Funcionamiento y Reparacion De Hornos de Microondas.pdf

CONTENIDO Fundador 

Profr. Francisco Orozco González Dirección editorial

Lic. Felipe Orozco Cuautle ([email protected]) Dirección comercial

Profr. J. Luis Orozco Cuautle ([email protected])

Ciencia y novedades tecnológicas ................. 5 Perfil tecnológico El surgimiento de la PC...............................10 Leopoldo Parra y Felipe Orozco

 Admini stración

Lic. Javier Orozco Cuautle ([email protected])

Leyes, dispositivos y circuitos

 Staff d e asesoría editorial

Circuitos de soldadura superficial

Profr. Francisco Orozco Cuautle

(primera de dos partes)...............................19

([email protected]) Profr. Armando Mata Domínguez

Oscar Montoya Figueroa

Profr. J. Luis Orozco Cuautle Ing. Leopoldo Parra Reynada ([email protected]) Editor asociado

Lic. Eduardo Mondragón Muñoz Juana Vega Parra

Qué es y cómo funciona Hornos de microondas................................27 Leopoldo Parra Reynada

 Asesoría en técni cas dig itales

Julio Orozco Cuautle Colaboradores en este número

Ing. Leopoldo Parra Reynada Ing. Oscar Montoya Figueroa Profr. Alvaro Vázquez Almazán Ing. Carlos García Quiroz Diseño Gráfico y Pre-prensa Pre-prensa digital

D.C.G. Norma C. Sandoval Rivero ([email protected]) D.G. Ana Gabriela Rodríguez López

Servicio técnico Consejos para el servicio a hornos de microondas............................................. 40 Leopoldo Parra Reynada

Servicio a reproductores de audiocasettes modernos (primera de dos partes).............47 Alvaro Vázquez Almazán

Gabriel Rivero Montes de Oca

Dispositivos sensores en

Publicidad y ventas

videograbadoras..........................................58

Cristina Godefroy T. y Rafael Morales M.  Suscrip ciones

Carlos García Quiroz

Ma. de los Angeles Orozco Cuautle Isabel Orozco Cuautle ([email protected]) Revista editada mensualmente por México Digital Comunicación, S.A. Certificado de Licitud de Título y

de Contenido en trámite, Reserva al Título de Derechos de Autor en trámite. Oficinas: Norte 2 No.4, Col. Hogares Mexicanos, Ecatepec de Morelos, Estado de México, C.P. 55040. México. Tels 787-1779 y 770-4884, fax 770-0214. Distribución: Centro Japonés de Información Electrónica, S.A. y Distribuidora INTERMEX.

Electrónica y computación Descripci ón del setup (primera de dos partes)...............................66 Leopoldo Parra Reynada

Proyectos y laboratorio

Impresión: Impresos Mogue. Vía Morelos 337, Sta. Clara Cerro Gordo, Ecatepec, Edo. Méx. Tel 569-3428 Precio ejemplar: $35.00 ($40.00 ejemplares atrasados) para toda la República Mexicana, por correo de se-

Construcción de un osciloscopio digital ................................... 74

gunda clase (70.00 Dlls. para el extranjero). Todas las marcas y nombres registrados que se citan en los artículos, son propiedad de sus respectivas com-

Oscar Montoya Figueroa

CIENCIA Y NOVEDADES TECNOLOGICAS

¿El nuevo formato de almacenamiento de audio?

Walkman  para cintas de audio parecen pesados y estorbosos. Una de las compañí as pioneras en este movimiento es Samsung Electronics, que ha

