Componentes Electrónicos · Tema 09

Aplicaciones resistivas

Cerrar el bloque resistivo aplicando todo: referencia con 1 %, pull-up digital, umbral ajustable y shunt, montados y medidos.

01 · Punto de partida

Cuatro montajes que usan todo lo aprendido

Temas 6–8 dieron tipos, lectura y variables. Hoy se montan cuatro aplicaciones reales con criterio de selección, E12, tolerancia y verificación: si las cuatro cierran dentro del 10 %, el bloque resistivo está aprobado.

Lista de trabajo: referencia 3,3 V al 1 %, pull-up 10k, umbral ajustable 2–4 V y shunt de 0,1 Ω. Una tarde de mesa, cuatro dictámenes.

  • ¿Cómo queda la referencia con 1 % medido?
  • ¿Por qué pull-up vale 10k y no 1k?
  • ¿Cómo monto el umbral ajustable?
  • ¿Para qué sirve un shunt de 0,1 Ω?

02 · Referencia 3,3 V

Divisor al 1 % con verificación

Diseño (curso 2, Tema 25): 5 V, R1 1,8k + R2 3,3k metal film 1 %, Idiv ≈ 1 mA. Predicho: 3,24 V. Montaje con ambas metal 1 % de la misma serie (deriva pareja). Medición: Vout en vacío y error vs 3,3 nominal.

Ficha de la aplicación.
DecisiónElegidoMotivo
TipoMetal film 1 %Referencia: el valor decide
Tamaño1/4 WP ≈ 3 mW: sobradísimo
VerificaciónVout ±1 % + derivaRango 3,20–3,27 V aceptado

03 · Pull-up digital

El default de las entradas

Una entrada digital flotante lee ruido; con pull-up a 5 V lee 1 firme hasta que un pulsador la baja a 0. Valor clásico: 10 kΩ. ¿Por qué no 1k? Porque a pulsador cerrado desperdicia 5 mA (25 mW) contra 0,5 mA del 10k. ¿Por qué no 1 MΩ? Porque el ruido y las fugas lo voltean. 10k es el equilibrio (adelanto cursos 5 y 7).

Pull-up (a +)

Reposo en 1

R a 5 V, pulsador a GND: suelto lee 1, apretado 0. El estándar de botones.

Pull-down (a GND)

Reposo en 0

R a GND, pulsador a 5 V: lógica invertida. Útil donde el 0 debe ser el reposo seguro.

Tipo: cualquiera 10 kΩ (ni tolerancia ni tempco deciden acá). Medición: 5 V suelto, ~0 V apretado.

04 · Umbral y shunt

Ajuste y medición de corriente

Umbral 2–4 V con preset
9 V, 27k arriba, pote 10k lineal, 10k abajo (Tema 8, ejercicio verificado: ≈ 1,9–3,8 V). Montar y tabular 0/50/100 % con multímetro.
Shunt 0,1 Ω para 1 A
V = I×R: 1 A → 100 mV medibles; P = 0,1 W → tamaño 1 W con margen. Ojo: 4 bandas no alcanzan (0,1 Ω se lee “R100”/SMD).
Medir en el shunt
Puntas en sus bornes con corriente circulando: mV directos proporcionales a I. Así miden los amperímetros por dentro.
Límites del shunt casero
Resistor común de 0,1 Ω calienta y deriva: para serio, shunt dedicado de baja tempco (curso 4). Acá, didáctico hasta 1 A breve.

05 · Taller en código

Las cuatro apps calculadas

Predicciones de referencia, pull-up, umbral y shunt en un bloque:

Python en tu navegador. Ejecutá las predicciones y llevá la tabla a la mesa.

def referencia(vs=5.0, r1=1800, r2=3300):
    v = vs * r2 / (r1 + r2)
    print(f"Referencia: Vout={v:.2f}V Idiv={(vs/(r1+r2))*1000:.2f}mA")


def pullup(vcc=5.0, r=10000):
    print(f"Pull-up {r}: I cerrado={vcc/r*1000:.1f}mA P={vcc**2/r*1000:.1f}mW")


def umbral(vs=9.0, r_arriba=27000, pote=10000, r_abajo=10000):
    tot = r_arriba + pote + r_abajo
    i = vs / tot
    print(f"Umbral: I={i*1000:.2f}mA rango {i*r_abajo:.2f}-{i*(r_abajo+pote):.2f}V")


def shunt(i_a, r=0.1):
    print(f"Shunt {r}ohm@{i_a}A: V={i_a*r*1000:.0f}mV P={i_a**2*r:.2f}W")


referencia()
pullup()
umbral()
shunt(1.0)

Verificá el umbral a mano: ¿1,91 y 3,83 V? ¿Qué E12 ajustarías para 2,0–4,0 exactos?

