Blog dedicado a tratar temas sobre electrónica y disciplinas asociadas, así como actualidad de manera clara y sencilla.
Bienvenido a Electrónica Radical. Suscribete al Feed para recibir la información publicada en tu correo electrónico.

julio 21, 2017

Circuitos Integrados (CI)

Para entender sobre circuitos integrados tenemos que comprender un poco sobre su historia y sus orígenes. Lo primero a conocer es que los circuitos integrados provienen o se derivan de las tecnologías de integración, en sus diferentes grupos: SSI (Small Scale Integration ó Integración a pequeña Escala), MSI (Medium-Scale Integration ó Integración a Mediana Escala), LSI (Large-Scale Integration ó Integración a gran escala), por último, VLSI (Very-Large-Scale Integration ó Integración a muy gran escala) cada tecnología de integración varía en función de la cantidad de puertas por pastilla con la que cuenta cada dispositivo en específico y su respectiva función, por ejemplo, el microprocesador pertenece tanto a la tecnología LSI como a la tecnología de las computadoras digitales.

🌟Otros datos importantes:  
  • Fueron diseñados entre los años 1958 – 1959 por Jack S. Kilby (Texas Instruments) y Robert Noyce (Fairchild). Donde de manera independiente cada uno ideo construir un conjunto de componentes electrónicos, que incluía resistencias, condensadores, diodos y transistores de silicio, utilizando el proceso planar (plano único).   
  • El primer circuito integrado fue producido de manera comercial por Fairchild en el año de 1961.
  • Dentro de las tecnologías utilizadas para fabricar circuitos integrados se encuentran la bipolar y la MOS, y dentro de estas tecnologías existen sub-tecnologías, que difieren en su proceso de fabricación. Por ejemplo, las puertas lógicas: TTL (Transistor-Transistor-Logic, lógica transistor transistor), ECL (Emitter-Coupler-Logic lógica de emisores acoplados) e I²L (Integrated Injection <Lógica de inyección integrada>), estas tecnologías bipolares difieren en varias características físicas. Por su parte la tecnología MOS incluyen las sub-tecnologías: nMOS, pMOS y cMOS. 
  • Entre la tecnología bipolar y MOS, la más utilizada para construir circuitos integrados es la MOS, esto se debe a la gran versatilidad que presentan a la hora de fabricar circuitos integrados de dimensiones pequeñas. 

De manera concreta: ¿Qué es un Circuito Integrado?
Por definición básica un circuito integrado típico, es un circuito electrónico construido a partir de una única y diminuta muestra de material semiconductor denominada pastilla. Estos variaran en su composición internan dependiendo del material con que sean fabricados, pueden ser elaborados con elementos químicos como: silicio (Si) o germanio (Ge), además de compuestos químicos como el Arseniuro de Galio (GaAs). En vista de que existe diversidad de circuito integrados cada uno de ellos presentan características técnicas diferentes acorde al uso para el cual son fabricados. 

💡Dato interesante: El silicio, que es el principal elemento químico con el que se fabrican los circuitos integrados, es después del oxígeno el elemento más abundante sobre la corteza terrestre y suele encontrarse en estado natural en: la arena, el cuarzo, la amatista, el ágata, pedernal, ópalo y jaspe, mientras que formando silicatos se encuentra, entre otros, en el granito, feldespato, arcilla y mica.

🔎Enlaces relacionados en este blog: Circuitos Integrados Digitales: Terminología Básica
                                                                 Componentes Electrónicos: Transistores
                                                                 Hojas de Datos de Componentes Electrónicos (DataSheet)


Dentro del área de la electrónica son ampliamente utilizados y forman parte de los grandes avances tecnológicos que han surgido en este campo en los últimos tiempos, los encontraras en el diseño de circuitos digitales lógicos, circuitos analógicos transistorizados, circuitos amplificadores de señal, así como en diversos circuitos temporizados. Su aplicación es muy amplia y todo depende de la finalidad para la que fue fabricado el componente electrónico. 

