Descubren un nuevo método para producir electricidad con calor | Antiferromagnetismo aplicaciones | Materiales antiferromagnetismo | Antiferromagnetismo ejemplos

¿Cómo producir electricidad del calor? Nuevo método

Un estudio referente a nuevos materiales antiferromagnéticos promete ser una mejora para obtener electricidad del calor residual, a diferencia por ejemplo del uso de los semiconductores en generadores termoeléctricos por efecto Seebeck, y de los ferroimanes convencionales, que producen campos magnéticos adicionales no deseados. Es un trabajo publicado en la revista Nature, y que fue realizado por el Instituto Max Planck, con colaboración de la Universidad de Ohio y la Universidad de Cincinnati.

Se intenta aprovechar un fenómeno conocido como efecto Nernst, que está también presente en  los ferroimanes comunes, pero en particular se explora las propiedades de nuevos materiales antiferromagnéticos que presentan de manera anómala este efecto que puede ser utilizado con fines más prácticos. Este efecto Nernst como afirman los expertos,  no debería de existir en estos materiales antiferromagnéticos, pero existe en gran medida en un nuevo material explorado, el YbMnBi2 (su fórmula química).

Anteriormente se había indagado que el efecto Nernst anómalo o ANE se podía producir en materiales ferromagnéticos, con lo cuál se lograba generar electricidad del calor, incluso sin la influencia de un campo magnético. Existe un parámetro conocido como fase Berry que se correlaciona con el ANE, y ésta a su vez lo puede incrementar en mayor cantidad.

Es bien sabido también que el ANE se relaciona con los momentos magnéticos, en especial en los materiales ferromagnéticos. Pero en lo que respecta a los materiales antiferromagnéticos nunca se sospechó de la presencia del ANE, y esto también debido a que en estos materiales los momentos magnéticos externos no son de ninguna manera evidentes o medibles, ni siquiera un campo, y esto también teniendo subredes magnéticas de compensación.

Volviendo a la observación y al estudio de YbMnBi2, este compuesto tiene un récord de ANE encontrado a diferencia de otros materiales antiferromagnéticos, este sería de alrededor 6 mV/K, y esto ocurre debido a un fuerte acoplamiento entre espín y órbita(esto gracias al Bismuto) y estructura de espín no colineal, así también la curva de la fase berry es diferente de cero. Y la topología también es otro factor a tomar en cuenta, aunque primero fue parte en el diseño de imanes.

Esta clase de nuevos materiales antiferromagnéticos, muestran también una buena conductividad eléctrica, pero también lo que llama la atención es que en particular en el compuesto YbMnBi2, es el factor de mérito (ZT) logrado que es anómalo y superior a la de todos los ferroimanes conocidos Pero sin embargo debe seguirse mejorando su rendimiento, aunque señalan, es más alto que el de los ferroimanes.

En síntesis, lo que buscan para aplicaciones más prácticas, es crear generadores termoeléctricos, en donde el flujo de electrones se desplace de manera perpendicular al flujo de calor, y con una estructura más simple que los actuales dispositivos comerciales.

¿Y cuáles son los materiales antiferromagnéticos? 

Son aquellos que presentan la propiedad de antiferromagnetismo, en donde los momentos magnéticos del material están ordenados en pares, en la misma dirección pero con sentido opuesto entre sí. Dan como resultado un magnetismo neto nulo, ya que ambos momentos del par tienen la misma intensidad. En cambio si un momento del par tiene diferente intensidad, se produce una reducción entre sí, pero si se extiende esto en todos los pares del material y se obtiene un momento magnético resultante grande nos referimos a un comportamiento de ferrimagnetismo (aunque se produzca por interacciones antiferromagnéticas), como el caso de la magnetita. Los momentos pueden quedar alineados de acuerdo a la intensidad y sentido de un campo magnético externo aplicado, incluso se puede llegar a anular el antiferromagnetismo, y quedar actuando como un imán permanente.

