Medidor de Resistencias y Capacitores

Las aplicaciones electrónicas son tan diversas que no podrían enumerarse de principio a fin. Siempre habrá una aplicación específica para resolver un desarrollo particular. Es muy raro encontrar una aplicación genérica que resuelva múltiples necesidades. Al igual que con el Voltímetro USB publicado en Neo Teo, con el circuito propuesto hoy no pretendemos construir un medidor universal que sea capaz de reemplazar a los instrumentos de banco que se utilizan para evaluar capacitores y resistencias. Esto es otra cosa. Esto es razonar, esto es aprender. Esto es analizar un abanico de posibilidades para adaptar la mejor solución a nuestro diseño. Y por supuesto, si lo deseas, también lo puedes utilizar para medir capacitores y resistencias.

Estoy convencido de que muchos de ustedes han atravesado momentos durante el desarrollo de un complejo circuito electrónico en los cuales han dicho frases como “Aquí me haría falta un circuito que pueda medir capacidad”. Por ejemplo, cuando han realizado algún oscilador o un filtro pasabandas de audio. Armar un medidor de capacitores (capacímetro) tal vez sea un emprendimiento importante que poco aprovecharemos en el futuro. Y comprarlo sería un gasto que no vale la pena para una aplicación tan pequeña. ¿Qué hacemos entonces cuando nos encontramos con ese frasco lleno de capacitores que no sabemos su valor y al menos desearíamos tener una idea aproximada de él? No lo necesitamos para reparar un marcapasos o para desarrollar un compás electrónico encargado de guiar misiles con ojivas nucleares. Hay situaciones y desarrollos específicos donde las tolerancias no requieren exactitud absoluta. A diario nos enfrentamos a diseños en los que es igual de útil y efectivo un capacitor de 100 nanofaradios que de 94 o 108 nanofaradios.

La instrucción RCIN es una poderosa herramienta para
trabajar con circuitos RC

Lo mismo ocurre con las resistencias (o resistores). “¿El naranja que era?” “¿Dónde habrá quedado esa tabla de colores que…?” Hay que tener mucha experiencia y práctica en el manejo del código de colores de las resistencias para leer su valor e interpretar las bandas de colores con un simple pasaje visual. Por otro lado, dentro del diseño de circuitos complejos que aglutinan muchas secciones de sub-circuitos simples, puede hacer falta un medidor de resistencias. Un control de volumen necesita de un medidor de resistencias. Una fotocélula está acoplada por obligación a un medidor de resistencias. Y aquí nuevamente se hace presente el interrogante de la precisión y la exactitud. Subir un poco el volumen de nuestro flamante amplificador no discrimina entre 10K2, 12K u 8K7. Lo mismo si necesitamos un poco más de luz diurna para que actúe la fotocélula resistiva y se apaguen las luces del patio. No necesitamos 4 decimales. Con sólo saber una medida aproximada, muchas veces es suficiente.

Para estos casos que aparentan ser muy complejos encontramos soluciones fáciles y confiables en los microcontroladores PIC y en especial en el lenguaje de programación BASIC. Utilizando el mismo circuito que empleamos en la construcción del Voltímetro USB y agregándole un display alfanumérico convencional, resolveremos nuestra necesidad de disponer de un instrumento útil para medir capacitores y resistencias. Además, la técnica que hoy veremos nos será útil para muchos circuitos basados en PIC que necesiten dentro de su rutina de trabajo medir resistencias o capacidades aplicadas a algunos de sus pines. Con un poco de habilidad y razonamiento será muy sencillo adaptar estas rutinas y variantes en el circuito para agregarlas al Voltímetro USB NeoTeo y transformarlo en un instrumento múltiple. Si además le sumamos el amperímetro 0-5Amper que publicamos durante 2009, estaríamos muy próximos a delinear nuestro propio multímetro personal. Tal vez no resulte ser el más exacto al final de la construcción, pero estoy seguro que será el mejor del mundo porque lo habremos construido nosotros mismos. Llevará nuestra marca, nuestro sello, el reflejo de nuestra personalidad y eso es algo que no se compra con la tarjeta de los dos globitos.

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TIROS I: 50 años de la primera imágen satelital

Hace 50 años despegaba desde Cabo Cañaveral (ahora Cabo Kennedy) el cohete que colocaría en órbita a uno de los satélites útiles que cambió la historia de la humanidad. Si bien Rusia había dado el primer paso en la historia satelital, el TIROS I fue el primer satélite meteorológico considerado “útil y funcional”. Diseñado para testear técnicas de captura de imágenes y de patrones meteorológicos desde su órbita alrededor de la Tierra, el mundo asistió embelesado a la llegada de la primera imagen, borrosa por cierto, de formaciones nubosas sobre los Estados Unidos. Una imagen captada pocos días después reveló un tifón aproximadamente a mil kilómetros al este de Australia. Comenzaba allí la historia moderna de la meteorología.

