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• Julio César Cubillos

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MANUAL DE KIT DE ELECTRÓNICA

Índice Manual de Kit de Electrónica

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¿Qué es el kit de electrónica y para qué sirve?

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Componentes del kit: funcionamiento y recomendaciones de uso

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Tablero 5

Conectores 6 Interruptores 6 Resistencias 7 Capacitores

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Energía 9 Semiconductores 10 Transistores y tiristores

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Displays 11 Actuadores

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Sensores

12

Luz 12 Sonido 12 Humedad 13 Vibración

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Circuitos integrados

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Música 13 Alarma 13 Guerra espacial

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Media onda

14

Amplificador

14

Radio FM

14

Grabación y reproducción

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Canciones 14

Sockets y elementos

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Herramientas 15 Elementos extra Bocinas

15 15

Antena 16 Transformador 16 Imán

16

Hélice 16 Cables con broche

16

Conector de osciloscopio

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Nomenclaturas en electrónica

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Niveles 17

Contenidos del CD

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¿Qué es la electricidad?

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¿Qué es un circuito eléctrico?

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Qué no hacer con el kit de electrónica

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Provocar un cortocircuito

20

Usar una bombilla pequeña en lugar de la grande

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Exponer los componentes del kit al agua

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Exponer el kit a temperaturas elevadas

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Desprender los componentes de forma brusca

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Errores de uso más frecuentes y soluciones

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Ligas a recursos y repuestos

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Manual de Kit de Electrónica ¿Qué es el kit de electrónica y para qué sirve? El kit de electrónica es un material didáctico con el cual es posible crear circuitos eléctricos profesionales y realizar diversas experimentaciones, utilizando piezas intercambiables y de fácil conexión (de tecnología plug & play). Está diseñado en plásticos de alta resistencia e ilustrado con una nomenclatura de fácil comprensión, lo cual hace que aprender electrónica sea muy sencillo y divertido.

Componentes del kit: funcionamiento y recomendaciones de uso. • Tablero

El tablero es una pieza de plástico con postes repartidos a la misma distancia. Estos postes ayudan a sujetar cada uno de los componentes para formar un circuito sobre el tablero.

Las piezas del kit cuentan con broches tipo botón que se unen entre ellos, formando así los circuitos eléctricos. Los broches se insertan acoplándose y presionando fuertemente sobre ellos hasta escuchar un “clic”. 5

RECOMENDACIÓN • Se debe centrar el broche antes de generar fuerza hacia abajo pues podría quebrarse el poste. • Al desprender las piezas se deben jalar hacia arriba y no de lado para evitar quebrar los postes.

Conectores Los conectores son todas las piezas azules que se encuentran en el kit. Actúan como cables que ayudan a conducir la corriente de un extremo a otro. Su tamaño está dado por la cantidad de broches que abarca, van desde un solo broche (Pieza #1) hasta los siete broches (Pieza #7).

Interruptores Los interruptores son también conductores de corriente eléctrica, con la diferencia de que también pueden impedirla en el momento en que se activan. Funcionan como puentes levadizos que permiten o no el paso de la energía eléctrica. Los interruptores se identifican en el kit por el color verde y por tener los números: 13, 14 y 15. Algunas otras piezas pueden ser verdes y no ser interruptores. Interruptor #13 o Interruptor magnético Funciona acercando un imán a los lados del interruptor. Cuenta con dos láminas que se unen y permiten el paso de la corriente al acercarse un campo magnético.

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RECOMENDACIÓN El interruptor magnético tiene un encapsulado de cristal dentro, para mantenerlo en buen estado se debe de manipular con cuidado y evitar golpes y caídas. Interruptor #14 o Interruptor presión Funciona simplemente con presionar la lámina superior, el circuito se cierra y permite el paso de la corriente eléctrica.

Interruptor #15 o Interruptor deslizable Este interruptor cuenta con un botón deslizable, en una posición está apagado y en la otra encendido. 15

Resistencias Las resistencias son elementos eléctricos que tienen una cierta capacidad de oponerse al paso de la corriente eléctrica. Su forma es como la de una salchicha y cuentan con pequeñas líneas de colores. En el kit se encuentran identificadas con el color amarillo y los números: 30, 31, 32, 33 y 34. 32

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Cada resistencia tiene una capacidad diferente, la cual se mide en OHMs (Ω). En el mercado existen muchos tamaños pero en el kit sólo se tienen valores de: 100 Ω 1,000 Ω 5,100 Ω 10,000 Ω 100,000 Ω Entre más grande sea el valor de la resistencia, mayor será su capacidad de impedir el paso de la energía. Las resistencias no tienen una polaridad, por lo que no es necesario cuidar la dirección de conexión. También es posible contar con un resistor variable, el cual es capaz de cambiar su capacidad de resistencia al variar una perilla. El resistor variable es la Pieza #53.

