Hace unos días hice una introducción sobre ROS, un sistema operativo para robots, aunque no es exactamente un SO como se entiende en la computación, sino más bien un frameworks para los desarrolladores de robótica. Ahora le toca el turno a RTOS, que tampoco es un sistema operativo, sino que es un tipo de sistema operativo muy particular.

Estos sistemas operativos son muy importantes para los dispositivos embebidos o empotrados de pequeña capacidad, ya que suelen estar gestionados por éstos. Además, también son importantes en aplicaciones industriales, para el control de multitud de procesos.

¿Qué es un RTOS?

Un RTOS (Real-Time Operating System) es, como su propio nombre indica, un sistema operativo en tiempo real. Esto difiere de los sistemas operativos de tiempo compartido en que se trabaja en un entorno donde se conocen los resultados de salida en función de las entradas del sistema, y se dan en un tiempo conocido. Por tanto, son más predecibles y estables para controlar tareas específicas, y los procesos suelen residir de forma permanente en memoria (en los de tiempo compartido el planificador va cargando y descargando de la memoria principal según sea necesario).

Por ejemplo, imagina un RTOS empleado para una máquina industrial en una cadena de montaje. Se encargaría de ejecutar un software para taladrar piezas cada cierto tiempo. Si el planificador de tareas del sistema operativo no trabajase en tiempo real, es probable que se ejecutase en tiempos dispares, lo que haría que las perforaciones no se hiciesen a tiempo… Al ser en tiempo real, el RTOS puede terminar la ejecución del programa en X tiempo y volver a repetir su ejecución para realizar todos los taladrados a tiempo.

Por supuesto, al ser un sistema operativo, también comparte los fundamentos de cualquier otro SO, es decir, es un sistema capaz de gestionar el hardware y proveer de una serie de servicios a las apps.

Tipos de RTOS

Existen varios tipos de sistemas operativos en tiempo real o RTOS:

• Hard Real-Time: es un sistema operativo de tiempo real estricto, donde sus procesos se deben ejecutar en un tiempo concreto.
• Soft Real Time: un tiempo real flexible, donde al ejecutar los procesos se pueden perder instantes casi despreciables algunas veces, es decir, no es tan estricto como el anterior. Además, están diseñados para que esos transcursos de tiempo sean cada vez menores.
• Firm Real Time: los SSOO de tiempo real firme son otro tipo en los que se pueden perder tiempos, pero las respuestas tardías no tendrían validez.

Aplicaciones de un RTOS

Un RTOS es un sistema sencillo, ligero, y que se utiliza para sistemas limitados o simples, como los dispositivos empotrados o embebidos. Esto los hace perfectos para aplicaciones como:

• Control industrial.
• Conmutación telefónica.
• Control de vuelo.
• Simulaciones en tiempo real.
• Aplicaciones militares.
• Electrodomésticos.
• Dispositivos de electrónica de consumo básicos.
• Robots.
• Etc.

Características de los RTOS

Los RTOS tienen una serie de particularidades que son los que les dan esas ventajas sobre el resto para esas tareas de gestión sencillas. Para comprenderlos mejor, es necesario conocer una serie de conceptos básicos:

• Proceso o tarea: es un subprograma que se ejecuta en paralelo con el RTOS. Este proceso puede realizar multitud de tareas, desde controlar un periférico, hasta realizar otras acciones.
• Trabajo: se denomina así al tiempo que tarda en ejecutarse un proceso.
• Planificador: el planificador del RTOS permite gestionar las prioridades y los tiempos de los procesos ejecutados. Y existen dos tipos fundamentales:
  • Cooperativo: llama primero a los procesos de más prioridad y cuando el proceso termina llama a otro o, si el proceso tarda más de lo previsto, lo elimina y llama al siguiente.
  • Expropiativo: cada cierto tiempo llama automáticamente a un proceso, pero eso podría llevar a que se puedan producir errores por una mala prioridad en los procesos o dependencias. Para evitar esos problemas se introduce el concepto de semáforos.
• Semáforos: funcionan de forma similar a los de tráfico, controlando cuándo un proceso está en proceso y paralizando la entrada del resto de procesos y, cuando deja los recursos libres, da «luz verde» para que el siguiente entre. Algunos RTOS tienen varios semáforos, cada uno específico para un recurso compartido.
• Colas: sirven para comunicar entre procesos, como un buffer, por ejemplo para almacenamiento temporal de datos o cuando hay varios elementos que devuelven datos a un solo receptor.
• Interrupciones: funcionan como las de los sistemas operativos de tiempo compartido, pero en un RTOS hay algunas particularidades. Este tipo de interrupciones se usan para gestión del tiempo mediante un controlador.

Ejemplos de RTOS

Si te preguntas qué sistemas operativos RTOS existen, lo cierto es que hay un gran número, tanto propietarios como de código abierto:

• Arm OS: un sistema operativo diseñado para Cortex-M, Cortex-R, Cortex-A, y licenciado bajo licencia Apache 2.0.
• eCos: bajo licencia GNU GPL modificada, es otro sistema operativo de código abierto para ARM-XScale-Cortex-M, CalmRISC, 680×0-ColdFire, fr30, FR-V, H8, IA-32, MIPS, MN10300, OpenRISC, PowerPC, SPARC, SuperH, y V8xx.
• embOS: es un sistema RTOS propietario, para aplicaciones IoT y embebidos con arquitecturas ARM7/9/11, ARM Cortex-A/R/M, AVR, AVR32, C16x, CR16C, ColdFire, H8, HCS12, M16C, M32C, MSP430, NIOS2, PIC18/24/32, R32C, R8C, RISC-V, RL78, RH850, RX100/200/600/700, RZ, SH2A, STM8, ST7, V850, 78K0, y 8051.
• FreeRTOS: bajo licencia open-source MIT, está pensado para embebidos con arquitecturas ARM, AVR, AVR32, ColdFire, ESP32, HCS12, IA-32, Cortex-M3-M4-M7, Infineon XMC4000, MicroBlaze, MSP430, PIC, PIC32, Renesas H8/S, RISC-V, RX100-200-600-700, 8052, STM32, TriCore, y EFM32.
• Fuchsia: es el famoso sistema de código abierto creado por Google y diseñado para funcionar tanto en x86-64 como en ARM64.
• KolibriOS: un sistema RTOS Para x86 bajo licencia GNU GPL libre.
• LynxOS: otro RTOS, pero este propietario, y para arquitecturas tan dispares como Motorola 68010, x86/IA-32, ARM, Freescale PowerPC, PowerPC 970, y LEON. Además, cuenta con certificación POSIX.
• Neutrino: un sistema de tiempo real propietario y para ARM, MIPS, PPC, SH, x86, y XScale.
• Phoenix-RTOS: bajo licencia BSD permisiva, con soporte para arquitecturas ARMv7 Cortex-M, ARMv7 Cortex-A, IA-32, y RISC-V.
• QNX: es propietario, y fue muy popular. Se ha diseñado para dar soporte a x86-64, ARM32, ARM64, y anteriormente a MIPS, PowerPC, SH-4, StrongARM, XScale.
• Linux: aunque generalmente se usa en modo de tiempo compartido, el kernel también puede trabajar como aproximación a un RTOS para embebidos.
• Windows CE y Windows 10 IoT: Microsoft también cuenta con estas versiones en tiempo real de su sistema operativo propietario.
• Zephyr: bajo la licencia Apache 2.0 también está este otro RTOS de código abierto para ARM (Cortex-M, Cortex-R y Cortex-A Series), x86, x86-64, ARC, RISC-V, Nios II, Xtensa, y SPARC.

En este blog ya hemos comentado sobre otros componentes electrónicos, incluidos los condensadores electrolíticos, y cómo se pueden comprobar. Ahora le toca el turno al condensador cerámico, un tipo particular de estos dispositivos pasivos que también se usan ampliamente en multitud de circuitos de todo tipo, y que tienen unas particularidades frente a los condensadores electrolíticos.

Con esta guía podrás entender qué son, cómo están construidos, las posibles aplicaciones, cómo funcionan, además de algunos ejemplos de uso y dónde puedes comprarlos.

¿Qué es un condensador?

Un condensador es un dispositivo electrónico capaz de almacenar una carga eléctrica en forma de diferencia de potencial. Es un elemento pasivo, como las resistencias, los potenciómetros, las bobinas, etc. En cuanto a la forma de conseguir ese almacenamiento de energía, lo hacen sustentando un campo eléctrico.

Los condensadores tienen multitud de usos, y se pueden emplear tanto en circuitos de electrónica como en circuitos de electricidad, tanto en sistemas de corriente continua y de corriente alterna.

Condensador cerámico

Un condensador cerámico suele tener esa forma tan peculiar, que en ocasiones parece una lenteja, aunque se pueden implementar también como elementos de montaje superficial (SMD), como los MLCC (muy de moda ahora por los problemas de las tarjetas gráficas de NVIDIA). En este caso, la diferencia con otros tipos de condensadores es que el material dieléctrico empleado es cerámico, de ahí su nombre.

Suelen usar varias capas, con diferentes capacidades (suelen ser de los 1nF a 1F, aunque los hay de hasta 100F), tamaños y formas geométricas. No obstante, debido a los efectos negativos como las corrientes parásitas.

Condensador cerámico (izquierda) y electrolítico (derecha)

Una de las diferencias con los electrolíticos es que el condensador cerámico carecen de polaridad, por tanto, se pueden usar de cualquier manera, y en circuitos de corriente alterna de forma segura, algo que no ocurre con los electrolíticos, que tiene una polaridad definida y hay que respetar los polos si no se quiere terminar con un condensador estallando.

Por otro lado, un condensador cerámico también tiene una fantástica respuesta de frecuencia. También destacan por su buena resistencia al calor debido a su material, y un bajo precio.

Historia del condensador cerámico

El condensador cerámico se creó en Italia, en 1900. A finales de la década de 1930 se comenzó a agregar titanato a la cerámica (BaTiO3 o titanato de bario), pudiendo fabricar a más bajo coste. Las primeras aplicaciones de estos dispositivos fueron en equipos electrónicos miliares durante los años 40. dos décadas después se comenzarían a vender los condensadores laminados de cerámica, que fueron esenciales para el desarrollo de la electrónica en los 70.

Tipos de condensadores cerámicos

Existen varios tipos de condensador cerámico, algunos de los más importantes son:

• Semiconductores: son los más diminutos, ya que consiguen una buena densidad, con una gran capacidad y un pequeño tamaño. Para ello emplean una constante dieléctrica alta, y espesores de capas muy finos.
• De alto voltaje: se emplea titanato de bario y titanato de estroncio como material cerámico para que soporten tensiones más altas. Aunque consiguen alto coeficiente dieléctrico y buen soporte para CA, tienen la desventaja de cambiar de capacitancia con el incremento de la temperatura.
• Condensador cerámico multicapa: emplean varias capas de material cerámico o dieléctrico y conductor. También son conocidos como condensadores monolíticos de chip. Son de alta precisión, reducido tamaño e ideales para montarse superficialmente en PCBs. Los citados MLCC son de este tipo.

Los condensadores de disco cerámico suelen tener capacidades de 10pF a 100pF, con soporte para voltajes que van desde los 16V a los 15kV e incluso más en algunos casos. Estos son los más populares debido a su versatilidad.

En cambio, los multicapa cerámicos tipo MLCC, emplean moliendas de materiales paraeléctricos y ferroeléctricos junto con capas metálicas alternas. Pueden tener 500 capas o más, y con espesores de capas de 0.5 micrones. Su rango de aplicaciones es algo más específica, y con capacidades y soporte de voltajes inferiores a los anteriores.

Aplicaciones

Dependiendo del tipo de condensador cerámico, los usos pueden ser muy variados, como he comentado anteriormente:

• MLCC: generalmente para la industria de la eletrónica, en una amplia gama de dispositivos, desde computadoras, hasta dispositivos móviles, televisiones, etc.
• Otros: pueden ir desde electrodomésticos y sistemas de alto voltaje y CA, hasta convertidores AC/DC, circuitos de altas frecuencias, para motores de CC con escobillas para reducir el ruido de RF, robótica, etc.