Otro aspecto que también hay que tomar en cuenta al momento de trabajar con materiales antiferromagnéticos, es la temperatura de Neel, aquella temperatura en la cual este material deja de ser antiferromagnético, para pasar a ser paramagnético. Y esta temperatura puede variar de acuerdo al material, o de acuerdo a sus características.

Opinión:

El efecto Nernst, se produce más comúnmente en semiconductores que en los metales, pero para este trabajo se descubrió un efecto Nernst inesperado en una sustancia que está compuesta solo de metales, lo que nos lleva extender este concepto, aparte del aporte que nos brinda este estudio con respecto al diseño de nuevos dispositivos termoeléctricos más simples y eficientes. 

Algo que no se mencionó, es si este método también se puede aplicar a la inversa, es decir producir diferencia de temperatura mediante el voltaje, y de haber esta posibilidad, se podría pensar tal vez en crear mejores dispositivos que las celdas Peltier, por lo menos en lo que respecta a simplificar su estructura.

Referencias:

https://www.infobae.com/america/agencias/2021/11/26/ciencia-nuevo-horizonte-para-producir-electricidad-del-calor-residual/

https://youtu.be/_t53LGmpWLA

https://youtu.be/yWaQ8mtWz-A

Comunicación cuántica ultra segura mediante nanoantenas | Información cuántica | Tecnología cuántica ejemplos | Tecnología cuántica 2021 | Telecomunicaciones cuánticas

¿Qué son las nanoantenas?

Las nanoantenas son una parte de la nanotecnología aplicada a la transmisión y recepción de radiaciones ópticas (principalmente), en lo que respecta a la recepción estas pueden ser de origen artificial o natural (como la radiación solar o la infrarroja). La nano antena se comporta como una antena común y corriente, o que todos conocemos en el ámbito de las radiocomunicaciones, con la diferencia que opera a frecuencias más elevadas, aproximadamente entre los Terahertz y un poco más allá. El parámetro que define muchas veces el tamaño de la antena es la longitud de onda, por tal motivo a frecuencias tan elevadas tendremos longitudes de ondas diminutas, a diferencia de frecuencias más bajas como las de radio o microondas, con las que se pueden trabajar con antenas que son más fácilmente visibles o de mayor tamaño. 

Los fines prácticos que se les ha estado buscando a estas antenas son por ejemplo espectroscopia no lineal, detección de luz visible o no visible, dispositivos fotónicos, manipulación de luz de campo cercano, en las telecomunicaciones, en estas ocasión nos centraremos más en este último aspecto. Otra aplicación interesante que se le puede dar estas antenas, es en la mejora de las celdas solares, al recolectar de manera más eficiente la radiación solar, a diferencia del silicio y otros compuestos químicos que también absorben la luz solar, pero esta clase de tecnología aún está en fase de desarrollo y será motivo de otra publicación más adelante; como se mencionó, solo nos centraremos en su aplicación a las telecomunicaciones cuánticas seguras.

Nanoantenas de plasmón de superficie para comunicaciones cuánticas

En los últimos años el desarrollo de las comunicaciones a adquirido vital importancia, esto debido a que en nuestro día a día ya son una herramienta indispensable, por tal motivo y debido a la globalización que se ha alcanzado, cada vez más personas están conectadas ya sea al internet o a las redes celulares, en fin, por tal motivo las redes de información necesitan ser cada vez más seguras, por lo cual se ha pensado también en implementar las tecnologías cuánticas a estas redes, para así crear medios de transmisión más confiables. La capa física es también una prioridad, y por tal motivo se ha pensado también en usar dispositivos de recepción más seguros y prácticos, un ejemplo de ello son las nanoantenas u antenas ópticas. Es así que un trabajo reciente desarrollado por investigadores de la Universidad de Osaka en Japón, busca el uso de esta clase de antenas que son nanoestructuras metálicas, para mejorar la conversión de fotón a electrón. 

