Читать книгу Electrónica para makers - Паоло Аливерти - Страница 5

Introducción

Nací en los años setenta y fui siempre un niño muy curioso. Me atraían los objetos electrónicos tanto que cuando alguien tiraba una radio o un televisor yo intentaba echarles el guante para desmontarlos, ver qué había dentro y entender cómo estaban hechos. En el interior de los televisores había unas placas enormes repletas de piezas de colores, textos y cables. ¿Cómo podía todo aquello producir imágenes? ¿Se podía obtener algo más de aquellos circuitos? A los diez años encontré el libro decisivo para mi futura carrera: Manuale dello scienziato (Manual del científico). Era un libro pequeño al estilo del Manual de los jóvenes castores, tan popular en aquellos tiempos, solo que en lugar de enseñar a construir cabañas y a vivir en el bosque desvelaba una serie de trucos científicos y físicos. Era todo en viñetas: ¡Precioso! La última sección del libro iba sobre la electrónica. Leía y releía las páginas intentando aprenderlo todo. Había muchas cosas un poco difíciles de entender, pero el tema me gustaba. También en aquella época encontré en el sótano otro libro maravilloso: Elettrotecnica figurata (Electrotecnia ilustrada), también ilustrado. Enseguida empecé a frecuentar la biblioteca buscando otros libros que pudieran darme más información. Por aquel entonces no había Internet y la vida de los jóvenes inventores era muy difícil. Sin embargo, existían en los quioscos muchas revistas de electrónica y, en una localidad muy cercana a la mía, había además una tienda dónde vendían componentes electrónicos. Me he gastado muchas pagas yendo en bici entre Ceriano Laghetto y Cogliate para ir a comprar ledes, resistencias y circuitos integrados. Esta pasión mía, nacida por casualidad, me ha llevado muy muy lejos. Después de tantos años, de vez en cuando todavía abro el Manual del científico y siento fascinación por su claridad y simplicidad. Por todo ello nace este libro. Me gustaría regalaros un resumen de mi viaje de más de treinta años. Las cosas han cambiado mucho, pero las dificultades con las que se encuentran los principiantes son siempre las mismas, incluso en los tiempos de Google.

El movimiento de los makers, nacido en los Estados Unidos hace unos años, también se está difundiendo en Italia. Cada vez son más los que reconstruyen objetos por placer o con la esperanza de transformar una afición en una empresa. Los makers estudian las tecnologías y las difunden de forma gratuita y en abierto. Los dos símbolos más evidentes y conocidos de este movimiento son Arduino y las impresoras 3D.

Arduino es una placa electrónica programable que puede ejecutar secuencias de operaciones e interactuar con hardware. Para programar la placa se necesita solo un cable USB que se conecte a un ordenador. La programación ha sido simplificada al máximo, ocultando una serie de complicaciones técnicas. Así, la tecnología de los microcontroladores se ha puesto en manos de un amplio público. Esto le ha dado la oportunidad a muchas personas de crear diseños hasta hace poco tiempo impensables. Con un microcontrolador es posible leer sensores, conectarse a Internet o construir máquinas con control numérico. Arduino puede conectarse a motores y herramientas y puede interpretar, con un programa especial, instrucciones estándares utilizadas en el sector industrial (los G-Code). Las impresoras 3D han nacido así, sacando provecho de una patente caducada y la tecnología ofrecida por un pequeño chip. Los proyectos para construir las máquinas diseñadas por los makers son open source y cualquiera puede utilizarlos para construirse en casa una réplica de la máquina. Evidentemente, no podrá contar con las mismas prestaciones, velocidad y áreas de trabajo, pero son al fin y al cabo máquinas capaces de construir objetos de una forma rápida, precisa y repetible. Partiendo de un modelo o de un diseño, es posible fresar, imprimir, grabar y cortar prácticamente en un clic. En teoría, cualquiera podría construirse una pequeña fábrica en su garaje. ¡Esto es la digital fabrication! Son muchos los que piensan que nos encontramos ante una nueva revolución industrial. Con los instrumentos de la digital fabrication, la gente puede construir objetos a medida para satisfacer sus propias necesidades.

En el año 2013, durante la primera edición de la Maker Faire europea, la feria de los makers, se contabilizaron 35.000 visitantes; al año siguiente se registraron 90.000. A raíz de este fenómeno, son muchas las personas que actualmente se están acercando a la electrónica. Muchos necesitan crear placas y circuitos para hacer funcionar objetos, dotarlos de interactividad o emitir y transmitir señales. A menudo, sin embargo, estas personas no tienen una formación electrónica, sino que son diseñadores, arquitectos, inventores, innovadores, etc. que no tienen ni idea de cómo funciona un circuito. Simplemente tienen problemas que quieren resolver y buscan la manera de hacerlo. Muchos se encuentran en una situación similar a la del niño que desmonta un televisor y descubre un mundo misterioso e incomprensible. Con Arduino cualquiera puede construir objetos complejos y modulares con pantalla, bluetooth, wifi, GPS, etc. incluso sin saber mucho de lo que se trata. A veces, se necesita conectar algo distinto, aunque sencillo, y surgen los problemas: ¿cómo se conecta un relé? ¿Qué resistencia se necesita para conectar un led?