Características de los condensadores

Los condensadores, tanto electrolíticos, como el condensador cerámico, tiene una serie de características qeu deberías conocer a la hora de elegir los adecuados para tu proyecto. Estas características son:

• Precisión y tolerancia: al igual que las resistencias, los condensadores también tienen su tolerancia y precisión. Actualmente hay dos clases:
  • La clase 1 es para aplicaciones en las que se necesita la mayor precisión y cuya capacitancia permanece constante con el voltaje, temperatura y frecuencia aplicados. Estos funcionan en rangos de temperatura de -55ºC a +125ºC, y la tolerancia solo suele variar ±1%.
  • La clase 2 tienen mayor capacidad, pero son menos precisos y su tolerancia es peor. Su estabilidad térmica puede hacer que su capacidad varíe hasta un 15% y las tolerancias de aproximadamente un 20% de variación respecto a la capacidad nominal.
• Formato: hay condensador de cerámica convencional, para soldar o usar en una placa de desarrollo, los MLCC para circuitos impresos o PCBs modernos.
• Potencia y voltaje: no todos soportan el mismo voltaje y potencia. Es un parámetro que tendrás que comprobar a la hora de comprar para asegurarte de que soporta los rangos a los cuales va a trabajar. Los que tienen más de 200 VA pueden soportar voltajes de 2 kV hasta los 100 kV, lo que es mucho, incluso para líneas de alta tensión. Sin embargo, los MLCC suelen soportar desde unos pocos voltios hasta cientos de voltios.

Códigos

Los condensadores cerámicos tienen 3 dígitos grabados en una de sus caras. Por ejemplo, 101, 102, 103, etc., además de valores en pF (pico faradios). Estos códigos son fáciles de interpretar:

• Los dos primeros dígitos son el valor de capacidad en pF.
• El tercer número indica la cantidad de ceros aplicados al valor.

Por ejemplo, un 104 significa que tiene 10 · 10.000 = 100.000 pF, o lo que es lo mismo 100 nF o 0.1 μF.

En las inscripciones también se puede ver el fabricante, el voltaje soportado, o las tolerancias…

Ventajas y desventajas

Si te preguntas por las ventajas y desventajas de un condensador cerámico, los puntos más destacados son:

• Ventajas:
  • Estructura compacta.
  • Baratos.
  • Apropieados para corriente alterna debido a su naturaleza no polarizada.
  • Tolerantes a interferencias de señales.
• Desventajas:
  • El valor de capacitancia es menor.
  • Tienen efecto microfónico en los circuitos.

Cómo comprobar un condensador cerámico de disco

Para probar el funcionamiento de un condensador cerámico de disco, y comprobar si funciona adecuadaamente o está estropeado (cortocircuito por exceso de voltaje,…), puedes seguir estos pasos:

1. Usa un multímetro o polímetro para comprobar el condensador cerámico.
2. Véase artículo dedicado a esto…

Dónde comprar condensadores

Para comprar estos dispositivos baratos, puedes mirar en tiendas especializadas de electrónica o en plataformas como Amazon:

• Pack de 650 unidades de condensador cerámico de 10 tipos/capacidades diferentes.
• Pack de 630 unidades de condensadores electrolíticos de varias capacidades.
• Kit de 100 condensadores cerámicos tipo MLCC.
• No products found.
• 10 condensadores de polipropileno no polarizados.
• 300 unidades de condensadores de alto voltaje.
• 4 condensadores electrolíticos de alto voltaje.

La educación STEM cada vez tiene más peso en la sociedad, ya que cada vez es una sociedad más dominada por las nuevas tecnologías. Este tipo de habilidades prepara a las personas para acceder a algunas de las profesiones de futuro más importantes, abarcando gran cantidad de experiencias y habilidades de diversos campos. Gracias a esta enseñanza se permite a los estudiantes tener capacidades para resolver problemas muy específicos.

Nuevos retos = nuevas oportunidades

El sistema educativo ha tenido que adaptarse a las nuevas tendencias y necesidades de la sociedad. Con la irrupción de las nuevas tecnologías, también es necesario que todos aprendan a ser nativos digitales en un entorno educativo rodeado de tecnologías, ya que esto también es una competencia básica en la actualidad.

El propósito de la educación STEM es precisamente formar a las nuevas generaciones para que puedan vivir en un entorno en constante transformación e incluso formarles para puestos de trabajo que aún no existen debido a los cambios que traerán tecnologías como la IA.

Por eso la educación STEM es clave para el futuro de los hijos, ayudándolos a saber trabajar en equipo, aprender a tomar decisiones conjuntas, aumentar la capacidad de resolución de problemas de forma creativa, mejorar las capacidades comunicativas, aprender y retener conceptos más fácilmente, y potenciar la imaginación e ingenio.

¿Qué es la educación STEM?

Desde hace unos años se viene hablando mucho sobre la educación STEM que ya se ha implantado en los centros educativos. Las siglas STEM corresponden a Science Technology Engineering Mathematics. Es decir, es una disciplina educativa que trata de formar de forma amena y práctica a los alumnos en los cuatro pilares básicos sobre los que se sustenta: ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas.

Beneficios de la educación STEM

Esta enseñanza STEM tiene una serie de ventajas muy concretas:

• Favorece el aprendizaje proactivo.
• Mejora la resolución de problemas de forma creativa.
• Facilita el aprendizaje y retención de conceptos por estar apoyado en prácticas.
• Prepara para la integración de las TICs.
• Fomenta el trabajo colaborativo.
• Potencia las habilidades comunicativas, clave en entornos empresariales.
• Estimula la autoestima y la confianza del alumno, así como una mejor gestión de las emociones.
• Potencia el pensamiento lógico, la creatividad e imaginación.
• Desarrolla la psicomotricidad fina.

Conclusión, una forma de que los niños aprendan a hacer las cosas repitiéndolas una y otra vez a través del juego y la indagación. Y las nuevas tecnologías y los juguetes educativos están haciendo que esto sea mucho más sencillo y divertido.

¿Qué es CTIM?

Seguramente en algunos lugares también habrás podido observar las siglas CTIM (Ciencia Tecnología Ingeniería y Matemáticas), es decir, se refiere a la misma disciplina STEM, pero son las siglas en español en vez de las inglesas.

La cultura maker muy relacionada

La cultura maker, el learning by doing, el DIY (Do It Yourself), Play-based Learning, Experiential Learning, o Project-based Learning, etc., tienen mucho que ver con este formato didáctico STEM. Todos estos conceptos están orientados a despertar el interés, innovar, y potenciar la creatividad inventando nuevos proyectos y creando tus propias «cosas».

Toda esta cultura se ha integrado también en el aula STEM, ya que el alumno deja atrás el sistema arcaico de aprendizaje pasivo, memorístico y basado en la teoría, y se transforma en el protagonista, con un aprendizaje con una fuerte base práctica. Es decir, se aprende haciendo. Algo que llevan haciendo algunos sistemas educativos avanzados, como los de países nórdicos, pero que en otros estados parece que costaba asimilar…

Por tanto, el alumno aprenderá a resolver sus propios problemas por si mismo, desarrollar, diseñar, experimentar, y probar los resultados para sacar sus propias conclusiones. Una forma mucho más autodidacta que es la mejor de las maneras para aprender.

¿Qué es STEM+?

Asociado al STEM existe otro concepto que quizás también has escuchado y es el término STEM+ o STEM Plus. Se trata de de la aplicación de las TICs (Tecnología de la Información y la Comunicación) en el cyberlearning.

No hay que confundir cyberlearning con el e-learning, o aprendizaje en línea, ya que se trata de conceptos diferentes. El cyberlearning se basa en el STEM usando nuevas tecnología para crear experiencias de aprendizaje efectivas que antes no eran posibles. Es decir, aprovechar las tecnologías emergentes para transformar el aprendizaje.

¿Qué es STEAM?

Asociado al término STEM también está el STEAM, que agrega también habilidades artísticas. La A hace referencia precisamente a esas disciplinas artísticas (Arts), que también pone en valor la curiosidad, el diseño, innovación, imaginación, creatividad y la búsqueda de soluciones diversas a un mismo problema, pero con una nueva perspectiva creativa y artística.

En el ámbito educativo y de la formación se observa un aumento de proyectos multidisciplinares basados en varias materias, y esa es la característica principal por la que se ha llegado a metodología STEAM.

Para aplicar la metodología STEAM a un proyecto cualquiera, los pasos elementales serían:

1. Definir el objetivo de proyecto, y los conocimientos y recursos necesarios. Además, es importante determinar los medios de los que se dispone.
2. Aplica la imaginación para que el proyecto vaya tomando forma.
3. Comenzar a crear y experimentar.
4. Planificar la hoja de ruta para el desarrollo. y evaluar las posibilidades.

El concepto STREAM

Cada vez se van agregando más siglas a la eduación STEM, y también ha aparecido recientemente el término STREAM (Science Technology Robotic Engineering Arts Math), es decir, ciencia, tecnología, robótica, ingeniería, arte y matemáticas, dado que la robótica y la IA se han transformado en disciplinas clave para el presente y el futuro.

Cada vez es más popular introducir la robótica en la educación, acercando a los alumnos a la electrónica, la programación, la mecánica, etc. Conocimientos de futuro, ya que se estima que el 65% de los alumnos que comienzan ahora en la educación verán profesiones que aún no existen y que surgirán por la necesidad de la sociedad cada vez más tecnológica.

Productos para iniciarse en STEM

En multitud de tiendas especializadas o en plataformas como Amazon, ya se han creado secciones especiales de kits educativos para STEM. Una forma de que comiencen a aprender, razonar, ser más creativos y desarrollar la imaginación mientras juegan y experimentan. Algunos productos recomendados son:

• Impresoras 3D, Arduino y Raspberry Pi
• Electrocefa - Laboratorio para aprender electrónica para niños.
• Clementony - Laboratorio de química para niños.
• Laboratorio de física para primaria y secundaria.
• Xtrem Bots para aprendizaje de programación y robótica.
• Kit de cultivo de cristales para niños.
• Kit de estación meteorológica y cambio climático.
• Dreamy Cubby - Robot solar educativo.
• Science4you Robotics Deltabot - Kit de robótica.
• Set de iniciación Robomaker.
• OSOYO Smart Home IoT - Kit de aprendizaje de domótia con Arduino.

Los circuitos integrados, chips, microchips, IC (Integrated Circuit) o CI (Circuito Integrado), o como los quieras llamar, son un tipo de circuitos electrónicos que han hecho posible el avance de la tecnología a los niveles actuales. Sin este invento, probablemente la computación y las telecomunicaciones no serían lo que son, y los aparatos electrónicos y eléctricos serían muy diferentes.

Pese a su diminuto tamaño, y que están por todas partes, estos circuitos integrados esconden grandes sorpresas por descubrir. Aquí podrás conocer mucho más de estos componentes electrónicos…

¿Qué son los circuitos integrados?

Los circuitos integrados son pastillas de un semiconductor encapsuladas y que contienen un circuito electrónico grabado. Según la familia lógica a la que pertenezcan, esos circuitos estarán compuestos por diferentes componentes electrónicos miniaturizados. Por ejemplo, pueden ser diodos, transistores, resistencias, condensadores, etc.

Gracias a ellos se ha podido desarrollar la electrónica moderna e iniciar una nueva era dada la gran integración que permiten. De hecho, algunos de los más avanzados chips actuales pueden integrar hasta miles de millones de transistores en un troquel de apenas unos milímetros cuadrados.

Historia de los chips

En un principio, la electrónica comenzó a usar toscas válvulas de vacío similares a las bombillas convencionales. Éstas válvulas eran de gran tamaño, muy poco eficientes, se calentaban bastante, y se estropeaban fácilmente, por lo que había que sustituir las fundidas para que los ordenadores y otros equipos que las tenían siguieran funcionando.

En 1947 llegaría la invención del transistor, una pieza que sustituiría a las antiguas válvulas y que también revolucionaría la electrónica. Gracias a él se podía tener un dispositivo de estado sólido, mucho más resistente, eficiente, y rápido que las válvulas. Sin embargo, algunos pensaron que podían integrar varios de estos elementos en una sola pastilla de silicio. Así es como se crearon los primeros circuitos integrados de la historia.

Con el tiempo, la electrónica de estado sólido fue evolucionando y reduciendo el tamaño de los componentes, así como abaratando costes. A finales de los años 50, un inventor de Texas Instruments, llamado Jack Kilby, se le ocurrió crear una pastilla semiconductora y unos cableados que entrelazaban las diferentes partes. Esto se transformó en el primer chip de la historia, y llegaría a ganar el Premio Nobel por ello.

Casi paralelamente, Robert Noyce, en aquel momento empleado de Fairchild Semiconductor (luego uno de los fundadores de Intel), también desarrolló un dispositivo similar, pero con grandes ventajas sobre el de Kilby. Noyce había creado la idea que daría paso a los actuales circuitos integrados. A esta tecnología se le llamó planar, y tenía ventajas sobre la tecnología mesa de Kilby.

Desde entonces, no se ha cesado en la evolución y mejora de estos componentes. Los costes han caído en picado, al igual que el consumo y el tamaño, mientras que el rendimiento y prestaciones han mejorado de forma estratosférica. Ningún otro sector ha evolucionado tanto, y ningún otro sector ha tenido un impacto tan grande en la humanidad…

¿Cómo se fabrican?

El procedimiento de fabricación de los circuitos integrados es algo extremadamente complejo. Sin embargo, como se aprecia en el vídeo, se puede resumir en algunos pasos más sencillos para que las personas puedan entender cómo se hacen.

