Especialidad de Electrónica

Actividades Profesionales

Requisitos

1. Diseñar un diagrama esquemático simple, como un sensor de luminosidad que controle el encendido de una lámpara; utilizar la simbología correcta para representar cada uno de ellos.

   Respuesta: Debes diseñar un diagrama esquemático: SENSOR DE LUMINOSIDAD que encienda una lámpara al oscurecer. Componentes: LDR (resistor dependiente de la luz), resistor R, transistor BC547 (interruptor electrónico), relé o TRIAC (accionamiento de la lámpara), diodo de protección. — El LDR (Light Dependent Resistor) es un resistor cuyo valor cambia con la luz incidente: alto en la oscuridad (~1 MΩ), bajo con luz (~100 Ω). Combinado con un transistor, forma un circuito que acciona el relé cuando la resistencia alcanza cierto umbral. Este es un proyecto clásico de electrónica básica, enseñado en escuelas técnicas y fundamental para entender circuitos digitales simples.

2. Demostrar la forma correcta de soldar y desoldar componentes electrónicos, así como los cuidados que se deben tomar para evitar su inutilización.

   Respuesta: SOLDADURA: calienta el cautín a 350 °C, apoya la punta en el contacto y en la pata del componente durante 1-2 segundos, aplica la soldadura (60% estaño/40% plomo, o sin plomo lead-free), retira la soldadura, luego retira el cautín. Resultado: un punto brillante y cónico. DESOLDADURA: calentar el punto y usar un desoldador (succionador) o malla de desoldar para retirar. — Una soldadura fría (punto opaco y granuloso) indica calentamiento insuficiente — puede resultar en mal contacto. Los componentes sensibles (CIs, MOSFETs) soportan solo 3-5 segundos a 350 °C antes de quemarse. RoHS (UE, 2006) limitó el plomo en la electrónica por sustentabilidad — la soldadura sin plomo (estaño/plata/cobre) es el estándar moderno. Un cautín con regulador de temperatura es esencial para la calidad.

3. ¿Cuáles son las principales reglas de seguridad que se deben tomar en cuanto al manejo de placas de circuito electrónico para evitar daños a la misma?

   Respuesta: Reglas: 1) PULSERA ANTIESTÁTICA conectada a tierra al manipular (la estática quema los componentes); 2) NO TOCAR pistas y componentes directamente con los dedos (la grasa oxida); 3) MANIPULAR por los bordes de la placa, sujetándola por las esquinas; 4) GUARDAR en bolsa antiestática cuando no esté en uso; 5) AMBIENTE LIMPIO y sin alta humedad (evita cortocircuitos y oxidación); 6) HERRAMIENTAS conectadas a tierra; 7) NO DOBLAR la placa. — La ESD (Electrostatic Discharge, descarga electrostática) es la mayor causa de fallas en electrónicos — una simple descarga de 30 V ya daña circuitos integrados (que operan a 3-5 V). La pulsera antiestática iguala el potencial eléctrico del técnico con el de la placa a través de un resistor de 1 MΩ. Las industrias de semiconductores trabajan en salas limpias con piso conductor y humedad controlada para prevenir la ESD constantemente.

4. Investigar sobre el desarrollo de la válvula incandescente: cómo fue su descubrimiento, qué usos tuvo y qué tipos de materiales fueron utilizados por su inventor.