Este manual es un texto introductorio y simplificado. Muchos de los temas han sido reducidos para facilitar su comprensión e ir directamente al grano. Los argumentos no son sencillos y esconden conocidos problemas físicos y matemáticos que he intentado evitar y en los que podéis profundizar con las obras que indico en la bibliografía. He querido mantener un enfoque operativo para poneros en condición de comprender y, por tanto, de hacer.

Temas del libro y descripción de los capítulos

He intentado darle al libro un estilo lo más lineal posible, esforzándome en explicar los temas según el orden más lógico y coherente para un principiante. El libro está estructurado en once capítulos, seguidos de dos apéndices y una bibliografía para consultas posteriores.

El primer capítulo trata la teoría necesaria para comprender un circuito eléctrico y el funcionamiento de los componentes electrónicos más importantes, ilustrados en el capítulo 2. En el capítulo 3 aprenderemos a construir circuitos sobre placas de pruebas y a utilizar un soldador. El capítulo 4 explora los componentes semiconductores, como diodos, transistores y circuitos integrados.

El quinto capítulo está dedicado al desarrollo de proyectos prácticos para familiarizarnos con las placas de pruebas y con la lectura de los esquemas electrónicos. En el capítulo 6 hablaremos de señales y de circuitos para elaborarlas. El séptimo capítulo trata de los alimentadores. En el octavo, conoceremos la electrónica digital y experimentaremos con ella, para explorar el tema de los microcontroladores en el capítulo 9. En el décimo capítulo aprenderemos a diseñar un circuito impreso y a crearlo con software como gEDA o Fritzing. Por último, el capítulo 11 es una recopilación de proyectos útiles y esenciales para completar la práctica y adquirir un poco de experiencia con resistencias y transistores.

He decidido no incluir un capítulo sobre Arduino, sino añadir una breve referencia en el apéndice, junto a la descripción de un proyecto open source para la construcción de un sencillo osciloscopio.

Se puede acceder a otras explicaciones, actualizaciones y contenidos extra visitando el sitio web del autor: http://www.zeppelinmaker.it.

Sobre el autor

Paolo Aliverti, ingeniero de telecomunicaciones, artesano digital y emprendedor, se graduó en 1999 en el Politecnico di Milano con una tesis en robótica e inteligencia artificial que trataba sobre un sistema de visión para robots que juegan al fútbol. A los diez años empezó a interesarse por la electrónica y los microordenadores. Ha escrito el Manuale del Maker (Manual del Maker) para LSWR (traducido al inglés por Maker Media) y dos libros más sobre la impresión 3D. Organiza cursos y talleres sobre Digital Fabrication, Internet de las Cosas e Informática física. En 2011 fundó la Frankenstein Garage y, más tarde, el FabLab Milano, que se ocupa del diseño y la creación de prototipos para empresas. Es aficionado al alpinismo.

Agradecimientos

Gracias a la editorial EDIZIONI LWSR por la confianza y la paciencia. En particular, al responsable editorial Marco Aleotti, quien me ha seguido y aconsejado durante el proceso de elaboración del libro. Gracias a Giovanni Branca, quien se ha ocupado de revisar pacientemente lo que he escrito.

Agradezco a mi estimado amigo Francesco Ranucci (http://fraranux.blogspot.it), incansable y genuino maker, artesano y tocador de zanfona, por haber revisado el libro. Y gracias también a Dario Gavezotti, por sus preciados consejos.

Dedico este libro a mi familia: a mi esposa, Eleonora, a mis tres preciosos hijos, Emma, Samuele, Giona, y a mis padres.

Advertencias

La corriente eléctrica puede ser muy peligrosa: es invisible y, si no se es consciente ni se está seguro de lo que se hace, se puede sufrir un accidente grave o mortal. Nunca utilicéis en vuestros experimentos una tensión de red de 220 V. Utilizad solo pilas o baterías, sin dejar de prestar la máxima atención.

Hace mucho tiempo estaba en Roma trabajando con los robots de la Robocup99. El equipo del Politecnico di Milano tenía un robot llamado Rullit que jugaba en la Medium Size League. Rullit era un robot bastante pesado, que se alimentaba con varios paquetes de baterías de doce voltios y varios kilos de peso.

Tras muchas horas de programación estaba exhausto. Conectando la alimentación del robot intercambié los cables rojos con los negros, lo que produjo una fuerte sacudida y una pequeña explosión, provocando un agujero en el tapete verde del campo de juego. Si no os sentís seguros o tenéis alguna duda, preguntad a un experto, un amigo, un electricista... En Internet existen muchos sitios y grupos (también en Facebook), aunque en estos casos no es fácil saber si una persona es realmente experta.

Ni yo ni el editor podemos asumir ninguna responsabilidad ante los resultados conseguidos en los experimentos descritos en este libro. No podemos dar cuenta de incidentes o daños sufridos por cosas, personas y animales que podrían producirse al realizar dichos experimentos.