Electrónica
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Para los dispositivos electrónicos de uso personal, véase electrónica de consumo.
Detalle de un circuito integrado SMD
Circuito electrónico sobre una placa para prototipos
La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.
Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la física, más concrétamente en la rama de ingeniería de materiales.
Contenido[ocultar]
1 Historia
2 Aplicaciones de la electrónica
3 Sistemas electrónicos
4 Señales electrónicas
5 Tensión
6 Corriente
7 Resistencia
8 Circuitos electrónicos
9 Componentes
9.1 Dispositivos analógicos (algunos ejemplos)
9.2 Dispositivos digitales
9.3 Dispositivos de potencia
10 Equipos de medición
11 Teoría de la electrónica
12 Referencias
13 Véase también
14 Enlaces externos
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Historia [editar]
Se considera que la electrónica comenzó con el diodo de vacío inventado por John Ambrose Fleming en 1904. El funcionamiento de este dispositivo está basado en el efecto Edison. Edison fue el primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro de una bombilla para evitar el ennegrecimiento que producía en la ampolla de vidrio el filamento de carbón. Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se producía porque los electrones de los átomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor, escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el espacio vacío dentro de la bombilla, eran atraídos por la polaridad positiva de la lámina.
El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el triodo en 1906. Este dispositivo es básicamente como el diodo de vacío, pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa, con el objeto de modificar la nube electrónica del cátodo, variando así la corriente de placa. Este fue un paso muy importante para la fabricación de los primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, televisores, etc.
Conforme pasaba el tiempo, las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando, apareciendo otros tipos, como los tetrodos (válvulas de cuatro electrodos), los pentodos (cinco electrodos), otras válvulas para aplicaciones de alta potencia, etc. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se encontraba su miniaturización.
Pero fue definitivamente con el transistor, aparecido de la mano de Bardeen y Brattain, de la Bell Telephone, en 1948, cuando se permitió aún una mayor miniaturización de aparatos tales como las radios. El transistor de unión apareció algo más tarde, en 1949. Este es el dispositivo utilizado actualmente para la mayoría de las aplicaciones de la electrónica. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad, mayor rendimiento energético, menores tensiones de alimentación, etc. El transistor no funciona en vacío como las válvulas, sino en un estado sólido semiconductor (silicio), razón por la que no necesita centenares de voltios de tensión para funcionar.
A pesar de la expansión de los semiconductores, todavía se siguen utilizando las válvulas en pequeños círculos audiófilos, porque constituyen uno de sus mitos[1] más extendidos.
El transistor tiene tres terminales (el emisor, la base y el colector) y se asemeja a un triodo: la base sería la rejilla de control, el emisor el cátodo, y el colector la placa. Polarizando adecuadamente estos tres terminales se consigue controlar una gran corriente de colector a partir de una pequeña corriente de base.
En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado, que alojaba seis transistores en un único chip. En 1970 se desarrolló el primer microprocesador, Intel 4004. En la actualidad, los campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha dividido en varias disciplinas especializadas. La mayor división es la que distingue la electrónica analógica de la electrónica digital.
La electrónica es, por tanto, una de las ramas de la ingeniería con mayor proyección en el futuro, junto con la informática.
Aplicaciones de la electrónica [editar]
La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. Los principales usos de los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la distribución de información, la conversión y la distribución de la energía eléctrica. Estos dos usos implican la creación o la detección de campos electromagnéticos y corrientes eléctricas. Entonces se puede decir que la electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación:
Electrónica de control
Telecomunicaciones
Electrónica de potencia
lunes, 7 de septiembre de 2009
mecatronica
¿QUÉ ES MECATRÓNICA?
El termino "mecatrónica" fue acuñado en Japón a principios de los 80’s y comenzó a ser usado en Europa y USA un poco después.
"El espíritu de la mecatrónica rechaza dividir a la ingeniería en disciplinas separadas". Pero una definición aproximada seria la utilizada por la comunidad europea: "mecatrónica es la integración cinegética de la ingeniería mecánica con la electrónica y con el control de computadores inteligentes para el diseño y la manufactura de productos y procesos".