Lo que se desea con estas últimas investigaciones es cambiar la forma clásica de transferencia de información mediante unos y ceros, o lectura solamente de encendido y apagado, por una lectura más complicada que consiste en el spin de los electrones y la polarización de fotones, dando así mayor seguridad y evitar intromisiones. Se pone énfasis en mejorar la absorción de los fotones en un factor de 9, ya que actuales tecnologías cuánticas que se usan en repetidores no son muy eficientes, en estas es más común el material arseniuro de galio. Luego de darse esta absorción de fotones así mismo se desea una conversión eficaz a electrones, para el caso de las nuevas antenas propuestas, estas serían unos anillos concéntricos hechos de oro. El propósito de estos anillos concéntricos es encaminar la luz a un solo punto, en el centro, conocido como punto cuántico, obteniendo así una diferencia o lectura de voltaje, detectando así un cambio, esto pasa muy desapercibido por los dispositivos de arseniuro. 

Los puntos cuánticos, son semiconductores de escala nanométrica que serían los que se encargan almacenar ese cambio de voltaje detectado, luego de ser transferido desde la antena. Lo que sería interpretado como el cambio de estado de los bits, entre unos y ceros, pero esto es de una manera cuántica. Además, señalan que no solo se obtiene electrones provenientes de los puntos cuánticos, sino también más electrones sobrantes que se distribuyeron por otras partes del dispositivo, pero no obstaculizan la lectura principal. Además, afirman de que la absorción puede mejorar teóricamente a un factor de 25.

Estas antenas nanométricas son las denominadas antenas de plasmón de superficie, y tienen la esperanza que se pueden usar para enlaces de comunicación (ópticos) de larga distancia seguros, o que hagan uso de propiedades cuánticas para transmitir información.

Referencias:

https://youtu.be/jhdwPoR7YJ8

https://scitechdaily.com/a-nanoantenna-for-long-distance-ultra-secure-quantum-communication/amp/

https://youtu.be/HhHLYJAkQn8

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Paneles solares de perovskita prometen ser más eficientes que los de silicio | Silicio y perovskita | Panel solar potente | Celdas solares de perovskita características

Paneles solares de perovskita y posibles mejoras

En las últimas décadas se ha estado buscando nuevas alternativas o nuevos compuestos que permitan superar la eficiencia de los convencionales paneles de silicio, y una de estas propuestas son los nuevos paneles de perovskita.

El problema con los paneles solares de silicio es que solo ofrecen una eficiencia del 20 % para absorber la energía solar, se ha logrado hacer mejoras pero solo se ha llegado a un 25%, y además esta tecnología de silicio es costosa. En cambio los paneles solares de perovskita prometen ser más económicos y de una fabricación más sencilla.

El proceso de desarrollo e investigación de los paneles de perovskita no fue siempre fácil, desde que se empezó alrededor del año 2009, solo se logró obtener una eficiencia de 3.5 %. Más tarde a partir del año 2012 se logró ir aumentando la eficiencia de estos paneles, empezando con un nuevo tipo de perovskita cuyo compuesto es Metilamonio de yoduro de plomo, llegando así en unos años posteriores a lograr eficiencias muy cercanas a las del silicio, de alrededor del 22%, tomando en cuenta esto, tendríamos las mismas eficiencias del silicio pero con un costo más económico. 

Otro aspecto a tomar en cuenta es la vida útil de los paneles solares, por ejemplo los paneles solares comunes de silicio, pueden llegar a durar más de 20 años, los paneles solares de perovskita desde sus primeros desarrollos, han ido aumentando su vida útil, desde unas pocas horas, 4 meses, hasta 4 años con las últimas mejoras. Sin embargo las celdas de silicio las continúan superando en este aspecto, pero continúan las investigaciones para mejorar el desempeño de las celdas de perovskita. 

Al ver el alto rendimiento que aún tienen los paneles de silicio en lo que se refiere a vida útil, una nueva iniciativa busca combinar ambas tecnologías de silicio y perovskita, en una estructura en tándem. En este sentido mostraremos el siguiente ejemplo que combina ambas tecnologías y se obtiene alta eficiencia.

