¡Aviso para los visitantes de Digitálica!

Bueno, tengo que pediros disculpas por tener el blog parado tanto tiempo. La razón es, ni más ni menos, que tres exámenes que me han estado haciendo la vida imposible todas estas semanas.

Si todo va bien y mis cálculos se cumplen a partir de la semana que viene comenzaré a postear de nuevo interesantes cuestiones y conceptos.

Gracias por vuestra visita y paciencia.

Ángel.

Electrónica digital vs electrónica analógica

Vamos a intentar acotar un poco el ámbito al que nos referiremos en este blog. La electrónica engloba dos formas de tratar la información (señales eléctricas), de manera digital o analógica. Es muy importante distinguir estos dos términos porque su estudio es diferente.

- Una variable analógica es aquella que tiene un margen de variación infinito, esto es, que puede tomar infinitos valores.

Ejemplo: la temperatura de una habitación puede ascender de 20 a 21ºC pero para hacerlo irremediablemente tendrá que pasar por 20.1, 20.2, … Al mismo tiempo, al pasar de 20.1 a 20.2 en algún momento tendrá los valores 20.11, 20.12, … y así hasta el infinito.

La temperatura es una variable analógica.

La electrónica que utiliza valores de tensión y corrientes analógicos se denomina electrónica analógica. Su ámbito de aplicación es extensísimo, debido a que la mayoría de las magnitudes medibles en la naturaleza son analógicas (temperatura, fuerza, luminosidad, presión, humedad, velocidad, etc).

Como se puede observar en la figura, la señal entre dos instantes distintos de tiempo toma infinitos valores.

- Una variable digital sólo toma una serie de valores finitos, sus estados están limitados.

Ejemplo: La bombilla de una lámpara puede estar encendida o puede estar apagada, pero no puede estar “un poquito” encendida o “un poquito” apagada.

Un coche puede estar en movimiento o parado, pero no puede estar ½ parado.

Estos dos ejemplos son variables digitales binarias, porque sólo pueden tomar dos estados (encendido, apagado; en movimiento o parado).

También existen variables digitales de más de dos estados.

Ej: un semáforo puede estar en rojo, ámbar o verde. Son tres estados, aunque podrían ser más.

La electrónica digital es aquella que utiliza valores eléctricos digitales (o discretos) para realizar sus operaciones.

Vemos ahora como la variable digital del dibujo sólo puede tomar los valores A y -A para cualquier instante de tiempo.

Estos dos tipos de electrónica están íntimamente relacionados y en la actualidad se complementan en las aplicaciones, es decir, una disciplina no podría vivir sin la otra. Si bien es cierto que la electrónica analógica es más antigua y pierde fuerza respecto a la digital, resulta evidente que, en tanto en cuanto la naturaleza siga siendo analógica, nunca se podrá prescindir completamente de ella.

En este blog nos vamos a centrar exclusivamente en la electrónica digital, su diseño y sus aplicaciones.

Electrónica vs electrotécnia

La electrotecnia es la ciencia que estudia las aplicaciones técnicas de la electricidad.

Para nuestros propósitos la electrotecnia será la disciplina que trata de la producción, transporte y relación de la corriente eléctrica con los sistemas mecánicos.

Ejemplo de elementos eléctricos: cables de distribución, máquinas eléctricas (secadores, lavadoras, etc), turbinas, transformadores, y en general, cualquier sistema eléctrico que interactúe con sistemas mecánicos de potencia.

También se puede definir la electrotecnia como el tratamiento de potencia eléctrica.

La diferencia más clara entre la electrotecnia o electricidad y la electrónica estriba en que esta última realiza operaciones complejas con señales eléctricas pequeñas y la electrotecnia aprovecha la potencia eléctrica para realizar un trabajo.

En la actualidad la raya divisoria entre electricidad y electrónica está más difusa que nunca debido al desarrollo de los sistemas electrónicos de potencia. Estos sistemas son capaces de actuar de forma electrónica en altos niveles de tensión (son sistemas eminentemente analógicos, por lo que están fuera de nuestro estudio).

¿Qué es la electrónica?

-Según la RAE: Estudio y aplicación del comportamiento de los electrones en diversos medios, como el vacío, los gases y los semiconductores, sometidos a la acción de campos eléctricos y magnéticos.

Esta es una definición correcta pero demasiado física para nuestros propósitos. En el diseño electrónico no se trabaja a nivel de electrones ni de cargas (ese ámbito se deja para la física molecular y la investigación), sino que se utilizan corrientes y tensiones eléctricas de baja intensidad. Lo que busca la electrónica es tratar y modificar señales eléctricas para propósitos concretos. Y cada propósito depende de la aplicación que consideremos. Puede ser desde rectificar una señal cuadrada hasta realizar un cálculo matemático complejo. Pero no vayamos demasiado deprisa.

Introducción: ¿De qué va esto?

Este blog está dedicado al desarrollo de sistemas digitales partiendo desde cero y haciendo hincapié en los conceptos más básicos (y a la vez imprescindibles) de toda teoría electrónica. Al mismo tiempo forma parte de la asignatura Software Libre del programa ADA Madrid.

La motivación es muy simple. A menudo, tanto cursos como carreras se centran en volúmenes grandes de información y de estudio sin exponer anteriormente las bases y fundamentos de las técnicas usadas. Los edificios se construyen desde los cimientos no por el tejado y en el mundo en el que nos movemos (apresurado y eminentemente práctico) dejamos de lado o damos por sabidos los cimientos para dedicarnos a cuestiones más vistosas o prácticas. Por ejemplo, podemos encontrarnos que en una carrera no se explique el concepto de masa eléctrica o el código binario, siendo imprescindible para comenzar en estas cuestiones.

El resultado de todo este sistema de aprendizaje es demoledor: Los conocimientos adquiridos son inconexos, tenemos lagunas y a menudo somos incapaces de explicar lo que sabemos.

Como he sido víctima de este panorama, comparto ahora la poca experiencia que puedo tener a la hora de aprender electrónica así como dudas que en varias ocasiones me han surgido y he tenido que resolver por mi cuenta, muchas veces de mala manera y con mucho esfuerzo.

Si lo que contiene este blog puede ayudar aunque sea minimamente a alguien me daré por satisfecho.

Advertencia: Este blog no va dirigido a expertos en electrónica sino a futuros estudiantes o simplemente personas ajenas a este mundo que quieran adentrarse poco a poco y con paso firme en la electrónica digital, de un modo ameno y sencillo. Estos primeros pasos y conceptos vendrán muy bien si en adelante se desea profundizar en este extenso mundo de la información.

Se intentará en la medida de lo posible utilizar el mínimo aparato matemáticos posible, así como conceptos demasiado técnicos que en una primera etapa de aprendizaje no serán necesarios.