistencia)

Light Dependent Resistor es como su nombre lo indica es un componente cuya resistencia depende de una fuente de luz, disminuye con el aumento de luz incidente, el valor de resistencia eléctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en él y muy alto cuando está a oscuras.Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico. Se pude utilizar en muchas aplicaciones como Luz nocturna de encendido automcatico o un Relé controlado por luz, etc.

• Interruptores

Es un componente utilizado en electronica para desviar o interrumpir el paso de la corriente electrica, actualmente sus tipos y aplicaciones son variadas.
Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen mediante un actuante para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.

• Diodo

Es un componente electronico de dos terminales que permite el paso de la corriente a traves de el en un solo sentido, esto es que tienen polaridad.Físicamente, un diodo consiste en la unión de dos materiales semiconductores, uno de tipo P y otro de tipo N, llamada comúnmente “unión PN”, a la que se han unido eléctricamente dos terminales. Al que se encuentra unido eléctricamente al cristal P, se le denomina ánodo y el que es solidario con la zona N se lo llama
cátodo. Existen varios tipos de diodos entre los que se encuentran el diodo semiconductor (el mas usado en la actualidad), diodos rectificadores, de señal, de alta frecuencia, de conmutacion, diodo zener, entre otros.

• Transistor

Es un componente electronico activo que cumple funciones de amplificacion, oscilacion, conmutacion y rectificacion. Los transistores son un dispositivo altamente importante y utilizado dentro de la electronica, es un tema bastante amplio por lo que en proximos articulos hablaremos en mas detalle sobre el.

• Cristales de Cuarzo (oscilador de cristal)

El cristal de cuarzo es un componente que tiene, por su material, la caracteristica de que oscila a una frecuencia determinada por el material, el corte y otros parametros del mismo cuando le aplicas corriente directa a sus extremos. En los microcontroladores, permiten el funcionamiento armónico y síncrono de todos los circuitos del mismo.
La frecuencia del oscilador es definida con precisión y muy estable, así que siempre genera los pulsos del mismo ancho, lo que los hace perfectos para medición de tiempo. Tales osciladores se utilizan en los relojes de cuarzo. Si es necesario medir el tiempo transcurrido entre dos eventos, basta con contar los pulsos generados por este oscilador. Esto es exactamente lo que hace el temporizador.

• Circuito Integrado

Es un componente electronico que es en realidad una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso. Los circuitos integrados pueden cumplir distintas funciones como Operaciones Aritméticas, funciones lógicas, amplificación, codificación, decodificación, controladores, etc.

• Microcontrolador

Es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada/salida. Cada microcontrolador tiene uno o más registros (denominados puertos) conectados a los pines en el microcontrolador. ¿Por qué se denominan como puertos de entrada/salida? Porque usted puede cambiar la función de cada pin como quiera. Por ejemplo, usted desea que su dispositivo encienda y apague los tres señales LEDs y que simultáneamente monitoree el estado lógico de 5 sensores o botones de presión. Uno de los puertos debe estar configurado de tal manera que haya tres salidas (conectadas a los LEDs) y cinco entradas (conectadas a los sensores). Eso se realiza simplemente por medio de software, lo que significa que la función de algún pin puede ser cambiada durante el funcionamiento. Cada vez existen más productos que incorporan un microcontrolador con el fin de aumentar sustancialmente sus prestaciones, reducir su tamaño y coste, mejorar su fiabilidad y disminuir el consumo. Algunos fabricantes de microcontroladores superan el millón de unidades de un modelo determinado producidas en una semana. Este dato puede dar una idea de la masiva utilización de estos componentes.
Los microcontroladores están siendo empleados en multitud de sistemas presentes en nuestra vida diaria, como pueden ser juguetes, horno microondas, frigoríficos, televisores, computadoras, impresoras, módems, el sistema de arranque de nuestro coche, etc. Y otras aplicaciones con las que seguramente no estaremos tan familiarizados como instrumentación electrónica, control de sistemas en una nave espacial, etc. Una aplicación típica podría emplear varios microcontroladores para controlar pequeñas partes del sistema. Estos pequeños controladores podrían comunicarse entre ellos y con un procesador central, probablemente más potente, para compartir la información y coordinar sus acciones, como, de hecho, ocurre ya habitualmente en cualquier PC.

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