Muy cerca del 30% de eficiencia con celdas solares de tándem

Las perovskitas han empezado a tener gran importancia desde 2008 al convertir de manera muy eficiente la energía solar en electricidad, y en conjunto con el silicio se pretende mejorar aún más esta eficiencia. Es por eso que gracias a los trabajos dirigidos por Steve Albrecht, Bernd Stannowski, y Christiane Becker, pertenecientes a HZB, se ha logrado desarrollar una celda solar en tándem que combina silicio y perovskita, la misma que logró obtener una eficiencia de conversión del 29.8%, o que ya es muy cercana al 30%, lo cual ya ha sido documentado y certificado.

Lo que destaca en esta celda en lo referente a estructura y diseño, es la cara frontal de silicio nano texturizado y la cara posterior con reflector dieléctrico. En lo que respecta al silicio nano texturizado, fue un arduo trabajo demostrar que una superficie nano texturizada rinde mejor que una superficie plana, que empezó con una simulación para estimar y calcular la densidad de fotocorriente hasta llevar este trabajo a la práctica, se empieza desde las nanoestructuras, se continúa con las sub celdas, y se termina con la toda la celda solar en sí, lo que lleva a un mejor rendimiento y estructura. En lo que respecta al reflector dieléctrico este se ha diseñado y optimizado principalmente para reflejar también la luz infrarroja hacia la cara de silicio, siendo absorbida por esta, o con el fin de aprovechar todo el espectro de luz, contribuyendo así también en la mejora del rendimiento y aumento de densidad de fotocorriente.

Estas fueron unas investigaciones que arrancaron desde 2008, y señalan que su mejora continua es aún viable, y que en poco tiempo se logrará superar la eficiencia del 30%, que actualmente se la consideraba como un límite teórico, todo depende de optimización mediante la nanoestructuración de las caras.

Opinión:

Pienso que es un gran aporte, esta mejora que se le da al desempeño de las celdas solares, y que ha logrado subir de un 20% hasta cerca de un 30%, lo que nos lleva a un aumento de casi el 10% y con un costo más bajo que el silicio por si solo, sin embargo esta clase de trabajos están todavía en fase experimental, y poco a poco se los está llevando a la práctica o al uso cotidiano, y además hay que tener en cuenta es su grado de impacto ambiental, sobre todo al momento de quedar obsoletas. Sin embargo me parece que es un poco pobre el rendimiento de 30 %, por lo cual tal vez otra clase de tecnologías si puedan alcanzar un rendimiento superior, como es el caso de las nano antenas o antenas ópticas, que permitan así captar todo el espectro de luz solar (desde los infrarrojos hasta la luz ultravioleta). 

Referencias:

https://youtu.be/q18NV_w0dQw

https://www.chemeurope.com/en/news/1173661/almost-30-efficiency-for-next-generation-tandem-solar-cells.html

Nueva placa de desarrollo Arduino Uno mini de edición limitada | Arduino uno características técnicas

En una publicación del 24 de noviembre del 2021 en el blog de Arduino, se menciona el lanzamiento al mercado de una nueva versión de lo que es una de las más icónicas placas de desarrollo o de hardware libre, el Arduino Uno, esto como señalan, en conmemoración de sus ya más de 10 millones de unidades vendidas, desde su lanzamiento en el año 2010. La nueva edición del dispositivo en sí misma no cambia mucho en lo que respecta a funcionalidad, sin embargo, el cambio más notable es su reducido tamaño. Mencionan también que no se trata de un dispositivo que es solamente funcional, sino que también puede ser coleccionado, es por eso que llama la atención su simpático acabado con colores dorado y negro, y así también la elegancia de su empaque y en su interior también se puede encontrar una tarjeta que tiene las firmas de los mimos creadores o fundadores del proyecto Arduino, el énfasis como señalan es para tratar de llegar a los coleccionistas y seguidores más serios, aunque igualmente está disponible para todos, pero se trata de una edición limitada, por lo cual también dicen que pueden hacer los pedidos de las unidades por adelantado.

