Bluetooth / Wi Fi

WIFI

Cuando hablamos de WIFI nos referimos a una de las tecnologías de comunicación inálambrica mediante ondas más utilizada hoy en día. WIFI, también llamada WLAN (wireless lan, red inalámbrica) o estándar IEEE 802.11. WIFI no es una abreviatura de Wireless Fidelity, simplemente es un nombre comercial. 

En la actualidad podemos encontrarnos con dos tipos de comunicación WIFI: 

• 802.11b, que emite a 11 Mb/seg, y 

• 802.11g, más rapida, a 54 MB/seg. 

De hecho, son su velocidad y alcance (unos 100-150 metros en hardaware asequible) lo convierten en una fórmula perfecta para el acceso a internet sin cables. 

Para tener una red inalámbrica en casa sólo necesitaremos un punto de acceso, que se conectaría al módem, y un dispositivo WIFI que se conectaría en nuestro aparato. Existen terminales WIFI que se conectan al PC por USB, pero son las tarjetas PCI (que se insertan directamente en la placa base) las recomendables, nos permite ahorrar espacio físico de trabajo y mayor rapidez. Para portátiles podemos encontrar tarjetas PCMI externas, aunque muchos de los aparatos ya se venden con tarjeta integrada.

En cualquiera de los casos es aconsejable mantener el punto de acceso en un lugar alto para que la recepción/emisión sea más fluida. Incluso si encontramos que nuestra velocidad no es tan alta como debería, quizás sea debido a que los dispositivos no se encuentren adecuadamente situados o puedan existir barreras entre ellos (como paredes, metal o puertas).

El funcionamiento de la red es bastante sencillo, normalmente sólo tendrás que conectar los dispositivos e instalar su software. Muchos de los enrutadores WIFI (routers WIFI) incorporan herramientas de configuración para controlar el acceso a la información que se transmite por el aire.

Pero al tratarse de conexiones inalámbricas, no es difícil que alguien interceptara nuestra comunicación y tuviera acceso a nuestro flujo de información. Por esto, es recomendable la encriptación de la transmisión para emitir en un entorno seguro. En WIFI esto es posible gracias al WPA, mucho más seguro que su predecesor WEP y con nuevas características de seguridad, como la generación dinámica de la clave de acceso.

Para usuarios más avanzados exite la posibilidad de configurar el punto de acceso para que emita sólo a ciertos dispositivos. Usando la dirección MAC, un identificador único de los dispositivos asignado durante su construcción, y permitiendo el acceso sólamente a los dispositivos instalados.

Por último, también merece la pena comentar la existencia de comunidades wireless que permiten el acceso gratuito a la red conectando con nodos públicos situados en diferentes puntos, por ejemplo, en tu ciudad. Esta tendencia aún no está consolidada y tiene un futuro impredecible, pues es muy probable que las compañías telefónicas se interpongan a esta práctica. Si te interesa este tema y quieres más información algunos sitios de interes serían valenciawireless o RedLibre.

BLUETOOTH

Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz. Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:

• Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos.

• Eliminar cables y conectores entre éstos.

• Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.

Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología pertenecen a sectores de las telecomunicaciones y la informática personal, como PDA, teléfonos móviles, computadoras portátiles, ordenadores personales, impresoras o cámaras digitales.

Usos y aplicaciones

Se denomina Bluetooth al protocolo de comunicaciones diseñado especialmente para dispositivos de bajo consumo, con una cobertura baja y basados en transceptores de bajo costo.

Gracias a este protocolo, los dispositivos que lo implementan pueden comunicarse entre ellos cuando se encuentran dentro de su alcance. Las comunicaciones se realizan por radiofrecuencia de forma que los dispositivos no tienen que estar alineados y pueden incluso estar en habitaciones separadas si la potencia de transmisión lo permite. Estos dispositivos se clasifican como "Clase 1", "Clase 2" o "Clase 3" en referencia a su potencia de transmisión, siendo totalmente compatibles los dispositivos de una clase con los de las otras.

