DESCRIPCIÓN DEL PUESTO DE TRABAJO

Transcripción

1 NORMATIVA Las prácticas de laboratorio de la asignatura TECNOLOGÍA Y COMPONENTES ELECTRÓNICOS Y FOTÓNICOS de primero curso de la E.T.S.I. de Telecomunicación de la U.L.P.G.C. tendrán lugar en el Laboratorio de Componentes, situado en la tercera planta del Aulario. Las prácticas serán individuales y cada alumno debe adquirir el material y los componentes necesarios para su realización. La asistencia a las prácticas es obligatoria. En caso de ausencia justificada documentalmente se realizará el trabajo correspondiente en el horario libre del Laboratorio, de acuerdo con el profesor, y presentándole los resultados correspondientes al comienzo de la siguiente práctica. La puerta del Laboratorio se cerrará una vez transcurridos los primeros diez minutos de clase. Si el alumno llegase posteriormente, se considerará como falta de asistencia. No se permitirá la entrada y salida del Laboratorio una vez comenzada la práctica. Por último, recordar que el Laboratorio es un lugar común donde se deben tener presentes unas mínimas conductas de respeto. El tono de voz debe ser moderado, y no se permitirá la presencia de alimentos. Al finalizar las prácticas, el alumno debe dejar su puesto de trabajo en perfecto estado, ordenado, y con todos los equipos apagados. DESCRIPCIÓN DEL PUESTO DE TRABAJO El puesto de trabajo para la realización de las prácticas de TECNOLOGÍA Y COMPONENTES ELECTRÓNICOS Y FOTÓNICOS, y que se representa en la Fig. 1, consta de la instrumentación necesaria para la realización y verificación de circuitos electrónicos de baja frecuencia ( 20MHz). En particular dispone de: Osciloscopio: Permite visualizar señales eléctricas periódicas y medir sus parámetros característicos. Generador de funciones: Permite obtener señales de forma de onda sinusoidal, triangular y cuadrada para excitar a los circuitos diseñados. 1

2 Fuente de alimentación: Suministra una tensión continua ajustable para alimentar los circuitos eléctricos. Proporciona además una tensión fija de 5V para su aplicación en circuitos digitales. Polímetro digital: Permite medir resistencias, tensiones y corrientes tanto continuas como alternas. Fig. 1. Puesto de trabajo del Laboratorio. MATERIAL NECESARIO PARA LA REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS Cada alumno deberá proveerse de los materiales necesarios para la realización de las prácticas. El material mínimo imprescindible es el siguiente: Dos pares de cables banana-cocodrilo para la conexión de la fuente de alimentación al circuito. Placa de inserción para el montaje de circuitos, preferiblemente de tamaño grande. Trozos de cable rígido de pequeño diámetro y varias longitudes, y, a ser posible, de distintos colores, para la interconexión de componentes en la placa de inserción. Como material adicional de utilidad en el Laboratorio se propone el siguiente: Destornillador de cabeza plana de pequeño tamaño para ajustes. Alicates pequeños de punta fina, pela y cortacables. 2

3 COMPONENTES NECESARIOS PARA LA REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS Para la realización de las prácticas se precisarán los siguientes componentes: Resistencias de 1/4W y 5% de tolerancia: 220Ω, 1kΩ, 2.2kΩ, 10kΩ, 12kΩ, 100kΩ (1). Resistencias de 1W y 5% de tolerancia: 200Ω. Condensadores: Electrolíticos de 1µF/25V, 10µF/25V, 47µF/25V, 100µF/25V (1). Diodos rectificadores 1N4007 (4) Transistores 2N2222A (2). Diodo zéner de 13V/400mW (1). CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPONENTES ELECTRÓNICOS Resistencias Las resistencias que se utilizan en montajes electrónicos tienen unos parámetros característicos de entre los cuales los más importantes son: Resistencia nominal: El valor nominal de una resistencia representa el valor en ohmios (Ω) marcado sobre el cuerpo del componente. Tolerancia: El valor real de una resistencia discrepa de su valor nominal. La tolerancia es una medida de la desviación máxima posible de este valor y viene expresada como porcentaje del valor nominal. Así, una resistencia de valor nominal 200Ω y tolerancia del 20% puede tener un valor real entre 160Ω y 240Ω. Valores típicos de tolerancia de las resistencias comerciales son 10%, 5% y 2%, aunque existen resistencias de precisión del 1% e incluso menores. Potencia nominal: Representa la potencia máxima que puede disipar una resistencia a temperatura ambiente normal. Valores típicos de potencias nominales para resistencias de circuitos de señal son 1/8W, 1/4W y 1/2W. También existen resistencias de 1W de potencia nominal y mayores, aunque son menos habituales. A lo largo de la realización de las prácticas también se usarán potenciómetros. Éstos son componentes de tres terminales cuyo valor óhmico entre el terminal central y cualquiera de los otros dos terminales puede variar a voluntad del usuario desplazando un contacto sobre el cuerpo de la resistencia. Una forma típica de estas resistencias es circular, con el terminal central en un lado del 3