Aquí intentaré resumir los pasos de diseño lo mejor posible, sin profundizar demasiado, ya que daría para miles de artículos:

1. Se parte de una necesidad, una aplicación para la que se necesite crear un circuito electrónico.
2. Un equipo de diseño se encarga de esbozar las características y especificaciones que debe tener el chip.
3. Después se comenzará a diseñar empleando puertas lógicas y otros elementos de memoria, etc., hasta conseguir un diseño lógico que desarrolle la función para la que se diseña este chip.
4. Tras esto, pasará a una serie de pasos entre los que se realizan pruebas y simulaciones para determinar que funciona correctamente a nivel lógico, e incluso se llegan a fabricar chips de prueba para ver si lo hacen físicamente.
5. Una vez ha finalizado la etapa de diseño, a partir del layout del circuito diseñado se crean una serie de máscaras para la fabricación. En ellas se graba un patrón para que se pueda grabar éste sobre el silicio.
6. Este patrón es usado por la foundry o fábrica, para ir creando los circuitos integrados en una oblea semiconductora. Estas obleas suelen contener hasta 200 o 300 chips en algunos casos.

Esto es en cuanto a la etapa de diseño, desde el lado de la manufactura, tenemos:

1. Se obtiene el mineral de silicio de arena o de cuarzo.
2. Una vez se refina para que sea ultra-puro, o EGS (Electronic-Grade Silicon), con un nivel de pureza superior al silicio empleado en otras industrias.
3. Este EGS llega en forma de piezas a la fundición, donde se funde en un crisol y mediante un cristal semilla se hace crecer mediante método Czochralski. Para que se entienda fácilmente, es similar a cómo se hace el algodón de azúcar típico de las ferias, introduces el palo (cristal semilla) y el algodón (silicio fundido) se va pegando y aumentando de volumen.
4. Al final de ese paso, el resultado es un lingote, una pieza de gran tamaño de cristal monocristalino de silicio en forma de cilindro. Esta barra se corta en obleas muy delgadas.
5. Dichas obleas pasan una serie de procesos para pulir la superficie y que queden impolutas para el inicio de la producción.
6. Después, esas obleas irán pasando por varios procesos repetitivos para crear en ellas los chips. Estos procesos son de tipo fisico-químico, como la fotolitografía, el grabado o ataque, el crecimiento epitaxial, oxidación, implantación iónica, etc.
7. La idea final es crear en el sustrato de la oblea unos componentes electrónicos, generalmente transistores, y luego ir agregando capas para interconectar dichos componentes para formar puertas lógicas en las capa más baja, luego en las siguientes capas se conectan estas puertas para formar unidades elementales (sumadores, registros,…), en las siguientes capas unidades funcionales (memoria, ALU, FPU,…), y por último se interconectan todas para crear el circuito completo, por ejemplo, una CPU. En un chip avanzado puede haber hasta 20 capas.
8. Tras todos estos procesos, que pueden durar varios meses hasta que se completa, se obtendrán cientos de circuitos iguales por cada oblea. Lo siguiente es probarlos y cortarlos, es decir, dividirlos en pastillas de silicio individuales.
9. Ahora que ya son troqueles sueltos, se procede a encapsular (DIP, SOIC, PGA, QFP,…) donde se protege el chip y se conectan los pads, que son unas pistas conductoras en la superficie, con los pines del circuito integrado.

Evidentemente, no todos los circuitos integrados son iguales. Aquí he hablado de unidades funcionales y cosas más complejas como una CPU, pero también hay circuitos muy sencillos como un temporizador 555 o un CI con 4 puertas lógicas que son extremadamente sencillos. Tan solo tendrán unas decenas de componentes y se enlazarán con una o pocas capas de interconexiones metálicas…

Tipos de ICs

No solo existe un tipo, sino varios tipos de circuitos integrados. Los más destacados que puedes encontrar son:

• Circuitos integrados digitales: son bastante populares, y empleados en muchos aparatos modernos, desde computadoras, hasta dispositivos móviles, Smart TVs, etc. Se caracterizan por funcionar en base al sistema digital, es decir, con 0 y 1, siendo 0 una señal baja de voltaje y 1 una señal alta. De esta forma es como codifican la información y operan. Ejemplos pueden ser PLCs, FPGAs, memorias, CPU, GPU, MCU, etc.
• Analógicos: en vez de estar basados en señales binarias, en este caso son señales continuas variables en voltaje. Gracias a ello pueden conseguir tareas como el filtrado, ampliación de señal, demodulación, modulación, etc. Por supuesto, muchos sistemas trabajan con circuitos analógicos y digitales, haciendo uso de conversores de AD/DA. Se pueden dividir en dos grandes grupos, los circuitos integrados lineales y los de radiofrecuencia (RF). Ejemplos podrían ser un chip para filtrado de audio, los amplificadores de sonido, sistemas de emisión o recepción para ondas electromagnéticas, sensores, etc.
• Circuitos integrados de señal mixta: como su nombre indica, son mezcla de ambos. Algunos ejemplos podrían ser los propios conversores analógico-digital, o digital-analógico, ciertos chips para relojes, temporizadores, codificadors/decodificadores, etc.

Diferencias con los circuitos impresos

No hay que confundir los circuitos integrados con los circuitos impresos. Ambos son cosas diferentes. Mientras los primeros se refieren a los microchips, como has visto, los circuitos impresos, o PCB, son otro tipo de circuitos electrónicos que están impresos en placas de mayor tamaño.

Las diferencias más notables son:

• Circuitos impresos: se componen de una placa que tiene un patrón de trazos conductores, como pueden ser pistas de cobre para enlazar los diferentes componentes insertados (condensadores, transistores, resistencias, microchips,…), soldados mediante soldadura de estaño, además de un material dieléctrico (sustrato) que separa las capas de interconexiones conectoras. También suelen tener agujeros pasantes o vías, para los componentes que no son de montaje superficial (SMD). Por otro lado, suelen disponer de una leyenda, una serie de marcas, letras y números para identificar los componentes y facilitar el mantenimiento. Para proteger el cobre, que se oxida fácilmente, generalmente suelen tener un tratamiento superficial. Y, a diferencia de los circuitos integrados, éstas se pueden reparar, sustituyendo los componentes dañados o restaurando las interconexiones.
• Circuitos integrados: tienen un tamaño muy pequeño, son de estado sólido, y tienen un bajo coste de producción en masa. A diferencia de un PCB, estos no pueden ser reparados, ya que sus componentes y conexiones son tan extremadamente diminutas que es imposible.

Ni los circuitos integrados son sustitutos de los circuitos impresos ni viceversa. Ambos tienen sus utilidades y en la mayoría de los casos van juntos en las aplicaciones prácticas…

Circuitos integrados más populares

Por último, existen en el mercado multitud de circuitos integrados muy populares empleados para proyectos de electrónica, como los de puertas lógicas. Son baratos, y se pueden conseguir fácilmente en tiendas como Amazon o especializadas de electrónica. Por ejemplo, aquí tienes algunos de los más populares:

• Kit de 75 CIs populares de Interestellar Electronics
• Kit DealMux con 40 chips TTL de puertas lógicas tipo NAND.
• 10 circuitos integrados del popular temporizador NE555.
• Kit de registros de desplazamiento.

Tal vez has llegado aquí porque has escuchado hablar del formato DWG, o tal vez has entrado porque quieres indagar y no sabes de qué se trata. Este tipo de archivo es muy popular entre algunos diseñadores, ingenieros y arquitectos, ya que contiene dibujos computerizados de planos, bocetos, etc. Para poderlo abrir, necesitarás un visor DWG.

Y no es necesario que inviertas gran cantidad de dinero en pagar una licencia de software profesional como AutoCAD, o que uses software pirata para ello. Existen muchos programas totalmente gratuitos, e incluso de código abierto, que permiten visualizar este tipo de ficheros con extensión .dwg.

¿Qué es un archivo DWG?

DWG proviene de DraWinG, un formato de archivo informático para dibujo computarizado que se usa principalmente en el software AutoDesk AutoCAD, aunque también existen otros programas que son compatibles con este formato.

Los archivos con este formato usan una extensión .dwg, y fueron creados por la compañía de software AutoDesk, Open Design Alliance y otros. 1982 fue el año en el que se lanzaron por primera vez para este software tan conocido. Por supuesto, se trata de un formato propietario, tipo binario, y que admite diseños tanto en 2D como en 3D y metadatos.

A lo largo de los años, se han ido lanzando versiones con mejoras, desde la DWG R1.0 para AutoCAD 1.0, hasta la más actual DWG 2018 empleada en las últimas versiones de AutoCAD. Esto hace que no siempre sean compatibles entre sí las distintas versiones.

Por otro lado, hay que recordar que, dado la cuota de mercado dominante que tiene AutoCAD en la industria y el diseño, se ha permitido que otros programas soporten este formato DWG gracias a un archivo de intercambio/importación-exportación conocido como DXF (Drawing eXchange File).

DWG se ha transformado en todo un estándar de facto, y dado que ni RealDWG ni DWGdirect son FOSS, la FSF (Free Software Foundation) ha impulsado la creación de bibliotecas como LibreDWG similar a OpenDWG.

Visor DWG

Si te estás preguntando qué software puedes usar para poder visualizar los diseños de archivos DWG, entonces el mejor software de código abierto y gratuito que puedes usar como visor DWG a tu alcance es:

OnShape Free

Es un software basado en navegador gratuito y que actúa como visor DWG. Además, es de código abierto e incluye funciones CAD de nivel empresarial, por lo que se puede usar de forma profesional. Todo en la nube, con acceso instantáneo al espacio de trabajo estén donde estén. Con sistemas operativos Windows, macOS, Linux, iOS, Android, etc.

Web Oficial

FreeCAD

FreeCAD es una de las mejores alternativas a Autodesk AutoCAD, y se puede usar también como visor DWG. Una de las mejores opciones profesionales que pueden ser fantásticas para ingenieros y diseñadores que necesitan trabajar en 2D o en 3D.

Web Oficial

LibreCAD

Disponible para macOS, Linux y Windows, LibreCAD es más que un visor DWG, ya que es todo un completo software CAD como alternativa gratuita y de código abierto a AutoCAD. Un programa bastante completo que permite visualizar diseños, crearlos desde cero, modificar, etc. Todo en 2D.

Web Oficial

Blender

Blender es uno de los programas gratuitos y de código abierto más increíbles que existen, pensado para uso profesional y multiplataforma. Sirve para modelado 3D, iluminación, renderizado, animación, creación de gráficos, composición digital, edición de vídeo, pintura digital, etc. Aunque no sea un programa CAD, permite importar archivos de este tipo, por lo que puede servir como visor DWG si se convierte a un DXF.

Web Oficial

ShareCAD

Este visor DWG también es gratuito y basado en el navegador web. También admite otros formatos CAD como DXF y DWF. No necesita registros, simplemente se accede a la web y se carga el archivo que se quiera visualizar (hasta 50 MB). El sistema de ShareCAD inspeccionará el formato y te permite una cómoda visualización con capacidad para ver por capas, hacer zoom, modificar configuración de visualización, etc.

Web oficial

Existen infinidad de kits para montar robots, o proyectos que te acercan la robótica a casa o a los entornos educativos. Un proyecto muy interesante de este tipo es Kame robot, un cuadrúpedo que podrás imprimir con tu impresora 3D. Además, esta iniciativa es española, salida de BQ Labs y con otros muchos aspectos interesantes.

Si aún no conocías este robot, aquí podrás saber un poco más sobre él, e incluso conocer otras alternativas existentes y mucho más…

¿Qué es Kame robot?

Kame robot es un proyecto español, un tipo de robot cuadrúpedo que se programa gracias a Arduino IDE y cuyos componentes se pueden imprimir en una impresora 3D. Además, se basa en el popular módulo NodeMCU ESP8266 para dotarlo de conectividad WiFi y poderlo controlar mediante comandos enviados desde tu PC. También necesitará una pequeña batería de Li-Po como fuente de energía.

Por otro lado, cuenta con movilidad plena, 8 DOF (grados de libertad), algoritmos basados en osciladores, y capacidad para realizar varios movimientos, desde desplazarse hacia delante, hacia atrás, girar sobre sí mismo, hasta saltar, bailar, etc. Y para que todo esto sea posible, cuenta con 8 servomotores, 2 en cada una de sus patas. Los motores han sido situados en el eje de guiñada y otro actuando sobre el paralelogramo articulado del eje de alabeo.

Se ha empleado software libre para su diseño, ya que se ha creado empleando FreeCAD y pensado para que cualquier persona con una impresora 3D pueda crearlo. De hecho, sus archivos de diseño son de código abierto, licenciados bajo Creative Commons BY-SA. Y todo gracias a Javier Isabel y BQ Labs, que son sus artífices.