   Respuesta: La 'válvula incandescente' (lámpara incandescente / posteriormente la válvula termoiónica derivada de ella) tuvo su desarrollo ligado a Thomas Edison, quien en 1879 presentó la primera lámpara incandescente comercialmente viable (Joseph Swan trabajó en paralelo en Inglaterra). DESCUBRIMIENTO: la luz se producía por el paso de corriente eléctrica a través de un filamento fino dentro de un bulbo de vidrio sin aire; el filamento se calentaba hasta ponerse incandescente y emitir luz. Edison probó miles de materiales (más de 6.000) buscando un filamento duradero, llegando al bambú carbonizado y luego al hilo de carbono. USOS: iluminación residencial, comercial y pública, reemplazando el farol de gas y las velas; fue la base de la industria eléctrica. El 'efecto Edison' observado en ese bulbo (emisión de electrones del filamento caliente) dio origen, años después, a la válvula termoiónica (diodo de vacío de Fleming, 1904) usada en radios y primeras computadoras. MATERIALES usados por el inventor: filamento (primero carbono/bambú carbonizado, luego tungsteno a partir de 1906-1910), bulbo de vidrio sellado al vacío (luego rellenado con gas inerte como argón/nitrógeno para prolongar la vida del filamento) y base metálica de latón para el contacto eléctrico. — La primera lámpara de Edison duró 14,5 horas (21 de octubre de 1879). En 1880, la aumentó a 1.200 horas con filamento de bambú. El tungsteno (descubierto en 1906 por William Coolidge) la revolucionó por la alta temperatura que soporta (3.422 °C). Hoy las incandescentes están prohibidas en varios países por su baja eficiencia energética — reemplazadas por LEDs y fluorescentes más eficientes.

5. Relacionar las principales unidades de medida que se encuentran en la electrónica y saber identificarlas en cada componente.

   Respuesta: Principales unidades: 1) VOLTIO (V) — tensión/diferencia de potencial; 2) AMPERIO (A) — corriente eléctrica; 3) OHMIO (Ω) — resistencia; 4) VATIO (W) — potencia; 5) FARADIO (F) — capacitancia; 6) HENRIO (H) — inductancia; 7) HERCIO (Hz) — frecuencia. Los resistores se marcan en Ω, los capacitores en F (µF/nF/pF), los inductores en H (µH/mH), los transistores en ganancia (β) o tensión. — Los resistores usan código de colores (4 o 5 bandas) para indicar el valor en ohmios. Los capacitores electrolíticos vienen con valor en µF/nF y tensión de trabajo (16 V, 25 V, 50 V). Los inductores se especifican en mH o µH. Las unidades forman el sistema SI (Sistema Internacional). 1 faradio es una unidad muy grande — los capacitores reales son del orden de microfaradios (µF = 10⁻⁶ F).

6. Investigar qué es un elemento N y un elemento P. ¿De qué materiales están elaborados y qué hacen estos elementos en los dispositivos electrónicos?

   Respuesta: El elemento (semiconductor) tipo N y tipo P son materiales semiconductores dopados, base de los componentes electrónicos. ELEMENTO N (negativo): semiconductor puro (silicio o germanio) dopado con átomos pentavalentes (fósforo, arsénico, antimonio); esos átomos tienen un electrón de más, generando EXCESO DE ELECTRONES LIBRES (portadores de carga negativa). ELEMENTO P (positivo): semiconductor dopado con átomos trivalentes (boro, aluminio, galio); falta un electrón, creando 'HUECOS' (ausencias de electrón que funcionan como portadores de carga positiva). QUÉ HACEN: al unir un cristal P y uno N se forma la UNIÓN P-N, que conduce corriente en un sentido y bloquea en el otro — es la base del diodo. Combinaciones de esas uniones forman transistores (NPN/PNP), LEDs, células solares y circuitos integrados, es decir, prácticamente todos los dispositivos electrónicos modernos dependen de los elementos N y P. — El silicio es el semiconductor más usado (98% de los chips). El dopaje crea conductividad controlada — el silicio puro es aislante; con 1 átomo de fósforo en 100 millones de silicio, se vuelve conductor. La unión P-N permite el paso de corriente en una dirección y la bloquea en la otra (diodo). Combinando uniones P-N-P o N-P-N, surge el transistor — invento del siglo XX (1947, Bell Labs).

