Cómo usar resistencias en un proyecto

La resistencia es futi... Voltaje dividido por corriente

El kit de herramientas para creadores tiene una selección básica de herramientas esenciales para creadores. Las herramientas sin las que no podemos hacer ningún trabajo. Las placas de prueba, los soldadores y los LED son importantes, pero las resistencias son los componentes diminutos de los que dependen los proyectos.

No importa qué placa elijamos, ya sea Raspberry Pi, Raspberry Pi Pico o Arduino, necesitamos resistencias para proteger nuestros LED, dividir voltajes y proporcionar valores precisos para nuestros circuitos. Pero, ¿qué hacen, por qué los necesitamos y cómo podemos asegurarnos de tener el valor correcto? Para eso, necesitamos hacer un poco de matemáticas y consultar algunas hojas de datos.

En esta referencia, explicaremos qué son las resistencias, qué hacen y le diremos cómo elegir la resistencia correcta para su próximo proyecto.

Las resistencias son componentes que introducen resistencia eléctrica en un circuito. Por lo general, se usan para reducir el flujo de corriente en un circuito, por ejemplo, cuando se usan con LED, evitan que el LED consuma demasiada corriente.

Un LED sin resistencia se quemará muy rápidamente. Las resistencias también se pueden usar para crear divisores de potencial de voltaje, circuitos útiles que reducirán el voltaje en un circuito. Cada fabricante tendrá algunas resistencias en sus kits. Vienen en tiras de bandolera y se pueden comprar en paquetes individuales o por miles.

El uso más básico de las resistencias es evitar que un componente consuma demasiada corriente. Tomemos por ejemplo un LED (diodo emisor de luz). Los LED están diseñados para pasar corriente en una dirección y producir una pequeña cantidad de luz mientras funcionan. Si le damos a los LED tanta corriente como ellos quieren, el LED se encenderá brillantemente pero pronto se quemará. En algunos casos, podemos darle demasiada corriente a la vez, lo que hace que el LED "explote" y luego se apague.

Podemos usar el siguiente cálculo para determinar el valor exacto de la resistencia.

R es el valor de la resistencia, Vs es la tensión de alimentación, Vf es la tensión directa (la cantidad que necesita el componente) e If es la corriente directa.

Pongamos esto en práctica. Tenemos un LED azul conectado a una fuente de 5V. El voltaje directo del LED es de 3,2 V y la corriente requerida es de alrededor de 10 mA. Así que el cálculo se ve así.

Esto significa que el valor de R es de 180 ohmios. En la serie estándar de resistencias podemos usar este valor exacto o podemos elegir una resistencia de 150 o 220 Ohm en su lugar. Para tareas básicas, el valor exacto no es esencial, pero al diseñar circuitos para dispositivos profesionales/industriales o de alta precisión, deberá utilizar los valores exactos. Los valores exactos se pueden encontrar en la hoja de datos de los componentes o en la página del producto de la tienda elegida.

Para la mayoría de las aplicaciones de aficionados/fabricantes, podemos elegir el valor más cercano que tengamos. A menudo preferimos una resistencia de 220/330 ohmios para nuestros LED.

Las resistencias también se pueden usar para subir o bajar un pin GPIO. Una resistencia pull up elevará un pin al conectar un suministro de voltaje a un pin. Una resistencia desplegable bajará un pin a GND. Usamos una resistencia de 10K Ohm con un sensor de temperatura DHT22 para subir el pin de datos usando el suministro de 3.3V.

Las resistencias también se pueden usar para bajar voltajes de un nivel a otro. Esto se llama divisor de voltaje y se usa comúnmente en potenciómetros para variar el voltaje.

Para crear un divisor de voltaje necesitamos usar esta ecuación.

Vout es el voltaje que queremos.

Vin es el voltaje de entrada.

R1 es el valor de la primera resistencia.

R2 es el valor de la segunda resistencia.

Entonces, para nuestro divisor de voltaje queremos convertir el voltaje de entrada de 5V a alrededor de 3.3V. Este proceso se usa comúnmente cuando necesitamos cambiar el voltaje lógico de un componente, por ejemplo, el HC-SR04. El sensor de distancia ultrasónico HC-SR04 originalmente usaba una lógica de 5 V, por lo que el pin de eco, que se activa cuando el sonido rebota en un objeto, enviará 5 V al GPIO.