Otra diferencia del Arduino Uno normal, es el puerto USB ya que ahora al reducir su tamaño se ha adaptado un puerto USB tipo C, ya que esto también podría ser muy útil, y así podríamos reciclar algunos cables de este tipo que ya no estemos usando, o los tengamos de sobra.

Volviendo al tamaño, este es aproximadamente la cuarta parte del que tiene el Arduino Uno Rev 3, las dimensiones del Arduino Uno es de 68.6 × 53.4 y las del mini son 34.2 × 26.7.

Otro aspecto que personalmente llama la atención es la modificación del conector principal de la energía, ya que ahora se dispone solamente de dos orificios, los mismos que vienen indicados como VIN y GND.

En fin, sé que parecerá algo reiterativo, pero mostraré las características técnicas principales de Arduino uno mini que son las mismas del Arduino Uno Rev 3:

- Voltaje de entrada: de 6 a 12 voltios

- Voltaje de operación del módulo: 5 voltios

- Microcontroladores que están en la placa: ATmega328P (proceso principal), ATmega16U2 (USB-serial)

- Entrada USB (Arduino mini): USB-C

- Características de proceso principal: 2KB de memoria RAM, 32 KB de memoria flash, 8 bit, 16 MHz y 1 KB de memoria EEPROM. 

- Corriente por cada pin: 20 mA (40 mA máxima)

- Comunicación: UART, I2C, SPI

- Temperatura recomendada de operación: de -40° C hasta 85°C

- Pines, entradas y salidas: 14 I/O digitales, 6 entradas analógicas, 6 pines para PWM.

- 4 Leds indicadores incorporados: RX, TX, L, ON

- Dimensiones (Arduino mini): 26.7 milímetros de ancho, 34.2  milímetros de largo

- Peso estimado (Arduino mini): 8.05 gramos

- Consumo de energía: de 55 a 500 mAh

Otro aspecto notable es la sustitución del típico microcontrolador ATmega 328 P por uno SMD, con lo cual logran reducir el tamaño de la placa, pero se tiene la desventaja que si este se daña o se quema será más complicado sustituirlo. Aunque la verdad ya muchos productos de Arduino tienen ya este montaje SMD de los microcontroladores.

Otra pequeña desventaja del nuevo producto desde mi forma de ver es el precio, ya que este ronda los 45 dólares comprando directamente al fabricante, y por ejemplo el Arduino uno Rev 3 ronda los 19.55 $, es la misma funcionalidad pero con el precio más elevado, pero para coleccionistas podría tener un gran valor sentimental sin importar el precio. 

Referencias (podrán ver con más detalle las características en los siguientes links): 

https://blog.arduino.cc/2021/11/24/introducing-the-arduino-uno-mini-limited-edition-pre-orders-now-open/

https://store-usa.arduino.cc/products/uno-mini-le

Nuevos superconductores exóticos podrían mejorar la computación cuántica | Superconductores usos | Tipos de superconductores | Como funcionan los superconductores | Superconductores aplicaciones en la informática

El nuevo descubrimiento realizado por científicos del MIT, promete ser una revolución, ya que se trata de un nuevo material superconductor que aprovecha un fenómeno o propiedad física conocida como superconductividad exótica, y que además puede ser reestructurado a voluntad, lo que sin duda ayudaría a acelerar el desarrollo y la mejora de la computación cuántica, los circuitos electrónicos y quizá buscar otras más diversas aplicaciones.

Se trataría de un nuevo material de carácter cuántico, lo que se conoce comúnmente es que a nivel cuántico o a escala subatómica las propiedades de la física convencional cambian, mejor dicho la materia a escala macroscópica se comporta de manera diferente y predecible o explicable a simple vista,  que a como lo haría por ejemplo una partícula como un electrón o un fotón, pero sin embargo este material desarrollado, lograría manifestar o conservar dichas propiedades cuánticas a escala macroscópica, lo que facilita aún más los trabajos y las investigaciones. El material en sí mismo afirman es de alguna manera fácil de elaborar.

