MANTENIMIENTO ELECTRONICO E INSTRUMENTAL INDISTRIAL COMPETENCIA: Corregir de un bien los sistemas electrónicos e instrumental industrial de acuerdo con sus especificaciones técnicas LOS DISPOSITIVOS ELECTRONICOS

Competencias asociadas Diagnosticar el sistema electrónico e instrumental industrial indicando su estado con relación a sus especificaciones técnicas. Competencia 2: Reemplazar los componentes electrónicos que por su estado no pueden continuar en servicio de acuerdo con sus especificaciones técnicas Competencia 3: Ajustar las condiciones de funcionamiento del bien de acuerdo con las especificaciones técnicas Competencia 4: Aplicar las medidas ambientales según las normas vigentes para desechos sólidos líquidos y gaseosos

Resultados de Aprendizaje 1. Detectar fallas en la circuitería electrónica y elaborar procedimientos para la fabricación, reconstrucción o reemplazo de circuitos o sistemas electrónicos industriales que permitan el alistamiento justo a tiempo. 2. Detectar fallas de programación y elaborar procedimientos para la fabricación, reconstrucción o reemplazo de programas o sistemas de procesamiento de datos industriales que permitan el alistamiento justo a tiempo 3. Detectar fallas mecánicas que afecte un sistema electrónico y elaborar procedimientos para la fabricación, reconstrucción o reemplazo de sistemas electrohidráulicos, electroneumáticos y mecatrónicos industriales que permitan el alistamiento justo a tiempo. 4. Desmontar o montar elementos o sistemas electrónicos y de instrumental industrial de las máquinas industriales para reemplazarlos o repararlos 5. Ejecutar actividades de recuperación o reparación de sistemas electrónicos y de instrumental industrial (hardware y software) de acuerdo con la dinámica de la empresa 6. Poner a punto los sistemas electrónicos y de instrumental industrial reparados siguiendo parámetros establecidos en catálogos y manuales 7. Inspeccionar visualmente y con instrumentos los ajustes de la máquina reparada para constatar su correcto funcionamiento y seguridad de operación 8. Entregar la máquina asegurando su correcto funcionamiento frente a parámetros establecidos

Contenido del Material Clasificación general de dispositivos electrónicos Listado general de componentes electrónicos Componentes electrónicos básicos Componentes semiconductores

Clasificación general de los dispositivos electrónicos Los componentes electrónicos se clasifican de acuerdo al tipo de señal que pueden recibir, procesar y enviar en: Dispositivos digitales Dispositivos análogos

Dispositivos digitales Reciben, procesan y envían información o señales del tipo digital. Una señal digital es aquella que puede tener dos valores o dos estados sea de voltaje o corriente Generalmente la señal digital viene en forma de pulsos digitales: 1 lógico Valor alto Valor bajo 0 lógico

Señal digital Los valores discretos que toma la señal digital se alto o bajo, generalmente reciben el nombre de ``0 lógico’’ para el valor bajo y ``1 lógico’’ para el valor alto. El valor alto y bajo depende de la tecnología con la que se esté trabajando: TTL, MOS, CMOS, ECL y otras que existen Por tanto existen dispositivos electrónicos digitales de diversas tecnologías de fabricación pero los mas comunes son los de tecnología TTL y CMOS

Ejemplos de dispositivos digitales Circuitos integrados con múltiples funciones lógicas: AND, OR, XOR Circuitos integrados que realizan operaciones aritméticas sobre datos digitales: suma, resta, multiplicación, división Circuitos integrados que cuentan, codifican, multiplexan datos digitales Circuitos integrados que guardan información digital como memorias, registros, biestables y otros.

Señales análogas Es una señal que cambia de valor uniformemente con el tiempo, sea de corriente o de voltaje Por ejemplo la señal alterna AC senoidal es una señal análoga:

Señal análoga Las señales análogas toman múltiples valores en un rango determinado. Por ejemplo entre 0 y 5 voltios, pueden tomar muchos valores. Igualmente existen dispositivos electrónicos para recibir, procesar y enviar señales de tipo análogo.

Ejemplos de dispositivos análogos Diodos Transistores Amplificadores operacionales Reguladores de voltaje Transformadores Bobinas Condensadores

Reflexiona….. En la naturaleza existen diversos sucesos o eventos que los podemos clasificar como análogos o de tipo digital. Nombra tres de cada tipo.