Ilustración 1. Campos de aplicación de los circuitos integrados.

🔍Puedes consultar los siguientes enlaces externos:

¿Cómo se identifican o se diferencian los circuitos integrados de otros componentes electrónicos?

Estos se diferencian por el tipo de encapsulado que utilizan, por lo general los circuitos integrados digitales son de plásticos y suelen denominarse DIP (Dual Inline Package) seguido del número que identifica la cantidad de patillas o pines de conexión que presenta. Por ejemplo, los circuitos integrados lógicos suelen contar con un encapsulado DIP-14, en cambio, los Timer o temporizadores que son otro tipo de circuito integrado presenta un encapsulado DIP-8 porque presentan 4 patillas o pines en cada lado del dispositivo electrónico. También existe un encapsulado metálico para estos circuitos, como el circuito integrado de encapsulado TO-5 (no suele ser muy utilizado). De igual manera se presenta en capsula plana, es similar al DIP, pero más pequeña y tiene sus terminales en el mismo plano que la capsula. Otra forma de presentación la encuentras en los transistores, en este caso el tipo de encapsulados se identifica con las siglas TO (Transistor Outline Package) seguido del número de identificación. Ejemplo: TO-18 (Encapsulado de plástico), TO-92 (Encapsulado metálico), estos son identificadores para transistores y por lo general suelen presentar tres pines o patilla. En el caso de otros circuitos integrados como lo son los microprocesadores estos cuentan con encapsulados PGA, BGA y/o LGA.

Ilustración 2. Tipos de circuitos integrados.
¿Cuáles son sus ventajas? 
Las principales ventajas del uso de los circuitos integrados son: bajo costo, tamaño reducido, gran confiabilidad, mayores prestaciones e igualdad de características.




Fuentes:
Diseño de Sistemas Digitales y Microprocesadores. Autor: Hayes.  Editorial: McGrawHill.
Elementos.org - Enlace: https://goo.gl/maZkSZ
Wikipedia.org - Enlace: https://goo.gl/x3zN2H

julio 18, 2017

Hendrick Antoon Lorentz

Hendrick Antoon Lorentz
Hendrick Antoon Lorentz fue un físico neerlandés, nacido en Amhem, Países Bajos un 18 de julio del año 1853.

🌟Hechos destacados

Entre los años de 1878 y 1883, publicó en holandés un primer trabajo sobre la reflexión y la refracción de la luz en los metales y otras investigaciones suyas de física teórica, aparecidas en Archives Néerlandaises (1875). Tales estudios le valieron en 1878 la cátedra de física matemática de la Universidad de Leiden, misma en donde realizó sus estudios. 

De 1885 a 1888 se desempeñó como Director de Investigación en el Instituto Teyler, de Haarlem. 

Se le deben importantes aportaciones en los campos de la termodinámica, la radiación, el magnetismo, la electricidad y la refracción de la luz. Formuló conjuntamente con George Francis FitzGerald una teoría sobre el cambio de forma de un cuerpo como resultado de su movimiento; este efecto, conocido como "Contracción de Lorentz-FitzGerald", cuya representación matemática es conocida por el nombre de transformación de Lorentz, fue una más de las numerosas contribuciones realizadas por Lorentz al desarrollo de la teoría de la relatividad.

Fue el primero en formular las bases de la teoría de la relatividad junto a Henri Poincaré y Maxwell.

Recibió además otros galardones y honores, y vio instituida para él la Fundación Lorentz, destinada a promover las investigaciones de física teórica. En 1907 publicó en Leipzig diversas memorias reunidas bajo el título Ensayos de física teórica (Abhandlungen über theoretische Physik). En 1909 apareció su famoso libro Teoría de los electrones (Theory of electrons).