Cómo se monta Kame robot

En el repo de este proyecto puedes encontrar las instrucciones necesarias para montar y programar Kame robot, y también los archivos con los diseños de las piezas para descargar e imprimir en tu impresora 3D. Concretamente son 9 archivos .stl, para el cuerpo, las distintas partes de las patas, etc.

• Repositorios de GitHub e instrucciones – Kame / miniKame

Además de imprimir las partes de su estructura, para terminar Kame robot también necesitarás adquirir otros componentes electrónicos para darle vida (pueden ser estas marcas o de las mismas características):

• 1 Módulo ESP8266 NodeMCU
• 8 Servos ultra-rápidos Turnigy TGY-396G-HV
• 1 Batería Turnigy Nano-Tech 460 mAh 2S
• Tornillos y roscas:
  • 8 Tornillos con cabeza hexagonal M2 4MM
  • 32 Tornillos con cabeza hexagonal M2 6mm
  • 10 Tornillos con cabeza hexagonal M3 8mm
  • 12 Tornillos con cabeza hexagonal M3 30mm
  • 4 Roscas M3
  • 18 Roscas M3 nyloc
• 8 Rodamientos F693ZZ
• 2 Adhesivos de ojos de 12mm (opcional)

Alternativas y proyectos similares (printbots)

Otros printbots alternativos al Kame robot que se pueden imprimir y son open-source son:

• Inmoov: es un proyecto de robot imprimible en 3D que puede crearse por unos 800€, y controlado con Arduino. Este robot tiene cuerpo humanoide, es de gran tamaño, y fue creado por el francés Gaël Langevin.
• Farmbot: es más que un robot, ya que se trata de un completo proyecto de agricultura de código abierto y que se puede imprimir. Gracias a este proyecto podrás montarte un huerto casero con automatización mediante CNC.
• iCub: es un «niño» robot también de código abierto, y que emplea algoritmos de IA para sus funciones. Simula un niño de 4 años, con una estatura de 1.04m y 22 kilos de peso.
• Darwin-OP: otra plataforma de código abierto para construir robots humanoides capaces de hacer infinidad de movimientos, incluso jugar al fútbol, levantarse si se cae, etc. Creado por Romela Lab, con 45 cm de alto y un peso de 2.9 kg.
• Miniskybot: un robot destinado a la educación, imprimible y de código abierto. Además, se han empleado herramientas libres para su diseño, como Linux, OpenSCAD, FreeCAD, KiCAD, y el compilador SDCC para la programación en C.

Las puertas lógicas son la base de la electrónica digital. Por esto, son muy importantes, y si quieres comenzar a trabajar con ellas deberías conocer qué son, cómo están constituidas, y su función. Así podrás emplear las series de chips que existen en el mercado que tienen este tipo de puertas para que comiences a hacer tus propios proyectos trabajando con esta lógica.

Estas puertas, combinadas con otros componentes electrónicos, e incluso con placas como Arduino, pueden dar mucho juego a los makers como podrás comprobar tú mismo.

¿Qué son las puertas lógicas?

Las puertas lógicas son elementos fundamentales de la lógica digital para la implementación de circuitos electrónicos digitales. Estas puertas otorgan señales de voltaje bajo (0) o alto (1) en su salida según el estado de sus entradas. Generalmente tienen una salida y dos entradas, pero puede haber puertas con más de 2 entradas. Además, hay particularidades como la puerta inversora o NOT, tiene una sola entrada y una salida.

Gracias a esas entradas y salidas booleanas se puede obtener operaciones lógicas binarias elementales, como la suma, la multiplicación, la negación, etc.

¿Cómo se implementan?

Las puertas lógicas no solo se pueden implementar de una única forma. De hecho, por eso existen diferentes familias lógicas. Cada una de estas familias implementará la puerta de una forma, usando unos componentes electrónicos diferentes.

Por ejemplo, si se emplea TTL para el chip, las puertas estarán formadas por transistores bipolares, mientras que la lógica CMOS se basa únicamente en transistores MOSFET. Además de estas dos familias, que suelen ser las más populares, también existen otras como BiCMOS (combina transistores bipolares y CMOS), RTL (resistencias y transistores bipolares), DTL (diodos y transistores), ECL, IIL, etc.

No existe una familia mucho mejor que otra, dependerá de la aplicación. Sin embargo, la CMOS es una de las más usadas en circuitos avanzados, como la CPU, MCU, GPU, memorias, etc. Para otros circuitos más simples también es frecuente encontrarse con la TTL.

Aplicaciones

Las aplicaciones de estas puertas lógicas son infinitas. Con estos «ladrillos» esenciales se puede construir multitud de circuitos digitales. Desde un simple sumador, hasta una compleja CPU, pasando por otros muchos circuitos que puedas imaginar. De hecho, muchos de sistemas que usas a diario, como tu PC, tu TV, móvil, etc., tienen miles de millones de puertas lógicas.

Un ejemplo práctico de aplicación de puertas lógicas sería este sencillo sumador que puedes ver en la imagen superior. Se trata de un circuito muy sencillo, que es capaz de sumar dos bits (A y B) en sus entradas para dar el resultado Sum, y también el Carry, es decir, lo que te llevas… Puedes ver los resultados que daría en la siguiente tabla:

Si te fijas en esta tabla, si sumas 0+0 en binario te da 0, si sumas 1+0 es 1, pero si sumas 1+1 daría 2, que en sistema binario corresponde a 10.

Tipos de puertas lógicas

En cuanto a los tipos de puertas lógicas, tienes un buen número de ellas, aunque las más usadas son las siguientes (con sus tablas de verdad):

• Buffer (Sí): se conoce como buffer o puerta directa, ya que su salida tendrá el mismo estado que su entrada. Aunque parezca que carece de utilidad, en muchos circuitos lógicos se suele usar como un amplificador de la corriente o como un seguidor de tensión.

• NOT (inversor): es la negación lógica (¬ o ‘), es decir, invierte el bit a su salida.

• AND (Y): esta otra puerta realiza una función producto (·) de los bits binarios de su entrada. Es decir, sería como multiplicar A y B. Por tanto, cualquier cosa por cero es cero, tan solo daría uno a su salida si ambas entradas son 1. De ahí su nombre 1 Y 1.

• OR (O): esta otra puerta realiza una operación de suma lógica (+). Es decir, O una de sus salidas O la otra, O ambas deben estar a 1 para que su salida sea 1. Cuando ambas son 0, la salida es 0 también.

• XOR (O exclusiva): esta O exclusiva realiza la función booleana A’B+AB’, y su símbolo es . En este caso, si sus dos entradas son iguales, la salida es 0. Si son distintas, entonces será 1.

• NAND (Y negada): es el producto lógico negado, es decir, el inverso de la AND. Es como si usases una NOT en la salida de la AND para invertir los bits de salida. Por tanto, los resultados son:

• NOR (O negada): la suma lógica negada, o lo que es lo mismo, una OR con su salida negada, dando como resultado lo inverso de la OR.

• XNOR (NOR exclusiva): es como aplicar el complemento binario a una puerta XOR. Es decir, realizar la operación AB + A’B’. A por B sumado a A por B negadas. Por tanto, las salidas serán como las de la XOR invertidas:

Tanto la NOR como la NAND son dos de las puertas más interesantes, ya que se conocen como puertas lógicas universales. Es decir, se pueden hacer circuitos solo con ellas para representar cualquier otro tipo de puerta lógica. Esto es importante, puesto que si compras chips con estas puertas, podrás tener todas las funciones. Por ejemplo, si se puentean las dos entradas de una NOR o una NAND equivale a una NOT. Más equivalentes los tienes aquí:

Funciones: electronics-tutorials.ws

Te aconsejo, para aprender más, que busques en Google un circuito simple con puertas cualquiera. Y para saber qué hace, hacer una especie de «ingeniería inversa»,  sigas las líneas de las entradas y salidas y vayas viendo el estado de cada línea según unas entradas dadas hasta la salida.

Por ejemplo, si te fijas en la imagen superior, el diagrama de equivalencia de una OR con puertas NAND, verás que se compone de dos puertas NAND con su salida puenteada y ambas salidas van a otra NAND. Ten en cuenta lo siguiente:

• Si te vas a la tabla de verdad de la NAND, verás que cuando sus dos entradas son 0 la salida es 1, y cuando sus dos entradas son 1 la salida es 0.
• Al estar puenteadas, si la entrada es 1 (entra uno por ambas), el resultado es 0. Y cuando la entrada está a 0 (ambas a cero), la salida será 1, lo que equivale a una NOT.
• Por tanto, tenemos dos NOT para los bits A y B. A su salida tendremos por tanto A’ y B’.
• Esas dos negaciones entran en la NAND última, que realizará un producto lógico inverso de esos dos bits.
• Según las leyes de la lógica, esto equivale a la suma directa, es decir, A+B. Por tanto, el resultado final será como si de una OR se tratase…

Series de chips de puertas lógicas: dónde comprar

En las tiendas especializadas en electrónica podrás comprar chips baratos con puertas lógicas para comenzar a usar en tus proyectos. Estos chips no son una única puerta lógica, sino que te permiten disponer de varias de ellas para que puedas enlazar sus entradas y salidas como necesites. Por ejemplo, en el diagrama de la imagen de arriba puedes ver un típico pinout de un chip DIP con 4 puertas NAND. Además, también dispone de dos pines para alimentación (Vcc y GND).

Aquí tienes algunas recomendaciones de compra:

• DealMux: kit de 40 chips de puertas lógicas de la serie 74 (TTL).
• Huaban: kit de 30 chips con puertas universales tipo NAND.
• Zebulon: kit de 120 chips CMOS.

Otros recursos

Para poder aprender más sobre cómo implementar estas puertas y cómo comenzar a crear circuitos con ellas, puedes hacer uso de estos otros recursos que te recomiendo:

• Software SimulIDE para poder simular el funcionamiento de estos circuitos con puertas. Es gratuito, de código abierto, y multiplataforma.
• Calculadora binaria online (también puedes usar la calculadora de tu sistema operativo en modo binario).
• No products found..
• Libro Circuitos Lógicos Digitales: del diseño al experimento.

Lógica digital con Arduino

Otro recurso que tienes en tus manos si ya tienes una placa Arduino UNO en tus manos es usar Arduino IDE para crear sketchs que simulen estas funciones lógicas para, por ejemplo, ver el resultado de una forma más visual con un LED que simule la salida de la puerta. Por ejemplo, poniendo un LED en el pin 7 y usar 8 y 9 como entradas A y B:

int pinOut = 7;
int pinA = 8;
int pinB = 9;

void setup()
{
pinMode(pinOut, OUTPUT);
pinMode(pinA, INPUT);
pinMode(pinB, INPUT);
}
void loop()
{
boolean pinAState = digitalRead(pinA);
boolean pinBState = digitalRead(pinB);
boolean pinOutState;
//AND
pinOutState =pinAState & pinBState;
digitalWrite(pinOut, pinOutState);
}

Aquí se ha empleado una función AND (&), como puedes ver, pero puedes sustituir esa línea de código bajo la línea //AND por otras para emplear otras funciones lógicas:

//OR
pinOutState = pinAState | pinBState;

//NOT
pinOutState = !pinAState;

//XOR
pinOutState = pinAState ^ pinBState;

//NAND
pinOutState = !(pinAState & pinBState);

//NOR
pinOutState = !(pinAState | pinBState);

//XNOR
pinOutState = !(pinAState ^ pinBState);

Debido a la irrupción de los dispositivos IoT tanto para el Smart Home como para otras aplicaciones, se ha hecho aún más importante la eficiencia de las redes empleadas para estos sistemas. Y es que muchos de ellos dependen de una batería para su funcionamiento, o no son capaces de manejar gran cantidad de potencia debido a su tamaño. Por eso se hace importante una alianza como la de LoRa y las especificaciones LoRaWAN.

Por ello deberías conocer de qué se trata y qué ventajas tiene usarlo en este tipo de proyectos embebidos o que necesiten de una red con estas características…

¿Qué es LoRa Alliance?

The LoRa Alliance es una alianza que se encarga de gestionar una tecnología de rápido crecimiento. Esta asociación no tiene ánimos de lucro, como ocurre con otras alianzas similares. Sin embargo, sus miembros pueden obtener beneficios dentro del ecosistema que brindan bajo su estándar abierto, como contribuir, ofrecer soluciones, influir en el rumbo, etc.

A esta alianza pertenecen empresas miembro como Actility, 3S, Air Bit, Alibaba Group, Alperia, Amazon, Arduino, Cisco, Eutelsat, Eurotech, Digita, Fujitsu, Microchip, Microsoft, NEC, NTT, Oki, Orange, Renesas, Bosch, Schneider Electronic, Tencent CLoud, Soft Bank, STMicroelectronics, etc., hasta completar más de 500.

