01 · Punto de partida
El mismo semáforo, otra profesión
En el curso 1 montaste el semáforo por receta. Hoy lo diseñás: predecís corriente por rama, potencias, márgenes y autonomía; lo montás; medís cada predicción; dictaminás con errores %; y lo documentás en un informe que cualquiera repite. Mismo circuito, ingeniero distinto.
Especificación: 9 V, 3 ramas (R 470 Ω + LED rojo ~2 V), llave general. Una rama por vez + modo “todos” para el análisis.
- ¿Qué predigo antes de pinchar nada?
- ¿Cómo mido cada predicción?
- ¿Cuándo está aprobado el proyecto?
- ¿Qué documento queda al final?
02 · Diseño calculado
Predicciones antes de la mesa
| Magnitud | Cuenta | Predicho |
|---|---|---|
| I por rama | (9−2)/470 | 14,9 mA |
| V en R / LED | 7,0 / 2,0 V | 7,0 / 2,0 V |
| P en R / margen | 0,104 W | 42 % de 1/4 W |
| Itot (1 rama / 3 ramas) | 14,9 / 44,7 mA | 14,9 / 44,7 mA |
| Autonomía 500 mAh | 500/44,7 y /14,9 | 11 h / 34 h |
| KCL nodo + | 44,7 = 3×14,9 | Cierra exacto |
BOM: pila 9 V + broche, 3× R 470 Ω 1/4 W, 3× LED (rojo/amarillo/verde), llave, cables, protoboard, multímetro, cuaderno.
03 · Taller
Montar, medir y dictaminar
- 1Montar rama por rama.
Una rama, probar, siguiente (Tema 29, curso 1). Llave general al final. Auditoría en frío completa.
- 2Medir por rama.
V en R, V en LED, R sin pila, I inferida. Tres juegos (uno por color): el verde/azul puede dar ~3 V de umbral.
- 3Medir totales.
Itot con una rama y con tres (o inferir sumando). KCL del nodo + con números reales.
- 4Dictaminar.
Error % por magnitud, márgenes % por pieza, KCL/KVL del conjunto. Verde o causa (Temas 6 y 20).
- 5Documentar.
Informe de 7 bloques (sección 08): el entregable que se evalúa.
04 · Mejoras
Qué cambiarías con lo aprendido
- Versión USB 5 V
- R = (5−2)/0,015 = 200 → 220 Ω; P ≈ 45 mW. Mismo brillo, autonomía de red: comparar autonomías honestamente.
- Brillo parejo real
- Verde/azul con R propia (umbral 3 V): R = (9−3)/0,015 = 400 → 390 Ω. Cada color con su diseño (no un R único).
- Llave + fusible calculado
- Fusible entre ×10 de Itot (447 mA) y el corto: 500 mA (Tema 14). Protección dimensionada, no decorativa.
- Divisor testigo (extra)
- Un divisor 9→3 V con LED testigo de “encendido” consume siempre: calcular su costo en autonomía antes de agregarlo.
05 · Informe en código
Generador de informe del proyecto
Pasale tus medidas por rama: genera predicción, errores, KCL y dictamen listos para el cuaderno:
Python en tu navegador. Cargá tus medidas reales y ejecutá: copiá la salida al informe.
def informe_semaforo(vs=9.0, r_nom=470, v_led=2.0, medidas=None):
i_pred = (vs - v_led) / r_nom
p_pred = (vs - v_led) * i_pred
print(f"PREDICHO por rama: I={i_pred*1000:.1f}mA P_R={p_pred*1000:.0f}mW Itot3={i_pred*3*1000:.0f}mA")
if medidas is None:
print("Pasame medidas=[(v_r1,v_led1),...] para dictaminar")
return
for n, (vr, vl) in enumerate(medidas, 1):
err_v = abs(vr - (vs - v_led)) / (vs - v_led) * 100
err_l = abs(vl - v_led) / v_led * 100
print(f"Rama{n}: V_R={vr}V({err_v:.0f}%) V_LED={vl}V({err_l:.0f}%) ->",
"OK" if max(err_v, err_l) <= 10 else "REVISAR")
i_med = sum(vr / r_nom for vr, _ in medidas)
print(f"KCL: Itot medida={i_med*1000:.0f}mA vs predicha {i_pred*3*1000:.0f}mA")
informe_semaforo()
informe_semaforo(medidas=[(6.8, 2.1), (6.9, 2.0), (6.7, 2.2)])
Cambiá una medida a (4.0, 2.0): ¿qué dictamina? ¿Qué buscarías en la mesa?