En el material se podría tener dos clases de superconductividad exótica, la primera sería la superconductividad de momento finito, y la otra sería la superconductividad topológica, lo cual daría como resultado un posible material superconductor con la capacidad de trabajar con dos tipos de superconductividad a la vez, o mejor dicho un superconductor que son dos clases de superconductores en uno solo.

Últimamente es más común el desarrollo de materiales superconductores que son muy finos, o conocidos también como bidimensionales o solo de unas pocas capas que son del espesor de un átomo. Estos materiales muy delicados, serían difíciles de trabajar o manipular, lo que podría dificultar las investigaciones sobre esta clase de superconductores. Es por eso que según el investigador principal Joseph Checkelsky en conjunto con sus colegas han desarrollado un material que en realidad es un conjunto de estas capas finas, puestas una encima de otra como formando una torta, lo que da como resultado un cristal grande. También existe en medio de estas, capas espaciadoras o protectoras, pero lo que más destaca es que este material macroscópico se comporta como un material bidimensional que posee esas propiedades cuánticas, y así es más fácil estudiar esta clase de superconductores exóticos.

Volviendo a las características de los superconductores exóticos, estos superconductores transportan los electrones en pares o conocidos como pares de Cooper, pero lograr esto sin problema durante distancias relativamente largas, solo puede ocurrir con materiales especiales o que son limpios.

El material desarrollado para esta investigación tiene principalmente la característica de comportarse como un superconductor de momento finito, y sobre todo perdura siendo así al aplicarle un campo magnético intenso, mostrando así un determinado patrón de pares de Cooper distribuidos en regiones, y que además se comporta como un material muy limpio para el movimiento de los pares de Cooper. Y además afirman que se puede manipular para crear más patrones de este tipo de superconductividad inusual en el mismo material.

Otra propiedad de la que se dieron cuenta como posible, es la de la superconductividad topológica, en la cual los electrones se mueven o se desplazan solamente a través de los bordes del material. Con respecto a esta última, persisten las investigaciones, no está ciento por ciento confirmado, pero cuando esto sea certero sin duda podrán desarrollar definitivamente el superconductor que se comporta como dos superconductores en uno. Sin embargo, con la primera propiedad de superconductividad de momento finito si darían un gran avance en su uso para el desarrollo de la computación cuántica, se trata de una super rejilla natural, con patrones ajustables, mientras que los pares de Cooper se mueven entre los denominados niveles de Landau.

Este trabajo de investigación fue publicado el 3 de noviembre de 2021 en la revista Nature.

Opinión:

Lo que más se podría destacar de este trabajo es que se pone énfasis en el uso de propiedades eléctricas para los procesos de cómputo, en cambio en otros trabajos se hace uso de propiedades ópticas, mediante dispositivos como los láseres. También presenta una ventaja de facilidad de implementación y análisis frente al uso del grafeno rotado por ejemplo, que emplea capas que son solo bidimensionales. En fin... el procesamiento y la computación cuántica ya es una realidad, pero hay que seguir mejorando para que su aplicación e implementación en las actividades cotidianas, o en los usos más comunes de la vida diaria, sea lo más simple y compacto posible.

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Led intermitente con transistor | Luces led intermitentes sin circuito integrado | Luces de policía led | Como hacer un led intermitente casero | Flasher electrónico para led

Para este proyecto se ha decidido diseñar también un circuito de luces intermitentes, a diferencia de un proyecto que se mostró en una anterior publicación que usaba como elemento principal un circuito integrado o más conocido como PIC 16F628A, en este caso se pretendía controlar las secuencias de los led mediante este microcontrolador y haciendo uso de lo que se conoce como interrupciones, para cambio de secuencia, pero ahora traemos un nuevo proyecto el cuál es más sencillo, pero a la vez es más potente y con menor consumo de energía, y así mismo su implementación es más sencilla, se trata de un circuito de luces intermitentes alternantes muy similares a las luces de un patrullero o de policía, y de hecho usa los mismos colores azul y rojo.

