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El desarrollo de la base de componentes electrónicos.
En 1898, en el semanario ilustrado The Journal of Newest Discoveries and Inventions, se publicó un artículo titulado The Home Device of Wireless Wiring Experiments. El transmisor se fabricó con una bobina Rumkorf, y el receptor, de hecho, era muy similar a A.S. Popova Utilizando el receptor y el transmisor descritos, fue posible transmitir una señal a una distancia de hasta 25 m, lo que para ese momento fue un gran logro.
Ya en 1924 se publicó el primer número de la revista de radioaficionados. A mediados de 1930, la revista pasó a llamarse "Radio Front" y bajo este nombre se publicó hasta julio de 1941. Durante los años de la Segunda Guerra Mundial, la revista, por supuesto, no fue publicada. El primer número de la revista de la posguerra se publicó en enero de 1946. Fue a partir de este número de enero que la revista comenzó a llamarse Radio. Su portada se muestra en la figura.
Lo más sorprendente de este problema es que después de los circuitos de los receptores del detector, se proporciona la marca de color de las resistencias, como lo es hoy. Es cierto que también dice que esta es una nueva marca estadounidense. En Rusia, las resistencias "rayadas" aparecieron solo a fines del siglo XX, e incluso en el interior de grabadoras de radio y televisores importados. Pero "el nuestro" tuvo éxito en semiconductores codificados por colores: tratando de satisfacer las necesidades de la industria de defensa, clasificaron todo de tal manera que se volvió simplemente imposible entender qué tipo de transistor o diodo era. Esta marca de color comenzó a publicarse completamente solo en la actualidad, solo los transistores domésticos prácticamente han dejado de usarse.
Fig. 1. Portada del primer número de la revista Radio.
Al principio, la revista describió el diseño de receptores de tubo, transmisores y amplificadores de audio. Desde los primeros números, la revista Radio publicó datos de referencia para tubos electrónicos y otros componentes de radio. También se decidieron dónde comenzar los experimentos de radioaficionados: ¿estudiar la teoría o recoger un soldador de inmediato?
La base de elementos de radioaficionados
Un hecho histórico interesante: cuando aún no era soldador eléctrico, entonces la moneda habitual de cinco copeck vino al rescate. Estaba afilada de cierta manera y clavada en un alambre de hierro con un mango de madera. Al calentarse con la llama de una lámpara de alcohol, la moneda hizo frente por completo a la función de un soldador. Ahora, por supuesto, ese consejo parece simplemente ridículo, ¡pero lo fue!
Con la base de elementos moderna, que se actualiza constantemente con nuevos microcircuitos y transistores, simplemente no hay nada que ver con un "soldador" de este tipo, porque en algunos casos es necesario usar un microscopio para reparar equipos electrónicos. Por lo tanto, la base elemental determina no solo el diseño de los dispositivos electrónicos, sino también qué herramientas se ensamblarán o repararán.
De manera simple y clara, el desarrollo de la base del elemento se puede rastrear en varias generaciones de computadoras, de acuerdo con la terminología informática moderna. Durante casi cuarenta años, el creciente mercado de computadoras personales, como locomotora, ha estado arrastrando la tecnología del silicio detrás de sí mismo, lo que provoca la aparición de más y más componentes electrónicos.
Computadoras electromecánicas
Incluso antes de la creación de las computadoras, se utilizaron dispositivos de computación electromecánicos: pestañas. El primer tabulador fue inventado en 1890 por Hermann Hopperit en los EE. UU., Para calcular los resultados de un censo. La información se ingresó utilizando tarjetas perforadas, y los resultados del procesamiento se emitieron en forma de impresiones en papel.
Los tabuladores fueron el equipo principal de las estaciones de conteo de máquinas: MSS. En la URSS, MSS sobrevivió hasta los años setenta del siglo XX, al menos como parte de grandes empresas estatales. El objetivo principal del MCC era la nómina.Fue a partir de ahí que aparecieron las hojas de asentamiento, que todavía se llaman "raíces".
La apariencia del tabulador "moderno" se muestra en la figura (el cuadrado del lado derecho es el programa de trabajo escrito con cables en el panel de conexiones). El peso de dicha tecnología informática alcanzó los 600 kg.
Fig. 2. Pestaña
El "programa" se muestra en la siguiente figura. Los cables de colores conectaban los enchufes, que en el otro lado del panel de textolita terminaban con contactos para la conexión al tabulador.
