ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS Unidad 2. Análisis funcional y estructural de un

microcontrolador

Una vez finalizadas las dos actividades complementarias de esta unidad, comprima el archivo en formato .zip o .rar, dando clic derecho al archivo, Enviar a, Carpeta comprimida. Luego envíelas a su facilitador a través del medio utilizado para tal fin en el curso.

1. Actividad de consulta

Consulte y elabore un diagrama que ilustre los acontecimientos más importantes en la evolución de la electrónica.

Evolución histórica de la electrónicaA continuación se detalla una tabla con la evolución histórica de la electrónica a lo largo de sus tiempos:

Introducción: La historia de la Electrónica, como la de muchas otras ciencias, está marcada por pequeños y grandes descubrimientos. Algunos de ellos fortuitos y otros, fruto de mentes visionarias de investigadores y científicos.

Este es un pequeño resumen cronológico de algunos de los eventos y personajes que contribuyeron en el desarrollo de la ciencia y la tecnología eléctrica y electrónica.

1

Historia: El funcionamiento del siguiente dispositivo está basado en el efecto Edison. Edison fue el primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro de una bombilla para evitar el ennegrecimiento que producía en la ampolla de vidrio el filamento de carbón. Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se producía porque los electrones de los átomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor, escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el espacio vacío dentro de la bombilla, eran atraídos por la polaridad positiva de la lámina.

El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el triodo en 1906. Este dispositivo es básicamente como el diodo de vacío, pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa, con el objeto de modificar la nube electrónica del cátodo, variando así la corriente de placa. Este fue un paso muy importante para la fabricación de los primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, televisores, etc.

Lee De Forest es considerado el Padre de la electrónica, ya que antes del Triodo, solo nos limitábamos a convertir la corriente alterna en corriente directa o continua, o sea, solo se construían las fuentes de Alimentación, pero con la creación del Triodo de Vacío, vino la Amplificación de todo tipo de señales, sobre todo la de Audio, la Radio, la TV y todo lo demás, esto hizo que la industria de estos equipos tuvieran un repunte tan grande que ya para las décadas superiores a 1930 se acuñara la palabra por primera vez de "Electrónica" para referirse a la tecnología de estos equipos emergentes.

Conforme pasaba el tiempo, las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando, apareciendo otros tipos, como los tetrodos (válvulas de cuatro electrodos), los pentodos(cinco electrodos), otras válvulas para aplicaciones de alta potencia, etc. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se encontraba su miniaturización.

Pero fue definitivamente con el transistor, aparecido de la mano de Bardeen y Brattain, de la Bell Telephone Company, en 1948, cuando se permitió aún una mayor miniaturización de aparatos tales como las radios. El transistor de unión apareció algo más tarde, en 1949. Este es el dispositivo utilizado actualmente para la mayoría de las aplicaciones de la electrónica. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad, mayor rendimiento energético, menores tensiones de alimentación, etc. El transistor no funciona en vacío como las válvulas, sino en un estado sólido semiconductor (silicio), razón por la que no necesita centenares de voltios de tensión para funcionar.

El transistor tiene tres terminales (el emisor, la base y el colector) y se asemeja a un triodo: la base sería la rejilla de control, el emisor el cátodo, y el colector la placa. Polarizando adecuadamente estos tres terminales se consigue controlar una gran corriente de colector a partir de una pequeña corriente de base.

2

En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado, que alojaba seis transistores en un único chip. En 1970 se desarrolló el primer microprocesador, Intel 4004. En la actualidad, los campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha dividido en varias disciplinas especializadas. La mayor división es la que distingue la electrónica analógica de la electrónica digital.

Fechas importantes: A continuación muestro las fechas importantes en la evolución de la electrónica que me pareció muy importante debido ya que desconocía de muchos autores o gente que inventaron muchas cosas y que han contribuido en el inicio de la electrónica y que se utiliza hasta hoy en día y es tan necesario, y que es asociado con

el desarrollo de la electricidad que no es lo mismo:

Año Acontecimiento1800 Alessandro Volta, físico italiano, anuncia en la Royal Society de

Londres el resultado de sus experimentos (desde 1786) generando electricidad mediante metales diferentes separados por un conductor húmedo.

1820 El físico y químico danés, Hans C. Oersted descubre que alrededor de un conductor por el que circulaba una corriente eléctrica se forma  un campo magnético.

