Instrumentación para nuestro laboratorio.                


Para realizar cualquier circuito vamos a necesitar diversos aparatos, para alimentarlos, comprobar su funcionamiento, buscar averías, etc... Con el paso del tiempo estos son los instrumentos que he ido adquiriendo y que con ellos mas o menos me llega para hacer casi todo lo que he necesitado, que tampoco es mucho.

Los comento en orden, según los fui necesitando y adquiriendo.

El primero de todos fue una fuente de alimentación regulable, que es capaz de proporcionar distintos valores de tensión fijos a su salida. En electrónica vamos a tener que alimentar cualquier circuito que montemos, aunque lo podemos hacer desde pilas, lo más cómodo es usar una fuente de alimentación. Una opción de montarse una fuente barata es utilizar la de un PC, que nos dará distintas salidas con los valores de tensión necesarios para el funcionamiento del ordenador (12,5, 3.3, -5, -12) , siempre hay un pc viejo del que podemos reciclar la fuente.

Si además de estos valores se quieren otros valores de tensión, lo suyo es hacerse con una fuente regulable. El precio de una fuente de 0 a 30V y unos 3 Amperios es aproximadamente 100 euros, con ella podemos fijar una tensión de salida entre 0 y 30 V y proporcionar hasta un máximo de 3 Amperios de corriente en este caso.

Fuente de alimentación.


Esta es una de las fuente que tengo y de las más básicas que podemos encontrar.

Tiene dos mandos, uno para limitar la corriente de salida (la fuente no proporciona más corriente que la fijada) y otro para fijar un valor de tensión en la salida. La salida que conectaremos al circuito es el cable negro y rojo. También hay otra salida de color verde (GND), la tierra y esto es importante. Esta fuente nos da la opción de conectar la tierra de nuestra instalación eléctrica al negativo de la fuente, los equipos llevan por defecto conectadas sus salidas o entradas negativas a la tierra común (motivos de seguridad para evitar descargas). Por ejemplo si enchufamos una fuente de alimentación que no nos de la opción de separa la tierra y un osciloscopio, hallaremos continuidad entre su dos negativos. En la foto se observa mejor.



Por lo que si conectamos un negativo de un equipo a un positivo de otro, y están conectados los dos a tierra provocaremos un cortocircuito rompiendo algo, así que con esto hay que tener cuidado.

Y cuando vamos a conectar un negativo de un equipo con un positivo, pues por ejemplo dos fuente de alimentación. Vamos a conectar el negativo de una fuente al positivo de la otra fuente para obtener tensiones negativas y positivas para el circuito (fuentes en serie). Por ejemplo ponemos las dos fuentes a 12 V.  

Negro1 salida de -12V.        Rojo1 conectado a Negro 2 salida de 0 V.      Rojo2 salida de +12V.

De esta forma con dos fuentes de este tipo podemos obtener una salida simétrica (negativo, tierra, positivo), necesaria para muchos circuitos con operacionales por ejemplo.

Lo ideal es comprarse una fuente regulable que te proporciona una salida simétrica, por ejemplo +12 -12 y que andan por el mismo precio. También está la opción cara de comprarse una fuente formada por dos fuentes, que mediante botones podemos ponerlas en serie, paralelo, independiente etc.. Su precio es bastante más alto, desde 300 euros desde la última vez que las mire (ya hace tiempo..).



Después de la fuente el otro aparato indispensable es el multímetro (sin este si que no se puede hacer nada), los hay desde 5 euros hasta miles de euros, así que lo que necesite cada uno. Suele haber de dos tipos, los de banco y los portátiles, digitales y analógicos.

Los usaremos para medir distintas magnitudes, las más comunes:

- Resistencia. Continuidad. [Ohmios]
- Tensión. [Voltios]
- Intensidad. [Amperios]
- Capacidad de los condensadores. [Faradios]
- Inductancia de una Bobina. [Henrios]
- Temperatura. [Grados centigrados]
- Ganancia de transistores.
- Frecuencia. [Hercios]
- Con él podemos detectar la polaridad en los diodos, algunos vienen con la función de punta lógica, etc..


Polímetro de mano.


Polímetro de banco.


Por lo que según las medidas que incluyen y la precisión su precio será mayor o menor, pero el salto en el precio está en si es capaz de medir valores rms, tensiones eficaces: el valor de la tensión equivalente en continua que disípa la misma potencia que la señal a medir.

Por ejemplo vamos a ver el valor de algunas señales producidas por el generador en un polímetro rms (el de mano) y uno que no lo es, el de banco, o eso creo ya que lo compre de segunda mano y nunca encontre su manual (si alguien lo tiene....).

La primera es una señal senoidal, con esta señal es el único caso donde los dos polímetros dan su valor real.

Señal senoidal osciloscopio.


(El valor del osciloscopio es aproximadamente 0.1 V mayor que el real, tengo que hacer una calibración vertical.)

Valor polímetro rms.


Valor polímetro sin rms.


Ahora vamos con otra señal distinta de la senoidal, donde se puede apreciar como el valor del polímetro con rms coincide con el del osciloscopio.