Clase Potencia máxima permitida

(mW)

Potencia máxima permitida

(dBm)

Rango

(aproximado)

Clase 1 100 mW 20 dBm ~100 metros

Clase 2 2.5 mW 4 dBm ~10 metros

Clase 3 1 Mw 0 dBm ~1 metro

En la mayoría de los casos, la cobertura efectiva de un dispositivo de clase 2 se extiende cuando se conecta a un transceptor de clase 1. Esto es así gracias a la mayor sensibilidad y potencia de transmisión del dispositivo de clase 1, es decir, la mayor potencia de transmisión del dispositivo de clase 1 permite que la señal llegue con energía suficiente hasta el de clase 2. Por otra parte la mayor sensibilidad del dispositivo de clase 1 permite recibir la señal del otro pese a ser más débil.

Los dispositivos con Bluetooth también pueden clasificarse según su ancho de banda:

Versión Ancho de banda

Versión 1.2 1 Mbit/s

Versión 2.0 + EDR 3 Mbit/s

Versión 3.0 + HS 24 Mbit/s

Versión 4.0 24 Mbit/s

Perfiles Bluetooth

Para utilizar Bluetooth, un dispositivo debe implementar alguno de los perfiles Bluetooth. Estos definen el uso del canal Bluetooth. Así como canalizar al dispositivo que se quiere vincular.

Lista de aplicaciones.

• Conexión con cables vía OBEX.

• Transferencia de fichas de contactos, citas y recordatorios entre dispositivos vía OBEX.

• Reemplazo de la tradicional comunicación por cable entre equipos GPS y equipamiento médico.

• Controles remotos (tradicionalmente dominado por el infrarrojo).

• Enviar pequeñas publicidades desde anunciantes a dispositivos con Bluetooth. Un negocio podría enviar publicidad a teléfonos móviles cuyo Bluetooth (los que lo posean) estuviera activado al pasar cerca.

• Las consolas Sony PlayStation 3 y Wii incorporan Bluetooth, lo que les permite utilizar mandos inalámbricos, aunque los mandos originales de la Wii funcionan mezclando la tecnología de infrarrojos y Bluetooth.

Especificaciones y novedades

La especificación Bluetooth fue desarrollado como un reemplazo del cable en 1994 por Jaap Haartsen y Mattisson Sven, que estaban trabajando para Ericsson en Lund, Suecia.1 La especificación se basa en la tecnología de saltos de frecuencia de espectro ensanchado.

Las especificaciones fueron formalizados por el Bluetooth Special Interest Group (SIG). El SIG se anunció formalmente el 20 de mayo de 1998. Hoy cuenta con una membresía de más de 14.000 empresas en todo el mundo. Fue creado por Ericsson, IBM, Intel, Toshiba y Nokia, y que posteriormente se sumaron muchas otras compañías. Todas las versiones de los estándares de Bluetooth están diseñadas para la compatibilidad hacia abajo. 

PROYECTO (Alarma Despertadora)

Material:

*Circuito integrado lineal temporizador 555

*Resistencia de 6.8 k

*Resistencia 1K

*Resistencia 10 ohms

*Fotocelda

*Parlante o timbre

*Capacitor 1 microfaradio

*Transistor 

Diagrama Esquemático:

Explicación: 

La alarma despertadora genera un sonido audible solo cuando la luz incide su fotocelda. En la obscuridad permanece silencioso. La intensidad del sonido, también depende de la intensidad de la luz incidente en la fotocelda. Por lo tanto, puede producir efectos sonoros interesantes, sombreando la fotocelda con su mano. 

Para operar el despertador, conecte la batería. El circuito de este dispositivo consiste del temporalizador 555 como un reloj. Genera un señal de audio, teniendo una frecuencia dependiendo de la intensidad de luz incidente en al fotocelda. Al señal de audio, es generada por el 555, y es amplificada por el transistor Q1, y luego reproducida por el parlante (timbre).