Para quien lleve algún tiempo en el mundo de las computadoras, y específicamente en multimedia, el término MP3 no le será desconocido; sin embargo, para el aficionado o especialista en electrónica probablemente no le resulte familiar ese término. El concepto M P3 se aplica a un nuevo método de codificación de audio que, por medio de compresión digital, logra una cali dad de sonido muy similar a la de un CD, pero con la ventaja de que el espacio requerido para el almacenamiento de la información musical se reduce en forma notable. Sólo como referencia, una melodía de aproximadamente cuatro minutos en un CD consume alrededor de 35 MB de espacio de almacenamiento, mientras que la mi sma selección comprimida por medio del protocolo MP3 consume alrededor de 3 MB. ¿Por qué se menciona todo esto? Porque los fabricantes de equipo electrónico han “redescubierto” al formato M P3 como recurso para la grabación de audio de alta calidad en espacios muy reducidos, y lo están tratando de aprovechar para crear una nueva familia de aparatos de dimensiones realmente diminutas, tales que los

presentado en Corea su nuevo dispositivo, al que ha llamado Y EPP (figura 1). El YEPP es una pequeña caja del tamaño de una tarjeta de crédito, pero que en su interior posee una memoria tipo Flash de 24 MB, capaz de

Figura 1

almacenar alrededor de 40 minutos de m úsica con calidad CD comprimida mediante el protocolo MP3. Por supuesto que la circuiter í a necesaria para hacer la grabaci ón no está incluida en la unidad, pero sí  en la base que sirve como so-

El usuario puede entonces llevar en la bolsa de la camisa un conjunto de selecciones musicales, mismas que puede escuchar conectando las salidas de audio de su reproductor de CD en la base del Y EPP; éste hace la conversi ón de se-

ñales y las codifica digitalmente en formato M P3 y luego la vací a en la memoria de la unidad de CD. El usuario ya sólo tiene que conectar unos audí fonos en dicha unidad para disfrutar de la música de alta calidad. Y no tiene que preocuparse de estar cambiando discos o de no agitar en exceso a la unidad, pues al ser totalmente de estado sólido, las vibraciones o golpes no afectan en lo más mí nimo el audio reproducido. Así  como va esta tecnologí a, probablemente en un futuro no lejano, en vez de comprar un disco compacto o una cinta magnética, compremos un chip  de memoria grabado únicamente con las melodí as que son de nuestro inter és.

• Consume muy poca energí a (alrededor de 50 W, contra los más de 150 W de un monitor convencional). • Su peso es de alrededor de 10 Kg (menos de la mitad de uno tradicional). • Ofrece una resoluci ón máxima de 1280 x 1024, superior a la UVGA común en monitores. Sin duda, son prestaciones dif í c ilmente cuestionables; sólo esperemos que su precio en el mercado nos permita adquirir una.

Un osciloscopio en su bolsillo: el ScopeMeter de Fluke Fluke, la compañí a más reconocida en el ámbito mundial por los excelentes multí metros que produce, ha diseñado el ScopeMeter, un aparato del tamaño de un libro mediano y con una pantalla de cristal l í quido de alta resoluci ó n,

LG Electronics a la vanguardia de las pantallas planas

mediante el que es posible consultar desde una simple medición de resistencia hasta la forma de onda de una señal de video (figura 2).

Desde hace algunos años las pantallas de cristal lí quido tienen un lugar en la industria del video, e incluso en algunos segmentos han competido

Figura 2

exitosamente con el tradicional tubo de imagen, como es el caso de las computadoras portátiles. Sin embargo, uno de los principales inconvenientes de estos dispositivos de despliegue de im ágenes, ha sido la dificultad de producir pantallas de gran tamaño a un costo reducido (14 pulgadas diagonales es el tamaño promedio máximo), cuesti ón técnica que ya está en ví as de ser superada. Recientemente, el grupo coreano LG Electronics (anteriormente llamada Lucky-GoldStar) presentó una nueva pantalla plana de más de 18 pulgadas diagonales, con la que se consigue un

área de visualiz ación mayor a la que obtenemos con un monitor que utiliz a tubo de 19 pulgadas. Esta pantalla plana posee diversas ventajas que la hacen muy atractiva para ciertos segmentos del mercado:

El ScopeMeter puede sustituir con razonable precisi ón a un osciloscopio de hasta 100 MHz

