Guía de electrónica

Componentes electrónicos: primeros pasos

Componentes electrónicos junta en una página lo que usas al armar un circuito: identificar resistencias, capacitores, inductores, diodos y circuitos integrados, y calcular desde la Ley de Ohm hasta un filtro activo, una fuente o la comunicación con un microcontrolador. Cada calculadora muestra el resultado con su fórmula, un diagrama y el valor comercial más cercano. Esta guía la recorre con ejemplos que puedes reproducir número por número.

1. La pantalla en un minuto

• Inicio: las 51 herramientas en nueve categorías: identificar componentes; circuitos básicos; tiempo, frecuencia y filtros; semiconductores e integrados; potencia, cables y PCB; fuentes y disipación de calor; sensores y medición; microcontroladores y señales digitales; y tablas de referencia.
• Buscador: la tecla / lo enfoca. Escribe lo que buscas (555, pull-up, termistor, baudios, buck), muévete con las flechas y abre con Enter. También entiende términos en inglés como heatsink o voltage divider.
• Favoritas y recientes: la estrella junto al título de cada herramienta la fija arriba del menú y en el inicio; debajo aparecen las últimas que abriste.
• En el celular el menú es un selector y la lupa abre el buscador.

Lo que escribes se guarda en tu navegador: al volver encuentras cada herramienta como la dejaste. Restablecer regresa a los valores de ejemplo.

2. Cómo escribir los valores

Los campos aceptan prefijos del SI y la notación de los planos: 4k7 = 4.7 kΩ, 100n = 100 nF, 2.2u o 2u2 = 2.2 µF, 1M = 1 MΩ, 150k = 150 kHz. Debajo del campo ves cómo se leyó (= 4.7 kΩ). Si un dato no tiene sentido, el campo se marca en rojo y el resultado explica qué corregir.

Las herramientas con muchos datos guardan los menos usados (temperatura ambiente, eficiencia, corriente de reposo…) en Más opciones, cerrado al principio. Se abre solo si uno de esos datos ya no tiene su valor de ejemplo.

3. Ejemplo: de valor a código de colores

En Código de colores de resistencias el interruptor de arriba cambia entre Código → valor (lees las bandas) y Valor → código (sabes el valor y buscas las bandas). Elige Valor → código y escribe 4k7 en Resistencia que necesitas con tolerancia ±5 %:

• Las bandas son amarillo, violeta, rojo y dorado: 4, 7, × 100 y ±5 %.
• 4.7 kΩ es un valor comercial de la serie E24; el anterior es 4.3 kΩ y el siguiente 5.1 kΩ.

Si escribes un valor que no se fabrica, como 5k, te dice que el más cercano en E24 es 5.1 kΩ (+2 %) y te propone combinaciones exactas, como dos de 10 kΩ en paralelo. Lo mismo funciona para resistencias SMD, capacitores e inductores, y Códigos SMD de capacitores y transistores lee el código EIA-198 (S3 = 4.7 nF) y marcas de SOT-23 (1AM = MMBT3904).

4. Ejemplo: resistencia para un LED

En Resistencia para LED con un LED rojo (Vf = 2 V) a 20 mA en una fuente de 12 V:

Si son varios LED, Arreglo de LED en serie y paralelo reparte por ti: diez LED blancos de 3 V a 12 V quedan en 4 cadenas (dos de 3 LED con 150 Ω y dos de 2 LED con 300 Ω), con 80 mA en total.