Comparador pull-up 1k vs 10k

Por qué 10k y no 1k, con números:

for r in [1000, 10000, 100000]:
    print(f"Pull {r}: I={5/r*1000:.1f}mA P={25/r*1000:.1f}mW")

06 · Analogía programador

Defaults, thresholds y métricas

  1. 1
    Pull-up = default value.

    La entrada vale 1 salvo override explícito (pulsador). Sin default, undefined behavior (ruido).

  2. 2
    Umbral = feature flag.

    Ajustable en campo con destornillador: calibración sin recompilar.

  3. 3
    Shunt = métrica.

    Instrumentar corriente con caída mínima: observabilidad con overhead despreciable.

07 · Exploración

Laboratorio: guía de las 4 apps

Elegí la aplicación: el laboratorio da diseño, medición esperada y criterio de aprobado para tu taller.

GUÍA 09

App → taller

app → veredicto

Diseño1,8k/3,3k 1 %
Medición esperada3,20–3,27 V
Aprobado siDentro de ±1 %
Trampa típicaCarbón 5 % en referencia

Referencia: 1,8k/3,3k 1 %, aprobada en ±1 %.

Preguntas para explorar

  1. ¿Por qué la referencia exige 1 % y el pull-up acepta 5 %?
  2. ¿Qué medís en el shunt: V o I? ¿Por qué?
  3. ¿Qué app necesita preset sí o sí y cuál nunca?
Ver respuestas sugeridas
  1. La referencia define un número que se cree; el pull-up define un nivel con margen lógico enorme. Precisión donde decide.
  2. V en bornes (mV) e inferís I = V/0,1: medir I en serie con 1 A arriesga fusible; inferir es seguro.
  3. Umbral ajustable sí (o R calculada fija si el valor es definitivo); LED y pull-up nunca necesitan preset.

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

«Pull-up de 1k es más firme»

Más firme y 10× más derroche (5 mA vs 0,5 mA por botón). Firmeza de sobra con 10k: el resto es calor inútil.

«Shunt grande mide mejor»

Grande roba tensión al circuito (0,1 Ω a 1 A ya son 100 mV). Shunt chico + amplificación (curso 4), no shunt grande.

«Preset en vez de calcular»

El preset ajusta, no diseña: primero R fijas calculadas, después preset para el ±10 % final. Preset como único diseño es vago y deriva.

«Una app aprobada aprueba el bloque»

El bloque pide las cuatro: cada una ejercita algo distinto (precisión, niveles, ajuste, medición). Saltear una deja un hueco.

09 · Práctica guiada

Ejercicios de taller

Ejercicio 1: referencia medida

Montá 1,8k/3,3k 1 % a 5 V y medí Vout. ¿Cae en 3,20–3,27? Calculá tu error % y dictaminá con tolerancia 1 %.

Ver solución razonada

Nominal 3,235 V; rango 3,20–3,27 con 1 %. Si medís 3,24: error 0,2 % → aprobada. Si da 3,30: revisar fuente (¿5,1 V USB?) antes que resistores.

Ejercicio 2: pull-up real

Montá pull-up 10k a 5 V con pulsador a GND. Medí suelto y apretado. ¿Corriente desperdiciada? Compará con 1k.

Ver solución

Suelto 5 V, apretado ~0 V; I = 0,5 mA (2,5 mW) vs 5 mA con 1k. Diez botones con 1k desperdician 50 mA: una pila entera en calor.

Ejercicio 3: shunt seguro

Con 0,1 Ω (o 1 Ω si no tenés) y una carga de ~100 mA, medí mV e inferí I. Compará con el cálculo. ¿Margen del tamaño?

Ver solución

0,1 Ω × 100 mA = 10 mV; P = 1 mW: cualquier tamaño sobra. Con 1 Ω: 100 mV y 10 mW: aún cómodo en 1/4 W. Shunt chico, medición limpia.

10 · Síntesis

Ideas para recordar

  • Referencia: 1 % + deriva pareja + verificación ±1 %.
  • Pull-up 10k estándar; medir niveles, no valores.
  • Umbral con preset: R fijas calculadas + ajuste final.
  • Shunt chico, medición en mV, inferencia segura.
  • Bloque resistivo cerrado: 4 apps aprobadas = nivel técnico.

Resistores aplicados de punta a punta. Ahora, los que guardan: en el próximo tema, capacitores, tipos y selección.