• Ocupa un área mí nima en el escritorio (mide

de ancho de banda; posee cursores que pueden

posee filtros internos para presentar una señal

modelo tridimensional, por ejemplo de un auto-

de video perfectamente estable aun en condicio-

móvil, el artista puede hacer que éste baile y se

nes dif í ciles (no importa si la señal es NTSC, PAL

contorsione como si fuera de goma (figura 3).

o SECA M); incluye memoria digital que permite almacenar el contenido de una pantalla para su

Figura 3

posterior análisis; puede conectarse a la PC para intercambio y almacenamiento de datos; etc. Otro dato sorprendente es que sólo pesa alrededor de 1.8 Kg. Y además Fluke ha producido múltiples accesorios que se añaden al ScopeMeter, y que le permiten adaptarse a un amplio rango de mediciones, desde temperatura hasta altos voltajes. Si usted necesita tener a la mano el instrumental básico mientras trabaja fuera de su taller, el ScopeMeter de Fluke es una selecci ón ideal.

Un sueño tridimensional: el programa 3D Studio Max de Kinetix

Se han añadido también diversos filtros de luz, que pueden dar la impresi ón de niebla y de iluminaci ón indirecta; incluso, es posible simular

El programa de animación por computadora en

los defectos de las cámaras fotográficas y de vi-

tercera dimensi ón “3D Studio”, es todo un para-

deo, como el  flare. Si a todo ello sumamos la

digma entre los artistas visuales. Esta aplicación

posibilidad de utilizar máquinas con multi-pro-

lleva muchos años siendo una de las preferidas

ceso simétrico, explotando todas las capacida-

en la industria del video, debido a su flexibili-

des de los microprocesadores instalados en el

dad, a la cantidad de herramientas con que cuen-

sistema, podemos apreciar que, sin duda, el 3D

ta y a la gran variedad de plug -in s  que se le pue-

Studio Max resulta una adquisición obligada para

den adicionar para darle aún más poderí o; sin

toda persona que se mueva en el mundo de la

embargo, recientemente el liderazgo de este pro-

animación en tres dimensiones.

grama se habí a visto amenazado por aplicaciones como Caligari, LigthWave y otros que a pesar de no ofrecer las ventajas del 3D Studio, son

El láser monoatómico

más econ ómicos y tienen una interfaz que permite un uso más intuitivo.

A pesar de que el efecto l áser fue descubierto

Precisamente como respuesta a los desaf í os

hace casi 50 años, sólo recientemente (de unos

del mercado, Kinetix -una empresa filial de

20 años a la fecha) se ha ampliado la gama de

Autodesk, productora del famoso AutoCAD- lan-

aplicaciones de este tipo de luz coherente y

z ó una nueva versi ón de su programa estrella:

unidireccional.

el 3D Studio Max (versi ón 2.0 para PC). Este soft-

Sin duda, una de las m ás aplicaciones más

ware incluye prácticamente todas las herramien-

conocidas del rayo l áser, es en la lectura de los

tas que todo creador de mundos tridimensional es

discos compactos de audio, aunque cada vez es

pudiera necesitar; por ejemplo, puede crear fi-

más común utilizarlo como apuntador en con-

guras animadas a partir de “huesos” (bones), de

ferencias y exposiciones, como auxiliar para la

modo que para imprimir movimiento a la figura

localización precisa de objetos en el espacio,

basta con desplazar el “hueso” para que el con-

como medidor de distancias, como mira de pre-

texto que la rodea se mueva en consonancia.

cisi ón en el moderno armamento de asalto, en

Posee tambi én múltiples herramientas de defor-

la cirugí a de los ojos, en aplicaciones dentales,

Figura 4 Láser ordinario

Detector

Lente

Espejo Atomo de bario

Horno

Espejo

En el campo de la investigación, se está tra-

cional, con lo que se incrementa la energ í a de

tando de emplear la radiaci ón láser para descu-

los electrones de dicho átomo. Como tal estado

brir nuevos elementos en la estructura de la

es inestable, los electrones tienen a regresar a

materia, y un paso adelante en esta serie de ex-

sus órbitas originales, expidiendo en el proceso

perimentos lo representa la fabricaci ón de un

una serie de fotones, que son capturados por un

láser monoatómico; es decir, un l áser que sólo

par de espejos encontrados; la l uz así  producida

utiliza un átomo para generar impulsos de luz,

comienza a rebotar de forma ininterrumpida

mismos que al ser estudiados pueden revelar

entre dichos espejos.

aspectos desconocidos en la estructura atómica y subatómica.