7. ¿Qué es una compuerta lógica? Defina cada una de ellas a continuación, ilustrándolas:
   • AND
   • OR
   • NOR
   • NAND
   • XOR

   Respuesta: Una COMPUERTA LÓGICA es un circuito que ejecuta una operación booleana (0 o 1). 1) AND — salida 1 solo si TODAS las entradas son 1; 2) OR — salida 1 si AL MENOS UNA entrada es 1; 3) NOR — inverso de OR (salida 0 si alguna entrada es 1); 4) NAND — inverso de AND (salida 0 solo si todas las entradas son 1); 5) XOR — salida 1 si las entradas son DIFERENTES (una 1 y otra 0). Bases de los circuitos digitales. — Las compuertas lógicas se implementan con transistores en CIs como el 7400 (NAND), 7402 (NOR), 7408 (AND), 7432 (OR), 7486 (XOR). Toda operación computacional compleja (CPU, memoria, calculadora) se reduce a combinaciones de esas 5 compuertas básicas. NAND y NOR se llaman 'compuertas universales' porque cualquier circuito lógico puede construirse usando solo una de ellas.

8. Conocer los diodos y saber cómo funcionan.

   Respuesta: El DIODO es un componente semiconductor que permite el paso de corriente en UNA SOLA DIRECCIÓN (del ánodo al cátodo). Funciona como una unión P-N: cuando está polarizado directamente (P+, N-), conduce; cuando está en inversa (P-, N+), bloquea. Tipos: diodo rectificador (1N4007), LED (emite luz), Zener (regulador de tensión), Schottky (rápido). — Tensión de caída directa: silicio 0,7 V, germanio 0,3 V, LEDs entre 1,8 V (rojo) y 3,4 V (azul/blanco). El diodo Zener se fabrica para 'romper' a una tensión específica, usado como regulador. Los puentes rectificadores (4 diodos) convierten CA en CC — base de todas las fuentes de alimentación. El LED revolucionó la iluminación por su eficiencia (90% menos consumo que la incandescente).

9. Diseñar, dibujar, preparar y montar una placa de circuito impreso.

   Respuesta: Debes: 1) DISEÑAR en el software (KiCad, Eagle, Proteus) el esquema y el trazado de las pistas; 2) IMPRIMIR el trazado en transparencia o usar transferencia térmica; 3) PREPARAR la placa de baquelita/fibra con cobre; 4) TRANSFERIR el trazado a la placa; 5) ATACAR con percloruro de hierro removiendo el cobre no protegido; 6) LIMPIAR y perforar los puntos para los componentes. — KiCad es un software gratuito profesional para PCB. El percloruro de hierro ataca el cobre expuesto en 15-30 minutos. La baquelita es más barata (~R$ 5/placa pequeña), la fibra de vidrio (FR-4) es más resistente. Taladro manual o Dremel para agujeros de 0,8-1 mm. Los PCB comerciales usan máscara de soldadura verde, pero las placas amateur prescinden de ella. Tras montar, prueba la continuidad con el multímetro antes de encender.

10. Construir un receptor simple de AM o FM y entender su funcionamiento.

    Respuesta: Construye un receptor simple: el AM básico necesita antena (cable largo), bobina sintonizada (inductor + capacitor variable), diodo detector (1N34 de germanio), capacitor de filtro, audífono de cristal/auricular. El FM exige un circuito más complejo con oscilador local. Usa kits didácticos (CI TEA5767 o TDA7088). — El AM (Amplitud Modulada) opera en 535-1605 kHz; el FM (Frecuencia Modulada) en 88-108 MHz. El receptor AM de cristal fue la primera radio popular (década de 1920), funcionaba sin batería — la energía de la propia onda producía el sonido. El FM tiene calidad superior por ser inmune a la interferencia eléctrica, pero menor alcance. El diodo de germanio (1N34) es preferido por su baja tensión de caída (0,3 V), captando señales débiles.

