Electrónica para Programadores · Tema 18

Fuentes: pilas, baterías y USB

Lo que empuja tu circuito: voltajes típicos, capacidad real, polaridad sin errores y qué comprar para empezar.

01 · Punto de partida

Sin fuente no hay circuito

Todo loop necesita quien empuje (Tema 9). La fuente pone la tensión, la capacidad y los límites: con la fuente equivocada el LED no arranca, la pila muere en una tarde o algo calienta. Elegir fuente es la primera decisión de diseño de cada proyecto, antes de calcular nada.

En este curso solo existen tres fuentes: pila de 9 V, pilas AA y USB de 5 V. Este tema te deja comparándolas como un profesional: voltios, mAh, Wh, polaridad y precio.

  • ¿Qué fuente conviene para el primer LED?
  • ¿Por qué la de 9 V si la AA dura más?
  • ¿Cómo conecto cada una sin invertir la polaridad?
  • ¿Qué fuentes quedan prohibidas en este curso?

02 · Tipos

Las tres fuentes del curso

Comparativa honesta para elegir.
FuenteTensiónReservaFuerte enFloja en
Pila 9 V9 V≈ 500 mAh (4,5 Wh)Margen para LED + R; broche claroDura menos; cara por Wh
2×AA en serie3 V≈ 2000 mAh (6 Wh)Energía barata y duraderaPoco margen para LED azules
USB 5 V5 V reguladosHasta 2 A (10 W)Estable, ideal semáforoAtado al cable; no mezclar con pilas
9V

Pila 9 V: la elegida

Margen de sobra para LED + resistor (Tema 26). Broche con + y − imposibles de confundir. La pagás en autonomía, la ganás en simplicidad.

AA

AA: la rendidora

Energía barata para pruebas largas. Necesita portapilas y atención a la orientación (+ con − encadenados, Tema 11).

5V

USB: la estable

5 V regulados para el semáforo (Tema 29) y pruebas de horas. Una sola fuente por circuito, nunca en paralelo con pilas.

03 · Conexión

Conectar sin invertir

Pila 9 V: broche
Conector a presión con dos cables: rojo al + (broche chico), negro al − (broche grande). No entra al revés: el diseño te protege.
AA: portapilas
Cajita con resortes y marcas +/− en cada lugar. Resorte = − (base plana), tope = + (botón). Revisar orientación antes de cerrar.
USB: cable y ficha
La ficha impide el revés. Para protoboard se usa cable adaptador o módulo: rojo 5 V, negro GND. Nunca pelar un cable USB a ciegas.
Verificación universal
Antes de energizar el circuito: multímetro en V de continua entre los rieles (Tema 22). Si marca negativo, los cables están cruzados.
Revisar polaridad→conectar sin circuito→medir en rieles→recién montar

04 · Prohibidas

Lo que no alimenta tu protoboard

Permitido acá

9 V, AA, USB

Baja tensión de continua, corrientes de mA, polos claros. Error = componente muerto como peor caso.

Prohibido acá

Red, auto, litio suelto

220 V de red, batería de auto (chispas que funden) y celdas de litio sin protección: cada una mata o incendia a su manera. Cursos superiores o electricista.

05 · Cuidado

Pilas sanas, mesa sana

  1. 1
    Calor = desconectar.

    Pila o cable caliente significa corto o consumo brutal (Tema 10). Se desconecta, se enfría y se busca la causa sin pila.

  2. 2
    Hinchada = afuera.

    Pila o batería deformada, con olor o líquido: no se usa, no se pincha, se lleva a reciclaje. Se manipula con cuidado y ventilación.

  3. 3
    Alcalinas no se recargan.

    Recargar AA alcalinas comunes es peligroso e inútil. Recargables son las NiMH o litio con su cargador específico, cada química con el suyo.

  4. 4
    Descanso con llave abierta.

    Todo circuito se guarda con interruptor abierto o pila desconectada (Tema 10). La autodescarga hace el resto en meses, no en horas.

06 · Analogía programador

Fuente = entorno con quotas

  1. 1
    Pila 9 V = staging.

    Simple, cara por hora, perfecta para probar. Nadie corre producción en staging eternamente.

  2. 2
    AA = budget grande.

    Más horas por moneda para pruebas largas. Menos margen de tensión: como un plan barato con límites.