LoRa Alliance asegura la correcta interoperabilidad de redes con los diferentes positivos y sistemas presentes en el mercado, para así garantizar la compatibilidad certificando y estandarizando. También se encargan de identificar cuáles son las necesidades futuras para tomar medidas en el desarrollo de estas redes y aportar nuevas soluciones.

Sitio web oficial

¿Qué es LoRa?

LoRa son las siglas de Long Range, y se refiere a una técnica patentada y desarrollada inicialmente por la compañía francesa Cycleo (adquirida por Semtech) que es capaz de modular la red de amplia área y baja potencia basándose en técnicas de modulación del espectro derivadas de CSS. Actualmente está bajo LoRa Alliance, cuyo fundador fue Semtech.

La red LoRa emplea bandas de frecuencia de radio por debajo del giga-hercio, como las de 863-870 / 873 Mhz, 915-928 Mhz, etc. Además, esta tecnología cubre grandes alcances, pero sin necesidad de un gran consumo de energía, lo que las hace ideales para dispositivos móviles o de IoT. Por otro lado, los dispositivos con soporte LoRa tienen capacidad de geolocalización

LoRa se refiere a una tecnología de capa física, el resto de capas de los protocolos de red se deben cubrir por otras especificaciones como es el caso de LoRaWAN.

¿Qué es LoRaWAN?

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) es una tecnología de redes inalámbricas de bajo consumo, que cubre grandes distancias, bidireccional y para transmisión de bajo volumen de datos. Es decir, por un lado estarían las tecnologías como WiFi, zigbee, Bluetooth,etc., que tienen un rango de alcance más bajo, de unos metros, siendo WiFi la que más volumen de datos acepta en las transmisiones. Y por otro lado estarían tecnologías como LoRaWAN, WiMAX, LTE (4G, 5G…), de largo alcance, siendo las dos últimas las que mayor volumen de datos toleran.

Esas características hacen de LoRaWAN una tecnología perfecta para cualquier iniciativa IoT en entornos domésticos, industriales, agricultura, Smart Cities, logística, facility managament, etc. Así se pueden interconectar dispositivos lejanos para que se puedan comunicar entre sí de una forma sencilla, y económica.

La placa de desarrollo Arduino permite hacer miles y miles de proyectos diferentes, el límite prácticamente está en la imaginación de cada maker, aunque también tiene algunas limitaciones físicas, como la memoria, la capacidad de procesamiento, etc. Sin embargo, cada vez existen más productos y proyectos para extender más y más sus capacidades, como es el caso del nuevo lanzamiento de AIfES.

Ahora, gracias a este proyecto creado por Fraunhofer IMS para Arduino, esta placa de código abierto contará con un framework de inteligencia artificial (IA) programado en C, usando las bibliotecas estándar del compilador GNU GCC. Los usuarios podrán agregar ahora AIfES a su proyecto de Arduino e integrarlo desde el gestor de bibliotecas desde el IDE para usarlo en sus desarrollos, proporcionando la posibilidad de usar algoritmos de machine learning incluso en pequeños microcontroladores como el de una placa Arduino UNO de 8-bit.

Esto permitirá a los desarrolladores crear multitud de dispositivos IoT (Internet of Things) que sean más independientes de la nube y que puedan resultar más inteligentes, y con mayor respeto de tu privacidad, ya que se pueden ejecutar las funciones offline desde la placa Arduino sin necesidad de depender de servicios remotos. Además, el proyecto AIfES se ha lanzado bajo licencia GNU GPLv3, por lo que es totalmente libre, aunque permite una licencia de pago para proyectos comerciales.

AIfES es muy similar y compatible con frameworks Python ML como es el caso de TensorFlow, Keras o PyTorch, pero su funcionalidad está algo más reducida. No obstante, en esta versión lanzada ya está soportado el FNN (Feedforward Neural Networks), además también permite la activación de funciones como ReLu, Sigmoid, o Softmax integradas. Por otro lado, los desarrolladores están trabajando para traer en un futuro también una implementación de ConvNet (Convolutional Neural Networks), que posiblemente no tarde demasiado en llegar.

También se han incluido algunos algoritmos de entrenamiento comunes, como SGD (Gradient Descent Optimizer) y Adam Optimizer, entre otros. Es decir, que para ser un MCU de 8-bit, no está nada mal…

La robótica es un campo en expansión. Cada vez la IA y los robots sustituyen el trabajo de más personas. Son el presente y el futuro, por lo que es importante formarse en este tipo de campos para saber cómo funcionan éstos y qué herramientas y sistemas tienes a tu disposición para tus proyectos de robótica. Y, en este artículo, podrás ver qué es ROS y todo lo que debes saber sobre él.

¿Qué es ROS?

ROS son las siglas de Robot Operating System, o sistema operativo robot. Se trata de un middleware para robótica, es decir, una colección de frameworks destinados a facilitar el desarrollo de software para robots. Actualmente, es muy empleado en robots conocidos, siendo una de las mejores herramientas existentes en la actualidad, totalmente gratuita, escrito en C y Python, y bajo licencia de código abierto BSD.

ROS fue desarrollado originalmente en 2007, dentro del Laboratorio de Inteligencia Artificial de Stanford, y bajo el nombre clave Switchyard. En un inicio sería para el proyecto del robot STAIR2. Después de esto, se decidió abrir.

Una pregunta que se suelen hacer muchos es, si no es un sistema operativo, por qué se llama así. Pues bien, aunque se trata de una suite de bibliotecas para el desarrollo, lo cierto es que aporta algunos de las funciones esenciales de un SO, como puede ser una capa de abstracción del hardware para que los desarrolladores solo se preocupen del software, control de los diferentes componentes del robot a bajo nivel, capacidad de gestión y comunicación de procesos, mantenimiento de paquetes, etc.

La biblioteca está orientada a sistemas UNIX, como Linux (en múltiples distros, aunque el mejor soporte está para Ubuntu) y macOS, aunque también funciona en otros sistemas operativos como Microsoft Windows.

Es importante también diferenciar entre las partes de ROS:

• ros: es la parte que actúa como sistema operativo, la base. Esta es la parte de software bajo licencia BSD. Aquí se incluyen el nodo principal de coordinación, flujos de datos (imágenes, estéreo, láser, cotnrol, actuadores, contacto, …), multiplexado de información, creación y destrucción de nodos, login, etc.
• ros-pkg: es la suite de paquetes creados por los usuarios y que implementan funcionalidades como planificación, percepción, simulación, mapeo, localización, etc. Estos otros componentes están licenciados en licencias muy variadas.

Las herramientas incluidas en ROS son:

• rviz: para simulación y visualización 3D.
• rosbag: para grabar y reproducir mensajes de comunicación.
• catkin: herramienta de compilación, basada en CMake.
• rosbash: paquete con herramientas para ampliar las funciones del shell bash.
• roslaunch: para ejecutar nodos ROS de forma local o remota.

Documentación del proyecto aquí

Aplicaciones de ROS

ROS es un proyecto en constante desarrollo, y cada vez se puede emplear para más aplicaciones dentro del campo de la IA y la robótica, y cada vez realiza su trabajo mejor:

• Sistemas de percepción artificial.
• Identificación de objetos y visión artificial.
• Reconocimiento facial, de gestos, etc.
• Seguimiento de objetos.
• Odometría visual.
• Comprensión de movimientos.
• Visión estéreo.
• Movilidad de los robots.
• Control.
• Planificación.
• Agarre de objetos.
• Coordinación.
• Testeo.
• Etc.

Ejemplos de robots que emplean ROS

Son muchos, y sería complicado listarlos a todos, ya que ROS se ha transformado en casi un «estándar» para muchos de ellos. Pero algunos de los más conocidos son:

• PR1: robot personal desarrollado por el laboratorio Ken Salisbury en Stanford.
• PR2: robot personal que está siendo desarrollado por Willow Garage.
• Baxter:  robot de Rethink Robotics, Inc.
• Robot de Shadow: una mano robótica de la compañía Shadow Robot, en colaboración con la Universidad Pierre y Marie Curie de París y la Universidad Carlos III de Madrid.  Desarrollada dentro de un marco europeo.
• HERB: creado en CMU dentro del programa de robótica personal de la corporación Intel.
• Aldebaran Nao: un robot humanoide creado por Humanoid Robots Labs y la Universidad de Freiburg.
• Husky UGV: un vehículo de tierra y código abierto.

¿Por qué debería aprender con ROS?

Los robots son sistemas complejos y la robótica es complicada de comprender. Sin embargo, disponer de herramientas como ROS facilita mucho el desarrollo desde cero, acelerando la creación de tus propios proyectos en mucho menos tiempo y sin tantos conocimientos como si no dispusieses de él.

Es decir, las ventajas de ROS es facilitar el camino a los desarrolladores, con multitud de complementos gratuitos y de código abierto, de manera que dispondrás de todo lo necesario. Además, vas a aprender algo más que robótica, también electrónica, mecánica y programación:

• Emplear lenguajes como C++ y Python para desarrollar apps.
• Administración de redes y sistemas para instalar y mantener ROS.
• Conceptos básicos de robótica como el mapeo, IA, localización, cinemática inversa, etc., pudiendo poner en contacto los sensores, actuadores, controladores, etc.

No importa la complejidad del robot, con ROS es todo mucho más sencillo. Tampoco limita a un tipo de robot, puede servir desde robots mascotas, hasta robots humanoides, pasando por brazos robóticos para industria…

Más información de ROS – Web oficial

Cada vez existen más herramientas y facilidades para los programadores. Algunas destacan especialmente, como es el caso de Google Colaboratory, que está dando mucho que hablar. Otra de las plataformas a las que hay que prestar atención es PlatformIO, un sitio en el que encontrar recursos extraordinarios para los que crean código fuente para diversas plataformas.

En este tutorial podrás aprender qué es PlatformIO, para qué sirve, cómo puedes acceder a él, y mucho más sobre esta fantástica utilidad para programación.

¿Qué es PlatformIO?

PlatformIO es un IDE, es decir, un entorno de desarrollo integrado, con su editor de código profesional, y su compilador para que puedas compilar el código fuente para multitud de plataformas, depurador, así como una serie de funciones y herramientas muy interesantes para la programación (unidad de test monitor serie, analizador de código, autocompletado de código,  gestor de bibliotecas, etc.). Es gratuito, de código abierto, y puede extender sus capacidades mediante complementos o extensiones. Incluso permite el desarrollo de forma remota, se puede integrar con repositorios de código de GitHub y GitLab, etc.

Por otro lado, su entorno es muy amigable y fácil de usar, con un entorno moderno, potente, rápido, ligero. Una plataforma muy versátil que ya cuenta con miles de usuarios, y que está disponible tanto para GNU/Linux, como Apple macOS y también para Microsoft Windows. Incluso lo podrás instalar en ciertas placas SBC como la Raspberry Pi.

Más información de PlatformIO – Ver sitio oficial

Más sobre la comunidad y el código fuente – Ver sitio en GitHub

Plataformas soportadas por Platformio

La lista de plataformas soportadas por Platformio es verdaderamente buena. Algunas de las arquitecturas soportadas por su compilador son:

• ARM
• Atemel AVR
• ARC32
• NXP LPC
• Microchip PIC32
• RISC-V
• etc.

¿Cómo se instala?

Para instalar PlatformIO Core en Windows, o en macOS es realmente sencillo. Sin embargo, si tienes GNU/Linux, los pasos serán algo más complicados (aunque también tienen un script para facilitar todo), o si decides instalarlo desde el código fuente compilando tú mismo.

Los pasos a seguir son:

• Descargar el paquete de Platformio:

wget -q https://raw.githubusercontent.com/platformio/platformio-core-installer/master/get-platformio.py

• Instalar Platformio Core

sudo PLATFORMIO_CORE_DIR=/opt/platformio python3 get-platformio.py

• Ahora debes crear un enlace simbólico al comando pio en el directorio /usr/local/bin/:

sudo ln -s /opt/platformio/penv/bin/pio /usr/local/bin/pio 

• Ahora pio puede ser usado como un comando del sistema para todos los usuarios. Por defecto, el usuario root y los usuarios con privilegios sudo podrán leer y escribir en el puerto serie. Lo siguiente es agregar el usuario al grupo correspondiente:

sudo usermod -a -G dialout $USER

• Recuerda que para hacer cambios y que surtan efecto, deberías reiniciar el equipo o salir de la sesión y volver a entrar. Ahora prueba:

pio --version

• Por último, puedes eliminar ya el script de instalación y la caché que se ha generado durante la instalación, ya que no son necesarios:

rm -rf get-platformio.py
sudo find /root/.cache -iname "*platformio*" -delete

</div>
<div>sudo rm -rf /opt/platformio
sudo rm -rf /usr/local/bin/pio
rm -rf ~/.platformio</div>
</div>
<div>

Para instalar Platformio IDE es tan sencillo como seguir estos pasos:

1. Descarga e instala la versión oficial del editor de texto Atom desde este enlace.
2. Una vez está instalado, abre el gestor de paquetes de Atom.
3. Ve a Menú > Edit > Preferences > Install.
4. Busca allí platformio-ide oficial.
5. Luego instala el paquete.