Variante USB comparada
Mismo proyecto a 5 V, lado a lado con 9 V:
for vs, r in [(9, 470), (5, 220)]:
i = (vs - 2.0) / r
print(f"{vs}V R={r}: I={i*1000:.1f}mA P_R={(vs-2.0)*i*1000:.0f}mW")
06 · Analogía programador
Release a producción
- 1Diseño = RFC.
Propuesta con números antes de tocar nada: se revisa en papel, no en humo.
- 2Taller = CI verde.
Predicción, medida y dictamen por rama: la suite que debe pasar entera.
- 3Informe = release + runbook.
Otro puede repetirlo y operarlo solo con tu documento: definición de terminado.
07 · Guía interactiva
Laboratorio: fases del integrador
Elegí tu fase: el laboratorio da objetivo, verificación y criterio de avance. No avanzar sin el visto anterior.
Fases del proyecto
fase → visto
Fase diseño: predicciones 14,9 mA / 0,10 W por rama.
Preguntas para explorar
- ¿Por qué un R único para 3 colores es trampa si “anda igual”?
- ¿Qué medición distingue un LED verde sano de uno con R equivocada?
- ¿Qué fase convierte el montaje en proyecto aprobado?
Ver respuestas sugeridas
- Porque umbrales distintos (2 vs 3 V) dan I distintas: anda pero desparejo y uno trabaja fuera de diseño. Igualdad aparente, diseño distinto.
- V en su R: con R correcta da ~7 V (rojo) o ~6 V (verde 3 V); con R equivocada se desvía > 10 %. La caída delata el valor.
- El informe: sin documento repetible es un montaje que anda; con él, un proyecto aprobado.
08 · Comprensión
Confusiones frecuentes
«Tres ramas iguales = un solo cálculo»
Casi: colores distintos implican umbrales distintos. Un cálculo por color con su R; copiar-pegar sin revisar es el error del integrador apurado.
«Mido una rama y multiplico por 3»
Solo si son idénticas (mismo color y R). Con colores mezclados se mide cada una: la simetría se verifica, no se asume.
«El informe es burocracia»
Es el producto: el circuito se puede remontar, el informe demuestra el método. En este curso se evalúa el documento, no el brillo.
«Con 9 V uso los R del USB»
Cada fuente pide su R (220 a 5 V, 470 a 9 V). Reutilizar valores entre fuentes es diseñar a ciegas: recalcular siempre.
09 · Práctica guiada
Ejercicios de cierre
Ejercicio 1: informe real
Montá el semáforo, medí las 3 ramas y ejecutá informe_semaforo() con tus números. ¿Todo OK? ¿Qué rama se desvía más y por qué?
Ver solución razonada
Lo típico: la verde/azul se desvía (umbral 3 V vs 2 V supuesto). Solución honesta: recalcular su R (390 Ω) o documentar la diferencia como hallazgo, no como error.
Ejercicio 2: variante 5 V completa
Rediseñá todo a USB 5 V: R por color, Itot, P, márgenes y autonomía “infinita”. Compará costo total contra 9 V con el segundo bloque.
Ver solución
Rojos: 220 Ω/13,6 mA/41 mW; verdes: (5−3)/0,0133 ≈ 150 Ω/13,3 mA/27 mW. Itot ≈ 40 mA de red: autonomía ilimitada, atado al cable.
Ejercicio 3: plan curso 3
Escribí qué del curso 3 (componentes) mejoraría tu semáforo: transistor por rama, control desde micro, PCB. Una página, con qué tema de este curso se conecta cada mejora.
Ver guía
Si cada mejora cita su base (transistor→T17 c1; micro→T19 c1; PCB→T21 c1), el puente al curso 3 queda tendido desde tus manos.
10 · Síntesis final
Lo que te llevás del curso 2
- Ohm, Kirchhoff, equivalentes y divisores calculados y verificados.
- Potencias y márgenes por pieza en cualquier topología.
- RC/RL con τ, curvas leídas y fotos de inicio/fin.
- Fuentes reales medidas y packs diseñados honestamente.
- Método + toolkit + informe: análisis repetible de punta a punta.
Del LED por receta al semáforo por diseño: predecir, montar, medir, dictaminar. Nos vemos en Componentes Electrónicos, donde cada pieza tendrá su ficha completa.