Habíamos dicho que para manejar Arduino necesitas saber programación y electrónica. Las dos cosas van de la mano, juntitas.
Hemos visto un repaso de programación, y ahora toca meter empezar con la parte de electricidad y electrónica.
Sé lo que estáis pensando.
Luis, yo he venido a jugar con mi Arduino, no a que me metas la chapa año sobre electromagnetismo
¡Tranquilidad! Para trabajar con Arduino no necesitáis un master en electrónica. Pero sí necesitas entender las reglas del juego de la electricidad (más que nada para que no chispes algo 💥).
Así que vamos a hacer un repaso rápido de electrónica, y a conocer a los tres actores principales y las dos reglas básicas que rigen su comportamiento.
Magnitudes
Todo circuito se basa en la interacción de tres conceptos. Si entendéis esto, entendéis el 90% de lo que pasa en vuestra placa Arduino.
Voltaje
Técnicamente es la “diferencia de potencial”, es lo que hace que los electrones se muevan (sin voltaje, se quedarían quietos en el cable y no harían nada).
Es la energía que provoca que los electrones se muevan de un punto a otro.
- Se mide en: Voltios (V).
- En Arduino: Trabajaremos casi siempre con 5V o 3.3V.
- El truco mental: Imaginad una cascada. El voltaje es la altura. Cuanto más alta, con más fuerza cae el agua.
Corriente
Es la magnitud que mide el tráfico real de electrónes. Es lo que hace que las cosas funcionen (que el LED brille o el motor gire).
Es la cantidad de carga eléctrica que están viajando realmente por el cable en un momento dado.
- Se mide en: Amperios (A), aunque en Arduino usamos cantidades pequeñas: miliamperios (mA).
- El truco mental: Es el caudal de agua. La cantidad de litros que pasan por segundo.
Resistencia
Cualquier componente que pongamos en un circuito dificulta un poco el paso de los electrones.
Es la oposición al paso de la corriente que presenta un elemento.
- Se mide en: Ohmios (
). - El truco mental: Es como estrechar la tubería. Si el tubo es muy fino (mucha resistencia), pasa poca agua.
Las Reglas del Juego (Sin dolor)
Ahora que conocemos a los actores, veamos cómo interactúan. Aquí entran dos señores alemanes del siglo XIX: Ohm y Kirchhoff.
La Ley de Ohm
Georg Ohm descubrió que estos tres elementos están atados entre sí. No podéis cambiar uno sin afectar a los otros. La regla básica es:
- Si hay 🔺más Voltaje (más empuje)
Habrá 🔺más Corriente. - Si hay 🔺más Resistencia (más freno)
Habrá 🔻menos Corriente.
Las Leyes de Kirchhoff
Gustav Kirchhoff nos dejó unas reglas sobre cómo se reparte la energía. Suena complejo, pero se resume en dos principios lógicos:
- Lo que entra, sale: La electricidad no desaparece. Si entran 5 amperios en un cruce de cables, tienen que salir 5 amperios.
- La energía se gasta: Si hacéis el mismo camino por dos partes del circuito que parten del mismo punto, y llegan al mismo punto, el voltaje será el mismo al principio y al final.
Parecen muy evidentes, pero tienen bastante miga. Son la base del análisis de circuito.
El concepto de GND
La electricidad siempre necesita un circuito cerrado. Los electrones tienen que salir de la fuente de energía, hacer su trabajo y volver a casa.
- 5V / VCC: Es el punto de salida, donde hay mucha energía (presión alta).
- GND (Ground/Tierra): Es el punto de retorno, el nivel cero (el desagüe).
El concepto de cortocircuito
Ya sabemos que los electrones quieren ir de 5V a GND. Normalmente, ponemos algo en medio (un LED, un motor, una resistencia) para que esa energía haga algo útil por el camino.
Pero, ¿qué pasa si conectáis un cable directo de 5V a GND sin nada en medio?
Los electrones encuentran un camino libre, sin resistencia, “una autopista vacía” y hacen “allá que voy”. La placa se calienta, huele a quemado y habéis hecho un Cortocircuito.
Supongo que no hay ni que decír que debéis evitar hacer cortocircuitos si queréis
- No romper vuestra electrónica
- No quemar vuestra casa
- No llevaros un chispazo
