Introducción a la Electrónica
¿Qué es la electrónica?. Es el campo de la ingeniería y de la física aplicada que estudia el diseño y fabricación de circuitos y dispositivos electrónicos. A través de la electrónica es posible medir y procesar señales para luego realizar acciones sobre el mundo.
La electrónica ofrece una cantidad de opciones increíbles para capturar señales, procesarlas y entregarlas de vuelta. Estos apuntes no son un curso profundo de electrónica. En este apartado vamos a dar una pequeña pincelada a la electrónica tratando de ver cómo aplicarla en su forma más sencilla a proyectos electromecánicos que podamos tener.
¿Cómo se pasa del mundo físico al eléctrico?
La electrónica se nos presenta como una herramienta muy versátil que nos permite hacer un montón de cosas. Por ejemplo, podemos adquirir señales; podemos tomar señales del mundo físico y llevarlas al mundo electrónico. Podemos procesar información. Eso también nos permite, por supuesto, trabajar sobre esas señales que hemos adquirido. Y luego esas señales nos permiten realizar acciones sobre el mundo físico. Entonces, es un lazo que parte desde la adquisición, luego sigue con el procesamiento, y, posteriormente, continúa con la realización de acciones a través de señales. La electrónica nos permite disponer de un ejército de electrones anónimos que trabajan para uno. Todos estos millones de electrones están trabajando para lo que se les programe.
Sensores
Sensores y transductores, estos son los que nos permiten adquirir señales, y funcionan para diferentes variables. Sensores de temperatura, presión, sonido, luz, distancia, aceleración, ángulo, contacto, señales eléctricas, gas, partículas, etcétera. Existen muchos otros tipos de sensores que nos permiten capturar señales desde el mundo físico.
Procesadores
Luego tenemos el procesador que permite procesar información. Hay diversos tipos, analógicos, digitales; y, dentro de los digitales, están programables o no programables, están los procesadores incrustado, que son parte de un sistema electrónico más complicado, que puede incluir sensores y actuadores. Existen procesadores de propósito general y, en general, estos procesadores nos permiten diversos niveles de prestaciones. Existen procesadores con miles de millones de compuertas lógicas, literalmente. En cambio, nosotros podemos usar procesadores analógicos, que pueden incluir, por ejemplo, un par de operaciones matemáticas y puede ser suficiente para hacer algo.
Actuadores y Transductores
Luego tenemos actuadores y transductores que nos permiten realizar acciones. Tenemos de diverso tipo, sonido, por ejemplo, un parlante; transductores de luz como, por ejemplo, encender una luz que indique algo, o pueden ser también una pantalla donde yo puedo mirar algo, y esto también es una forma de un transductor. de luz que tiene diferentes píxeles. Cada uno de estos puntos de la pantalla es un píxel y cada uno de estos se ilumina independientemente.
Existen también actuadores de movimiento como, por ejemplo, un motor, que nos permite realizar acciones físicas. Existen transductores de calor como una estufa o una resistencia eléctrica, entre otros.
Electricidad
La electricidad es crucial cuando queremos procesar información; cuando pensamos en capturar, procesar o entregar señales, esto es sensor, procesar, procesador, y entregar señales a través de un actuador, inevitablemente, terminamos pensando en el uso de la electricidad y ¿por qué será eso?, ¿por qué no podemos, por ejemplo, capturar señales en otro medio, que no sea eléctrico? Podríamos hacerlo tal vez en un medio hidráulico, o un medio mecánico o, tal vez, de otra forma, en un medio óptico. El problema es que los fotones viajan a la velocidad de la luz y luego se van; en caso del sistema mecánico, a veces es muy complicado hacer que un sistema mecánico opere rápidamente; en caso de la electricidad, las respuestas son comparables a las de la velocidad de la luz pero, además, podemos guardar señales, y eso permite un nivel de procesamiento que solo la electricidad es capaz de otorgar.
Esquema de un Sistema Electrónico
El siguiente esquema presenta el funcionamiento de un sistema electrónico en general. Los sensores son los que nos permiten capturar señales del mundo físico; el procesador, que nos permite procesar estas señales y, luego, los actuadores, que nos permiten actuar sobre el mundo físico.
