Componentes electrónicos externos para PIC ( PARTE 3 )

  Hola nuevamente a los tutoriales de Artes Electrónicas Pachani, hoy vamos a continuar con la serie de tutoriales en la parte de componentes generales, para la realización de proyectos que involucran el control de dispositivos mediante microcontroladores. Hoy vamos a estudiar un tema importante.

1.6.- Cristal Oscilador

    Ahora la parte mas importante ademas de los componente ya mencionados es el Cristal Oscilador que se utiliza con los microcontroladores, pues requiere de un circuito que les indique la velocidad de trabajo.

    Ya muchos habrán escuchado el termino Frecuencia de reloj, pues viene a ser una señal de referencia con que trabajan los microprocesadores y como nuestro microcontrolador posee uno, en conclusión se necesita de un oscilador para poder realizar las operaciones logico - matematicas necesarias.

    Estos circuitos llamados osciladores o relojes generan ondas cuadradas de alta frecuencia de modo que sea constante e invariante en el tiempo. Ahora para nuestro caso es bueno mencionar que existen diferentes tipos de osciladores que se pueden utilizar en los microcontroladores, como son:

XT (cristal de cuarzo) 

   Como observamos en la figura 1.18 , su encapsulado es metálico de modo que el ruido externo no afecte el buen funcionamiento del mismo, este tipo de oscilador es el mas utilizado con los microcontroladores debido a que genera una frecuencia estable y ademas fija que si bien puede variar un poco el valor medido del encapsulado se puede decir que sera el mas adecuado para nuestros proyectos.

Figura 1.18.- Oscilador Cristal de Cuarzo , mas su símbolo para diseño cad y simulación.

  RC (oscilador con resistor y capacitor)  

   Este tipo de oscilador es una configuración de Resistencia y capacitor que genera un reloj de baja frecuencia de 1 a 100 Hz por ejemplo, este tipo de configuración podemos ver en la figura 1.19.

Figura 1.19.- Oscilador RC , mas su símbolo para diseño cad y simulación.

  HS (cristal de alta velocidad) 

   Es un oscilador de alta velocidad para frecuencias mayores a los 40 Mhz muy útil para microcontroladores de la serie 32, DSPic, donde la velocidad de procesamiento lo es todo.

Figura 1.20.- Oscilador HS , imagen extraída del buscador de Google.

  Dado las características de nuestros proyectos y practicas este tipo de osciladores lo utilizaremos cuando tengamos ademas de los microcntroladores de 32 bits, DSPic , un microprocesador ya que ahi las frecuencias de reloj muy fácilmente puede superar los 1MHz.

 

LP (cristal para baja frecuencia y bajo consumo de potencia)  

   De manera , muy similar a la configuración RC también existe un tipo de oscilador de baja frecuencia como lo son los resonadores que trabajan a frecuencias bajas tal como vemos en la figura 1.21.

     Este tipo de oscilador es utilizado para aplicaciones sencillas, lo bueno de este componente es que existen en valores comerciales muy amplia por lo cual puede ser muy útil para cuando tengamos placas ya terminadas.

1.7.-Diodo

    Es un componente semiconductor electrónico de dos terminales, el cual permite la circulación de corriente eléctrica solamente en un sentido. La utilidad de este componente la veremos cuando realicemos protecciones de corrientes de retorno. Esta característica se la debe a su diseño y la curva característica de un diodo (I-V) donde se observa que consta de dos regiones, la primera por debajo de cierta diferencia de potencial, en la cual se comporta como un circuito abierto y por lo tanto no conduce. En la otra, por encima de una cierta diferencia de potencial se comporta como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica mínima.

En la figura 1.22 se muestra un ejemplo de un diodo y su símbolo electrónico.

Figura 1.22a.- Símbolo para diseño cad y simulación.

Figura 1.22b.- Diodo rectificador.

 

    La utilidad de este componente nos sera muy útil cuando trabajemos con relés y señales AC dada las características de control sobre el sentido de la señal electrica.

1.8.-Led

Un Led (Light emitting diode) es un diodo semiconductor que emite luz. Los diodos se utilizan como indicadores en diferentes dispositivos electrónicos debido a que su consumo de corriente es minimo. Los diodos se polarizan en directo con una diferencia de potencial entre sus extremos de 1.2 a 2.2V y sólo requieren de 5 a 30mA para que se observe su luminosidad. En la figura 1.23 se muestran las partes componentes de un led y su símbolo electrónico.

Figura 1.23a.- Diodo emisor LED,

Figura 1.23b.- Símbolo para diseño cad y simulación.

    Debido al bajo consumo en corriente de los diodos emisores de luz en la actualidad son muy utilizados para iluminación debido a las mejoras en cuanto a su fabricación y los materiales con que se construyen estos semiconductores.

    La configuración de los led para los microcontroladores puede ser de la siguiente manera, nosotros lo llamaremos lógica directa para indicar que el microcntrolador es quien entrega la polaridad positiva y la corriente, en la figura 1.24 se muestra la forma como se puede conectar un led. 

Figura 1.24.- Diodo emisor en lógica directa.

 

    En la figura 1.24 el ánodo del led se conecta directamente a una salida del microcontrolador, mientras que el cátodo se conecta en serie con un resistor de 220Ω que cierra el circuito conectado a VSS . De esta manera, cuando la salida del microcontrolador envíe un nivel lógico “1” el led se iluminará.

    La otra manera de conectar un diodo emisor de luz es la de la figura 1.25 , en este caso es todo lo contrario a la lógica directa, ahora el microntrolador genera una tierra la cual completa el circuito cuando se coloca el microcontrolador genera un nivel lógico”0”.

Figura 1.25.- Diodo emisor en lógica inversa.

  

    Dicho de otra manera en la figura 1.25 el cátodo del led se conecta directamente a una salida del microcontrolador, mientras que el ánodo se conecta en serie con un resistor de 220Ω que cierra el circuito conectado a VDD . De esta manera, cuando la salida del microcontrolador envíe un nivel lógico “0” el led se iluminará.

   Espero les sea de utilidad esta serie de minitutoriales para conocer sobre osciladores y su configuracion pues importante recordar este tema pues nosservira de mucho para cuando implementemos nuestro microcontrolador y lo relacionado con las entradas y salidas de datos.
De aquí en adelante los componentes que estudiaremos serán de mucha importancia debido a que podremos trabajar con temas que nos interesan como visualizar letras por pantalla lcd o bien hacer que un motor trabaje de acuerdo a un programa.

>>>> Cuarta parte  Componentes externos para PIC

En cuanto a la información de este tutorial es en su mayoría de mi autoría, parte de los apuntes de la universidad y ademas de una recopilación de textos que se encuentran por la red al final colocare las fuentes de donde recopile la información. En cuanto al software de igual manera es Fritzing puede visitar su pagina para descargarse este editor de circuitos Aquí. Cualquier duda dejar un comentario al final de cada tutorial. Hasta la próxima.

Bibliografia

1.- Apuntes de circuitos I y II; Facultad de Tecnologia; dictado por el Licenciado Marques ;[Fecha cursada año 2013 en semestres seguidos].

2.-Manual del taller: INTRODUCCIÓN AL MICROCONTROLADOR PIC18F4550; M.C. Jesús Medina Cervantes; se encuentra libre bajo licencia http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/mx/ [Fecha consultada 23 de febrero 2017] .