El primer día de abril de 1960, a bordo de un cohete Thor-Able, la NASA lanzaba el primer satélite meteorológico dando inicio a una nueva era de observaciones del planeta Tierra, en este caso desde el espacio. A partir de este hito tecnológico, la humanidad pudo observar desde las alturas su hábitat y comprender mejor su belleza y fragilidad. El satélite tenía la capacidad de adquirir imágenes de las nubes que cubrían gran parte del planeta. Llevaba consigo dos cámaras de televisión compactas con lentes denominados “gran angular”, dos grabadoras de video para almacenar fotografías cuando el satélite quedaba incomunicado (hasta 32 imágenes), un sistema de comunicaciones que permitía su telemetría y control, cohetes de combustible sólido para el control de giro y una poderosa fuente de alimentación con baterías recargables de Níquel-Cadmio. Estas baterías se recargaban a través de los 9200 paneles solares que cubrían casi todo el exterior de la nave y que eran capaces de proveer una potencia de hasta 19Watts.

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Voltímetro USB NeoTeo

¿Necesitas un voltímetro para el ordenador? NeoTeo te acerca la solución que estabas esperando. Con visualizador gráfico y detector de tensiones máximas y mínimas (con retención), este instrumento puede ser ampliado hasta obtener 10 canales de medición simultánea. Es decir, puedes lograr completar un sistema de monitoreo de tensiones muy útil para tu taller de experimentación. Con conectividad USB y una pequeña aplicación en el ordenador, puedes llevar este voltímetro a donde vayas y realizar las mediciones que necesites. Está alimentado por baterías, fuente externa o por el propio puerto USB. Aquí tienes el principio de tu próximo laboratorio hecho a tu exclusiva medida y construido por ti mismo.

Un voltímetro actual y moderno dista mucho de aquel primitivo instrumento de d’Arsonval que deslumbraba al mundo de la física durante el siglo XIX. Hoy, el manejo del ordenador se ha hecho tan cotidiano y habitual para el practicante del arte electrónico que todas las herramientas que necesita para trabajar las encuentra allí: circuitos, tutoriales, diagramas, explicaciones, foros, páginas Web, (NeoTeo, por supuesto), simuladores de circuitos, osciloscopios y toda clase de herramientas útiles para desplegar su actividad. Sin embargo, hay ocasiones en las que desearíamos estructurar las aplicaciones ya existentes según nuestras necesidades; es en ese momento cuando nos enfrentamos con un ejecutable infranqueable: tú debes adaptarte a un software, él no se adaptará a ti. Por esto, te presentamos lo que aparenta ser un simple y sencillo voltímetro, pero que en su corazón guarda la posibilidad de construir todo un laboratorio de mediciones organizado a tu medida y necesidad.
A partir de un voltímetro, todos los instrumentos de medición son posibles y mucho mejor aún si podemos elegir el instrumento final que deseamos construir. Es decir, aprendiendo a manejar los valores de fondo de escala, cualquier aplicación será posible. Por ejemplo, la corriente eléctrica que circula por una resistencia de bajo valor (shunt) nos ofrecerá una tensión que se podrá medir y que será proporcional a la corriente que esté circulando por la mencionada resistencia. De este modo, funciona un amperímetro. En consecuencia, si ya poseemos un voltímetro y un amperímetro, podremos calcular la potencia absorbida por un circuito. Además, con el agregado de un visualizador, será mucho más intuitivo el manejo y más sencilla la atención en el comportamiento de un sistema. Bastará con una rápida mirada sobre la pantalla del ordenador para saber si algún parámetro de funcionamiento ha cambiado durante el transcurso del tiempo que tú decidas.

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Estación Meteorológica NeoTeo (Parte II)

En esta segunda entrega, veremos el circuito que nos permitirá poner en marcha nuestra estación meteorológica. Estará basado en un PIC16F873A y se conectará a una unidad central de control (un ordenador) donde podremos seguir con atención las variaciones del clima, como así también aprender y comprender algunas facetas de su comportamiento. La temperatura y la humedad se obtienen mediante un sensor integrado y la velocidad y dirección del viento con elementos en desuso de viejos reproductores de video VHS. Ya no tienes excusas. Con muy poco dinero puedes convertirte en un estudioso de la meteorología. Avancemos, parte II, ¡acción!