En este caso se ha elegido Atom para Platformio, pero también es posible hacerlo integrándolo en Visual Studio Code, que se encuentra disponible para Windows y también para GNU/Linux. Se instala fácilmente, ya que lo tienes disponible en paquetes DEB y RPM en este enlace. En Windows la instalación sería igualmente sencilla, con el .exe.

Si te preguntas por los pasos para instalar la extensión en VS Code, son similares a los de Atom:

1. Abre VS Code.
2. Selecciona el icono de las extensiones que aparece en el lateral izquierdo en forma de cubos.
3. Escribe PlatformIO y selecciona la primera opción que aparece.
4. Pulsa Install para instalar.
5. Espera a que se complete y listo.

Otros entornos en los que poder integrar Platformio

Existen otros entornos en los que integrar Platformio además de Atom y VS Code, como son:

• Netbeans
• Sublime Text
• Codeblocks
• Eclipse

Si es la primera vez que ves la interfaz de Platformio, podrás ver que no es complicada, y que se divide en varias secciones. Lo primero que verás es una pantalla de bienvenida cuando abras el editor, y secciones como:

• Bienvenida (Welcome): primera pantalla de la extensión, con la versión instalada, funciones para crear, importar y abrir proyectos, ver ejemplos, etc.
• Proyectos (Projects): a la izquierda también podrás encontrar una lista con todos los proyectos creados que puedes editar.
• Inspeccionar (Inspector): en esta sección puedes inspeccionar tus proyectos para buscar estadísticas de uso de memoria.
• Bibliotecas (Libraries): esta sección corresponde al gestor de bibliotecas, para ayudarte a incluir bibliotecas globales y privadas.
• Placas (Board): aquí podrás buscar e instalar drivers para las diferentes placas que utilices en tu desarrollo. Existen más de 1000 disponibles.
• Plataformas (Platforms): se enumeran las plataformas usadas hasta el momento.
• Dispositivos (Devices): lista con las placas conectadas a tu PC que tienes actualmente. Se genera automáticamente al conectar al puerto.

Pasos para crear el primer proyecto

Si deseas comenzar a crear tu primer proyecto, puedes usar el Asistente (Wizard) para crearlo de forma más fácil y rápida:

1. Ve a Bienvenida de la extensión Platformio (PIO HOME).
2. Clic en Crear proyecto.
3. Elige un nombre para tu nuevo proyecto.
4. Selecciona una placa en la pestaña de placas. Puedes ingresar las primeras letras del nombre de la placa y el listado se reducirá con las coincidencias.
5. Ahora verás que la opción Framework (una serie de criterios, conceptos y buenas prácticas para facilitar el desarrollo) se marca automáticamente, aunque podrías modificarlo.
6. Puedes modificar dónde guardar el proyecto en la casilla Location, ya que de lo contrario lo almacenaría en el directorio por defecto.
7. Una vez termines, puedes presionar el botón Finish y comenzará.

A partir de aquí, cambiará la forma de proceder en función del tipo de código o proyecto que desees desarrollar, y de la placa o plataforma elegida, ya que habrá ligeras diferencias.

El famoso perro robot de Boston Dynamics se ha convertido en todo un fenómeno desde que comenzó a aparecer en los medios. Se llama Spot, y sorprende por su dinamismo. Evidentemente, se trata de un diseño cerrado de la compañía norteamericana y no es barato precisamente. En cambio, ahora surge una alternativa, es el proyecto Open Dynamic Robot Initiative.

Básicamente es una iniciativa para crear una arquitectura de robot modular de código abierto y que se puede usar tanto para controlarlo y realizar multitud de movimientos o para investigación sobre robótica. Un cuadrúpedo similar al de Boston Dynamics que podrás construir tú mismo…

¿Qué es Open Dynamic Robot Initiative?

La iniciativa cuenta con algunos socios y colaboraciones importantes, como Motion Generation and Control Group, Dynamic Locomotion Group, Robotics Central Scientific Facility del instituto Max Planck, Machine In Motion Laboratory, y Gepetto Team de LAAS/CNRS.

Cuando se aprende un nuevo lenguaje de programación, como el de Arduino, siempre se puede ver que existen diferentes tipos de datos para declarar las variables y constantes que se pueden manejar durante el programa. Estos tipos de datos varían en longitud y tipo según el lenguaje o plataforma (arquitectura) para la que te encuentres programando, aunque en muchas ocasiones son similares.

En este tutorial podrás aprender qué son este tipo de datos, cuántos hay, por qué se diferencian, etc. Así, cuando escribas código fuente comprenderás mejor lo que estás haciendo.

¿Qué son los tipos de datos?

En computación, los tipos de datos son atributos que indican sobre la clase de dato (número entero sin signo, número con signo, coma flotante, cadenas alfanuméricas, matrices,…) que se está manejando. Esto también implica ciertas limitaciones o restricciones con los datos, ya que deben respetar una serie de formas y formato. No pueden tomar cualquier valor, ni tampoco operar con ellos de cualquier forma.

Si nos ponemos en el caso de Arduino, ésta placa de desarrollo no es más que un pequeño computador embebido, con una MCU o microcontrolador compuesto de una memoria, una CPU para el procesamiento, y un sistema E/S. En la CPU existe una serie de unidades de cálculo, como la ALU o unidad aritmético-lógica, a la que no le importa el tipo de dato que sea, para ella simplemente se trata de hacer operaciones con ceros y unos, pero en el lado del software sí que importa, ya que para el usuario o para el programador sí que se necesita saber de qué se trata (incluso para el buen funcionamiento del programa, para evitar desbordamientos, vulnerabilidades, etc.).

Tipos de datos en Arduino IDE

Si ya descargaste nuestro curso de programación en Arduino gratuito, o si ya tienes conocimientos de programación en esta plataforma o en cualquier otra, ya sabrás que existen varios tipos de datos. Concretamente, el lenguaje de programación usado por Arduino se basa en C++, por lo que en ese sentido es muy similar. Por ejemplo, los más comunes son:

• boolean (8 bit):  un dato booleano, es decir, lógico, y que puede tomar solo valor verdadero o falso.
• byte (8 bit): puede ser de 00000000 a 11111111, es decir, de 0 a 255 en decimal.
• char (8-bit): este byte puede contener varios tipos de caraceteres, como números con signo entre -128 y +127, así como letras.
• unsignedchar (8-bit): lo mismo que byte.
• word (16-bit): es una palabra compuesta por 2 bytes, y puede ser un número sin signo entre 0 y 65535.
• unsignedint (16-bit): un entero sin signo, similar a word.
• int (16-bit): un número entero con signo comprendido entre -32768 y +32767.
• unsignedlong (32-bit): usa cuatro bytes para mayor longitud, pudiendo comprender números entre 0 y 4294967295.
• long (32-bit): similar al anterior, pero puede incluir signo, por lo que sería entre -2147483648 y +2147483647.
• float (32-bit): es un número de coma flotante, es decir, un número con decimales comprendido entre 3.4028235E38 y 3.4028235E38. Ciertamente el microcontrolador Atmel Atmega328P en el que se basa Arduino no cuenta con soporte para números de coma flotante y tiene un límite de 8-bit en su arquitectura. Sin embargo, se pueden usar debido a que el compilador es capaz de generar secuencias de código capaces de hacer la misma función solo usando las unidades de cálculo simples de la MCU.

También puede haber otros tipos de datos más complejos, como los arreglos, punteros, cadenas de texto, etc.

Seguramente que has escuchado hablar de Google Colaboratory, también conocido como Google Colab, o tal vez es la primera vez que lees sobre esta plataforma de la compañía norteamericana. Sea como sea, es importante que conozcas bien lo que hay tras ella y todo lo que te puede aportar en tus proyectos, ya que tiene algunas características de lo más interesante.

Esta plataforma está especialmente relacionada con el mundo de la inteligencia artificial, el aprendizaje automático, y el lenguaje de programación Python…

¿Qué es Google Colaboratory?

Google Colaboratory, o Colab, es un servicio más de la nube de Google Research. Se trata de un IDE que permite a cualquier usuario escribir código fuente en su editor y ejecutarlo desde el navegador. Concretamente soporta el lenguaje de programación Python, y está orientado a tareas de aprendizaje automático, análisis de datos, proyectos educativos, etc.

Este servicio, basado en Jupyter Notebook, está alojado totalmente gratuito con tu cuenta de GMail, y no requiere configuración, ni tampoco tendrás que descargar o instalar Jupyter. Te ofrecerá recursos informáticos para poder editar y probar tu código, como GPGPUs de sus servidores, etc. Evidentemente, como algo gratuito, Google Colaboratory no tiene recursos ilimitados ni tampoco están garantizados, sino que varían según el uso que se le esté dando al sistema. Si deseas eliminar dichas restricciones y conseguir más, tendrás que pagar la suscripción Colab Pro o Pro+.

Es importante destacar que cuando accedes con tu cuenta a Colab, lo que obtienes es una máquina virtual donde ejecutar tu código, aislado del resto de usuarios y recursos. Por tanto, podrás restablecer la máquina virtual al estado original si tienes problemas. Esto también implica que si estás ejecutando algún código en tu MV y cierras el navegador, las másquinas se eliminarán tras un tiempo de inactividad para liberar recursos. No obstante, tus cuadernos los tendrás en GDrive si los guardaste, o los puedes descargar en local (formato Jupyter de código abierto .ipynb).

Funciones de Google Colab

Cuando accedes a Google Colaboratory encontrarás un entorno amigable, intuitivo y fácil de usar. De hecho, cuenta con un índice con documentación y ayuda, así como algunos ejemplos para comenzar a dar tus primeros pasos, modificar los códigos ya hechos e ir probando.

Entre las funciones más destacadas de Google Colaboratory están:

• Editar y ejecutar código en Python.
• Almacenar tus proyectos en Google Drive (GDrive) para no perderlos.
• Cargar los códigos desde GitHub.
• Compartir cuadernos (texto, código, resultados y comentarios).
• Puedes importar cuadernos de Jupyter o IPython.
• Descargar cualquier cuaderno de Colab a local desde GDrive.

La ingeniería robótica cada vez cobra mayor importancia, ya que los robots y la IA se ocupan cada vez de más tareas que antes realizaban las personas. Además, los hogares también se han llenado de pequeños robots para ayudar a las personas, como los aspiradores, entre otros. Incluso se están desarrollando robots para hacer compañía a las personas que están solas, atender en los hospitales, etc.

Por eso es importante que conozcas bien esta disciplina, qué es lo que abarca y poderte acerca a una de las profesiones más demandadas en la actualidad y en el futuro próximo…

¿Qué es la ingeniería robótica?

La ingeniería robótica es la rama que engloba a distintas ingenierías y ciencias de la computación para el diseño y construcción de robots. Es decir, una combinación de disciplinas que van desde la informática para la programación de los sistemas, inteligencia artificial, machine learning, deep learning, control, física, hasta la mecánica para las partes móviles del robot, y la electrónica para el control de estos equipos.

La construcción de estos robots tiene un sentido, y es que realicen trabajos que los humanos quieren, sustituyendo a ésto en tareas repetitivas, complicadas, peligrosas,  automatización industrial, etc. Incluso, las nuevas generaciones van más allá de eso, y pueden sustituir a los humanos en ciertos campos, hacer compañía, interactuar con mascotas y personas, etc.

Clasificación de los robots

Existen varias generaciones de robots, es decir, saltos en el desarrollo que marcaron un antes y un después en la ingeniería robótica:

1. Generación: robots muy básicos destinados a la manipulación. Funcionan mediante unos mecanismos controlados por secuencias fijas o variables.
2. Generación: son algo más avanzados, ya que incluyen sistemas de aprendizaje. No obstante, siguen dependiendo de un humano.
3. Generación: el control del robot está comandado por una computadora, un software que determinará las órdenes programadas por el humano.
4. Generación: son robots inteligentes, con un número mayor de sensores y transductores para información bidireccional del entorno y controlados por computadora en tiempo real. Además, pueden incluso adelantarse a las necesidades, siendo más autónomos.

Las futuras generaciones de robots pretenden ser aún más independientes e inteligentes, e incluso se han encontrado nuevos campos de aplicación, como el militar…

Ventajas de los robots

Los robots pueden realizar multitud de acciones que hasta su llegada hacían los humanos, y lo hacen sin riesgos, de una forma más rápida y eficiente, por lo que permite ahorrar costes. Además, son más objetivos a la hora de evaluar situaciones que un humano, y disponen de mayor precisión para ciertas operaciones complicadas para un humano.