En 1919 y 1920 Lorentz dio a la luz los cinco volúmenes en los cuales figuran sus lecciones de física teórica de la Universidad de Leiden. Durante el período 1883-1922 publicó, además, un tratado de análisis matemático y Fundamentos de ciencias naturales. En 1923 fue nombrado director de las investigaciones del Instituto Teyler, en Haarlem, ciudad en la cual falleció cinco años después. Lorentz era una persona modesta y afable; poseía el don de la claridad, y hablaba corrientemente el inglés, el francés y el alemán.

Hendrick Antoon Lorentz falleció el 4 de febrero de 1928 en Arnhem.

🏆Honores recibidos: 
  • 1902 Ganador del Premio Nobel de Física, junto con su pupilo Pieter Zeeman, «por su investigación conjunta sobre la influencia del magnetismo en la radiación, originando la radiación electromagnética».
  • 1908 Premiado con la Medalla Rumford.
  • 1918 Premiado con la Medalla Copley.
  • 1925 En su honor la Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos) creó, Medalla Lorentz; galardón este que premia las investigaciones teóricas de los físicos.

Fuentes:
Wikipedia.org – Enlace: https://goo.gl/3PUKNH
Biografíasyvidas.com – Enlace:  https://goo.gl/7PVi1r
Nobel Prize.org – Enlace: MLA style: "The Nobel Prize in Physics 1902". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 17 Jul 2017. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1902/

julio 10, 2017

Nikola Tesla

Nikola Tesla.
Nacido en Smiljan etnia Serbia, Imperio Austriaco, actual Croacia, el 10 de julio de 1856. Fue un inventor, ingeniero mecánico y eléctrico, además de físico de origen serbio. Tiene reconocimiento por sus invenciones en el campo del electromagnetismo desarrollado a finales del siglo XIX y principios del siglo XX. Las patentes creadas por Tesla junto a su trabajo teórico ayudaron a forjar las bases de los sistemas modernos para el uso de la energía eléctrica por corriente alterna (AC), incluyendo el sistema polifásico de distribución eléctrica y el motor de corriente alterna, que contribuyeron al surgimiento de la segunda Revolución Industrial. 

🌟Hechos destacados: 
  • En 1882 ingresó en la Continental Edison Company en Francia para diseñar y mejorar equipos eléctricos. En junio de 1884, se trasladó a la ciudad de Nueva York donde fue contratado por Thomas A. Edison para trabajar en Edison Machine Works. 
  • En 1885 sostenía que podría diseñar los motores y generadores de Edison mejorando su calidad y rendimiento. 
  • En 1888 tuvo lugar su primer diseño del sistema práctico para generar y transmitir corriente alterna para el sistema de energía eléctrica. 
  • En la primavera de 1891, Tesla realizó demostraciones con varias máquinas ante el Instituto Americano de Ingenieros en la Universidad de Columbia. Demostró de esta forma que todo tipo de aparatos podían ser alimentados a través de un único cable sin un conductor de retorno.
  • Tras su demostración de la comunicación inalámbrica por medio de ondas de radio en 1894 y después de su victoria en la guerra de las corrientes, se le reconoció ampliamente como uno de los más grandes ingenieros eléctricos de los Estados Unidos de América.
  • Además de su trabajo en electromagnetismo e ingeniería electromecánica, Tesla contribuyó en diferente medida al desarrollo de la robótica, el control remoto, el radar, las ciencias de la computación, la balística, la física nuclear, y la física teórica. Llevó adelante estudios que permitirían desarrollar la radio, pero nunca desarrolló este concepto debido a que no entendía del todo la física inherente a este fenómeno.
  • El 30 de julio de 1891, se convirtió en ciudadano de los Estados Unidos a la edad de 35 años. Tesla instaló su laboratorio en la Quinta Avenida con 35 sur, en la ciudad de Nueva York, en ese mismo año. Luego, lo trasladó a la calle Houston con 46 este.

💡Dato interesante: La unidad de medida del campo magnético (B) del Sistema Internacional de Unidades (también denominado densidad de flujo magnético o inducción magnética), el tesla (T), fue llamada así en su honor en la Conferencia General de Pesas y Medidas de París en 1960.