4 circuito (b) y los terminales extremos de la resistencia en el lado opuesto (a y c), como se representa en la Fig. 2. a a b b c c Fig. 2. Estructura física y símbolo de un potenciómetro. El valor nominal de una resistencia y su tolerancia se indica mediante un código de cuatro anillos de colores sobre el cuerpo del componente, como se representa en la Fig. 3. El valor nominal de la resistencia (R) se obtiene a partir de la expresión: R = AB 10 C A B C D Fig. 3. Anillos de colores para la codificación del valor de una resistencia. El código de colores utilizado para codificar el valor de una resistencia es el siguiente, utilizándose los dos últimos sólo para el anillo C: Negro: 0 Marrón: 1 Rojo: 2 Naranja: 3 Amarillo: 4 Verde: 5 Azul: 6 Violeta: 7 Gris: 8 Blanco: 9 Oro: -1 Plata: -2 El código de tolerancia de una resistencia está determinado por el anillo D, de acuerdo con la siguiente codificación: Sin color: 20% Plata: 10% Oro: 5% Rojo: 2% Marrón: 1% 4

5 Para tolerancias del 1%, hay cinco anillos de colores en lugar de cuatro: los tres primeros dan las cifras significativas (en lugar de dos), el cuarto proporciona el número de ceros, y el quinto la tolerancia. Por último, es importante tener en cuenta que dependiendo de la tolerancia, únicamente se comercializan la siguiente serie de valores normalizados de resistencias: Tolerancia del 10%: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82. Tolerancia del 5%: 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91. Estos valores se repiten para cada década, desde 1Ω hasta 1MΩ. Los diseños electrónicos deben ser realizados usando solamente resistencias de valores normalizados. Condensadores Al igual que las resistencias, los condensadores que se utilizan en montajes electrónicos tienen unos parámetros característicos, de entre los cuales los más importantes son: Capacidad nominal: El valor nominal de la capacidad de un condensador se define como el valor esperado en las condiciones normales de funcionamiento. Este valor aparece, bien impreso sobre el componente, bien indicado mediante un código de líneas de colores, de forma análoga al procedimiento empleado en la especificación del valor nominal de las resistencias. A diferencia de las resistencias, existe una gran dispersión de valores nominales y cada fabricante ofrece valores distintos. Tolerancia: La tolerancia representa la desviación máxima posible del valor real de la capacidad del condensador con respecto a su capacidad nominal. Las tolerancias suelen ser mayores para los condensadores que para las resistencias. Los valores típicos son del 20% y del 10%. Para los condensadores de precisión existen tolerancias inferiores al 5%. Tensión máxima: Representa el valor máximo de tensión que puede aplicarse al condensador de forma continuada. Normalmente, este valor no debe sobrepasarse en ningún instante de tiempo, salvo que lo indique expresamente el fabricante. 5