Capacitores Son condensadores eléctricos que almacenan una energía eléctrica para diferentes usos. No es el mismo principio de una batería, pues el capacitor no puede mantener un flujo constante de energía. En el kit se encuentran identificadas de color verde y tienen diferentes formas físicas, que van desde un parecido a chicles hasta pequeñas baterías. Cuentan con números de identificación: 40, 41, 42, 43 y 44.

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Cada capacitor tiene una “capacitancia” diferente, la cual se mide en Faradios. En el mercado existen muchos tamaños pero en el kit sólo se tienen valores: 0.02 Microfaradios 0.1 Microfaradios 10 Microfaradios 100 Microfaradios 470 Microfaradios Entre más grande sea, mayor será su capacidad de capacitancia. Los capacitores electrolíticos sí tienen una polaridad, por lo que es necesario cuidar la dirección de conexión. Los electrolíticos se caracterizan por su forma de pequeña batería y su polaridad está ilustrada en su diagrama. También es posible contar con un capacitor variable, el cual es capaz de cambiar su capacitancia al variar una perilla. Piezas #54.

Energía En el kit existen dos tipos de piezas capaces de proporcionar energía en el circuito. La primera es mediante un portabaterías “AA”. El kit cuenta con 2 piezas de este tipo, marcadas con el número #19.

Estos portabaterías cuentan con un protector de cortocircuito que evita que los elementos conectados al circuito se dañen en caso de un corto. Como protección, el fusible se funde y un pequeño LED rojo se enciende cuando esto sucede.

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RECOMENDACIÓN • Tener siempre a la mano repuestos de fusibles en caso de cortocircuito. Puedes pedirlos en una tienda de electrónica como: fusibles de tubo de vidrio tipo europeo de 2 Amperes y 250 Vca. • Nunca realizar un puente entre las terminales de las piezas #19, pues es una forma rápida de fundir el fusible.

La segunda manera de generar energía es haciendo uso de la pieza #19B, la cual cuenta con celdas que transforman la energía solar en eléctrica. Es una energía limpia.

Semiconductores Estos elementos se nombran así pues sólo pueden conducir la corriente eléctrica en una sola dirección. Tal es el caso de un diodo LED. En el kit tenemos la pieza #57, un diodo que sólo tiene la función de permitir el paso de la corriente eléctrica en un sólo sentido. Si se invierte de polaridad, el diodo no permite el paso de la corriente eléctrica.

Lo mismo pasa para los diodos LED,piezas: 17, 26 y 37.

Los LED’s al ser semiconductores sólo pueden emitir luz cuando se encuentran polarizados de la manera adecuada. Si están invertidos simplemente no encienden. 10

Transistores y tiristores Son dispositivos semiconductores capaces de entregar una señal de salida como respuesta de una señal recibida. Los transistores pueden funcionar como amplificadores de señal dependiendo a su configuración de conexión. Su función es muy parecida a la de los interruptores, pues permiten el paso de una corriente sólo cuando son polarizados debidamente en su terminal base. Los transistores tienen el número 51 y 52. El tiristor actúa como un diodo semiconductor que depende de un pulso de activación independiente. A diferencia de su primo el transistor, el tiristor permanece abierto al paso de la corriente eléctrica después de haber retirado el pulso de activación. El tiristor tiene el número 59.

La diferencia entre los transistores se encuentra en la polaridad de trabajo, pueden ser NPN o PNP.

RECOMENDACIÓN Nunca conectar los transistores de una manera diferente a la que especifique el proyecto pues podría dañarse y su reparación tendría que realizarse por un especialista.

Displays El kit cuenta con un display de 7 segmentos, con el cual es posible formar números o algunas letras. La pieza tiene el número: 58. 11

Este display cuenta con siete espacios que juntos forman un número ocho. Cada espacio es un LED que se puede controlar individualmente para formar letras o números.

Actuadores Un actuador convierte una energía en un movimiento, por ello un motor se considera un actuador, pues transforma energía eléctrica en movimiento. El motor está señalado con el número 24.

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Sensores Un sensor es aquel elemento eléctrico que tiene relación con su entorno, por eso es que son usados como el medio para realizar las lecturas de un ambiente. En el kit contamos con los siguientes sensores:

• Luz Este sensor funciona igual que una resistencia, pero varía su capacidad resistiva de acuerdo a la cantidad de luz que se encuentra a su alrededor.