El circuito
Tal como adelantamos en el sumario y en el artículo anterior, utilizaremos etapas bien definidas para cada una de las mediciones (adquisición de datos), reuniremos toda la información mediante el uso de un PIC16F873A (o similar) y visualizaremos los datos obtenidos en un pequeño software que nos mostrará, además de las magnitudes observadas por la estación, la fecha y la hora. Un programa sencillo con una interfaz simple y clara. Como siempre, te entregaremos el código fuente para que recuerdes las técnicas de trabajo utilizadas con el puerto serie (COM1) y para que lo adaptes a tus necesidades, salpicándolo con tu toque de originalidad.

La comunicación desde la estación meteorológica hasta el ordenador se realizará mediante una red RS485, lo que nos permitirá un montaje a buena distancia del ordenador (hasta 1200 metros). Por supuesto, te recomendamos dar un repaso al artículo donde te mostramos cómo construir una interfaz RS232/RS485 para el ordenador. Un equipo que estará emplazado en la intemperie, por lógica, no dispondrá de display ni se conectará al ordenador mediante un cable USB. Aquí hace falta una conexión posible a largas distancias que permita el agregado voluntario de otros sistemas como pueden ser dimmers de luz o relés para usos múltiples. Una conectividad RS485 es la elección más acertada.

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Estación Meteorológica NeoTeo (Parte I)

¿Necesitas salir de casa y no sabes si lloverá o habrá sol? ¿Tienes temor de salir sin abrigo y pasar una noche con mucho frío? Aprende a conocer el clima, a dominar el estado del tiempo, sin necesidad de esperar las noticias. Con la aplicación que comenzamos a desarrollar hoy, y sin llegar a pretender una estación meteorológica profesional, podremos estudiar diversas variables que pueden resultar muy útiles: temperatura, humedad, dirección y velocidad del viento, todo lo que necesitas saber antes de salir de casa. ¿Tienes una red RS485 montada? Aquí tienes un terminal que nada tiene que envidiarle al servicio meteorológico local.

El desarrollo que comenzaremos a mostrarte hoy está formado por 4 partes bien definidas que cumplen funciones muy importantes. Construida con materiales muy fáciles de conseguir, esta mini-estación meteorológica utiliza caños plásticos de desagües pluviales, chapas de zinc, varillas roscadas, caños de aluminio (utilizados para pequeños cortinados), algo de madera y, por supuesto, algunos componentes electrónicos específicos, muy populares por cierto. Demás está decir que en esta construcción, como en todas las que acostumbramos a desarrollar en NeoTeo, se requiere de prolijidad, esmero y muchas ganas de lograr un resultado exitoso. Los instrumentos que formarán esta construcción son los siguientes:

• Un anemómetro, encargado de medir la velocidad del viento.

• Una veleta, que nos informará sobre la dirección del viento, en caso de que exista.

• Un termómetro, capaz de lograr mediciones de temperatura entre -40 y +125° C (-40 y +257° F)

• Un higrómetro, que nos proporcionará información sobre la humedad ambiente (0–100% RH).

Sin duda alguna, son datos muy importantes para tener en cuenta antes de salir de casa. Los valores de humedad y temperatura, en conjunto con los datos del viento, pueden ayudarnos a estudiar de qué manera se comporta el clima y los fenómenos que pueden provocar las diversas variaciones de estas magnitudes que podrán ser medidas y estudiadas con este útil desarrollo.

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DIY - Cargador de baterías

Aquellos que somos unos apasionados de la electrónica y construimos numerosos proyectos semana a semana, utilizamos una materia prima elemental sin la cual todo lo que hacemos no tendría posibilidad de ser: la energía eléctrica. Cuando no la tenemos nos acordamos de lo necesario que es tener siempre a mano un sistema de iluminación de emergencia. En la anterior entrega pudimos ver cómo se construye un circuito para generar la energía suficiente que sea capaz de encender una luminaria de bajo consumo. Hoy veremos cómo construir el circuito que mantendrá siempre cargada la batería que activará el sistema de emergencia en el momento indicado.

Todos los sistemas de iluminación de emergencia necesitan disponer de una fuente de energía capaz de suministrarles potencia durante el mayor tiempo posible a los circuitos encargados de encender las luminarias incorporadas (en nuestro caso utilizamos una sola) durante los momentos en que el suministro de red deja de estar presente. Para que la batería esté siempre completa en su capacidad de acumular energía necesitamos un circuito que pueda conectar, en forma automática, un cargador y que “observe” de manera continua la tensión en los bornes de la batería. Es decir, cargarla hasta un límite seguro de operación apropiada y mantenerla siempre dentro de límites correctos de tensión. Vale recordar que una batería no puede estar conectada a un cargador de forma continua ya que un exceso de tiempo de carga termina arruinando la batería. Es por esto que nuestro diseño debe estar siempre atento a mantenerla en buenas condiciones para cuando sea necesario su funcionamiento. Artículo completo aquí.