6 Existen diferentes tipos de condensadores dependiendo del tipo de material aislante empleado entre las dos placas metálicas que forman parte de su estructura. Básicamente, los principales tipos de condensadores que se van a encontrar pueden clasificarse en los siguientes grupos: Cerámicos: Este tipo de condensadores se utiliza en circuitos que trabajan con señales de elevada frecuencia. Los valores que suelen tomar van desde unos pocos picofaradios hasta algunos cientos de nanofaradios. Por lo general, los condensadores cerámicos llevan impreso el valor de su capacidad nominal sobre el componente. Esta capacidad se expresa bien en picofaradios, cuando aparece una "p" o no se especifica letra alguna, bien en nanofaradios cuando aparece una "n". En la Fig. 4 se representan algunos ejemplos de condensadores cerámicos y el valor de la capacidad nominal asociado a cada uno de ellos p7 4k7 n k 22n pf (20nF) 4.7pF 4.7nF 0.22nF 220pF 22nF 22nF Fig. 4. Ejemplos de condensadores cerámicos con su capacidad nominal. Plásticos: Los condensadores plásticos más utilizados suelen ser de polyester, pudiendo tomar valores que van desde algunos nanofaradios hasta un máximo de 10 microfaradios. Su capacidad nominal se especifica sobre el componente en microfaradios. Electrolíticos: Este tipo de condensadores suele tomar valores del orden de decenas de microfaradios. En general, los condensadores electrolíticos requieren que la tensión aplicada entre sus extremos tenga una polaridad adecuada. Con esta finalidad, uno de los terminales del condensador es más corto y está identificado con un signo "-", indicando que la tensión en este terminal debe ser siempre inferior a la tensión aplicada en el otro, como se representa en la Fig. 5. 6

7 R R V + V + Fig. 5. Polaridad adecuada de un condensador electrolítico. Si no se respeta la polaridad especificada en el componente, el condensador puede destruirse e incluso explotar, pudiendo ser peligroso para el alumno, debido al desprendimiento de líquido o gases que se produce en esta situación. CARACTERÍSTICAS DE LA PLACA DE INSERCIÓN La placa de inserción, sobre la que se realizarán los montajes de las diferentes prácticas, está formada por 2 o 4 matrices de conexión. Cada una de estas matrices de conexión tiene cinco filas y un gran número de columnas. Los cinco puntos de conexión de cada columna están conectados entre sí internamente, pero aislados de los puntos de la columna adyacente, como se representa en la Fig. 6 y la Fig. 7 para los dos tamaños más habituales de placas de inserción. Por tanto, dos terminales de componentes que se hayan insertado dentro de dos orificios de conexión de una misma columna están conectados entre sí. Puntos conectados internamente entre sí Fig. 6. Conexionado interno de una placa de inserción (tamaño pequeño). 7

8 Puntos conectados internamente entre sí Fig. 7. Conexionado interno de una placa de inserción (tamaño grande). En el extremo superior de la placa de inserción, y también en su extremo inferior, suele haber una o dos filas de puntos de conexión. Todos los puntos de una misma fila suelen estar conectados entre sí internamente, aunque, como se representa en la Fig. 7, existen placas de inserción en las que las filas de puntos de conexión están divididas en dos tramos independientes. Estas filas suelen utilizarse para conectar la tensión continua de alimentación o el terminal de masa. Sobre el cuerpo de la placa de inserción suele haber instaladas varias bases de conectores. Estas bases suelen recibir los terminales de los cables de conexión que llevan la señal o la alimentación del circuito. Para su correcta utilización, el alumno debe instalar un hilo de conexión suficientemente largo entre la base de conexión y algún punto de conexión de la placa. Debe tenerse en cuenta que la placa de conexiones es un útil muy cómodo para la fase de montaje, verificación y medida de un circuito, debido a la facilidad para conectar y desconectar 8

9 componentes entre sí. Sin embargo, con cierta frecuencia los contactos fallan debido a movimientos involuntarios e inadvertidos realizados sobre los componentes. HORARIOS DE PRÁCTICAS GRUPO 1... Lunes de 12:00 a 14:00 GRUPO 2... Martes de 12:00 a 14:00 GRUPO 3... Miércoles de 12:00 a 14:00 PROFESORADO Antonio Hernández Ballester Despacho: Pabellón A, 107 Teléfono: toni@iuma.ulpgc.es Félix B. Tobajas Guerrero Despacho: Pabellón A, 305 (coordinador prácticas) Teléfono: tobajas@iuma.ulpgc.es Benito González Pérez Despacho: Pabellón A, 105 Teléfono: benito@iuma.ulpgc.es 9