martes, 23 de agosto de 2011
miércoles, 17 de agosto de 2011
TEORIA DE BOHR
Niels Henrik David Bohr (*Copenhague, Dinamarca; 7 de octubre de 1885 – †Ibídem; 18 de noviembre de 1962) fue un físico danés que realizó importantes contribuciones para la comprensión de la estructura del átomo y la mecánica cuántica.
Nació en Copenhague, hijo de Christian Bohr, un devoto luterano catedrático de fisiología en la Universidad de la ciudad, y Ellen Adler, proveniente de una adinerada familia judía de gran importancia en la banca danesa, y en los «círculos del Parlamento». Tras doctorarse en la Universidad de Copenhague en 1911, completó sus estudios en Manchester a las órdenes de Ernest Rutherford.
En 1916, Bohr comenzó a ejercer de profesor en la Universidad de Copenhague, accediendo en 1920 a la dirección del recientemente creado Instituto de Física Teórica.
Bohr supuso que los electrones están dispuestos en capas definidas, o niveles cuánticos, a una distancia considerable del núcleo. La disposición de los electrones se denomina configuración electrónica. El número de electrones es igual al número atómico del átomo: el hidrógeno tiene un único electrón orbital, el helio dos y el uranio 92. Las capas electrónicas se superponen de forma regular hasta un máximo de siete, y cada una de ellas puede albergar un determinado número de electrones. La primera capa está completa cuando contiene dos electrones, en la segunda caben un máximo de ocho, y las capas sucesivas pueden contener cantidades cada vez mayores. Ningún átomo existente en la naturaleza tiene la séptima capa llena. Los “últimos” electrones, los más externos o los últimos en añadirse a la estructura del átomo, determinan el comportamiento químico del átomo.
Todos los gases inertes o nobles (helio, neón, argón, criptón, xenón y radón) tienen llena su capa electrónica externa. No se combinan químicamente en la naturaleza, aunque los tres gases nobles más pesados (criptón, xenón y radón) pueden formar compuestos químicos en el laboratorio. Por otra parte, las capas exteriores de los elementos como litio, sodio o potasio sólo contienen un electrón. Estos elementos se combinan con facilidad con otros elementos (transfiriéndoles su electrón más externo) para formar numerosos compuestos químicos. De forma equivalente, a los elementos como el flúor, el cloro o el bromo sólo les falta un electrón para que su capa exterior esté completa. También se combinan con facilidad con otros elementos de los que obtienen electrones.
resistividad de aislantes, semiconductores y conductores
· Propiedades Eléctricas:
La Madera seca es un buen aislante eléctrico, su resistividad decrece rápidamente si aumenta la humedad. Para un grado de humedad determinado la resistividad depende de la dirección (es menor en la dirección de las fibras), de la especie (es mayor en especies que contienen aceites y resinas) y del peso específico (crece al aumentar el mismo).
lmatrices de led´s
Por todo esto, lo primero que debemos tener en claro es que sólo vamos a construir una matriz de 8 X 8 LEDs y que luego vendrán las enormes marquesinas al mejor estilo Las Vegas. Pero comenzaremos por lo más básico. En este ámbito inicial y de planteamientos sobre cómo deseamos ver materializado el proyecto final, una de las decisiones iniciales será la opción entre una matriz comprada hecha y lista para usar o si la construiremos nosotros mismos con LEDs individuales. Las imágenes pueden ilustrarnos las diferencias muy claras y conocidas entre una y otra.
· Matriz 8 X 8 compacta e integrada
· Matriz de construcción artesanal con LEDs individuales
En lo que refiere al funcionamiento, ambos sistemas podrán desempeñarse de manera aceptable y con un resultado acorde a la programación del microcontrolador que se utilice para activarlos. En cambio, desde el punto de vista constructivo, las diferencias son notables y lo que se torna favorable en algunos casos puede ser perjudicial en otros. Por ejemplo: el diseño compacto, la facilidad de conexión y el rendimiento deseado son factores que inclinan la balanza hacia el módulo integrado de 64 LEDs que aparece en la imagen izquierda. Sin embargo, cuando necesitamos un tamaño no convencional o fuera de los estándares de fabricación, la construcción a partir de LEDs individuales pasa a ser una necesidad. Además, el menor costo es otro de los factores que inciden en la elección. Y sea cual sea dicha elección, lo que debemos hacer es saber a ciencia cierta cómo se trabaja con estas pequeñas pantallas transmisoras de información. Es decir, debemos saber de antemano qué estamos buscando.
Organización de la matriz por filas y columnas
Mostrando una imagen.