Una definición más amplia de mecatrónica en el diseño de productos y máquinas ha sido adaptada así para estas notas: "mecatrónica es el diseño y manufactura de productos y sistemas que posee una funcionalidad mecánica y un control algorítmico integrado".
¿Porqué mecatrónica?
Desde la concepción de ingeniería de la manera romántica se observo a un D'vinci como un hombre que utilizaba su ingenio y sus conocimientos para crear los mas diversos inventos y aparatos a un Arquímedes que proponía ya sistemas de propulsión y control a maxwell que proponía la integración de las ciencias; todos estos hombres tenían algo en común contaban con un equipo interdisciplinario y se comprendían con el {sabían el lenguaje de todos.} A esto se refiere la mecatrónica que queremos hacer en la universidad y es el termino que define mejor el perfil del ingeniero que este tiempo necesita.
Diseño mecatrónico:
En el proceso de diseño para un producto o sistema con un controlador electrónico de forma convencional. Los componentes mecánicos son diseñados aisladamente del controlador electrónico, el cual es entonces diseñado y ´sintonizado´ para encajar con la mecánica. No hay razón para que esto deba llevar a una mecánica de solución general de diseño óptima (de hecho usualmente no lo hace). La partición entre las funciones, mecánica y electrónica
Se requieres individuos con amplias habilidades en ingeniería, y equipos bien integrados, cuyos miembros traigan una apreciación general de la amplitud del campo tecnológico, tanto como de su propio campo de especialización. Al cabo, estás no son las clases de ingenieros que nuestra tradicional educación en ingeniería (disciplinas separadas) ha estado produciendo.
Se podría decir, por tanto, que los practicantes modernos de la mecatrónica son los herederos del espíritu de los grandes hombres cuyas cualidades ya se mencionaron, se espera que el término ´mecatrónica´ ayude a resaltar la existencia de éste tipo de ingeniería, y a traer más ingenieros a intentar esta experiencia por ellos mismos.
¿Qué puede hacer la mecatrónica?
La habilidad para incorporar el control microprocesador en sus diseños, será útil mirar los objetivos para hacer esto en la creación de los productos y sistemas que puedan considerarse mecatrónicos.
Objetivos de diseño para sistemas mecatrónicos
MEJORAMIENTO
SIMPLIFICACIÓN:
INNOVACIÓN
DISCUSIÓN
Las primeras dos categorías señaladas: mejoramiento y simplificación, no son mutuamente exclusivas.
Se llama mecatrónica a la integración de mecánica, electrónica y software para crear ahorros de energía y de recursos y sistemas de alta inteligencia.
La mayoría de los productos desarrollados bajo parámetros mecatronicos cumplen ciertas características.
Características comunes de estos productos mecatrónicos:
Mecanismo de precisión.
Control de software mediante medios electrónicos, principalmente mediante microcomputadores.
Necesarios para tecnología de producción precisa y avanzada
Concepto de mecatrónica.
La mecatrónica de por sí no apunta a ser precisamente una tecnología y/o ingeniería, es la síntesis de tecnologías, usando no solamente tecnología mecánica convencional, sino también tecnología de ingeniería existente tal como electrónica, ingeniería de sistemas, etc. Libremente para los propósitos necesarios. O sea, se requieren dos conceptos básicos para mezclar las tecnologías en este rango amplio y organizarlas, el concepto de sistema y el de interface.
Las características del sistema mecatrónico son: mecanismo preciso de operación como elemento componente de la función principal, y del propósito más importante, y la función de información de control avanzada.
Donde los elementos componentes ejecutan cada una de las funciones independientemente. La comparación entre los elementos componentes del sistema mecatrónico y los del ser humano. El computador responde al cerebro, los sensores a los cinco sentidos, los ejecutores a los músculos, el mecanismo al esqueleto, y la fuente de energía al metabolismo. Ya que el robot es el típico sistema mecatrónica que logra hacer actividades humanas con la ingeniería, la meta del sistema mecatrónico es el desarrollado bien balanceado y la conexión orgánica. {Estructuración.}
El termino "mecatrónica" fue acuñado en Japón a principios de los 80’s y comenzó a ser usado en Europa y USA un poco después.