11. Demostrar el uso correcto de las herramientas y aparatos de medición más comunes en un laboratorio de electrónica (osciloscopio, multímetro, etc.).

    Respuesta: Herramientas: 1) MULTÍMETRO — mide tensión (V), corriente (A), resistencia (Ω), continuidad. Selecciona la función y la escala antes; 2) OSCILOSCOPIO — visualiza la forma de onda en el tiempo (eje X: tiempo, eje Y: tensión); 3) CAUTÍN con regulador; 4) ALICATE de punta, alicate de corte; 5) PELACABLES; 6) FUENTE de banco con tensión variable. Cada herramienta tiene una función específica y su propia seguridad. — El multímetro digital tiene protección contra inversión de polaridad en la mayoría de los modelos modernos. Un osciloscopio digital típico (Tektronix, Rigol) alcanza 100 MHz de banda — suficiente para audio y señales digitales. La punta de prueba 10x del osciloscopio reduce la impedancia en el circuito bajo prueba. Una fuente de banco típica tiene 0-30 V y 0-3 A con protección automática contra cortocircuito.

12. Conocer las principales áreas de aplicación de la electrónica, explicando una de ellas.

    Respuesta: Principales áreas: 1) INFORMÁTICA (computadoras, smartphones); 2) TELECOMUNICACIONES (radio, TV, internet, celular); 3) MEDICINA (rayos X, ultrasonido, resonancia, marcapasos); 4) AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL (PLC, robots, sensores); 5) AUTOMOTRIZ (inyección electrónica, ABS, airbag, infotenimiento); 6) AEROESPACIAL (sistemas de navegación, satélites); 7) ENTRETENIMIENTO (TV, consola, audio). — Los marcapasos modernos tienen batería de litio con 8-10 años de vida, sensores que detectan el latido cardíaco, un microcontrolador que dispara pulsos cuando es necesario, y telemetría inalámbrica para que el médico ajuste parámetros remotamente. El primer marcapasos implantable fue creado por Rune Elmqvist en 1958. Más de 1 millón de personas en el mundo usan marcapasos actualmente, salvando vidas en todos los continentes.

13. Construir un control remoto para PC.

    Respuesta: Debes construir un control remoto para PC. Solución simple: usar un receptor IR (TSOP1738, 38 kHz) conectado al puerto USB mediante Arduino (programándolo como teclado HID); el control remoto puede ser de un televisor genérico o armado con LED IR + microcontrolador. Para controlar multimedia (play, pausa, volumen), mapea los códigos IR a los comandos del teclado. — Las señales IR de los controles remotos comunes operan a 38 kHz y usan protocolos como NEC, Sony SIRC y RC5. Arduino Pro Micro y Leonardo tienen hardware HID nativo (emulan teclado/ratón vía USB). Bibliotecas como IRremote.h decodifican y codifican señales fácilmente. Costo total del armado: cerca de R$ 30-50, perfectamente accesible para un proyecto educativo de conquistadores.

14. Construir un vatímetro CA para electrodomésticos.

    Respuesta: Construye un vatímetro CA simple: sensor de corriente (TA12-100 o ACS712) + sensor de tensión (divisor resistivo) + Arduino + display LCD 16x2. Mide V (tensión de la red 127/220 V), I (corriente del aparato), y calcula P = V × I × cos(φ). Costo R$ 50-100. Preséntalo midiendo el consumo de un electrodoméstico real (lámpara, plancha) ante el instructor. — El ACS712 es un sensor de corriente de efecto Hall con salida analógica lineal, fácil de leer con Arduino. Para la potencia real (kWh), el Arduino muestra el valor en vatios y puede totalizar el consumo. Los vatímetros comerciales (Kill A Watt, Power Monitor) cuestan R$ 100+. Electrodomésticos comunes: ducha eléctrica 5500 W, microondas 1500 W, refrigerador 100 W en uso. El factor cos(φ) es decisivo en motores (aire acondicionado, ventilador).