Este efecto se va acumulando l entamente según se van produciendo m ás átomos del horno,

Como seguramente es de su conocimiento,

hasta que la luz es lo suficientemente potente

para producir un rayo láser es necesaria la exci-

como para romper la reflectividad del espejo y

tación de los electrones por medios externos que

producir un haz de luz, mismo que es captado

rodean al núcleo de un átomo, para que al mo-

por un detector.

mento en que los electrones se liberen de dicha

La forma como se produce el haz, el tiempo

energí a adicional se produzcan “paquetes” de luz

que tarda en acumularse suficiente potencia para

denominados “fotones”. Pues bien, precisamen-

que éste se produzca y otros factores correlati-

te en dicho efecto se basa la operaci ón del l áser

vos, aún son investigados por los cientí ficos,

monoatómico.

quienes esperan que con este recurso se pueda

Puede ver en la figura 4 que en un extremo

sondear de forma más profunda el comporta-

hay un horno que va expidiendo átomos de Ba-

miento interno de los átomos. ¿ Y por qué no?

rio de uno en uno, y que en su trayecto estos

 Tal vez en el futuro esta tecnologí a encuentre

EL SURGIMIENTO DE LA PC Leopoldo Par r a R eynada y  Felipe O r ozco Cu autle

E n este ar tículo, har emos un breve r ecor dator io de la trayector ia que ha  seg ui do la platafor ma de computador as person ales del estándar mundialmente conocido como PC , desde su pr esentación al  pú bli co a pr i nci pi os de los años 80 hasta las g ener aciones actuales, cuyas prestaciones son  sor pr enden tes. E sta lectu r a, es una r efer encia oblig ada para toda  per son a qu e des ee i ntr oduci r se al apasi onante mundo de la r epar ación de computador ale

Antecedentes de las computadoras personales En 1940, Howard Aiken, un matemático de la Universidad de Harvard, diseñó una máquina que fue considerada la primera computadora digital, porque trabajaba con estados lógicos y presentaba un principio de programación; esto es, la máquina podí a adaptarse a distintas condiciones operativas por medio de instrucciones externas suministradas por el usuario. Sin embargo, se trataba de un rudimentario modelo construido con partes mecánicas en el que la secuencia de instrucciones para la resolución de problemas, debí a ser alimentada a cada paso mediante un rollo de papel perforado. No obstante, en 1945, el mismo A iken cons-

do basándose en los conceptos de John Von Neumann, uno de los matemáticos más notables del

Fotografía de la primera computadora transistorizada con programa residente, la MIT Lincoln Laboratory TX-0.

siglo. En este nuevo modelo las instrucciones eran almacenadas en una memoria interna, liberando así   a la computadora de las limitaciones de velocidad y permiti éndole resolver problemas sin tener que reiniciar la operación de la máquina.  Y aunque en apariencia este planteamiento era sencillo, en la práctica dio origen a toda una revoluci ón en los procesos cibern éticos, pues sentó las bases teóricas para la con strucción de máquinas de propósito general. Figura 2

El rápido avance de la tecnologí a permitió que en la Universidad de Pennsylvania se construyera la primera computadora electr ó nica en 1946. Esta máquina - que utilizaba 18,000 válvu-

ba un proceso de localizaci ón y correcci ón del

las de vací o-, recibi ó el nombre de ENIAC, por

problema; sin embargo, era capaz de efectuar

las siglas de Electronic N umerical Integr ator And 

varios cientos de operaciones por minuto, lo que

Computer  (figura 1).

representaba una velocidad extraordinaria para la época. Figura 1

En esta imagen se muestra a la ENIAC, primera calculadora electr ónica del mundo. Sus dimensiones en metros eran de 30 x 3 x 1 de largo, alto y fondo, respectivamente. Pesaba unas 30 toneladas e inclu ía alrededor de 18 mil v álvulas de vac ío.