Señal.


Valor polímetro rms.


Valor polímetro sin rms.


En este caso el valor del polímetro sin rms es 1.2 V mayor, algo más de un 10%.

El precio de un polímetro con RMS puede ser de 50 a 100 euros mayor que uno sin el de prestaciones similares. El primer polimetro que me compre fue uno de los baratos, el segundo fue el de la fotografía de Meterman (creo que es una de las marcas barata de Fluke) con rms, Hz, F, H,, A, V, Ohm, punta lógica y unas cuantas cosas más, para mi gusto un polímetro bastante completo, su precio sobre los 130 euros. Quién quiera un polímetro bueno y caro que se vaya a Fluke.


Después del polímetro y la fuente llego lo que todo aficionado a la electrónica desea, el osciloscopio. Con precios prohibitivos en estos si que hay que ir a lo barato o encontrar algo de segunda mano. El precio de un osciloscopio normalito (de lo más barato) anda por 800 euros, y de ahí hasta donde se quiera mirar.

Hay dos tipos de osciloscopios, digitales y analógicos y una mezcla de ambos. El primero que compre en ebay ya hace 4 o 5 años fue uno analógico de 60 Mhz, que aunque no era gran cosa me vino muy bien para probar y hacer prácticas. Encontrar osciloscopios en ebay España hace unos años era complicado, ahora hay mas, pero seguimos a años luz en electrónica de otros países como Estados Unidos o Alemania, donde se puede comprar de todo de segunda mano a muy buen precio.

Osciloscopio analógico.



Un osciloscopio sirve para visualizar una señal periódica en función del tiempo. En este caso cada cuadrito del eje X vale 0.5 ms y cada cuadrito del eje Y 5V. Por lo que estamos visualizando una señal triangular de casi  10V de amplitud y periódo 1ms (frecuencia 1 KHz).

Una marca recomendable de osciloscopios analógicos es Hameg.

El otro tipo de osciloscopios son los digitales,  permiten visualizar en la pantalla la señal y distintas mediciones (algunos analógicos de mayor precio también). Cuentan con memoria, por lo que se pueden capturar señales, por ejemplo la del mando IR que se capturó con el analizador lógico también se podía haber capturado con el osciloscopio digital. También permiten hacer operaciones matemáticas, mostrar en la pantalla la FFT. Permite capturar pantallas en una memoria  usb, útil para ponerlas por aquí u observarlas luego con detalle.

Osciloscopio digial.


Para trabajar con microcontroladores (y en general) es mucho más cómodo un osciloscopio digital, para apreciar ruídos a mi me gusta más el analógico, o almenos los veo mejor que en este digital. Supongo que lo ideal es un osciloscopio combinado analógico digital, Hameg los tiene bastante decentes.

Una buena marca de osciloscopios digitales es Tektronix.

Como mínimo comprar un osciloscopio de dos canales, los de un canal se quedan muy cortos. Y de ancho de banda lo que se vaya a necesitar, estos son de 60 MHz y de momentos para hacer pequeños robots me llega de sobra.

Si lo que queremos es capturar varias señales digitales (unos y ceros) lo ideal es un analizador lógico, aquí lo más barato es hacerse con uno de PC (sobre los 150-200 euros), los hay desde 8 canales hacía delante. Lo ideal es que el soft cuente con un analizador de protocolos, para ver directamente en pantalla el dato mandado.

Más sobre el uso del analizador lógico en receptor ir.

Y lo último que tengo por aquí es un generador de funciones que sirve para generar distintas señales de distintas frecuencias, amplitud, etc... El precio de un generador de funciones de 0 a 2 MHz está sobres los 150 euros, de ahí para adelante dependiendo de la frecuencia y prestaciones que se quiera.

Generador de funciones.



Los tres tipos principales de señales que genera son la señal triangular, la señal cuadrada y la señal senoidal. También genera una señal cuadrada dentro de los valores TTL, que podemos usar para controlar un puente en H como el L298 para probar sin necesidad de tener que usar un microcontrolador, variando el duty y la frecuencia desde el generador.

Señal senoidal.


Señal triangular.


Señal cuadrada.


Una opción interesante por su parte didáctica es hacerse un generador de funciones con los circuitos integrados que hay pata tal fín.

Si vamos a realizar las prácticas que vienen en muchos de los libros de electrónica necesitaremos uno de estos, además de un osciloscopio.

Estos son los aparatos que he ido adquiriendo estos años mientras aprendía sobre este mundo, para hacer pequeños robots son suficientes. Una cosa que he aprendido en esto de la electrónica es que lo bueno y caro sale barato, porque dura y cubre las necesidades. Por lo que invertir en la instrumentación desde mi punto de vista merece la pena. Por lo menos hacerse con una fuente regulable y un polímetro de más de cinco euros, el osciloscopio pues no comprarlo chinos de ebay de $300, el generador de funciones puede ser interesante montarselo desde cero y el analizador lógico recomendable a la hora de trabajar con microcontroladores.

Para cualquier duda, comentario, corección, etc...  

Gracias por pasar por aquí. Saludos.