Este proyecto puede ser usado con fines lúdicos, para poderlo realizar y mostrárselo a sus hijos o niños, se lo puede usar también con fines educativos entendiendo el mecanismo de su funcionamiento. Si se desea incluso se lo puede usar también con fines más prácticos como el de llevarlo en un vehículo como por ejemplo una bicicleta o una moto (en el caso que se quiera patrullar haciendo uso de las mismas), o porque no también usarlo en un auto de policía si así también se lo desea (aunque la potencia sería menos que unas luces de patrulla común y corriente) se lo podría usar talvez como unas pequeñas luces de emergencia, ya que como se mencionó antes lo que llama su atención es su bajo consumo y su simpleza para implementar, se lo puede llevar a todos lados.

Lo más importante de este circuito o proyecto, es que como se mencionó al principio, no se hace uso de ningún circuito integrado, y solo usa un voltaje de tres voltios, pero se enciende de manera potente.

En el siguiente video se mostrará todos los materiales, diagramas de los circuitos, y el funcionamiento del mismo.

Lo que destacamos del vídeo mostrado, es que se hace uso o se tiene como elemento principal los transistores, ahí mismo se menciona en el video que se hace uso de un oscilador a transistores, o también conocido como astable, se logra la intermitencia mediante la conmutación de manera alterna entre ambos transistores haciendo uso de la carga y descarga de los capacitores que se encuentran cerca de las bases de los mismos.

Diríamos también que el tiempo de intermitencia de los led esta controlado por los valores de resistencia y capacitancia, es decir que a mayor resistencia o a mayor capacitancia, el tiempo de duración que permanece encendido o apagado el led será mayor, o por el contrario si los valores de resistencia y capacitancia son menores, el tiempo de encendido y apagado será menor. En pocas palabras tenemos una relación de proporcionalidad entre el tiempo de intermitencia o período de oscilación con los valores de resistencia y capacitancia.

Se puede tener una mejor idea con la siguiente fórmula, para ver la relación que existe entre los parámetros antes mencionados, aunque debo advertir que esta fórmula no es exacta, pero si nos da la idea de la proporcionalidad que existe:

T=R*C

Donde T está en segundos, R en kilo ohmios y C en microfaradios.

Por ejemplo para un valor de resistencia de 100k y de capacitor de 47 uF, nos da un tiempo de 4.7 segundos.

Sin embargo si se cambia el tipo de transistor, y los valores de resistencia y capacitancia permanecen constantes, podría también cambiar el tiempo de intermitencia de los leds, es por eso que en el video se indica también que se hizo dos prototipos diferentes usando dos tipos de transistores distintos.

Hay que aclarar también que se usó valores de resistencia y capacitor que no eran simétricos (por ejemplo en el primer prototipo se usan dos resistencias idénticas de 100k, pero un capacitor de 100 uF y uno de 47 uF, a cada lado para cada transistor, se usa una resistencia y un capacitor), ya que cada led por su diferencia de color necesita voltajes diferentes para ser encendidos, es por eso que no se trata de un oscilador simétrico. Lo cuál también va descreditando la fórmula de arriba. De hecho se complica un poco lograr una alternancia adecuada entre el color azul y rojo, más fácil es entre el verde y rojo, es por eso que se probó con diferentes valores hasta conseguir una alternancia coherente con los dos primeros colores mencionados. Tener un oscilador simétrico implicaría tener leds del mismo color.