El uso del transistor en los años 50 no sólo permitió compactar los diseños de las computadoras -que por entonces empezaron a ser vendidas entre las grandes empresas-, también sirvió para incrementar su versatilidad l ógica (figura 2). En los años 60, con el desarrollo de los circuitos integrados, continuó esta tendencia hacia la compactaci ón y se incrementó la velocidad y capacidad informática de las computadoras a lo que se sumó   un relativo abaratamiento. Además, esta nueva tecnologí a permitió incluir en una sola pastilla de silicio los componentes que constituyen el n úcleo de una computadora: la unidad l ógica-aritmética [ALU], los registros, los controles de direcciones, el timer , etc., secciones que originalmente se construí an de manera independiente con dispositivos discretos, dando así  origen al microprocesador, un revolucionario dispositivo que actualmente es la base de las computadoras personales (figura 3). En 1969 la compañí a Intel produjo un chip de

La ENIAC ocupaba una habitaci ó n entera,

memoria de 128 bytes, el de mayor capacidad

necesitaba un sofisticado sistema de refrigera-

en su época. Como Intel tuvo éxito en el diseño

ción y sólo podí a ser manejada por especialistas

y manufactura de este integrado, la compañí a

profesionales. Además, requer í a un servicio

 japonesa Busicom, fabricante de calcul adoras,

constante, pues aproximadamente cada hora

le solicitó producir doce diferentes chips lógicos

1

El 4004 de Intel, primer microprocesador fabricado en el mundo.

2

El Pentium MMX, uno de los m ás recientes microprocesadores de Intel.

Figura 3

ingenieros de Intel, m ás que producir los doce

Concretamente, gracias a la introducci ón del

chips  separados, decidieron incluir todas las funciones de éstos en una sola pastilla, dando origen de esta manera a un circuito multipropósito controlado por un programa que se podí a apli-

procesador 8080, un dispositivo diez veces m ás

car a diversos modelos de calculadoras.

siderado la primera computadora personal: el

Esta idea representó la integración de las sec-

rápido que el 8008 y con capacidad de direccionar 64 KB de memoria, la empresa MITS introdujo en 1975 un k it  que es en la actualidad conmodelo A ltair.

ciones de proceso de datos de una computadora

Esta pequeña computadora incluí a una arqui-

en un solo chip y constituyó el antecedente di-

tectura abierta (basada en ranuras o  slots ) que

recto de los modernos microprocesadores.

permití a conectar varios aditamentos y perif éri-

 Justamente, el primer microprocesador, el

cos de otras marcas, lo que inspir ó a otras com-

4004, fue introducido en 1971 y tení a un bus de

pañí as a escribir programas para el usuario (in-

datos de 4 bits (como dato anecdótico, este in-

cluyendo el sistema operativo CP/ M y la primera

tegrado era tan primitivo que su tapa superior

versión de Microsoft Basic), evitándole con ello

era de madera). Posteriormente surgieron otros

la necesidad de dominar ciertos lenguajes de pro-

dispositivos como el 8008 y el 8080, ambos de 8

gramación para escribir su propio software.

bits, lanzados exitosamente al mercado por Intel en 1972 y 1973 respectivamente.