"El espíritu de la mecatrónica rechaza dividir a la ingeniería en disciplinas separadas". Pero una definición aproximada seria la utilizada por la comunidad europea: "mecatrónica es la integración cinegética de la ingeniería mecánica con la electrónica y con el control de computadores inteligentes para el diseño y la manufactura de productos y procesos".
Una definición más amplia de mecatrónica en el diseño de productos y máquinas ha sido adaptada así para estas notas: "mecatrónica es el diseño y manufactura de productos y sistemas que posee una funcionalidad mecánica y un control algorítmico integrado".
¿Porqué mecatrónica?
Desde la concepción de ingeniería de la manera romántica se observo a un D'vinci como un hombre que utilizaba su ingenio y sus conocimientos para crear los mas diversos inventos y aparatos a un Arquímedes que proponía ya sistemas de propulsión y control a maxwell que proponía la integración de las ciencias; todos estos hombres tenían algo en común contaban con un equipo interdisciplinario y se comprendían con el {sabían el lenguaje de todos.} A esto se refiere la mecatrónica que queremos hacer en la universidad y es el termino que define mejor el perfil del ingeniero que este tiempo necesita.
Diseño mecatrónico:
En el proceso de diseño para un producto o sistema con un controlador electrónico de forma convencional. Los componentes mecánicos son diseñados aisladamente del controlador electrónico, el cual es entonces diseñado y ´sintonizado´ para encajar con la mecánica. No hay razón para que esto deba llevar a una mecánica de solución general de diseño óptima (de hecho usualmente no lo hace). La partición entre las funciones, mecánica y electrónica
Se requieres individuos con amplias habilidades en ingeniería, y equipos bien integrados, cuyos miembros traigan una apreciación general de la amplitud del campo tecnológico, tanto como de su propio campo de especialización. Al cabo, estás no son las clases de ingenieros que nuestra tradicional educación en ingeniería (disciplinas separadas) ha estado produciendo.
Se podría decir, por tanto, que los practicantes modernos de la mecatrónica son los herederos del espíritu de los grandes hombres cuyas cualidades ya se mencionaron, se espera que el término ´mecatrónica´ ayude a resaltar la existencia de éste tipo de ingeniería, y a traer más ingenieros a intentar esta experiencia por ellos mismos.
¿Qué puede hacer la mecatrónica?
La habilidad para incorporar el control microprocesador en sus diseños, será útil mirar los objetivos para hacer esto en la creación de los productos y sistemas que puedan considerarse mecatrónicos.
Objetivos de diseño para sistemas mecatrónicos
MEJORAMIENTO
SIMPLIFICACIÓN:
INNOVACIÓN
DISCUSIÓN
Las primeras dos categorías señaladas: mejoramiento y simplificación, no son mutuamente exclusivas.
Se llama mecatrónica a la integración de mecánica, electrónica y software para crear ahorros de energía y de recursos y sistemas de alta inteligencia.
La mayoría de los productos desarrollados bajo parámetros mecatronicos cumplen ciertas características.
Características comunes de estos productos mecatrónicos:
Mecanismo de precisión.
Control de software mediante medios electrónicos, principalmente mediante microcomputadores.
Necesarios para tecnología de producción precisa y avanzada
Concepto de mecatrónica.
La mecatrónica de por sí no apunta a ser precisamente una tecnología y/o ingeniería, es la síntesis de tecnologías, usando no solamente tecnología mecánica convencional, sino también tecnología de ingeniería existente tal como electrónica, ingeniería de sistemas, etc. Libremente para los propósitos necesarios. O sea, se requieren dos conceptos básicos para mezclar las tecnologías en este rango amplio y organizarlas, el concepto de sistema y el de interface.
Las características del sistema mecatrónico son: mecanismo preciso de operación como elemento componente de la función principal, y del propósito más importante, y la función de información de control avanzada.