5. Ejemplo: filtro pasa-bajas Sallen-Key de 1 kHz

En Filtro activo Sallen-Key, modo Diseñar, elige Tipo de filtro Pasa-bajas, Respuesta Butterworth (Q = 0.707), Frecuencia f0 1k y R1 = R2 10k. Con ganancia unitaria y resistencias iguales (TI SLOA049):

• C1 = 2Q / (ω₀ · R) = 1.414 / (2π · 1000 · 10 000) = 22.51 nF
• C2 = 1 / (2Q · ω₀ · R) = 11.25 nF

Con valores comerciales E24 quedan 22 nF y 11 nF, y la calculadora te dice cómo queda el filtro real: f0 = 1.023 kHz (+2.3 %) con Q = 0.7071. La gráfica muestra la respuesta en frecuencia con la caída de −40 dB/década. En el modo Analizar escribes los cuatro componentes que ya tienes (por ejemplo 10 kΩ, 10 kΩ, 22 nF y 10 nF) y obtienes f0 = 1.073 kHz y Q = 0.7416.

6. Ejemplo: regulador lineal, temperatura y disipador

Un 7805 en TO-220 sin disipador baja de 12 a 5 V. En Regulador lineal y LDO, con Corriente de salida 200 mA y Dropout del regulador 2 V:

• Potencia disipada P = (12 − 5) · 0.2 + 12 · 0.005 = 1.46 W (la corriente de reposo Iq de 5 mA está en Más opciones).
• Temperatura de unión Tj = Ta + P · θJA = 25 + 1.46 · 50 = 98 °C, debajo del máximo de 125 °C. La eficiencia es de 40.7 %: la calculadora sugiere un convertidor buck con el botón Calcular un buck.

Abre Más opciones y cambia la Temperatura ambiente a 50 °C (dentro de un gabinete): la unión sube a 123 °C y aparece un aviso de que estás cerca del límite. Ahora regresa a 25 °C y sube la corriente a 500 mA: la unión llegaría a 203 °C. El botón Calcular el disipador abre Disipador y temperatura de unión con P = 3.56 W ya escrita; con θJC 1.5 °C/W y 0.5 °C/W de grasa térmica, el disipador puede tener como máximo θSA = 26.1 °C/W.

7. Ejemplo: resistencias pull-up de I²C

Un bus I²C en modo rápido (400 kHz) a 3.3 V con 200 pF de capacitancia (cable y varios módulos). En Resistencias pull-up de I²C, según NXP UM10204:

• Mínima: Rp ≥ (VDD − VOL) / IOL = (3.3 − 0.4) / 3 mA = 966.7 Ω.
• Máxima: Rp ≤ tr / (0.8473 · Cb) = 300 ns / (0.8473 · 200 pF) = 1.77 kΩ.

Sugiere 1.2 kΩ (E12), con un tiempo de subida de 203.4 ns. Fíjate en el aviso: muchos módulos ya traen sus propias pull-up de 4.7 kΩ o 10 kΩ, que quedan en paralelo con las tuyas.

8. Ejemplo: error de baudios de un UART

En UART: divisor y error de baudios, con el reloj de 16 MHz de un Arduino UNO y 9600 baudios: UBRR = 16 MHz / (16 · 9600) − 1 = 103, con un error de +0.16 %. Cambia los baudios a 115200: UBRR = 8 y el error sube a −3.5 %, más del 2 % que tolera la comunicación. Con Muestreo en ×8 (doble velocidad, U2X) el divisor es 16 y el error baja a +2.1 %; la tabla de abajo muestra todos los baudios comunes para tu reloj.

9. Copiar, compartir y cambiar de idioma

• Cada resultado tiene su botón de copiar, y Copiar resultados copia todos como texto para tu reporte.
• Copiar enlace copia la dirección de la herramienta con los datos que cambiaste. Si en el ejemplo del punto 5 cambias f0 a 2 kHz, el enlace queda /electronica/#sallen-key?f0=2k; quien lo abra ve el mismo filtro (C1 = 11.25 nF) sin perder lo que tenía guardado. También guarda el modo: /electronica/#rectificador?m=media abre el rectificador de media onda.
• Los enlaces de antes, como /electronica/#ohm o /electronica/#555, siguen funcionando.
• El selector de idioma cambia toda la herramienta (español, inglés, francés, alemán e italiano) sin perder tus datos.