Los robots pueden ser fácilmente reparados si algo sale mal, sin poner en riesgo una vida humana, se pueden rehubicar, reprogramar fácilmente, etc. Multitud de ventajas por las que poco a poco van ocupando más puestos de trabajo. Algo parecido a la Revolución Industrial con el uso de las máquinas.

Usos y aplicaciones de la ingeniería robótica

En cuanto a las aplicaciones de la ingeniería robótica, o mejor dicho, a los robots resultados de esta disciplina, están:

• Manipulación robotizada.
• Selección y supervisión mediante visión artificial.
• Verificación.
• Desplazamiento de material pesado.
• Mecanizado en las cadenas de montaje (tornillería, soldaduras, taladrado, corte,…).

Diferencia con la mecatrónica

Algunas personas confunden la ingeniería robótica con la mecatrónica, pero no son lo mismo, aunque comparten algunas cosas y pueden terminar usándose para lo mismo, construir robots. En el caso de la mecatrónica, es una rama multidisciplinar de la ingeniería que combina mecánica, electrónica, informática e ingeniería de control.

El objetivo de esta rama no es solo la de fabricar robots, sino la de diseñar, probar y fabricar multitud de máquinas variadas (uniendo MCUs, sensores, motores, engranajes, …). Por ejemplo, las aplicaciones más populares son:

• Máquinas automáticas.
• Creación de productos inteligentes.

Es decir, tendría aplicación en campos como la industria, la minería, la industria farmacéutica, el sector del automóvil, etc.

Bibliografía para comenzar a aprender sobre estos temas y material

Para poder documentarte y comenzar a realizar tus proyectos de ingeniería robótica, puedes emplear estos libros recomendados:

• Mecatrónica: Procesos, métodos y sistemas
• Robótica Móvil. Principios, Tendencias y Aplicaciones: Cinemática, Filtro de Partículas, Inteligencia Artificial, Kinect, Mecatrónica, Robótica Móvil
• Robótica y Domótica básica con Arduino
• Introducción a la robótica
• Kit robot ELEGOO UNO R3
• ELEGOO Búho
• OSOYOO Robot Car
• Freenove Robot Dog Kit

GND, tierra, masa… ¿a qué se refieren exactamente esos términos? ¿son sinónimos o existen diferencias? Todas esas dudas son frecuentes cuando te enfrentas por primera vez al mundo de la electrónica y debes usar los componentes, pero tienen una respuesta sencilla. En este artículo podrás entender bastante bien lo que significan, para qué sirven en un circuito, su importancia, y si existen o no diferencias entre los términos. Para qué se debe conectar los terminales a este conector en una placa Arduino, etc.

¿Tierra = masa = GND?

No solo existen varios términos para referirse a lo mismo, sino que también verás varios tipos de símbolos que son equivalentes. Tanto GND, como masa, terminal neutro, como tierra, se pueden referir a cosas ligeramente diferentes, aunque muchas personas los usan como sinónimo:

¿Qué es GND o tierra en un circuito electrónico?

GND es la abreviatura de Ground (tierra), en los circuitos electrónicos y eléctricos, hace referencia a una vía de retorno común de la corriente hacia la fuente eléctrica, y así permitir que el circuito se complete. Lo podrás encontrar tanto en los sistemas de corriente alterna, con su fase, neutro y tierra, como en los circuitos de corriente continua, donde está el polo positivo, negativo y tierra.

También se puede ver como un punto de referencia en un circuito para medir los voltajes, ya que es un punto no energizado, e incluso una conexión física directa a tierra. Además, puede ser un método de seguridad, para que si surge algún tipo de corriente de fuga en el circuito, o descarga de origen de origen atmosférico (rayo), la energía dañina pueda fluir hacia la tierra y sea desviada para que no dañe los equipos.

¿Qué es masa en un aparato?

Hay que tener cuidado, ya que aunque muchas veces se toma como sinónimo, la masa en un aparato eléctrico suele ser algo diferente a lo dicho anteriormente. Y es que en muchos aparatos con carcasa o estructura metálica, se suele conectar un cable a dicha estructura, para finalmente conectarlo también a la toma de tierra.

Dicho de otro modo, es un camino de baja impedancia para que cuando exista un problema de aislamiento la corriente fluya por este camino y active las protecciones necesarias (fusibles, térmicos,…), evitando así causar daños en los dispositivos o que los aparatos puedan electrocutar a los usuarios cuando los tocan.

Tipos de tierra o GND

Existen varios tipos de GND o conexión a tierra cuando se habla de circuitos eléctricos:

• Tierra física: se refiere al potencial de la superficie de la tierra, donde se clava la pica de cobre a la que se conecta el cable de la toma de tierra para que lleve allí esas tensiones dañinas. Un concepto que tiene que ver con la seguridad de las personas, porque los usuarios están al mismo potencial que la tierra al estar pisando el suelo. Si los aparatos están a ese mismo potencial, no habrá intercambio de potencial, es decir, no habrá descarga eléctrica.
• Tierra analógica: es una definición clásica de la tierra, en inglés Ground y de donde viene la abreviatura GND. En este caso, es un punto de referencia en el circuito electrónico a 0 voltios.

Bien, es probable que ahora estés aún más confuso… Pero es muy sencillo. Ten en cuenta que en un circuito electrónico, tanto GND o la tierra clásica, como la masa (chasis o carcasa), deben ir conectados también a la toma de tierra. Sin embargo, existen algunos casos en los que la masa y la tierra no tienen la misma tensión en un circuito, e incluso la forma de onda puede ser variable, como en los convertidores Buck.

¿Y los componentes electrónicos?

Como habrás podido comprobar, multitud de componentes electrónicos tiene uno o varios terminales marcados como GND. Estos terminales deben ir conectados a la tierra en el circuito en el que se van a colocar, de lo contrario no funcionarían o podrían incluso dañarse. Por eso es importante leer los datasheets del fabricante para conocer el pinout y realizar la conexión correcta. Por ejemplo, en el caso de este sensor de la imagen, en principio los pines productivos para el proyecto sería DQ y Vdd, es decir, el que va a aportar los datos leídos por el sensor y el de alimentación del sensor. Sin embargo, es preciso también conectar GND, o de lo contrario no funcionará…

La pasta térmica es una sustancia ampliamente utilizada en el mundo de la electrónica. Generalmente como interfaz para mejorar la disipación de calor entre los chips de procesamiento de alto rendimiento y los disipadores. Pero no es el único lugar donde se emplea, también puede usarse para transistores de alta potencia, para placas de efecto peltier, etc.

En este artículo podrás conocer qué es exactamente esta sustancia, su función, cómo se aplica de forma adecuada, los tipos que existen en el mercado y las mejores marcas que puedes comprar.

¿Qué es la pasta térmica?

Se puede llamar de varias maneras: pasta térmica, silicona térmica, grasa térmica, etc. Todos estos términos son sinónimos, y no existe diferencia entre ellos. Se refiere a una sustancia que tiene buenas propiedades de conductividad térmica para ayudar a disipar mejor el calor cuando hay una interfaz entre dos superficies. Por ejemplo, cuando se usa un disipador sobre un chip, para rellenar los «huecos» que podrían quedar entre una superficie y otra y así hacer que la conducción sea más eficiente.

La pasta térmica tiene diferentes elementos en su composición:

• Matriz líquida polimerizable: es la base de la pasta, lo que hace que sea una sustancia fluida. Generalmente, este tipo de geles o pastas suelen ser a base de siliconas (de ahí su nombre), resinas epoxi, acrilatos, uretanos, etc., e incluso se pueden disponer en adhesivos o almohadillas en vez de en forma de pasta.
• Partículas: estos materiales de relleno suelen representar entre el 70 y el 80% de la composición de la pasta térmica. En este caso, pueden ser muy variados, como el cobre, aluminio, plata, óxido de zinc, nitruro de boro, etc.

Por toda esta composición, esta pasta térmica puede resultar tóxica si se ingiere. Por tanto, hay que tener precauciones a la hora de usarla, lavarse las manos si se manipula sin guantes y evitar dejarla al alcance de los niños. Además, también resulta irritante para la piel, ojos, y mucosas, por lo que deberías usar elementos de protección cuando se va a manipular. Algunos vídeos tutoriales se ve cómo la aplican incluso con la mano, pero esto no se debe hacer.

Si estás frente a un nuevo componente electrónico, y no sabes muy bien si se puede usar pasta térmica en su superficie o cuál emplear, te recomiendo siempre leer los datasheets de los fabricantes. En esta documentación encontrarás información al respecto, además de las necesidades de disipación, potencia, temperaturas máximas y mínimas soportadas, valores como el junction-case, junction-air, etc.

Propiedades

La pasta térmica no solo tiene propiedades de conductividad térmicas, sino también otras, y hay que prestar especial atención a ellas, ya que podrían condicionar el uso en según qué elementos electrónicos. Esta sustancia se caracteriza principalmente por:

• Conductividad térmica: es el factor más importante de una pasta térmica, ya que es una sustancia cuyo fin es disipar el calor. Por tanto, deben tener una buena capacidad para conducir el calor. Para medir este factor se emplean unidades como el vatio por metro-Kelvin. En función del tipo de pasta o de la marca, puede variar mucho esta conductividad. Por ejemplo, las de cobre, plata, diamante o aluminio tienen propiedades muy buenas en este sentido, otras como el óxido de zinc, el nitruro de aluminio, etc., no tanto.
• Conductividad eléctrica: está relacionado con uno de los problemas que puede causar la pasta térmica si conduce bien la electricidad. Generalmente, los fabricantes de pasta suelen mostrar la resistencia eléctrica que presenta su producto. Mientras más elevada (ohmios por centímetro), mejor aislante será, por lo que puede ser mucho mejor. Si la pasta tiene una baja resistencia y conduce bien, entonces podría generar problemas de cortocircuitos si entra en contacto con algunas pistas o pines.
• Coeficiente de dilatación térmica: es la otra unidad a la que hay que prestar atención. En este caso hay que buscar una pasta cuyo coeficiente sea el menor posible, es decir, para que se dilate lo mínimo con el calor. De lo contrario, podría generar problemas de tensión entre componentes.

Tipos de pasta térmica

Existen varios tipos de pasta térmica en el mercado, y es importante distinguir entre todas las soluciones disponibles para saber cuál elegir en cada caso, ya que todas tienen sus ventajas y desventajas:

• Almohadilla térmica: se trata de un adhesivo o almohadilla que actúa como interfaz termoconductora y su objetivo es exactamente el mismo que la pasta térmica, pero se puede usar de forma más sencilla, y no implica controlar cantidades, asegurarse de que se expande homogéneamente, etc., ya que simplemente se pega sobre la superficie del componente a disipar o en el disipador. Se venden por separado, aunque también suelen venir ya puestas en algunos sistemas de refrigeración  para facilitar el montaje. Generalmente, suelen ser de silicona o cera de parafina mezclada con partículas sólidas conductoras. A temperatura ambiente parecen más sólidas, pero cuando están trabajando, se vuelven más fluidas.
• Pasta térmica: es la sustancia líquida viscosa que se vende en botes con brocha de aplicación, tubos o jeringuillas para su fácil aplicación. Dentro de esta pasta se pueden encontrar los siguientes tipos:
  • De metal: emplean partículas metálicas (zinc, cobre, aluminio, plata, oro…) para el relleno, y suelen tener un color grisáceo. Son muy populares, y no son demasiado caras. Se comportan bastante bien en cuanto a conductividad térmica, pudiendo bajar hasta 6ºC de temperatura en algunos casos. Sin embargo, tienen un problema, y es su conductividad eléctrica. Al tener partículas de metal, podría producir cortocircuitos entre contactos si hay fugas.
  • Cerámicas: las partículas de relleno son cerámicas (óxido de zinc, dióxido de silicio, óxido de aluminio,…), dando colores grises claros o blancos. El punto fuerte de estas siliconas térmicas es que son muy baratas y tienen una baja conductividad eléctrica, por lo que son más seguras en caso de fugas. Sin embargo, su conductividad térmica es peor, por lo que solo ayudarán a bajar 1 a 3ºC de temperatura en comparación con una interfaz que no la use.
  • Carbono: son más caras y novedosas, pero ofrecen mejores resultados. Generalmente están destinadas a los sistemas que necesitan mayor disipación de calor, como chips a los que se le aplica un overclock, equipos de alto rendimiento o potencia, etc. Se basan en partículas como polvo de diamante, óxido de grafeno, etc. En este caso las propiedades son casi perfectas, ya que por un lado tienen muy buena conductividad térmica como las de metal, y por otro tienen muy baja conductividad eléctrica como las de cerámicas.
  • Metal líquido: no son tan frecuentes, pero suelen usarse por parte de algunos fabricantes o entusiastas para bloques disipadores de unidades de procesamiento etc. Aunque tienen buenas propiedades de disipación, incluso algo mejores que las basadas en metal, este otro tipo suele ser caro y pueden reaccionar con los disipadores de aluminio, ya que emplean metales como el indio o el galio.
  • Híbridos: también existen algunas pastas térmicas híbridas, es decir, que mezclan diferentes componentes de relleno como base para mejorar las propiedades.