• Sonido Esta pieza no es meramente un sensor, pero se considera como parte de un sensor de sonido, pues es un micrófono que percibe las ondas de aire y las convierte en pulsos eléctricos que después pueden ser transformados nuevamente en un sonido.

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• Humedad Este sensor está compuesto por dos placas de cobre separadas por milímetros, que al hacer contacto con el agua, forman un puente por donde pasa la corriente eléctrica.

• Vibración Este sensor detecta las vibraciones de su entorno mediante dos terminales separadas milimétricamente: una cuenta con un resorte que al vibrar hace contacto con la otra terminal, logrando el puente por donde pasa la corriente eléctrica.

Circuitos integrados Los circuitos integrados con los que cuenta el kit están diseñados para una tarea específica y no pueden ser usados más que para eso.

• Música Circuito reproductor de música.

• Alarma Reproductor de sonidos de diferentes tipos de sirenas de emergencia.

• Guerra espacial Reproductor de sonidos similares a los que se usan en juguetes temáticos del espacio.

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• Media onda Circuito transmisor de señal de onda corta.

• Amplificador Circuito amplificador de ondas eléctricas.

• Radio FM Circuito sintonizador de estaciones de radio por banda FM.

• Grabación y reproducción Circuito que graba y reproduce sonidos provenientes de un micrófono.

• Canciones Circuito que reproduce timbres musicales.

Sockets y elementos Los elementos como las bombillas necesitan de un portador, las piezas #18 y #27 son portalámparas (sockets) diseñados para cada tipo de bombilla del kit.

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RECOMENDACIÓN • Se debe de tener mucho cuidado al momento de usar las bombillas pues son frágiles y pueden romperse. • No se debe usar la bombilla pequeña en lugar de la grande pues voltajes superiores a los 3 voltios pueden fundirla.

Herramientas Se incluye en el kit un medidor de voltaje, el cual indica mediante una aguja la cantidad que pasa a través del circuito (Pieza #56). Cada terminal debe de colocarse en una polaridad diferente para lograr una medición adecuada. Ejemplo:

Elementos extra • Bocinas Las bocinas son los elementos que convierten los pulsos eléctricos en ondas que el ser humano interpreta como sonidos (Pieza #20).

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• Antena La antena es un elemento electrónico que sirve como medio para transmitir ondas de radio (Pieza #36)

• Transformador Un transformador de energía es aquel que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico (Pieza #76).

• Imán El imán sirve para la activación del interruptor magnético.

• Hélice La hélice se coloca sobre el motor.

• Cables con broche Estos pueden ser usados para conectar un extremo de un circuito a otro sin necesidad de usar demasiados broches azules.

• Conector de osciloscopio Esta pieza compuesta por dos cables caimán y un conector de audio es usado en la aplicación “osciloscopio” para conectar un circuito a una entrada de audio de una PC. 16

Nomenclaturas en electrónica Existe una nomenclatura universal para cada tipo de elemento eléctrico. Esta nomenclatura se encuentra ilustrada sobre cada unos de los componentes del kit. Cable conductor

Interruptor

Pila

Batería

V Interruptor

Bocina

Voltímetro

Condensador

Resistencia

Micrófono

Resistencia variable

Transistor

Resistencia variable

RDL (resistencia dependiente de la luz)

Diodo sentido permitido (convencional)

Capacitor variable

Diodo emisor de luz

Tiristor

M Inductancia

Motor

Niveles Cuando se elabora un circuito eléctrico sobre el tablero se pueden llegar a utilizar hasta 3 “niveles” de posicionamiento de las piezas: 1. El nivel 1 son todas las piezas que van conectadas directamente sobre el tablero de trabajo. 2. El nivel 2 son aquellas piezas que se conectan encima de las de nivel 1 y que en ocasiones requieren de conectores #1 para sostenerse sobre el tablero. 3. El nivel 3 es poco usado. Son aquellas piezas conectadas sobre el nivel 2. Es importante conectar cada nivel exactamente como se muestra en los diagramas de trabajo ya que una mala conexión podría causar que el circuito no funcionara en lo absoluto. 17

Contenidos del CD En el kit se incluye un CD con los instructivos de armado de los proyectos recomendados por el fabricante. Al insertarlo en una computadora se despliega el siguiente menú:

Cada círculo de color es una opción a la cual se puede acceder. Se despliega el instructivo del fabricante en formato PDF, donde se explica con detalle cómo trabajar con el material y las configuraciones necesarias para realizar sobre el software de osciloscopio incluido en el mismo CD. Se abre el catálogo de experimentos que recomienda el fabricante (en formato PDF). Este catálogo incluye todos los proyectos que son posibles de realizar, no obstante no existe una guía que explique el porqué del funcionamiento de estos.