Donde los elementos componentes ejecutan cada una de las funciones independientemente. La comparación entre los elementos componentes del sistema mecatrónico y los del ser humano. El computador responde al cerebro, los sensores a los cinco sentidos, los ejecutores a los músculos, el mecanismo al esqueleto, y la fuente de energía al metabolismo. Ya que el robot es el típico sistema mecatrónica que logra hacer actividades humanas con la ingeniería, la meta del sistema mecatrónico es el desarrollado bien balanceado y la conexión orgánica. {Estructuración.}
Robótica
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Keepon es un robot que ha ganado gran fama en internet por su difusión en medios como You Tube.
La robótica es la ciencia y la tecnología de los robots. Se ocupa del diseño, manufactura y aplicaciones de los robots.[1] [2] La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control.[3] Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables y las máquinas de estados.
El término robot se popularizó con el éxito de la obra RUR (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Capek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra, la palabra checa robota, que significa trabajos forzados, fue traducida al inglés como robot.[4]
Historia de la robótica [editar]
La historia de la robótica ha estado unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (GAP) (que construyó el primer mando a distancia para su torpedo automóvil mediante telegrafía sin hilo, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.
Karel Čapek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra dramática "Rossum's Universal Robots / R.U.R.", a partir de la palabra checa robota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviando de las labores caseras.
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Keepon es un robot que ha ganado gran fama en internet por su difusión en medios como You Tube.
La robótica es la ciencia y la tecnología de los robots. Se ocupa del diseño, manufactura y aplicaciones de los robots.[1] [2] La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control.[3] Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables y las máquinas de estados.
El término robot se popularizó con el éxito de la obra RUR (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Capek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra, la palabra checa robota, que significa trabajos forzados, fue traducida al inglés como robot.[4]
Historia de la robótica [editar]
La historia de la robótica ha estado unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (GAP) (que construyó el primer mando a distancia para su torpedo automóvil mediante telegrafía sin hilo, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.
Karel Čapek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra dramática "Rossum's Universal Robots / R.U.R.", a partir de la palabra checa robota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviando de las labores caseras.
lunes, 31 de agosto de 2009
avances tecnologicos sobre la diabetes
Avances en investigacones sobre diabetes
Una investigación preliminar presentada la semana pasada en el congreso de la American Chemical Society, en Washington, D.C., indica que unos microbios intestinales “amigables” modificados mediante ingeniería para fabricar una proteína específica pueden ayudar a regular el azúcar en sangre en ratones diabéticos. Aunque la investigación se encuentra todavía en sus primeras etapas, estos microbios que se pueden desarrollar en yogur podrían, algún día, ofrecer un tratamiento alternativo para las personas con diabetes. La investigación supone un nuevo avance en los probióticos: antiguos suplementos compuestos de bacterias inocuas, como las que se encuentran en el yogur y que se ingieren para reforzar la salud. Gracias un aumento en el conocimiento de estos microbios, algunos científicos están intentando modificarlos mediante ingeniería para paliar dolencias específicas. "El concepto de utilizar bacterias para ayudar a superar (o reparar) trastornos humanos es extremadamente creativo e interesante", señaló Kelvin Lee, ingeniero químico de la Universidad de Delaware, en Maryland. "Incluso si no conduce directamente a una solución al problema de la diabetes, abre nuevas vías de pensamiento en un sentido más general", añadió.Las personas con diabetes de tipo 1 carecen de la capacidad de fabricar insulina, una hormona que hace que la células de los músculos y las hepáticas absorban la glucosa y la almacenen para tener energía. John March, ingeniero bioquímico de la Universidad de Cornell, en Ithaca, Nueva York, y sus colaboradores decidieron recrear este circuito esencial utilizando el sistema de señalización existente entre las células