  • A los 36 años le fueron otorgadas las primeras patentes relacionadas con la alimentación polifásica y continuó con sus investigaciones sobre los principios del campo magnético rotativo. 
  • De 1892 a 1894 trabajó como vicepresidente del Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos, el precursor, junto con el Institute of Radio Engineers, del actual IEEE. 
  • De 1893 a 1895, investigó la corriente alterna de alta frecuencia, generando una corriente alterna de un millón de voltios usando una bobina de Tesla cónica e investigó el efecto pelicular en conductores, diseñó circuitos LC, inventó una máquina para inducir el sueño, lámparas de descarga inalámbricas, y transmisión de energía electromagnética, construyendo el primer radiotransmisor. Dirigiéndose al Instituto Franklin en Filadelfia, Pensilvania y a la National Electric Light Association, describió y demostró con detalles estos principios. Él creía que solo era cuestión de tiempo que el hombre pudiese adaptar las máquinas al engranaje de la naturaleza, declarando: «Antes que pasen muchas generaciones, nuestras máquinas serán impulsadas por un poder obtenido en cualquier punto del universo».
Tesla y George Westinghouse durante el evento Exposición Universal de Chicago en 1893, presentaron a los visitantes la alimentación eléctrica mediante corriente alterna que fue usada para iluminar la exposición. Además se exhibieron las lámparas fluorescentes y bombillas de Tesla de un solo nodo.
Tesla también explicó los principios del campo magnético rotativo y el motor de inducción demostrando cómo parar un huevo de cobre al finalizar la demostración de su dispositivo conocido como "Huevo de Colón".
En 1895, Tesla desarrolló el llamado generador de Tesla, en conjunto con sus inventos sobre la licuefacción del aire. Por los descubrimientos de Kelvin, Tesla tenía conocimiento de que el aire en estado de licuefacción absorbía más calor del requerido teóricamente, cuando retornaba a su estado gaseoso y era usado para mover algún dispositivo. 

Principales logros alcanzados en el campo de la electricidad/Electrónica:
  • La radio.
  • El motor de corriente alterna.
  • La lámpara de pastilla de carbono (luz de alta frecuencia).
  • El microscopio electrónico.
  • La resonancia.
  • El radar.
  • El submarino eléctrico.
  • Bobina de Tesla.
  • Rayo de la muerte.
  • Control remoto.
  • Rayos X.
  • Métodos y herramientas para el control climático.
  • Transmisión de vídeo e imágenes por métodos inalámbricos.
  • Transferencia inalámbrica de energía.
  • Sistemas de propulsión de medios electromagnéticos (son necesidad de partes móviles).
  • Extracción de energía en grandes cantidades desde cualquier punto de la Tierra.

🏆Premios y reconocimientos
  • Tesla solo fue premiado con la medalla Edison, la máxima distinción otorgada por la IEEE.
  • El Aeropuerto de Belgrado lleva el nombre Aeropuerto Belgrado Nikola Tesla.
  • La empresa de fabricación de automóviles eléctricos, fundada por Elon Musk en 2003, lleva como nombre "Tesla Motors".
  • Una estatua en honor a Tesla fue desvelada en Nueva York en 2013. El presidente serbio Tomislav Nikolic, asistió a la ceremonia de inauguración.

Murió 7 de enero de 1943 a los 86 años de edad.

Fuentes:
Wikipedia.org – Enlace: https://goo.gl/e09K6A
Bibliotecapleyades.net – Enlace: https://goo.gl/MpmcLh

julio 04, 2017

Facebook: Avión Solar Aquila busca acercar al mundo a través de la conectividad

Aquila es un proyecto que pertenece a la empresa Facebook, y consiste en un avión solar de alta altitud con el que facebook busca la posibilidad de dar acceso universal a internet.

🔎Publicación relacionada dentro de este blog: Energía solar – Paneles solares.