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Se abre otro manual en formato PDF pero con proyectos especiales para trabajarse con el osciloscopio. También se muestra en el mismo cómo conectar los cables sobre el circuito y hacia la terminal del micrófono de la computadora. Se abre el osciloscopio digital. Es importante realizar las configuraciones que se describen en el instructivo del fabricante. (Círculo amarillo). Esta opción abre una página de navegador predeterminado donde se redirecciona a la página web de Adobe reader para la descarga gratuita del software. (Requiere conexión a Internet).

¿Qué es la electricidad? Es una propiedad física que se entiende como el flujo de cargas eléctricas a través de materiales conductores. Básicamente significa el flujo de partículas cargadas eléctricamente a través de los materiales con mayor capacidad de conductividad. Esas cargas presentan fenómenos físicos como la estática generada por la fricción.

¿Qué es un circuito eléctrico? Es el conjunto de elementos conectados entre sí, los cuales forman un recorrido continuo por donde las cargas eléctricas pueden desplazarse.

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Qué no hacer con el kit de electrónica • Provocar un cortocircuito Los cortoscircuitos se generan cuando polos opuestos de la corriente eléctrica entran en contacto directo entre sí.

• Usar una bombilla pequeña en lugar de la grande Cada bombilla incluida en el kit está diseñada para diferentes cantidades de voltaje, la pequeña soporta voltajes menores a 3 voltios (2 baterías AA) y la grande soporta hasta 6 voltios (4 baterías).

Batería AA

Batería AA

Batería AA

Batería AA

Batería AA

Batería AA

Batería AA

Batería AA

Batería AA

Batería AA

• Exponer los componentes del kit al agua

K

Los componentes del kit no están protegidos contra líquidos. Si necesitas usar agua en alguno de los proyectos, se debe cuidar no mojar en exceso los componentes.

G

G

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A

K

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• Exponer el kit a temperaturas elevadas El kit cuenta con una celda solar que transforma los rayos solares a energía eléctrica para un uso demostrativo y no permanente. Por lo que no es recomendado usar el kit bajo el sol por periodos largos de tiempo.

K

G

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G

A

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A

K

• Desprender los componentes de forma brusca Las piezas del kit se unen con broches de metal, estos broches pueden desgastarse si se separan bruscamente.

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Errores de uso más frecuentes y soluciones

Problema

El circuito no funciona

Se enciende un LED rojo en el portabaterías y no funciona

El circuito no reproduce sonidos ni melodías Los sonidos son bajos o el movimiento del motor es lento

Las bombillas no encienden

Solución • Verifica que la conexión es tal cual aparece en el libro del alumno. • Comprueba que las baterías están en buen estado y que las piezas están unidas firmemente entre ellas y sobre la base de plástico. El LED rojo indica que se fundió el fusible, reemplázalo por el que está en el kit. En caso de agotarse los repuestos revisa el apartado “Ligas a recursos y repuestos” para la adquisición de componentes. • Examina la conexión entre broches. • Verifica la correcta polaridad de los elementos semiconductores.

Intercambia los conectores azules, por ser las piezas de mayor uso, los broches se desgastan provocando falsos contactos.

Revisa el filamento interno, si está completo puede ser sólo un falso contacto. Pero si se encuentra quebrado entonces se han fundido, por lo que es necesario reemplazarlo por uno nuevo. Te invitamos a revisar “Ligas a recursos y repuestos”.

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Ligas a recursos y repuestos Para mayor información sobre los componentes del kit, visita la página oficial del fabricante: http://www.steren.com.mx Para repuestos de fusibles revisa las siguientes características: • Fusible tubo de vidrio tipo europeo 2 Amperes y 250 Vca Puedes comprarlo dando clic en la siguiente liga: http://www.steren.com.mx/catalogo/prod.asp?f=&sf=71&c=684&p=1839 Para repuestos de bombillas revisa las siguientes características: • Foco miniatura de rosca 2.5 voltios Puedes comprar un repuesto de características similares dando clic en la siguiente liga: http://www.steren.com.mx/catalogo/prod.asp?p=2483&feature=youmay-also-like-from-prod • Foco miniatura de rosca 6 voltios Puedes comprar un repuesto de características similares dando clic en la siguiente liga: http://www.steren.com.mx/catalogo/prod.asp?p=2480&feature=youmay-also-like-from-prod Para cualquier información sobre los kits y sus componentes te invitamos a visitar el micrositio Web de Robotopia: www.robotopia.com.mx

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