  3. 3
    USB = managed service.

    Estable y regulado mientras pagues el cable (estar atado). Cambiar de entorno exige revisar supuestos, igual que migrar de nube.

07 · Exploración

Laboratorio: ¿qué fuente para mi proyecto?

Elegí tu proyecto: el laboratorio recomienda fuente, estima autonomía y marca la regla de conexión. Es la decisión de diseño del Tema 26 y 29 anticipada.

RECOMENDADOR 18

Proyecto → fuente

proyecto → fuente

Fuente recomendadaPila 9 V
Por quéMargen ideal para LED + R
Autonomía real≈ 23 h
ReglaBroche: rojo a +, negro a −

Primer LED: pila 9 V con unas 23 horas reales.

Preguntas para explorar

  1. ¿Por qué el motorcito no lleva pila 9 V aunque “tiene más voltios”?
  2. ¿Qué cambia si el semáforo va con USB en vez de pila?
  3. ¿Por qué “tardes de pruebas” pide AA y no 9 V?
Ver respuestas sugeridas
  1. Porque pide 400 mA: vacía los 500 mAh en ~1 h y calienta. Más voltios no es más energía (Tema 8): el motor necesita reserva, no empuje.
  2. Autonomía ilimitada (red) y 5 V estables, a cambio de estar atado al cable y recalcular el resistor. Ideal para demo fija.
  3. Porque 5 mA × tardes enteras premian la reserva barata de las AA (2000 mAh): cientos de horas por moneda contra decenas de la 9 V.

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

«Más voltios = mejor fuente»

Mejor = la que supera umbrales con margen y dura las horas pedidas. 9 V para un LED de 2 V desperdicia 7 V en calor; a veces 5 V o 3 V rinden mejor (Tema 8).

«Puedo sumar pila + USB para más potencia»

No: fuentes distintas en paralelo pelean entre sí y algo se daña. Un loop, una fuente (Tema 11). La potencia se diseña, no se apila.

«Recargable rinde igual que alcalina»

NiMH da 1,2 V por vaso contra 1,5 V alcalina: con iguales mAh guarda menos Wh y algunos umbrales quedan justos. Se recalcula, no se asume.

«Si entra en el portapilas, vale»

Que entre no significa que alcance: 1×AA no mueve un LED de 2 V por más que calce perfecto. Física antes que mecánica.

09 · Práctica guiada

Ejercicios de fuentes

Ejercicio 1: elegir con números

Necesitás 20 h con 15 mA. ¿Alcanza una 9 V de 500 mAh? ¿Y 2×AA de 2000 mAh? Mostrá la cuenta.

Ver solución razonada

Pedido: 15 × 20 = 300 mAh. 9 V: 500 / 15 ≈ 33 h teóricas (~23 reales): alcanza. 2×AA: 2000 / 15 ≈ 133 h (~93 reales): sobra. Ambas sirven; la 9 V da más margen de tensión.

Ejercicio 2: polaridad a ciegas

Tenés un portapilas sin marcas y dos cables negro y rojo. ¿Cómo determinás cuál es + antes de conectar el circuito?

Ver solución

Con pilas puestas y circuito desconectado: multímetro en V de continua, negra a un cable y roja al otro. Si lee +3 V (o +9 V), la roja está en +. Si lee negativo, están cruzados. Se marca y recién se monta.

Ejercicio 3: lista de compras final

Completá tu lista del Tema 1 con fuentes: ¿qué comprás para los Temas 26 y 29 y qué dejás para después?

Ver guía

Comprar: pila 9 V + broche, 2–4 AA + portapilas, cable USB disponible. Después: packs de litio, fuentes regulables, cargadores especiales (cursos 2 y 8). Nada de red ni de auto.

10 · Síntesis

Ideas para recordar

  • 9 V: margen y simplicidad. AA: reserva barata. USB: estabilidad atada al cable.
  • Elegir = tensión suficiente + Wh suficientes + polaridad a prueba de errores.
  • Un loop, una fuente; verificar con multímetro antes de montar.
  • Red, auto y litio suelto: prohibidos en este curso.
  • Calor e hinchazón mandan: desconectar, enfriar, reciclar.

Ya tenés energía y piezas. Ahora, el control más simple: en el próximo tema, interruptores, pulsadores y fusibles.