Avión Solar Aquila. Imagen: Facebook.
Su diseño cuenta con las siguientes características: un tiempo de permanencia en vuelo de 60 a 90 días. No cuenta con tren de aterrizaje, en cambio utiliza unos patines en la parte inferior del motor, con parachoques de espuma simple para evitar que los motores y las hélices sufran daños al momento de aterrizar.

Este proyecto lleva alrededor de 3 años de trabajo en cuanto a ingeniería, su primer vuelo de prueba se realizó el pasado año 2016 dentro del territorio estadounidense, el equipo del proyecto Aquila estuvo a cargo de evaluar su funcionamiento, entre los aspectos evaluados destacaron: 
  • ✅Despegue óptimo.
  • ✅Validación de modelos de rendimiento. 
  • ✅Testar la naturaleza aerodinámica y experimental de la aeronave.
La prueba contó con un tiempo de vuelo de 90 minutos. El tiempo empleado supero lo estimado en los cálculos y los datos obtenidos fueron relevantes para mejorar la ingeniería del proyecto. 

Luego del primer vuelo de prueba y adicionadas mejoradas al diseño de la aeronave, el pasado 22 de mayo del año 2017 después del amanecer, en Arizona Estados Unidos, el equipo que integra el proyecto de Aquila logró completar su segundo vuelo de prueba, esta vez a gran escala de manera exitosa. Tuvo un tiempo de vuelo de 1 hora y 46 minutos, y aterrizó perfectamente en el sitio preparado para tal fin. 

Para esta segunda prueba las mejoras incluidas fueron:  
  • 👍“Spoilers” para ayudar a aumentar la resistencia y reducir la elevación durante el enfoque de aterrizaje, estos Spoilers fueron ubicados en las alas de la aeronave. 
  • 👍Se incorporaron sensores con la finalidad de recopilar nuevos datos. 
  • 👍Se integraron nuevos radios para el mejoramiento del sub-sistema de comunicación. 
  • 👍Se le dio mayor suavidad al diseño de la aeronave.
  • 👍Se instaló un mecanismo horizontal de detención de la hélice para soportar un aterrizaje exitoso. 

Aquila está diseñado para permanecer largos tiempos dentro de una misma zona, esto con la finalidad de proporcionar acceso a internet. 

Por último el equipo de facebook a cargo del proyecto de Aquila, expreso: “Todo el equipo del proyecto estaba encantado con estos resultados. Conectar a personas a través de aviones de gran altitud e impulsados con energía solar es una meta audaz, pero hitos como este vuelo hacen que los meses de trabajo duro valgan la pena, y lo que es realmente gratificante es que las mejoras que se implementaron como resultado del primer vuelo hicieron una diferencia significativa en el presente”.

El equipo espera continuar mejorando el proyecto con los resultados obtenidos de la segunda prueba realizada. 

En resumen
Esta aeronave pesa alrededor de 450 Kilos con una envergadura de 43 metros, mayor a la de un Boing 747. Es manejado de manera automática (Auto-piloto) y de manera parcial puede ser controlado desde tierra. Según estimaciones realizadas este tipo de aeronave puede llevar internet a unos 4 millones de personas en todo el mundo. 

Lograr concretar este programa sería un logro importante para el equipo de facebook que integra Aquila, motivado a que este tipo de proyecto no tiene precedentes, ya hemos hablado en publicaciones anteriores del primer avión solar piloteado en completar la vuelta al mundo (Solar Impulse 2). En cambio, lo que hace al proyecto de Aquila interesante es su autonomía puesto que no lleva consigo un piloto, contara con auto-piloto y control desde tierra, además de tener como objetivo la comunicación universal a través de la conectividad. 


    

Fuentes:
Blog de Facebook - Enlace: https://goo.gl/beLi3A
La Vanguardia. Facebook prueba el drone que podría dar acceso universal a internet - Enlace: https://goo.gl/hDt8oE