Piensa… De los electrodomésticos y otros equipos electrónicos que conoces, nombra los que se pueden considerar análogos y digitales:

Listado general de componentes electrónicos RESISTORES CONDENSADORES BOBINAS TRANSFORMADORES DIODOS TRANSISTORES TIRISTORES CIRCUITOS INTEGRADOS SUICHES O INTERRUPTORES RELES O RELEVOS MICROFONOS Y PARLANTES LAMPARAS Y DISPOSITIVOS DE VISUALIZACION TECLADOS BATERIAS O PILAS ACCESORIOS DE EMPALME Y CONEXION

Componentes electrónicos de entrada Permiten enviar información a un sistema electrónico, como: Interruptores o suiches Pulsadores Teclados Micrófonos

Componentes electrónicos de salida A través de ellos un sistema electrónico envía información a un operario u otro sistema: Parlantes Despliegues digitales Pantallas Lámparas

Reflexiona… En un computador, que componentes de entrada y salida encuentras ? SISTEMA ELECTRONICO COMPONENTES DE SALIDA COMPONENTES DE ENTRADA

Componentes electrónicos básicos Resistores Capacitores Bobinas Transformadores Relé o relevador

1. LAS RESISTENCIAS O RESISTORES Son los componentes que más se encuentran en los sistemas electrónicos. Función: limitar o controlar la corriente en los circuitos. Tienen diferentes formas y tamaños realizando la misma función Pueden ser de dos tipos: Resistencias fijas y Resistencias variables

Resistores y código de colores Las resistencias se identifican según un código preestablecido llamado código de colores que es: Negro = 0 multiplica por 1 Café = 1 multiplica por 10 Rojo = 2 multiplica por 100 Naranja = 3 multiplica por 1000 Amarillo = 4 multiplica por 10000 Verde = 5 multiplica por 100000 Azul = 6 multiplica por 1000000 Violeta = 7 multiplica por 10000000 Gris = 8 multiplica por 100000000 Blanco = 9 multiplica por 1000000000

Ejemplo AMARILLO VIOLETA CAFE DORADO 4 7 X 10^1 ± 5 %

Identificación de los resistores

Otras características Las resistencias también se pueden dividir tomando en cuenta otras características:  - Si son bobinadas.  - Si no son bobinadas.  - de débil disipación.  - de fuerte disipación.  - de precisión.

Reflexiona… Identifica qué parámetros de la siguiente lista corresponden a los resistores: El voltaje que soportan en voltios La corriente que soportan en amperios El valor del resistor en ohmios La potencia que disipan en vatios El calor que generan en grados

Tipos de resistores según su fabricación Resistores de alambre devanado Resistores de composición de carbón Resistores de tipo pelicular Resistores de cermet Resistores para fusibles Resistores no lineales

Unidades de medida Unidad fundamental: Ohmios (Ω) Múltiplos: Kiloohmios (kΩ) Megaohmios (MΩ)

2. Los condensadores o capacitores Estan formados por dos placas metálicas separadas por un material aislante llamado dieléctrico. Su principal función es almacenar energía eléctrica temporalmente. Se dividen en Fijos y Variables Los fijos pueden ser: electrolíticos o polarizados y los no polarizados.

Condensadores o capacitores

Clasificación según su fabricación Los condensadores no polarizados se clasifican en: Poliéster Mica Cerámica Papel Los condensadores electrolíticos se clasifican en: Aluminio Tantalio Los condensadores variables se clasifican en: Dieléctrico de aire Dieléctrico de mica

Unidades de medida Fundamental: Faradio (F) Submúltiplos: milifaradio (mF) microfaradio (uF) picofaradio (pF) nanofaradio (nF)

3. Bobinas o inductores Físicamente son espiras o vueltas de material conductor que están enrolladas sobre un núcleo. Función: oponerse a los cambios en la dirección de la corriente. Los principales tipos son: Bobinas de núcleo de aire Bobinas de núcleo de hierro Bobinas de núcleo de ferrita

Tipos principales de bobinas

Unidades de medida Fundamental: Henrio (H) Submúltiplos: milihenrio (mH) microhenrio (uH)

4. Transformadores Está conformado por dos o varias bobinas enrolladas sobre un mismo núcleo, llamadas bobina primaria y secundaria El núcleo generalmente está formado por hojas de hierro laminado Función: aumentar o reducir el voltaje y la corriente de entrada al transformador Tipos de transformadores: Transformador de potencia Transformador de audio Transformador de pulsos Transformador de radiofrecuencia

Tipos de transformadores

5. Relé o relevador El relé es un dispositivo conformado por un electroimán y varios contactos que pueden ser normalmente abiertos (NA) o normalmente cerrados (NC). Función: El relé trabaja como un interruptor operado magnéticamente. Este se activa o desactiva cuando su electroimán es energizado. Esto permite que exista conexión o no entre los terminales o contactos del dispositivo.