Para un Arduino, esto está bien. Para una Raspberry Pi, puede dañar el pin o incluso la Pi. Estamos usando dos resistencias, R1 una resistencia de 1K Ohm (arriba) y R2 una resistencia de 2.2K Ohm (abajo) para crear un divisor de voltaje. Las patas de R1 y R2 van en la misma fila de la protoboard. En R1 suministramos 5V y en R2 nos conectamos a GND. Donde se encuentran las patas de R1 y R2 está el voltaje de salida, que debe ser de 3,4375 V, muy dentro de la tolerancia del GPIO de 3,3 V.

El cálculo funciona sumando R1 y R2 (1000 + 2200 = 3200) luego dividimos el valor de R2 por este (2200 / 3200 = 0.6875) y por último lo multiplicamos por el voltaje de entrada (5 8 0.6875 = 3.4375V).

Los resistores tienen bandas de colores alrededor de su eje. Tenemos un artículo detallado sobre cómo decodificar códigos de color de resistencia, pero a continuación hay una breve explicación adecuada para su primer proyecto.

Estas bandas son un sistema de código que podemos usar para identificar el valor de una resistencia. Las hay de cuatro, cinco y seis bandas pero las más comunes son las de cuatro. De hecho, las resistencias de cuatro bandas son las más fáciles de leer.

Tomemos esta resistencia como ejemplo. Las bandas están impresas en la resistencia, pero la banda final, la tolerancia, está impresa en una de las "protuberancias" al final de la resistencia. Podemos ver que la primera banda es amarilla y la segunda es violeta. Esto nos da un valor de 47. La tercera banda es el multiplicador, en este caso el rojo es 100. Si hacemos los cálculos, 47 x 100 = 4700. Tenemos una resistencia de 4700 Ohm, generalmente conocida como resistencia de 4.7K Ohm. . La banda final es la tolerancia. Nuestra banda de tolerancia es dorada, lo que significa que tenemos una tolerancia del 5 %, podría ser un 5 % por encima o por debajo del valor de 4,7 K ohmios.

Las resistencias de cinco bandas ofrecen precisión adicional y usan un tercer dígito adicional para marcar la precisión. La tercera banda de la misma resistencia de 4,7 K ohmios ahora es negra, que se refiere a cero. La cuarta banda es el multiplicador y la quinta es nuestra tolerancia.

Esta tabla proporciona una referencia rápida que se puede aplicar a resistencias de cuatro y cinco bandas.

A veces puede ser difícil identificar correctamente una resistencia por su código de color. Podría ser antiguo, estar dañado o estar mal impreso. Si ese es el caso, entonces podemos verificar nuestra resistencia con un multímetro.

Los multímetros son una herramienta esencial para los fabricantes. Entre otras características, los multímetros pueden medir voltajes, corriente y verificar la continuidad en un circuito. Hay dos multímetros comunes, de rango automático y manual. El rango automático intenta detectar la lectura y ponerla en un rango. Para manual tenemos que configurar el rango.

1.Gire el dial hasta el símbolo Ω (Ohm) y presione el botón de encendido.Algunos multímetros se encienden cuando se gira el dial, mientras que otros tienen un botón de encendido.

2.Envuelva una pata de la resistencia alrededor de una sonda.Las resistencias no tienen polaridad, por lo que podemos conectar cualquiera de las patas a la sonda.

3.Envuelva la otra pierna alrededor de la sonda restante.

4.Lea el valor de la pantalla.Espere unos momentos para que se asiente antes de tomar una lectura.

1. Gire el dial al símbolo Ω (Ohm) y seleccione el rango más bajo. Presiona el boton de poder.

2.Envuelva una pata de la resistencia alrededor de una sonda.Las resistencias no tienen polaridad, por lo que podemos conectar cualquiera de las patas a la sonda.

3.Envuelva la otra pierna alrededor de la sonda restante.

4.Lea el valor de la pantalla.Espere unos momentos para que se asiente antes de tomar una lectura.

5.Si la lectura indica OL o distorsionada, suba un rango hasta que vea un valor estable.Este es el multímetro que intenta decirnos que nuestra lectura está fuera de rango, normalmente más alta que la configuración manual que hemos usado.

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Les Pounder es editor asociado en Tom's Hardware. Es un tecnólogo creativo y durante siete años ha creado proyectos para educar e inspirar mentes tanto jóvenes como mayores. Ha trabajado con la Fundación Raspberry Pi para escribir e impartir su programa de formación de profesores "Picademy".

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