PRACTICA REGULADOR /PRACTICA COMPUERTAS 7408, 7432, 7404

Practica Regulador 

Material: 

* Regulador de voltaje positivo 5V/1A  7805

* Capacitor 220 Microfaradios

* LED

Explicación: 

Esta practica consiste en que cuando conectemos el protoboard a la corriente, el LED se encenderá, y con ayuda del multimetro mediremos el voltaje de corriente, el cual debe de ser de 5 volts (o poco menos) debido  a las características del  7805, el cual es un regulador de tension.

Los reguladores lineales de tensión, también llamados reguladores de voltaje, son circuitos integrados diseñados para entregar una tensión constante y estable.

Estos dispositivos están presentes en la gran mayoría de fuentes de alimentación, pues proporcionan una estabilidad y protección sin apenas necesidad de componentes externos haciendo que sean muy económicos.

Una visión simplificada, para entender su funcionamiento, sería verlos como un divisor de tensión que se reajusta constantemente para que la tensión entregada sea siempre la misma. Evidentemente no es tan simple como una par de resistencias ajustables. En el interior de un regulador lineal de tensión pueden encontrarse componentes activos, como transistores trabajando en su zona lineal, y/o pasivos, como diodos zener, en su zona de ruptura. 

Practica Compuertas 7404, 7432, 7408.

Material:

*Circuitos Integrados 7404, 7432, 7408.
*LEDS
*Dip switch
¨*Resistencias

Explicación:

El ejercicio consiste en que por medio del Dip Switch, podamos manipular el encendido de los LEDS (que unos se enciendan y que otros se apaguen), para ello hacemos uso de los circuitos integrados 7404, 7432, 7408. El primero es la compuerta logica NOT, el cual funge como inversor, es decir lo que hace es que cambia el valor de entrada que le damos, por ejemplo, si se le da un voltaje positivo (1) por el siguiente pin saldrá un voltaje de valor negativo (0) y viceversa. Este circuito siempre tiene una sola entrada y su nivel lógico de salida es siempre contrario al nivel lógico de la entrada.

 

El segundo circuito es el 7432,  la compuerta lógica OR que representa una suma. En un circuito digital la compuerta OR es un circuito que tiene dos o más entradas y cuya salida es igual a la suma de las entradas, Las entradas A y B son niveles de voltaje lógicos y la salida "x" es un valor de voltaje lógico cuyo valor es el resultado de la operación. Esta compuerta funciona si alguna de las dos entradas es cierta, osea que se enciende El LED si cualquiera de las dos entradas es de valor positivo.

El tercer circuito es el 7408, la compuerta lógica AND que representa una multiplicación. La operación que realiza AND es exactamente igual que la multiplicación ordinaria. Siempre que A o B sean cero, su producto será cero; cuando A y B sean 1, su producto será 1. Por tanto, podemos decir que en la operación AND el resultado será 1 sólo si todas las entradas son 1; en los demás casos el resultado será 0. Para el encendido del LED, la entrada siempre deberá ser de valor positivo.

Evidencias:

TRANSISTORES

TRANSISTORES
El transistor, inventado en 1951, es el componente electrónico estrella, pues inició una auténtica revolución en la electrónica que ha superado cualquier previsión inicial.

Con el transistor vino la miniaturización de los componentes y se llegó al descubrimiento de los circuitos integrados, en los que se colocan, en pocos milímetros cuadrados, miles de transistores. Estos circuitos constituyen el origen de los microprocesadores y, por lo tanto, de los ordenadores actuales.

Por otra parte, la sustitución en los montajes electrónicos de las clásicas y antiguas válvulas de vacío por los transistores, reduce al máximo las pérdidas de calor de los equipos.

Un transistor es un componente que tiene, básicamente, dos funciones:

- Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una PEQUEÑA señal de mando.