Para visualizar un caracter, mostrar un pequeño dibujo u ofrecer cualquier símbolo en la pantalla, debemos desmenuzar el análisis de funcionamiento y, de esa manera, comprenderemos el concepto esencial que rige la mecánica de estos displays gráficos. Tomando como ejemplo una letra, la letra “R”, debemos armar inicialmente un “mapa” dentro de la matriz de cómo queremos que se vea o grafique lo que estamos queriendo mostrar. Es decir, debe existir un trabajo previo, un trabajo duro y a veces tedioso (pero necesario) para lograr llevar a la pantalla la imagen deseada. Todas las letras del alfabeto, todos los números y símbolos a mostrar deben planificarse (“mapearse”) previamente para que al llegar el momento de la programación del microcontrolador, sólo sean necesarios un par de simples movimientos y formar así el gráfico que
Close
Nombres da las variables que utilizaremos en la programación y el modo en que actuarán en la matriz
Tal como se puede apreciar en el gráfico siguiente, la letra “R” será la representación de la cadena de valores 0, 0, 127, 76, 72, 74, 49 y 0. Estos valores serán enviados a la matriz mediante las “filas” (8 bits), colocando cada valor en la “columna” correspondiente. Repitiendo el proceso de colocar cada fila en su respectiva columna muchas veces por segundo, tendremos la impresión de estar observando una imagen estática y fija, siendo que en realidad los datos ingresan por las filas, se visualizan en la columna correcta y se apagan. Luego ingresan otros datos en un nuevo ciclo del programa, se visualizan en la columna correcta y se apagan. El ciclo se repite una y otra vez hasta completar el símbolo deseado, como dijimos antes, muchas veces en un segundo, lo que nos dará la sensación visual de que permanece siempre fijo allí.
Valores que se cargarán en las "filas" y correrán a través de las columnas hasta ubicarse en el lugar correcto
Concepto fundamental.
La imagen se forma por el “barrido” de las columnas a las que se les hacen llegar en el momento apropiado los datos que queremos visualizar. Estos datos llegan de a uno por vez y se colocan en el lugar que le corresponde a cada uno dentro del mapa de bits creado en forma previa. Al repetir el ciclo muchas veces en un segundo, la imagen dará la impresión de estar fija. Para que este efecto se logre con mejor resultado, interviene la inercia de encendido y apagado del LED, sumado a la velocidad de nuestra visión en detectar los mencionados cambios de estado.
Del dicho al hecho.
Como vimos, iniciaremos el trabajo partiendo de una matriz que sea capaz de representar visualmente los símbolos que deseamos mostrar. En nuestro caso, hemos construido una matriz de 8 LEDs por lado. Pero si lo deseas, puedes reducir el tamaño a 7 LEDs de alto por 5 de ancho y seguirás visualizando sin problemas caracteres del alfabeto, números, símbolos de puntuación y cualquier gráfico elemental que sea capaz de verse en esa mínima resolución.
Vista frontal de nuestro panel de LEDs
La conexión de los 64 LEDs que componen la matriz es una de las partes más tediosas del montaje. Debes armarte de mucha paciencia y calma, ya que trabajar bajo presión o con los tiempos muy acotados te pueden llevar a un error involuntario que signifique desarmar todo y volver a empezar. Por lo tanto, nuestra recomendación es que admitas en tu mente la necesidad de quemar toda una jornada de trabajo en el armado de la matriz para luego no estar buscando posibles fallas que serán muy difíciles de encontrar.
La etapa más tediosa: soldar los 64 LEDs formando las filas y columnas
Las conexiones son muchas y las posibilidades de error se multiplican, por lo que será necesario poner lo mejor de nuestra paciencia en esta parte del desarrollo. La situación puede simplificarse si construimos un circuito impreso de doble faz y diseñado en forma específica para esta aplicación. Pero los costos de una buena placa doble faz con agujeros metalizados (conducción de un lado a otro de la placa), el tiempo que se pueda demorar en el diseño de la mencionada PCB, sumado al tiempo que podemos demorar utilizando una placa experimental, pueden acumular escollos que por lo general se resuelven de manera práctica utilizando las placas impresas experimentales, como vemos en la fotografía superior. Visto el diagrama esquemático de conexiones de los LEDs, quedaría de la forma que te mostramos en el siguiente gráfico:
Conexiones que forman una matriz con sus filas y columnas
El correcto armado de la matriz es el punto clave en la construcción de un cartel de LEDs. Si te equivocas en la conexión o posición de alguno de los LEDs, puedes pasar horas hasta descubrir el origen de la falla. Por esto, además de la atención que te recomendamos en el armado, es muy saludable que una vez concluido el montaje compruebes con un multímetro de aguja el correcto funcionamiento de todos y cada uno de los 64 LEDs que componen la matriz. Obviar este paso puede significar más adelante un dolor de cabeza al no saber con certeza si la falla estará en la matriz de conexiones o en los circuitos de activación de los LEDs. Por lo tanto, la recomendación es esta: ir por pasos y controlar muy bien todo lo que se está realizando. Una corrección a tiempo puede significar el ahorro de horas de estancamiento en el trabajo.
