¿Cómo leer una hoja de datos?

Introducción

Una hoja de datos, o datasheet es un manual de instrucciones de componentes electrónicos. La idea es que buscando en un datasheet puedes saber exactamente como funciona un dispositivo. Lamentablemente los datasheets normalmente son escritos por ingenieros y para ingenieros, así que al principio son difíciles de leer, pero con un poco de práctica se puede sacar mucho provecho de estos textos, que son el mejor lugar donde encontrar detalles para diseñar o reparar un circuito.

Qué está escrito en un datasheet depende del tipo de componente, los hay de apenas una página para conectores y cosas simples hasta cientos o miles de páginas para microcontroladores, procesadores o componentes con muchas características y detalles. En este tutorial esperamos cubrir las más comunes usando como ejemplo el datasheet del regulador de voltaje LM7805, para que puedas familiarizarte en cómo obtener información muy útil rápidamente.

Otra cosa que puede desanimar a algunos al ver un datasheet por primera vez es que están en inglés, pero muchas veces el idioma no es tan terrible porque es algo técnico en lo que se repiten palabras y muchas veces uno busca valores de ciertos parámetros de nombres conocidos. También ocurre a veces que hay toda una familia de componentes parecidos que comparten un mismo datasheet, de hecho este es el caso de nuestro ejemplo donde el datasheet sirve para toda la familia LM78xx.

Página Resumen

Al abrir un datasheet normalmente nos encontraremos con una página de resumen como la que está bajo este texto, en ella se da una idea general de qué hace el componente y sus características. Uno puede hacerse una primera idea del componente e incluso saber si no es adecuado para el uso que quiere darle. Entre las características que se muestran en esta página pueden estar los distintos tipos de encapsulado en que podemos encontrar el componente, a veces junto a un texto indicando la función que cumple cada pin, o también algún diagrama de bloques del funcionamiento.

introduccion

Márgenes de operación

Muy importantes son los márgenes de operación del componente, es una tabla donde algunas veces se indican otras cantidades también, es importante conocer estos parámetros o tener una idea del rango en que puede funcionar nuestro equipo, sino ¡podríamos quemarlo!. Siempre hay que fijarse en el rango de los voltajes de operación y nunca excederlo, esto es no conectarlo a un voltaje demasiado alto, pero también hay que fijarse el máximo voltaje en inversa (negativo) que soporta el componente, es una forma muy fácil de dañar un diodo LED por ejemplo. En el regulador que estamos viendo, observamos que el voltaje de entrada puede ir desde 5V hasta 18V. Si se conecta a más de 18V el componente puede quemarse, mientras que si es conectado a un voltaje demasiado cercano a 5V, no funcionará correctamente. También pueden incluirse algunas condiciones de operación recomendadas que es bueno mirar, en ocasiones encontraremos características para las que se dan tres valores: el mínimo MIN, el nominal NOM y el máximo MAX, se dan tres valores porque un componente nunca es igual a otro, entonces no se puede dar solo un valor para algunas características, por eso se incluyen estos tres valores, donde el valor nominal es el que corresponde al diseño del dispositivo.

margenes_operacion

Conexiones o pinout

Puede sorprender la cantidad de enredos que pueden formarse al pasar desde el esquema eléctrico a hacer el circuito en la práctica, uno puede confundirse con la ubicación de los pines, y conectar mal algo que puede dar mas de un dolor de cabeza. En la sección de diagrama de conección se muestra el pinout o distribución de pines del componente. Es bueno recordar esta distribución, ya que se repite muchas veces para componentes similares en el mismo encapsulado. También debemos fijarnos en circuitos digitales si el nombre de un pin aparece con asterisco(*) o son una línea arriba del texto, en ese caso se trata de un pin que es activo bajo, esto es, para habilitar la función que representa, debemos conectarlo a tierra, no a Vcc.

conecciones

Gráficos

Para saber como se comportará el equipo bajo distintas condiciones de operación es útil revisar la sección de gráficos del datasheet, en nuestro ejemplo incluimos bajo estas líneas un gráfico que muestra cómo cambia la corriente máxima entregada en función de la diferencia de voltaje entre la salida y la entrada. Fijémonos también que hay varias curvas dibujadas simultáneamente, que corresponden a distintas temperaturas, es algo muy común encontrarse con gráficos que incluyen más de una curva.

grafico

Circuitos de ejemplo

Otra sección que puede ser muy útil es donde se incluyen circuitos de ejemplo para distintas formas en que puede funcionar el compoente, como podemos ver en la imagen que hay bajo este texto. Aunque tengamos un diseño propio siempre es bueno mirar estos circuitos, así podremos encontrar algunos componentes simples extra que podemos añadir y que mejoren notablemente el desempeño de nuestra propia idea, por ejemplo agregar algún condensador que no hayamos considerado.

ejemplos

Datos Mecánicos y de encapsulado

En esta parte se da información específica de la forma, dimensiones y otras características del encapsulado del componente, así como de otras consideraciones de montaje, disipación de calor y cosas de ese estilo, que pueden considerarse irrelevantes a priori, pero merecen atención al igual que los aspectos vistos anteriormente.

datos_mecanicos

Componentes Digitales

Hay algunas secciones que son específicas de los circuitos digitales, hablaremos a continuación de las dos más relevantes, que son las tablas de verdad y los diagramas de tiempo, para ejemplificar usaremos otro datasheet, de un microcontrolador AVR ATtiny2313.

Tablas de verdad

Nos muestran como cambian las salidas en función de las entradas, para circuitos lógicos recordemos que las señales pueden ser 0 o 1, o lo que es lo mismo verdadero o falso, de aquí viene el nombre de estas tablas.

tabla_verdad

Registros

En estos diagramas vemos un registro bit a bit, de donde podemos saber el nombre de cada uno de los bits del registro y luego buscar la descripción de éste, para ir cambiando parámetros de nuestro micro. También podemos ver si es posible leer (R) o escribir (W) cada bit y los valores iniciales que tienen.

diagrama_bit

Diagramas de tiempo

Finalmente veremos este tipo de diagramas que resultan de gran utilidad si queremos entender más profundamente el funcionamiento de alguna etapa de un circuito digital, en nuestro ejemplo usamos el mecanismo de acceso a memoria de un micro ATtiny2313.

diagrama_tiempo

Básicamente un diagrama de tiempo es un gráfico que tiene el tiempo en el eje horizontal y estados lógicos en el vertical. Si una señal tiene un nivel alto, como la primera parte de T1 de la señal clk quiere decir que la señal está en estado lógico alto, o sea 1. Si por el contrario, como en la segunda mitad de T1 de la señal clk, la curva está baja, quiere decir que la señal se encuentra en ese estado, o sea cero. Notemos que las transiciones entre un estado y otro no son instantáneas, por eso se muestran en diagonal, para ser mas cercano a la realidad.

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