epiteliales que rodean el intestino y los millones de bacterias buenas que normalmente residen en el intestino. Estas células epiteliales absorben los nutrientes de los alimentos, protegen los tejidos de las bacterias dañinas y reciben las señales moleculares de las bacterias buenas. "Si ya se están enviando señales entre sí, ¿por qué no señalizar algo que queremos?", se preguntó March. Los investigadores crearon una cepa de bacterias E. coli no patogénicas que producen una proteína llamada GLP-1. EN personas sanas, esta proteína hace que las células del páncreas fabriquen insulina. El año pasado, March y sus colaboradores mostraron que células bacterianas modificadas mediante ingeniería que segregaban la proteína podían hacer que células intestinales humanas en una placa produjeran insulina en respuesta a la glucosa. No obstante, todavía no está claro por qué la proteína tiene esta efecto. En la nueva investigación, los investigadores alimentaron con estas bacterias a ratones diabéticos". Después de 80 días, los ratones [pasaron] de ser diabéticos a tener unos niveles de glucosa en sangre normales", señaló March. Los ratones diabéticos que no fueron alimentados con las bacterias todavía mostraban unos niveles elevados de azúcar en sangre. "La promesa, en resumen, es que un diabético podría comer yogur o beber un batido como terapia en lugar de depender de las inyecciones de insulina", señaló Kristala Jones Prather, ingeniera bioquímica del MIT, que no participó en la investigación.Fuente: Technology Review
Una investigación preliminar presentada la semana pasada en el congreso de la American Chemical Society, en Washington, D.C., indica que unos microbios intestinales “amigables” modificados mediante ingeniería para fabricar una proteína específica pueden ayudar a regular el azúcar en sangre en ratones diabéticos. Aunque la investigación se encuentra todavía en sus primeras etapas, estos microbios que se pueden desarrollar en yogur podrían, algún día, ofrecer un tratamiento alternativo para las personas con diabetes. La investigación supone un nuevo avance en los probióticos: antiguos suplementos compuestos de bacterias inocuas, como las que se encuentran en el yogur y que se ingieren para reforzar la salud. Gracias un aumento en el conocimiento de estos microbios, algunos científicos están intentando modificarlos mediante ingeniería para paliar dolencias específicas. "El concepto de utilizar bacterias para ayudar a superar (o reparar) trastornos humanos es extremadamente creativo e interesante", señaló Kelvin Lee, ingeniero químico de la Universidad de Delaware, en Maryland. "Incluso si no conduce directamente a una solución al problema de la diabetes, abre nuevas vías de pensamiento en un sentido más general", añadió.Las personas con diabetes de tipo 1 carecen de la capacidad de fabricar insulina, una hormona que hace que la células de los músculos y las hepáticas absorban la glucosa y la almacenen para tener energía. John March, ingeniero bioquímico de la Universidad de Cornell, en Ithaca, Nueva York, y sus colaboradores decidieron recrear este circuito esencial utilizando el sistema de señalización existente entre las células epiteliales que rodean el intestino y los millones de bacterias buenas que normalmente residen en el intestino. Estas células epiteliales absorben los nutrientes de los alimentos, protegen los tejidos de las bacterias dañinas y reciben las señales moleculares de las bacterias buenas. "Si ya se están enviando señales entre sí, ¿por qué no señalizar algo que queremos?", se preguntó March. Los investigadores crearon una cepa de bacterias E. coli no patogénicas que producen una proteína llamada GLP-1. EN personas sanas, esta proteína hace que las células del páncreas fabriquen insulina. El año pasado, March y sus colaboradores mostraron que células bacterianas modificadas mediante ingeniería que segregaban la proteína podían hacer que células intestinales humanas en una placa produjeran insulina en respuesta a la glucosa. No obstante, todavía no está claro por qué la proteína tiene esta efecto. En la nueva investigación, los investigadores alimentaron con estas bacterias a ratones diabéticos". Después de 80 días, los ratones [pasaron] de ser diabéticos a tener unos niveles de glucosa en sangre normales", señaló March. Los ratones diabéticos que no fueron alimentados con las bacterias todavía mostraban unos niveles elevados de azúcar en sangre. "La promesa, en resumen, es que un diabético podría comer yogur o beber un batido como terapia en lugar de depender de las inyecciones de insulina", señaló Kristala Jones Prather, ingeniera bioquímica del MIT, que no participó en la investigación.Fuente: Technology Review
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