Una sencilla cubierta protectora mejora la visibilidad final
Si utilizas una matriz comprada y armada, solamente reducirás tu trabajo a determinar el “pinout” de la misma (donde está cada conexión de cada LED) y colocarle o no al frente del montaje una cubierta protectora para que no se vean los espacios entre LEDs y para que aparezca como un frente ciego que sólo se iluminará al momento de funcionar. En nuestro caso, por utilizar dispositivos del tipo “water clear”, necesitamos colocarle un plástico en su parte frontal para aplacar un poco el reflejo de la luz ambiente en el cuerpo plástico de cada LED. Además, este método de colocar un material semi-translúcido delante de los LEDs nos permitirá trabajar con tasas de refresco (los tiempos de encendido/apagado de los LEDs) más lentas y eso traerá consigo un mayor brillo final obtenido con una mejor apreciación del mensaje.
Paso a paso, conectando cada LED.
Para la realización de este diseño, utilizaremos un PIC 16F876A del que dispondremos de los puertos B y C para activar las filas y columnas de la matriz, respectivamente. Podríamos haber utilizado el clásico registro de desplazamiento que utiliza la mayoría para emplear así un PIC más pequeño y a través de él/ellos movilizar las columnas. Pero quisimos hacer un montaje diferente para que puedas ver otra opción y evaluar la más conveniente a tus necesidades. Además, el hecho de utilizar otro tipo de circuito te permitirá ver desde otro ángulo el funcionamiento de estos desarrollos. Y quizás de este modo puedas comprender mejor su funcionamiento.
Insisto, si no fuese así, cualquiera sabría hacer una matriz. Y la realidad de la Web indica que hay más intrigas y preguntas que demostraciones de funcionamiento exitoso. Por ejemplo: en YouTube, la búsqueda de la frase “Matriz 8X8” arroja menos de 350 resultados, mientras que en Google este valor asciende a más de 20 mil. O sea, hay muy poca gente que muestra resultados y hay una inmensa cantidad que tiene más preguntas que respuestas. Por supuesto que los 20 mil resultados no corresponden a preguntas, pero siendo muy generoso, 1 mil de ellos sí lo son.
Circuito simplificado de excitación de un LED dentro de la matriz
El gráfico superior te muestra de manera simplificada la conexión de uno de los 64 LEDs que componen la matriz. Es un ejemplo genérico de selección de una de las 8 filas y una de las 8 columnas. Cualquier combinación de esta naturaleza energizará un único LED. Esta imagen te demuestra que debemos colocar un pin en estado BAJO en el Puerto B y otro en estado ALTO en el Puerto C para que los transistores conectados a ellos se activen y logren encender el LED seleccionado. El resultado final será un circuito compuesto por el PIC 16F876A (también puedes utilizar un 16F873A), trabajando con un cristal de 12Mhz, un driver ULN2803A, algunas resistencias y un circuito de alimentación que te permite trabajar con batería o con entrada de tensión externa.
Circuito propuesto para nuestra matriz (clic para ampliar)
La inclusión y posición de los diodos 1N4007 en el circuito sirve para proteger la unidad ante accidentales inversiones de polaridad que puedan dañar el PIC. Por otro lado, la variación en el valor de las resistencias de 220 Ohms significará una alteración en el brillo obtenido en el cartel. Es decir, podemos colocar hasta resistencias de 56 Ohms en esos lugares sin provocar problemas funcionales. Pero debemos estar atentos a que el consumo de corriente subirá de manera considerable y esto es un problema cuando trabajamos con desarrollos pequeños alimentados a batería. En nuestro caso, que pensamos utilizar el “juguete” en interiores, no será necesaria tanta intensidad luminosa. Pero si tú en cambio deseas utilizar la matriz en espacios abiertos, la luz de un día de sol puede molestar la adecuada visión. En estos casos, bajar el valor de las resistencias y ensayar otras velocidades de refresco te servirán para adecuar el brillo de la matriz a tus necesidades.
Muy bueno para cartelería en la que se utilizan cientos de LEDs y nos queremos ahorrar las fuentes adaptadoras.
Circuito para conectar 70 LEDs con las siguientes características;
LED Flat 180º cristal de alta luminosidad blanco de 5mm 25mA 3V.
Garcias al puente de diodos, la resistencia y esta conección en serie se los puede alimentar directamente a 220VAC...
La resistencia es de 470 Ohms x 1 Watt.
Teniendo ese tipo de LEDs y sabiendo conectar este circuito, se pueden generar clones de este y al conectarlos en paralelo se pueden usar cientos y miles de LEDs con el menor costo posible.
Fuente -> http://www.ledfacil.com.ar/cientos.html
Un saludo...
Suscribirse a:
Entradas (Atom)