- Funciona como un elemento AMPLIFICADOR de señales.

Transistores PNP:
Aquí utilizaremos uno de los dos transistores que se encuentran en el siguiente cuadro.

En estos transistores, para obtener el mismo efecto que el anterior, su base deberá ser ligeramente negativa. Observa que en este esquema tanto los LED's como la fuente fueron invertidos.

Nuevamente la corriente de base controla la corriente de colector para producir el efecto de AMPLIFICACIÓN.

Estarás pensando ¿para qué lo necesito si con el anterior me basta...? No es tan así. En muchos casos necesitarás hacer una amplificación y sólo tendrás una pequeña señalnegativa. Para entonces, aquí está la solución.

Tipos de transistores. Simbología

Existen varios tipos que dependen de su proceso de construcción y de las apliaciones a las que se destinan. Aquí abajo mostramos una tabla con los tipos de uso más frecuente y su simbología:

DIODOS

DIODOS
Diodo, componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. Los diodos más empleados en los circuitos electrónicos actuales son los diodos fabricados con material semiconductor. El más sencillo, el diodo con punto de contacto de germanio, se creó en los primeros días de la radio. En los diodos de germanio (o de silicio) modernos, el cable y una minúscula placa de cristal van montados dentro de un pequeño tubo de vidrio y conectados a dos cables que se sueldan a los extremos del tubo.
Los diodos de unión constan de una unión de dos tipos diferentes de material semiconductor. El diodo Zener es un modelo especial de diodo de unión, que utiliza silicio, en el que la tensión en paralelo a la unión es independiente de la corriente que la atraviesa. Debido a esta característica, los diodos Zener se utilizan como reguladores de tensión. Por otra parte, en los diodos emisores de luz (LED, acrónimo inglés deLight-Emitting Diode), una tensión aplicada a la unión del semiconductor da como resultado la emisión de energía luminosa. Los LED se utilizan en paneles numéricos como los de los relojes digitales electrónicos y calculadoras de bolsillo.


Tipos de Diodos


DIODO DE USO COMUN
El diodo semiconductor se forma uniendo los materiales tipo N y tipo P, los cuales deben estar construidos a partir del mismo material base, el cual puede ser Ge o Si. En el momento en que dos materiales son unidos (uno tipo N y el otro tipo P), los electrones y los huecos que están en, o cerca de, la región de "unión", se combinan y esto da como resultado una carencia de portadores (tanto como mayoritarios como minoritarios) en la región cercana a la unión. Esta región de iones negativos y positivos descubiertos recibe el nombre de Región de Agotamiento por la ausencia de portadores.


DIODO ZENER
La corriente en la región Zener tiene una dirección opuesta a la de un diodo polarizado directamente. El diodo Zener es un diodo que ha sido diseñado para trabajar en la región Zener.

DIODO EMISOR DE LUZ (LED)

El LED es un diodo que produce luz visible (o invisible, infrarroja) cuando se encuentra polarizado. El voltaje de polarización de un LED varía desde 1.8 V hasta 2.5 V, y la corriente necesaria para que emita la luz va desde 8 mA hasta los 20 mA.


SIMBOLOGÍA

RESISTENCIAS/CAPACITORES

RESISTENCIAS

La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente.

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.

Para una gran cantidad de materiales y condiciones, la resistencia eléctrica depende de la corriente eléctrica que pasa a través de un objeto y de la tensión en los terminales de este. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor que se mantendrá constante. Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón de la tensión y la corriente, así :

Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo


Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia.

 B.- Electrones fluyendo por un mal conductor.eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor.

Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el micromundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso.

PRACTICA

Material:

*10 resistencias

*Un mulitimetro

*Un protoboard

Realizamos la conexion de un circuito en serie, para medir su resistencia, por lo cual realizamos los calculos manualmente y después con ayuda del multimetro comparamos resultados.