Fig. 3. Panel de pestaña Parche
En 1939, en los Estados Unidos, por orden de los militares, IBM desarrolló la computadora Mark 1. Su base elemental eran los relés electromecánicos. Completó la suma de dos números en 0.3 segundos, y la multiplicación en 3. Mark 1 fue diseñado para calcular tablas balísticas. Computer Mark 1 contenía unas 750 mil partes, cuya conexión requería 800 km de cables. Sus dimensiones: altura 2.5 m, longitud 17 m.
Generaciones de computadoras y elementos de base.
La primera generación de computadoras fue construida sobre tubos electrónicos. Entonces, en el Reino Unido en 1943, se creó la computadora Colossus. Es cierto que era altamente especializado, su propósito era descifrar códigos alemanes enumerando diferentes opciones. El dispositivo contenía 2000 lámparas, mientras que la velocidad era de 500 caracteres por segundo.
La primera computadora de tubo universal es ENIAC, creada en 1946 en los Estados Unidos por orden de los militares. Las dimensiones de esta computadora son muy impresionantes: 25 m de largo y casi 6 m de altura. La máquina contenía 17,000 tubos de electrones y realizó aproximadamente 300 operaciones de multiplicación por segundo, que es mucho más que la máquina de relé Mark 1. El consumo de energía fue de aproximadamente 150 kW. Utilizando cálculos informáticos, el ENIAC demostró la posibilidad teórica de crear una bomba de hidrógeno.
En la Unión Soviética, en el período de 1948 ... 1952, también se llevó a cabo el desarrollo de computadoras tubulares, como en los Estados Unidos, utilizados principalmente por los militares. Una de las mejores computadoras de tubo de fabricación soviética debe reconocerse como las máquinas de la serie BESM (máquina de cálculo electrónico grande). En total, seis modelos BESM-1 ... BESM-2 (tubo) BESM-3 ... BESM-6 ya se fabricaron con transistores. En el momento de la creación, cada modelo de esta serie era el mejor del mundo en la clase de computadoras universales.
La segunda generación de computadoras 1955 - 1970
La base elemental de la segunda generación eran los transistores y los diodos semiconductores. En comparación con las computadoras de tubo, las computadoras de transistores eran más pequeñas, el consumo de energía también era mucho menor. El rendimiento de las computadoras de segunda generación alcanzó hasta medio millón de operaciones por segundo, aparecieron dispositivos de almacenamiento externo en medios magnéticos: se crearon cintas magnéticas y tambores magnéticos, lenguajes algorítmicos y sistemas operativos.
La tercera generación de computadoras 1965 - 1980
Para la tercera generación, se utilizaron microcircuitos de pequeño y mediano grado de integración como base de un elemento: hasta varias decenas de elementos semiconductores estaban contenidos en una carcasa. Primero que nada, eran microcircuitos de la serie K155, K133. La velocidad de tales computadoras alcanzó 1 millón de operaciones por segundo, aparecieron terminales de video alfanuméricos monocromos (se usaron teletipos y máquinas de escribir especiales en máquinas de segunda generación).
El desarrollo posterior de la base del elemento condujo a la creación de microcircuitos de integración grande (LSI) y supergrande (VLSI). En un caso de tales microcircuitos contiene varios cientos de elementos. Estos microcircuitos en la URSS fueron representados por la serie K580.
Computadora de cuarta generación 1980 - Presente
Esta generación nació gracias a la creación por parte de Intel de un microprocesador en 1971, que fue simplemente revolucionario. El chip Intel 4004 con un tamaño de cristal de 3.2 * 4.2 mm, contenía 2300 transistores y tenía una frecuencia de reloj de 108 KHz. Su potencia informática era equivalente a la computadora ENIAC. Sobre la base de este dispositivo, se creó un nuevo tipo de microordenador informático.Las primeras computadoras personales (PC) fueron lanzadas en 1976 por Apple, pero en 1980, IBM tomó la delantera al crear su propia PC IBM, cuya arquitectura se ha convertido en el estándar internacional para PC profesionales. Los procesadores Core i7 actuales de segunda generación de Intel contienen más de mil millones de estructuras de transistores.
Fig. 4. Mycroprocessor intel
Microcontroladores
Una historia sobre el desarrollo de los componentes electrónicos de la radioelectrónica sería incompleta si no se mencionara microcontroladores tan popular ahora en los diseños de radioaficionados. Según la antigua terminología, se llamaron microcomputadoras de un solo chip.