Características del relé I es la corriente necesaria para activar el relé V es el voltaje para activar el relé R es la resistencia del bobinado del relé

Tipos de relés Relés electromagnéticos Relés de estado sólido

Identifica los siguientes símbolos:

Componentes semiconductores El diodo El transistor Componentes en circuito integrado Los tiristores

6. Diodos o rectificadores Son dispositivos electrónicos fabricados con material semiconductor tipo P-N que posee dos terminales de conexión externa denominadas ánodo (-) y cátodo (+). Función: Permite el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección (conversión de señal AC a señal DC)

Tipos de diodos Diodo rectificador: convierte señal AC en señal DC Diodo zener: regulador de voltaje Diodo emisor de luz o LED Fotodiodo: recibe luz y la convierte en corriente eléctrica Rectificador controlado de silicio SCR: para controlar la potencia entregada a una carga en una sola dirección Diodo Schottky

Tipos de diodos

Símbolos

7. Transistor Dispositivo electrónico fabricado con material semiconductor tipo NPN que posee tres terminales denominados Emisor, Base y Colector. Funciones principales: Amplificador de señales Suiche electrónico Tipos de transistores: Transistores Bipolares BJT Transistores de Efecto de Campo JFET Transistor de uniunión UJT Transistor de unión programable PUT Transistor IGBT Fototransistor Los transistores bipolares se clasifican en NPN y PNP según el tipo de material empleado en su fabricación Los transistores de efecto de campo se clasifican en Canal N, Canal P y MOSFET.

Tipos de transistores

Tamaño de los transistores Los transistores tienen diferentes tamaños, formas y empaquetaduras según la potencia que disipen: Transistores de baja potencia (pequeños sin disipador de calor) Transistores de mediana potencia (tamaño medio con disipador) Transistores de potencia (grandes con disipador)

Transistores especiales Existen transistores especiales muy utilizados en la electrónica industrial para aplicaciones especiales, entre ellos están: Transistor uniunión UJT Transistor de unión programable PUT Transistor bipolar de puerta aislada IGBT

8. Circuitos integrados Un circuito integrado es la unión, en una sola pastilla, de muchos componentes como diodos y transistores Es el dispositivo que ha revolucionado la electrónica moderna Función: Reemplaza muchos componentes en uno solo, lo cual hace que los aparatos electrónicos sean cada vez más pequeños y funcionales. Tipos: Existen básicamente los circuitos integrados digitales y los análogos o lineales

Circuitos integrados

Clasificación de los circuitos integrados lineales Se clasifican según la función que desempeñen: Amplificadores operacionales Reguladores de voltaje Amplificadores de audio Convertidores de señal Moduladores y demoduladores Controladores de motores Comparadores de voltaje

9. Tiristores Son componentes semiconductores utilizados para controlar la potencia que se entrega a una carga (lámpara, resistencia eléctrica) Función: Permiten el control de potencia en las cargas para aplicaciones industriales Tipos: Existen los que permiten el control de potencia en una sola dirección y los que permiten el control de potencia en dos direcciones.

Tipos de Tiristores El SCR (Rectificador controlado de silicio): permite el control de potencia en una sola dirección, a manera de un diodo El TRIAC: permite el control de potencia en dos direcciones o bidireccional El DIAC (Diodo de doble capa) El CUADRAC (diodo de cuatro capas)

10. Suiches e interruptores Se considera como un componente eléctrico, algunos especiales para aplicaciones electrónicas Función: Permiten o interrumpen el paso de corriente por un circuito o pueden dirigir una señal a diferentes puntos Tipos: Deslizante de palanca, pulsador, rotatorio, relé electromagnético, relé de estado sólido

Suiches e interruptores

11. Micrófonos y parlantes Pertenecen a un grupo especial de dispositivos llamados transductores Función: Los micrófonos convierten ondas sonoras en corriente eléctrica variable. Los parlantes cumplen la función contraria Tipos de micrófonos: de carbón, dinámico, de condensador, de cristal, piezoeléctrico Tipos de parlantes: el magnético, el de cristal y el audífono

12. Lámparas Son un componente de tipo eléctrico pero hay tipos especiales con aplicación en electrónica como pilotos o indicadores Función: Convierten energía eléctrica en energía lumínica y calórica Tipos: incandescentes o bombillos, de neón, fluorescentes y de xenón

12. Baterías o pilas Componentes fundamentales en los circuitos electrónicos para alimentar todos los componentes electrónicos Función: suministrar energía eléctrica a los dispositivos electrónicos Tipos: comunes o de carbón, zinc, alcalinas, de níquel-cadmio, de mercurio, de plomo-ácido, de litio Clasificación: baterías recargables y no recargables

Conectores y accesorios de conexión Función: permiten la entrada y salida de las señales para todos los dispositivos electrónicos. También permiten la interconexión interna de los circuitos. Tipos: conectores para amplificadores, televisores, computadores, conectores para circuito impreso