1820 Poco después del descubrimiento de Oersted, el científico francés André Marie Ampere logró formular y demostrar experimentalmente, la ley que explica en términos matemáticos la interacción entre magnetismo y electricidad. En su memoria fue nombrada la unidad de intensidad de corriente eléctrica: el Amperio

1821 Michael Faraday, físico y químico británico, basado en los descubrimientos de Oersted, construye los primeros aparatos para producir lo que él llamó "Rotación Electromagnética", nacía así el motor eléctrico

 1825 El inventor británico William Sturgeon crea un dispositivo que iba a contribuir significativamente a la fundación de las comunicaciones electrónicas: el electroimán

1827 El profesor alemán Georg Simon Ohm publica el resultado de sus experimentos que demuestran la relación entre Voltaje, Corriente y Resistencia. Conocida hoy como Ley de Ohm

1827 El físico alemán Gustav Kirchoff expone dos reglas, con respecto a la distribución de corriente en un circuito eléctrico con derivaciones, llamadas Leyes de Kirchoff

1837  Después de varios años desarrollando la idea, Samuel M. Morce patenta un dispositivo que permite trasmitir mensajes a grandes distancias a través de dos cables, usando un código de puntos y rayas (el famoso alfabeto Morse). Nacía el Telégrafo

1861 El físico ingles James Clerk Maxwell desarrolla el concepto de onda electromagnética, que permite una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo. Predijo que era posible propagar ondas por el espacio libre

3

utilizando descargas eléctricas.1876 Graham Bell y su asistente Thomas A. Watson, realizaron la

primera transmisión de la voz humana a través de cables. Nacía así, el teléfono.

1883 Thomas Alva Edison, tratando de mejorar su lámpara incandescente descubre que al calentar un metal este emite cargas eléctricas. Lo llamó "efecto Edison", posteriormente conocido como emisión termoiónica.

1887 Heinrich Hertz, físico alemán, corrobora la predicción de James Clerk Maxwell creando el primer transmisor de radio, generando radiofrecuencias. Desarrolló también un sistema para medir la velocidad (frecuencia) de las ondas de radio. En su honor la unidad de medida de frecuencia se denomino Hertz (o Hertzio). 

1897 El físico inglés J. J. Thomson descubre la existencia de una partícula eléctricamente cargada, el electrón. En el año de 1906 Thomson recibió el Premio Nóbel de Física por su descubrimiento

1913 El físico estadounidense Edwin Howard Armstrong desarrolla el primer circuito oscilador basado en un Triodo

1929 Se realizan las primeras emisiones públicas de televisión, por la BBC en Inglaterra

1936 El ingeniero austriaco Paul Eisler mientras trabajaba en Inglaterra, creo el primer circuito impreso como parte de un receptor de radio

1947 Un equipo de ingenieros y científicos encabezados por los doctores John W. Mauchly y J. Prester Eckert en la Universidad de Pennsylvania, Estados Unidos, crean: ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), primera computadora digital electrónica.

1947 Fue creado el primer transistor, por William Shockley, John Bardeen, y William Brattain en los laboratorios Bell

1958 El ingeniero Jack Kilby de la compañía norteamericana Texas Instruments, creó el primer circuito completo integrado en una pastilla de silicio, lo llamó "circuito integrado".

1962 Fue lanzado el Telstar 1 primer satélite de comunicaciones de uso comercial

1968 Fairchild Semiconductor produce el primer circuito integrado regulador de voltaje lineal el uA723. Poco tiempo después lanza al mercado la serie 7800 que incluye los populares 7805 (de 5V), etc

1995 Un consorcio de empresas entre las que destacan Philips, Sony, Toshiba, Time-Warner, Matsushita Electric, Hitachi, IBM, Mitsubishi Electric, Pioneer, Thomson y JVC, lanzan la primer versión del estándar DVD.

 

Fuente de consulta:

4

http://www.comunidadelectronicos.com/articulos/historia.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica

http://www.buenastareas.com/ensayos/Origen-y-Evolucion-De-La-Electronica/801804.html

2. Actividad propuesta

Defina los componentes sensor(es), controlador, actuador(es) del producto electrónico que planteó en la unidad 1, dando solución a la necesidad en su casa, trabajo o zona/ciudad/barrio donde habita.

Sensores. Defina el sensor o sensores y su propósito. Sensor Autoreflex

Propósito: Que detecte la presencia del vehículo cuando este se aproxime a la puerta, posicionándolo en un punto estratégico para que choque directamente con la presencia del vehículo.

Sensor final de carrera

Propósito: Que se active cuando la puerta llegue a un punto determinado y mediante esta activación se pueda indicar al microcontrolador que desactivara el motor AC

Controlador. Describa el tipo de control que utilizará. Microcontrolador PIC 16F877a

Control: Este será el cerebro de nuestro sistema de automatización debido que mediante esta programación permitirá activar los relés, contactores y motor para que se pueda mover y se automatice haciéndole automática la puerta

Actuadores. Defina el actuador o actuadores y su propósito. Reles

Propósito: Permiten interactuar al activar la corriente alterna que viene de la fuente de alimentación a un voltaje que sea manejable por el microcontrolador.

5

Contactores

Propósito: Activan o desactivan para permitir el movimiento de la puerta, se puede transmitir mediante los ejes guía, o rieles o el sistema mecánico que se implemente en el proceso.

Motor AC 1Hp

Por su gran torque que maneja es el actuador ideal para transmitir el movimiento de la puerta por el peso que esta se maneja, así mismo se deberá elegir correctamente sus especificaciones ya que se analizara estas en función de su costo.

6