Electrónica básica
Antes de escribir una sola línea de código que controle hardware, necesitas un modelo mental de qué pasa físicamente cuando enciendes un LED o lees un sensor. No hace falta ser ingeniero: con tres conceptos y un par de reglas de seguridad evitarás el 90% de los componentes quemados. Este módulo es la base de todo el curso y desemboca en el proyecto final, la «Estación inteligente del salón», donde conectaremos sensores reales de ambiente a una placa que enviará datos a un dashboard.
¿Qué es?
La electrónica básica es el conjunto mínimo de ideas que te permiten armar un circuito que funcione sin quemar nada: voltaje, corriente, resistencia y cómo se relacionan. Un circuito es un camino cerrado por el que circula corriente eléctrica desde una fuente (la placa) a través de componentes (LED, resistencia, sensor) y de vuelta.
¿Cómo funciona?
Una analogía: el circuito es una tubería de agua.
- Voltaje (V), en voltios, es la presión que empuja las cargas. Es la diferencia de potencial entre dos puntos.
- Corriente (I), en amperios o miliamperios (mA), es el caudal: cuánta carga pasa por segundo.
- Resistencia (R), en ohmios (Ω), es qué tan estrecha es la tubería.
Se relacionan con la ley de Ohm, la ecuación que más usarás:
V = I × R
De ella derivamos todo. Para la corriente: I = V / R. Para la resistencia que limita una corriente: R = V / I.
¿Para qué sirve?
Sirve para dimensionar componentes y no destruirlos. Ejemplo concreto: un LED rojo necesita unos 2V y como máximo 20mA. Si tu placa entrega 5V, hay 3V de sobra que debe absorber una resistencia:
R = (5V − 2V) / 0.02A = 150Ω
Por eso una resistencia de 220Ω (valor comercial cercano y seguro) acompaña siempre a un LED.
3.3V vs 5V: la regla que salva placas
- Arduino Uno trabaja a 5V en sus pines.
- Raspberry Pi y ESP32/ESP8266 trabajan a 3.3V, y sus pines NO toleran 5V.
Meter 5V a un pin GPIO de una Raspberry Pi o un ESP32 puede dañarlo permanentemente. Cuando combines placas y sensores de distinto voltaje usa un divisor de voltaje o un level shifter. Verifica el voltaje de operación en la hoja de datos.
El LED tiene polaridad: la pata larga es el ánodo (+) y la corta el cátodo (−). Si lo conectas al revés, no enciende.
La pieza que construye en la estación: la protoboard de prueba
La protoboard (placa de pruebas) es donde montamos sin soldar. Los huecos de cada fila central (a–e y f–j) están conectados internamente; las dos líneas laterales (+ y −) son los rieles de alimentación.
Montaje del primer circuito: LED con resistencia
Conexiones (LED de prueba):
- Pin 5V de la placa → riel + de la protoboard.
- Pin GND de la placa → riel − de la protoboard.
- Riel + → una pata de la resistencia de 220Ω.
- Otra pata de la resistencia → ánodo (pata larga) del LED.
- Cátodo (pata corta) del LED → riel −.
Al cerrar el circuito el LED enciende. Aún sin código: solo física. Este mismo riel de 3.3V/5V y GND alimentará después los sensores de la estación.
Tech English: breadboard (protoboard), jumper wires (cables puente), pinout (mapa de pines), current-limiting resistor (resistencia limitadora).
Sensores: cómo «hablan» con la placa
Los sensores de la estación entregan su lectura de dos formas:
- Analógica: un voltaje variable (ej. un LDR o sensor de luz que sube su voltaje con más luz). Se lee con un pin ADC.
- Digital: pulsos o protocolos (ej. el DHT22 de temperatura/humedad envía bits por un solo cable). Se lee con un pin GPIO normal.
Saber qué tipo es cada sensor define a qué pin lo conectas. Lo aplicaremos en el módulo de Arduino.
Ejercicios
- Calcula la resistencia necesaria para un LED azul (3.2V, 15mA) alimentado a 5V. ¿Y a 3.3V?
- Tienes un sensor que opera a 5V y quieres leerlo con un ESP32 (3.3V máximo). Explica en dos frases por qué necesitas un divisor de voltaje y qué pasaría sin él.