El microprocesador, la memoria de programa y la memoria de acceso aleatorio, los puertos de entrada / salida de información se combinan en un caso de múltiples salidas. Para calcular los intervalos de tiempo, los microcontroladores tienen temporizadores, muchos modelos tienen entradas analógicas, lo que le permite prescindir de dispositivos ADC externos. Los controladores con un módulo PWM (PWM) se utilizan en circuitos de máquinas de soldadura por inversor y accionamientos ajustables de motores eléctricos asíncronos. Incluso hay controladores con un canal de radio incorporado, que permite la conexión inalámbrica.
El primer microcontrolador de la familia MCS-48 de Intel 8048 se lanzó en 1976. Tenía 27 líneas de E / S, un temporizador de ocho bits, memoria de datos y memoria de programa y, por supuesto, un microprocesador. Actualmente, estos microcontroladores se han convertido en historia.
Ver este tema: Programación de microcontroladores para principiantes.
Controladores 8051
En 1980, nació la familia Intel 8051 (MCS-51). La arquitectura de esta familia resultó ser tan exitosa que los microcontroladores de esta familia todavía se usan hoy en día. Por supuesto, durante este tiempo, varias empresas (alrededor de una docena) han desarrollado muchos modelos de esta familia. Un hecho interesante: el sistema de instrucción del microprocesador nunca ha cambiado desde su inicio, lo que no impidió el desarrollo de nuevos modelos de microcontroladores. Con el tiempo, el MCS-51 da paso a nuevas familias.
Uno de estos se convirtió Microcontroladores PIC Microchip. Su popularidad fue causada, en primer lugar, por el bajo precio, la alta velocidad y los puertos convenientes. Por lo tanto, los PIC de MK se convirtieron en los mejores cuando desea crear un sistema de control económico y bastante simple.
La gran popularidad de los microcontroladores entre los jamones se debe no solo al bajo precio de estos microcircuitos, sino también al hecho de que para crear un nuevo dispositivo, es suficiente simplemente escribir otro programa en el MK. Entonces, incluso sin cambiar nada en el circuito, puede, por ejemplo, hacer un reloj o un temporizador multicanal desde un medidor de frecuencia.
Computadora de quinta generación
De hecho, la lucha por su creación entre las empresas comenzó en 1981. Se supone que la quinta generación de computadoras parece un cerebro humano controlado por voz. La creación de dicha inteligencia artificial requerirá el desarrollo de tecnologías completamente diferentes, soluciones técnicas completamente diferentes y la creación de una base elemental completamente nueva. Japón ha realizado grandes esfuerzos a este respecto, pero el resultado aún no se ha logrado. Estados Unidos tampoco quiere quedarse atrás de Japón: IBM también realiza investigaciones en esta área. Pero los logros especiales tampoco son visibles todavía.
Fig. 5. Microprocesador moderno
Electrónica de consumo
Como se mencionó anteriormente, el mercado de PC de rápido crecimiento y desarrollo se ha convertido en la locomotora para el desarrollo de la electrónica. Gracias a esto, los electrodomésticos modernos se parecen a una computadora especializada. Los televisores, los cines domésticos, los reproductores de DVD tienen parámetros operativos que hace veinte años era simplemente imposible de imaginar.
Incluso lavadoras, refrigeradores, simples guirnalda de año nuevo controlado por microcontroladores. Juguetes infantiles modernos para cantar y hablar fabricados en China, también con control por microcontrolador.Por cierto, un hecho sorprendente: en los años sesenta del siglo XX, los chinos ni siquiera podían organizar la producción de receptores detectores, y ahora casi todos los productos electrónicos se fabrican en China.
En la industria, también cualquier dispositivo moderno de control de procesos tecnológicos, incluso no muy complejo, se construye sobre la base de microcontroladores y, por regla general, tiene una interfaz para conectarse a una PC. Dicha interfaz son, por ejemplo, medidores electrónicos de electricidadeso le permite usarlos en sistemas de medición automáticos.
La fiabilidad de los componentes electrónicos modernos es bastante alta. Sin embargo, no es raro que ningún equipo electrónico quede inutilizable y necesite reparación. En caso de avería de equipos electrónicos domésticos no siempre es posible llevar el dispositivo defectuoso a un taller especializado, simplemente no está en todas partes. Luego, los radioaficionados vienen al rescate, reparando equipos en sus talleres caseros.
Las calificaciones de tales maestros hogareños, por regla general, son muy altas, porque se está reparando una amplia gama de equipos electrónicos: desde simples timbres hasta sistemas de televisión por satélite. La organización y organización de tales talleres en casa se discutirá en el próximo artículo.
Boris Aladyshkin
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Taller de radioaficionados: herramientas, materiales e instrumentos de medición para el trabajo.
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