He aqui imagenes de lo acontecido:

Circuito serie y paralelo con resistencias

Circuito Mixto con Resistencias

CAPACITORES

Un capacitor está compuestos de dos terminales cuyo propósito primario es introducir capacitancia a un circuito eléctrico. La capacitancia se define como la razón de carga almacenada a la diferencia de voltaje entre dos placas o alambres conductores.

C=Q/V

Q = carga almacenada
V = diferencia de potencial entre bornes


Un capacitor es un elemento de dos terminales que consta de dos placas conductoras separadas por un material no conductor. La carga eléctrica se almacena en las placas, y el espacio entre las placas se llena con un material dieléctrico. En su funcionamiento normal, las dos placas poseen el mismo valor de carga pero de signos contrarios. El valor de la capacitancia es proporcional al área superficial del material dieléctrico e inversamente proporcional a su espesor. Para obtener mayor capacitancia se requiere de una estructura muy delgada con un área grande.


Simbolo del Capacitor

GENERALIDADES
Estos componentes deben operar a frecuencias altas, por lo que deben presentar bajas inductancias y pérdidas. En términos generales, se pueden utilizar capacitores con diélectrico plástico o cerámico, dependiendo de la aplicación. Sin embargo, en muchos casos se prefiere el uso de capacitores hechos especialmente para aplicaciones de conmutación.
La frecuencia de resonancia de un capacitor se puede determinar por medio de los elementos parásitos, los cuales implican una resistencia y una inductancia propias del capacitor. En general, el capacitor se modela con el siguiente circuito equivalente:

Conectando varios capacitores en paralelo se logra una reducción de la impedancia. Por lo tanto, conectando n capacitores en paralelo se obtiene un capacitor con:

CORRIENTE ALTERNA

CORRIENTE ALTERNA 

El otro tipo de corriente que existe se llama corriente alterna (C.A.) ya que cambia constantemente de dirección, tal como se indica en la ilustraciòn a la izquierda. La corriente en todo circuito fluye delterminal negativo hacia el positivo, por lo mismo, para que haya flujo de corriente alterna la polaridad debe de cambiar su direcciòn. A las fuentes con estas caracterìsticas se les llama fuentes de corriente alterna. A los circuitos que trabajan con este tipo de corriente se les llama circuitos de C.A., a la potencia que consumen potencia de C.A.

¿Que aplicación práctica tiene? Puede dar la sensación, que por el hecho de cambiar su direcciòn, pareciera que lo que haya hecho en una, lo harìa obsoleto al cambiar de dirección. Pero esto no sucede. Cuando hablamos de un circuito, los electrones no desarrollan, pudieramos decir, un trabajo útil. Aquì lo importante es el efecto que producen las cargas por las cuales fluyen.

El efecto es el mismo, no importando la direcciòn de la corriente, ejemplo: cuando por un resistor fluye una corriente, produce calor, ya sea esta directa oalterna, entonces el calor es el efecto que se producirà en el resistor, en el ciclo positivo o negativo de la corriente alterna.

La primera corriente descubierta y por lo mismo usada, fue la corriente directa (C.D.), pero en cuanto se descubrió la corriente alterna, esta fue sustituyendo a la anterior. Hoy, el uso de la corrientealterna podemos decir que es la que mayormente se usa en el mundo, aunque en algunos lugares, se sigue usando corriente directa.

La razòn de esta diferencia en el uso, se debe a que se aplica lo mismo que la corriente directa, con la ventaja que producirla y llevarla hasta los hogares es màs barato y fàcil, otra de las razones es que la corriente alterna se puede aplicar donde no lo podemos hacer con la C.D. Hay que hacer la salvedad que la corriente alterna no es adecuada para algunas aplicaciones, solamente se puede usar corriente directa, por ejemplo los circuitos de los equipos electrónicos no funcionarían con corriente alterna, por lo mismo se hace la conversiòn a corriente directa por medio de rectificadores y filtros.