Interrupciones con PIC 16F628A fáciles | Proyectos con PIC 16F628A | Interrupción externa PIC RB0/int | Interrupciones PIC C compiler | Luces led intermitente a pila | Secuencia de leds con PIC 16F628A

Presentamos un proyecto el cual hace uso de un microcontrolador pequeño, 16F628A, y que además solamente funciona a pilas, y es muy práctico de implementar y ocupa poco espacio. Se pone énfasis sobre todo en el uso de las interrupciones externas por RB0, mediante el programa CCS o PIC C Compiler. Más concretamente lo que consiste este proyecto, es en un circuito de luces led intermitentes o también conocido como flasher o circuito de destello, la función que cumplen esta clase de luces intermitentes principalmente, es la de servir como distractores o disuasivos para hacer pensar que existe una alarma activada, y en verdad esto sí ocurre con los vehículos que tienen alarmas, pero se lo puede usar también en una casa, y encenderlo en la noche y ponerlo cerca de una ventana para que sea visible, y así de alguna forma hacer pensar a personas que quieren irrumpir en nuestro hogar, que hay una alarma activa. Otro uso que se les puede dar es el de indicadores visibles, sobre todo cuando vamos en bicicleta por la noche y está obscuro, con lo cuál cualquier otra persona que va en bicicleta, o que esté desplazándose en otro vehículo, o que simplemente esté caminando hacia nosotros, se de cuenta de nuestra presencia. Si se desea se puede crear una secuencia específica y acordar esto con alguna otra persona para identificarse mutuamente fácilmente, que se yo, a manera de juego, o simplemente como una pequeña herramienta de aviso en cubierto, en fin. 

Una interrupción lo que hace es interrumpir un programa que está en ejecución, o que puede ser tomado en cuenta como principal, para poner en funcionamiento un segundo programa, ya que los microcontroladores se basan en esto para poder ejecutar diferentes programas, es decir el microcontrolador como tal no puede ejecutar varias procesos en paralelo o al mismo tiempo, tiene que ocurrir una interrupción para poder cambiar de programa o proceso. Así mismo hay diferentes formas en que se producen estas interrupciones, y por ende se las activa mediante diferentes sentencias o comandos en el código que se graba en el microcontrolador. Tales interrupciones pueden ser internas o externas. Las internas se dan por cambios en procesos internos del microcontrolador como en la memoria, los temporizadores, el CPU, las externas se dan por cambios externos, y estos cambios son detectados mediante los pines del microcontrolador, pero cada pin o grupos de pines atenderán diferentes tipos de interrupciones en específico, se puede ver también el datasheet de cada tipo de microcontrolador para tener una idea. 

En el siguiente vídeo podrán ver con más detalle su implementación, los materiales y el código o programa que se cargará en el microcontrolador, para generar la secuencia de las luces led.

Del vídeo anterior lo que podemos resumir, es que se hace uso de las interrupciones externas mediante el pin RB0, y lo que hace esta interrupción es un cambio de secuencia, y así mismo luego de haberse activada la segunda secuencia mediante la interrupción, se puede retornar a la primera secuencia mediante el accionamiento del interruptor. Pero retornar al programa inicial después de la interrupción pueda que no sea tan fácil como parece, para retornar al programa principal hay que poner las sentencias adecuadas, ya que como en otros proyectos consultados, una vez que se interrumpe el programa principal y se ejecuta la interrupción más de una vez, para ejecutar más de un programa secundario, simplemente no se retorna al programa principal, y simplemente la interrupción se queda funcionando entre los programas secundarios. Por tal motivo siempre es importante tratar de implementar los prototipos de manera física y comprobar que el funcionamiento es el mismo que en la simulación.

Todos los archivos adjuntos para la implementación de este pequeño proyecto están en el siguiente enlace:

Archivo hexadecimal y simulación (Aquí) 👈

En fin, se trata de un proyecto muy simple, que pretende usar las interrupciones con el fin más práctico posible, aplicado a situaciones más reales y de uso más cotidiano.

Otro uso que se les puede dar a esta clase de circuitos de luces led es el de una simple decoración, y si se desea personalizar o cambiar la secuencia ya establecida en este proyecto, usarlos en tiendas, negocios, o en nuestra sala como luces navideñas, etc. Poner luces personalizadas también puede ser una forma de realzar la presentación de un determinado sitio, o tratar de llamar más la atención.

Muchas personas también piden aprender realizar esta clase de proyectos sin el uso de circuitos integrados, por tal motivo en una siguiente publicación se realizará un proyecto similar.