Laboratorio de electrónica Cultura digital · UOC · Cristian Rodríguez Castro

Práctica interactiva · PEC2 · Cultura digital · UOC

Laboratorio interactivo de electrónica

Enciende un LED durante cinco segundos al pulsar un botón. Resuelve el mismo reto con un circuito cableado analógico y con un microcontrolador programable.

Comenzar laboratorio
Un reto con dos circuitos

Electrónica cableada

Las conexiones y los componentes que utilizaremos fijarán el comportamiento. El NE555 mide el tiempo mediante la carga de un condensadorm, no es un dispositivo programable.

Electrónica programable

Un microcontrolador lee entradas y controla salidas, entre otras muchas funciones como la gestión de tiempos, gestión de sensores... El software que programemosdecide cuándo encender el LED y durante cuánto tiempo. sin necesidad de factores externos.

Laboratorio

Elige un circuito, el que mas te guste, y ajusta su temporización para acercarte a 5 segundos.

Te reto en una simulación didáctica!

Esquema del NE555

Temporizador monoestable

En reposo
NE555 monoestable, alimentado a 5 voltios Los pines 8 y 4 van a 5 V, y 1 a masa. El pulsador con red RC y diodo da un pulso bajo a TRIG, pin 2. THRES y DISCH, pines 6 y 7, se unen al nodo entre la resistencia de temporización y el condensador. CONT, pin 5, lleva un condensador de 10 nF a masa. OUT, pin 3, alimenta un LED en serie con 330 ohmios. +5 V10 kΩ10 kΩD1100 nF S1100 nF10 nF 8 VCC4 RESET 2 TRIG5 CONT1 GND THRES 6DISCH 7OUT 3 NE555 R · 51 kΩC · 150 µF+ 330 ΩLEDGND

Desliza el esquema para recorrer las conexiones.

En reposo, la salida está a nivel bajo / modo low y el condensador permanece descargado hasta que se active el trigger.

Tensión en C 0,00 V · Umbral ≈ 3,33 V

Ajustar componentes

Cambia R o C y observa el pulso.

T ≈ 1,1 × R × CCon R en Ω y C en F
Tiempo teórico8,415 s
Desviación sobre 5 s+3,415 s
Tiempo transcurrido0,00 s

Al aumentar R o C, el condensador tarda más en alcanzar el umbral. El modelo usa valores ideales.

Más circuitos

Si quieres, puedes probar tres comportamientos nuevos: parpadear, regular el brillo y reaccionar a la luz.

NE555 astable

Oscilador · LED intermitente

Circuito oscilador NE555 astable R A conecta 5 V al pin 7. R B va del pin 7 a los pines 2 y 6 y al condensador C. C va a masa. Los pines 8 y 4 se alimentan a 5 V, el 1 va a masa y el 5 lleva 10 nanofaradios a masa. El pin 3 alimenta el LED a través de 330 ohmios. +5 VRₐRᵦC100 nF10 nF330 Ω84762513555
Frecuencia0,57 Hz
Porcentaje encendido59,48 %

Oscilador detenido

Rₐ y Rᵦ fijan la carga de C. Solo Rᵦ interviene en la descarga. Cambia los componentes y busca un parpadeo por segundo.

ESP32 con PWM

Salida digital · Brillo regulable

LED controlado por PWM en el GPIO 23 de un ESP32 El GPIO 23 conecta al LED por una resistencia de 330 ohmios. El cátodo va a masa. La placa está alimentada por micro-USB. ESP32GPIO 23GND330 ΩLEDMicro-USB · 5 V
Dos periodos de PWM al 50 %

Cada periodo dura 1 ms (1 kHz).

Salida alta0,50 ms
Valor duty_u1632768
from machine import Pin, PWM
pwm = PWM(Pin(23), freq=1000, duty_u16=32768)

A 1 kHz, el esquema representa el brillo medio. Compara el 0 %, el 25 % y el 100 %.

Luz automática con LDR

Entrada analógica · Umbral configurable

Divisor con fotorresistencia y ESP32 Entre la salida 3V3 del ESP32 y masa hay una resistencia de 10 kiloohmios, la LDR y otra resistencia de 10 kiloohmios en serie. El GPIO 34 lee el nodo entre la LDR y la segunda resistencia. GPIO 23 alimenta el LED por 330 ohmios. La placa está alimentada por micro-USB. ESP323V3GPIO 34GNDGPIO 2310 kΩLDR10 kΩ330 ΩMicro-USB · 5 V
Tensión en GPIO 341,28 V
Salida GPIO 23Apagado
from machine import ADC, Pin
from time import sleep_ms

sensor = ADC(Pin(34), atten=ADC.ATTN_11DB)
led = Pin(23, Pin.OUT)
while True:
    led.value(int(sensor.read_uv() < 900000))
    sleep_ms(50)

El LED se enciende si la tensión baja del umbral. Ajusta el punto de encendido y observa cómo cambia el código. El porcentaje de luz es orientativo.

Del oscilador a la señal programable

Ambos montajes generan pulsos. En el NE555, las resistencias y el condensador determinan la frecuencia y la proporción de tiempo encendido. En el ESP32, puedes fijar esa proporción en el programa y usarla para controlar el brillo sin necesidad de componentes físicos adicionales.

Comparación y reflexión

Compara las dos formas de resolver el reto y piensa cómo cambia el trabajo de diseño.

Última prueba · NE555

Completa una prueba para ver el resultado.

Última prueba · ESP32

Completa una prueba para ver el resultado.

Comparación del NE555 monoestable y el ESP32 con MicroPython
AspectoNE555 · CableadoESP32 · Programable
ComponentesNE555, red de disparo, R y C, desacoplos, pulsador y LED con resistencia limitadora.Placa ESP32, pulsador y LED con resistencia limitadora. Usa una resistencia interna en la entrada.
TemporizaciónEl condensador se carga hasta el umbral del integrado.El programa compara el tiempo transcurrido con DURACION_MS.
Cambiar el intervaloSustituir R, C o ambos.Editar la variable y volver a cargar el programa en la placa.
ReutilizaciónRepetir el montaje y dimensionar los componentes para cada aplicación.Copiar el programa y ajustar la duración, los pines o la lógica al nuevo montaje.
Flexibilidad y softwareTemporización autónoma sin programa. Cambiar las reglas suele requerir modificar el circuito.Permite sumar condiciones, secuencias o modos desde el código. Depende de la placa y del firmware.
Complejidad y límitesFunción dedicada. El tiempo real depende de tolerancias, fugas y umbrales.Amplía las posibilidades con el mismo montaje. Requiere configurar, cargar y depurar el programa.

Remediación

El ESP32 reproduce una función conocida del circuito cableado. La acción sigue siendo pulsar y ver el LED encendido durante un intervalo, mientras cambia cómo se construye y se modifica esa respuesta.

Transcodificación

El intervalo definido por R y C se expresa como dato, y el disparo y el apagado, como condiciones e instrucciones. Esta lectura de Manovich vincula la capa cultural del diseño electrónico con la capa informática del programa.

Pon a prueba tu interpretación

Elige una respuesta por pregunta. Puedes cambiarla tras leer la explicación.

Vuelve a imaginar el circuito

Imagina una señal de ocho segundos. Configura los dos montajes, experimenta y compara con otra persona. ¿Qué podrías cambiar solo con el programa?🤔 Vuelve al laboratorio y ponlo a prueba.

Volver al laboratorio