¿Qué producto comprar?

Si quieres comprar un producto de pasta térmica, aquí tienes algunas de las mejores marcas y opciones que encuentras en el mercado:

• Almohadillas térmicas o pads: ADWITS
• Pasta térmica híbrida: Noctua NT-H1
• De cerámica: No products found.
• De metal: Artic Silver 5
• Basada en carbono: Cooler Master MasterGel Maker

Se han cumplido 6 años desde el lanzamiento de la Raspberry Pi Zero, una placa SBC que apenas costaba 5$ (y la versión W por 10$) y que supuso una gran elección para muchos makers que necesitaban algo mucho más reducido que los modelos de Pi normales. Para seguir facilitando el camino de todos los usuarios que necesitan las ventajas de esta placa, ahora han lanzado la nueva Raspberry Pi Zero 2 W, una placa que cuesta unos 15$ y que cuenta con tecnología wireless integrada.

Estas placas se usaron en multitud de proyectos DIY, desde algunos aparatos ingeniosos para el hogar, hasta altavoces inteligentes, e incluso ventiladores para hospitales creados por los makers durante la pandemia. Ahora puedes seguir alargando las aplicaciones de estas placas con la potencia y novedades que te trae la actualización…

¿Qué es la Raspberry Pi Zero 2 W?

Al igual que las otras placas Raspberry, se trata de una SBC (Single Board Computer), es decir, un computador barato implementado en una pequeña placa. Esta versión Raspberry Pi Zero 2 W cuesta unos 15$, un precio muy barato para todo lo que puede dar de sí.

En cuanto al hardware, viene equipada con el mismo SoC Boradcom BCM2710A1 que tiene la Raspberry Pi 3, con núcleos basados en Arm y que pueden llegar al 1Ghz de velocidad. Además, también integra en el empaquetado una memoria SDRAM tipo LPDDR2 de 512 MB de capacidad. Un importante salto de rendimiento para cargas de trabajo mayores. De hecho, esta variante ha superado por 5 a su antecesora.

Además, la placa tiene otra serie de elementos de entrada y salida, como su ranura para microSD que sirva como medio de almacenamiento y para el sistema operativo, su puerto USB, etc., con los que poder conectar otros periféricos, como un teclado y ratón,  y pantalla para completar tu computador.

Comprar ahora

Raspberry Pi Zero 2 W: las especificaciones técnicas

Dentro de la pequeña Raspberry Pi Zero W se esconden muchas sorpresas. Las especificaciones técnicas más destacables son:

• SoC Broadcom BCM2710A1, con cuatro núcleos ARM de 64-bit tipo Cortex-A53 a 1 Ghz.
• 512 MB de memoria RAM LPDDR2.
• Módulo de conectividad inalámbrica IEEE 802.11b/g/n para WiFi a 2.4Ghz y Bluetooth 4.2, BLE.
• 1x puerto USB 2.0 con OTG.
• Compatibles con Hat de 40 pines.
• Ranura para tarjetas de memoria microSD.
• Puerto mini HDMI.
• Vídeo compuesto y pin reset soldados.
• CSI-2 para conexión de cámara web.
• Compatible con codecs: deco H.264, MPEG-4 (hasta 1080p a 30 FPS) y enco H.264 (hasta 1080p a 30 FPS).
• Soporte para la API gráfica OpenGL ES 1.1. y 2.0
• Puede ejecutar multitud de sistemas operativos compatibles con Raspberry Pi.

Por otro lado, otra de las grandes novedades del SoC, es decir, del chip central de la Raspberry Pi Zero 2 W, es que usa empaquetado 3D, es decir, con troqueles apilados. Con ello se consigue un paquete con tecnología PoP (Package on Package) en el que el chip de SDRAM está justo encima del chip del chip de procesamiento, obteniendo un SiP (System-in-Package). En definitiva, un chip modesto en tamaño, pero con mucho en su interior… Desgraciadamente, aún sería un reto poner 1 GB en ese empaquetado, por lo que no habrá versión con 1GB de RAM.

Alimentación

Por otro lado, otra de las cosas interesantes de la Raspberry Pi Zero 2 W es su PSU, es decir, su fuente de alimentación. Para ello se ha lanzado un nuevo adaptador de corriente USB oficial. Es un adaptador de la Raspberry Pi 4 readaptado, con un conector USB micro-B en lugar de un USB-C, además de tener una corriente reducida a 2.5A.

Este adaptador tiene un coste de unos 8$ y se compra de forma independiente. Los hay de diferentes tipos, para adaptarse a los enchufes europeos, americanos, británicos, chinos, etc.

Disponibilidad

Por último, si te estás preguntando por la disponibilidad de la Raspberry Pi Zero 2 W, por el momento está disponible en la Unión Europea, Reino Unido, Estados Unidos, Canadá, y Hong Kong. Próximamente se irán agregando más países como Australia y Nueva Zelanda que llegarán en noviembre…

La propia Raspberry Pi Foundation ha anunciado que este producto no es inmune a la escasez de semiconductores a nivel mundial, así que no habrá tantas unidades disponibles. Se planea lanzar unas 200.000 unidades para este año, y en el futuro otras 250.000 unidades en la mitad de 2022.

Entre los componentes electrónicos analizados se encontraba también el transformador toroidal, además también hemos tratado este tipo de elementos cuando comentamos sobre fuentes de alimentación, los tipos de corriente, etc. Ahora le toca el turno a otro tipo de transformador muy peculiar, como es el transformador de aislamiento.

Podrás conocer qué es, para qué sirve, las diferencias con otros tipos de transformadores, además de cómo elegir uno de ellos para tus futuros proyectos.

¿Qué es un transformador de aislamiento?

Los transformadores eléctricos tienen la propiedad de transferir energía entre sus dos o más bobinados de conductor sin que exista una conexión física entre ellos. La única excepción serían los auto-transformadores. Para producir esa transferencia se basan en la inducción electromagnética, y generalmente se usan más o menos espiras en sus bobinados para transformar el voltaje.

Gracias a ese aislamiento entre circuitos, ya que uno está conectado al bobinado primario y otro al bobinado secundario, no solo se puede transformar la señal, también pueden actuar como un elemento de seguridad.

De hecho, cuando nos referimos a un transformador de seguridad o transformador de aislamiento, nos estamos dirigiendo a unos transformadores muy específicos con relación 1:1, es decir, con el mismo devanado en sus dos bobinas (misma cantidad de espiras), por lo que no transforma el voltaje. Su salida será igual a su entrada.

Por ese motivo se emplean en aplicaciones de seguridad, cuando se necesita transmitir energía eléctrica de un circuito a otro y se desea desacoplar ambos.

Tipos

Dentro de los transformadores de seguridad, o de aislamiento, puedes encontrar dos tipos fundamentales:

• Monofásicos: lleva una pantalla instalada entre el bobinado primario y secundario, que está conectada a un terminal aislado. Además, las escuadras de montaje están aisladas del núcleo del transformador. Estos tienen también sensores de temperatura incorporados, y cuentan con un bajo nivel de ruido. Emplea una fase y un neutro, y con voltajes soportados de entrada de 220V o 230V generalmente.
• Trifásicos: también tiene una arquitectura igual a la monofásica, pero en este caso para instalaciones trifásicas. Es decir, los monofásicos son habituales para aplicaciones domésticas, mientras que las instalaciones trifásicas se encuentran generalmente en la industria o en instalaciones comerciales. Estas instalaciones no  cuentan con solo un cable de fase y uno neutro, sino que se dividen en tres corrientes alternas o fases para dividir la potencia de la instalación. En este caso, suelen soportar 380 o 480V.

Ventajas de un transformador de aislamiento

Disponer de un transformador de aislamiento puede tener una serie de ventajas para las instalaciones eléctricas, como por ejemplo:

• Son fundamentales para proteger frente a corrientes eléctricas, por ejemplo, para proteger contra choques eléctricos.
• Aseguran la disponibilidad de suministro eléctrico protegiendo la instalación. Son ideales para las instalaciones de alta disponibilidad.
• Sus pérdidas son inferiores a las de otros tipos de transformadores.
• Se diseñan y fabrican con varias capas de aislamiento reforzado, lo que da mayor robustez y seguridad.

Aplicaciones del transformador de seguridad

Si te estás preguntando de las aplicaciones de este tipo de transformador de aislamiento o seguridad, se encuentran presentes en multitud de instalaciones eléctricas y aparatos. Por ejemplo:

• Para proteger a trabajadores de choques eléctricos. Tanto en instalaciones industriales como en instalaciones civiles haciendo uso de los trifásicos y monofásicos.
• En ciertas fuentes de energía para equipos sensibles.
• Máquinas de quirófano delicadas.
• Algunos ordenadores.
• Equipo de laboratorio y ciertos equipos de suministro eléctrico para talleres electrónicos.
• Como un filtro de ruido eléctrico, aislando la entrada con respecto a la salida.
• Etc.

La verdad es que las opciones son muy variadas.

Dónde comprar un transformador de aislamiento

Si estás buscando un transformador de aislamiento a buen precio, tienes diferentes opciones, entre ellas, una de las más populares es buscarlo en la plataforma de venta de Amazon. Por ejemplo, aquí tienes algunas recomendaciones:

• Akozon transformadores especiales para aplicaciones de audio. Vienen 10 piezas, y son 1:1.
• ZCX transformador de aislamiento 1:1, con entrada a 220v y salida a 220v. Soporta hasta 10W.

Entre los componentes electrónicos analizados en este blog ya hay varios tipos de transistores, tanto bipolares como de efecto de campo. Ahora es el momento de agregar otro más a la lista, como es el 2n3904, que es uno de los más empleados en multitud de proyectos de electrónica. En este caso es otro BJT, o bipolar, pero con unas características bastante interesantes que deberías conocer.

Aquí sabrás qué es exactamente, su pinout, dónde encontrar datasheets del dispositivo, cómo comprar uno de ellos, y un largo etc.

¿Qué es el transistor 2n3904?

El transistor 2N3904 es un tipo de transistor bipolar, tipo BJT para pequeña señal (baja intensidad y baja potencia, con tensiones medias). Este tipo de transistor es un NPN, y tiene algunas características interesantes, como una rápida conmutación (puede trabajar con frecuencias elevadas), baja tensión de saturación, y es apto para comunicación y amplificación.

Se puede ver dentro de aparatos muy cotidianos como televisores, radios, reproductores de vídeo o audio, relojes de cuarzo, lámparas fluorescentes, teléfonos, etc.

Este dispositivo transistor es muy común. Fue patentado por Motorola Semiconductor en los años 60, junto con el PNP 2N3906 (su complementario). Gracias a él se pudo incrementar la eficiencia. Además, es barato, con un encapsulado TO-92 en la actualidad, como sustituto de su encapsulado metálico antiguo.

En cuanto a su pinout, puedes verlo en la imagen anterior, que como suele ser habitual en los transistores, dispones de tres pines numerados dejando la parte redondeada del encapsulado hacia atrás, es decir, para interpretar el dibujo y que coincidan con el que sostienes en tu mano ahora, debes poner la parte plana frente a ti.

Características y datasheet

Si te preguntas por las características detalladas de este tipo de transistor, aquí tienes algunas de ellas:

• Dispositivo: Transistor semiconductor
• Tipo: bipolar o BJT
• Encapsulado: TO-92
• Polaridad: NPN
• Voltaje: 40v
• Transición de frecuencia: 300 Mhz
• Disipación de potencia: 625 mW
• Corriente de colector para corriente continua: 200mA
• Ganancia de corriente continua (hFE): 100
• Rango de temperaturas de funcionamiento en la unión: -55ºC a 150ºC
• Colector emisor – tensión de saturación inferior a 300 mV en Ic = 10mA
• Pines: 3
• Alternativa: NTE123AP

Más información sobre transistores – hwlibre.com

Descargar datasheet

Dónde comprar un 2N3904

Para comprar un transistor de estas características, puedes usar los distintos servicios de tiendas especializadas en electrónica, o en plataformas como Amazon. Por ejemplo, aquí tienes algunas recomendaciones:

• Bojack maletín con 250 piezas. Transistores de múltiples tipos, entre los que se encuentra el 2n3904.
• No products found. tiene también este pack de 50 unidades del 2n3904.
• TooGoo también ofrece otro pack algo más barato y con 25 unidades del 2n3904.