 También son célebres diversos modelos de los años 70, como la Timex-Sinclair, la Atari, algunos diseños de IBM (poco exitosos y muy caros)

Las computadoras personales en los 70

y las Apple I y Apple II, de Apple Computer, empresa fundada por Steve Wozniak y Steve Jobs

A pesar de los progresos tecnológicos que per-

en un garage, y que ha hecho historia junto con

mitieron una mejor capacidad de cálculo, me-

IBM, Microsoft, Intel, Lotus, Motorola, Zilog, Sun

nores dimensiones, gran almacenamiento de

y muchas empresas más del mundo de la com-

datos, mayor facilidad de uso y otras ventajas

putación.

más, las computadoras electrónicas permanecie-

A pesar de la variedad, hacia 1980 el univer-

ron limitadas durante unos 40 años a las gran-

so de las microcomputadoras estaba dominado

des corporaciones, universidades y dependen-

básicamente por dos tipos de sistemas:

cias del gobierno, debido a los elevados costos de los equipos y a que su operaci ón requerí a de cierta especialidad. Con la invenci ón del microprocesador, fue

1) El Apple II, con un gran número de usuarios y una importante base de software que crecí a rápidamente (figura 4A).

cuando surgieron las primeras computadoras de

2) Un sistema más sencillo que giraba en torno

tipo personal dirigidas más bien a un público

al original M ITS A ltair (4B), el cual se basaba

dose en slots  de expansi ón y en el empleo del

Menci ón aparte merece el sistema diseñado y

sistema operativo CP/ M. No obstante, eran

construido por Commodore (4C). Durante mu-

máquinas construidas por varias compañí as y

chos años, la famosa y popular Commodore 64

se vendí an con diversos nombres aunque, en

fue la computadora hogareña por excelencia, ya

esencia, utiliz aban el mismo software y el mis-

que su precio accesible y la amplia disponibili-

mo hardware i nterconectable. Precisamente

dad de programas con que contaba la hicieron

dichos conceptos -que por entonces no fue-

el modelo más exitoso en la historia de la com-

ron apreciados con toda su potencialidad-,

putación; incluso, a la fecha es poco probable

contribuyeron a sentar las bases para el sur-

que algún modelo especí fico de computadora lle-

gimiento de la revolucionaria PC.

gue a la cifra de millones de unidades que alcanzaron las ventas de esta máquina.

B

Modelos de computadoras de la firma inglesa Amstrad de finales de los a ños 70. Ambas se basaban en el entonces popular microprocesador Z-80 de Zilog y pod ían ejecutar programas de aplicaciones escritos para el tambi én entonces popular sistema operativo CP/M de Digital Research.

A

En esta imagen se muestra el modelo Apple IIe, una variante mejorada del modelo Apple II. Esta computadora estaba basada en el microprocesador 6502A de MOS Technology.

C

La Commodore 64 estuvo concebida para aplicaciones de juegos con capacidad de síntesis musical y colores. Al igual que muchos modelos de su época, pod ía adaptarse al televisor. Estaba basada en el microprocesador 6510 de Mos Technology y su sistema operativo era el Kernal, propio de Commodore.

Infortunadamente para la compañí a, el público se quedó con la falsa idea de que Commodore

tenido sus productos. Hechos elementales que dieron rumbo a la historia.

sólo producí a "máquinas para jugar", lo que en cierto modo fue fatal para su plataforma A miga

La plataforma PC

de finales de los 80, a pesar de sus evidentes adelantos técnicos.

La IBM PC original incluí a un microprocesador Intel 8088 con 16KB de RAM (expandibles a

El surgimiento de la IBM PC

256KB) y una unidad de disco flexible de 5+pulgadas de 160 KB de capacidad. Y aunque la uni-

Precisamente hacia fines de los 80, el mercado

dad de sistema incluí a los circuitos para el ma-

de computadoras personales de bajo costo co-

nejo del monitor y el teclado, estos dispositivos

menz ó   a crecer r ápidamente, por lo que IBM

se vendí an por separado. Su precio inicial era

decidió competir de manera m ás agresiva en ese

de alrededor de 3,000 dólares, cifra que en la ac-

segmento de máquinas. Para ello, estableció en

tualidad puede parecer excesiva, pero no en

Florida una división especial independiente, que

aquella época al compararla con el costo de

no estuviera sujeta a la estructura burocr ática

máquinas de desempeño similar.

que representaba la propia organización. Fue así 

En realidad, el modelo IBM PC no dur ó mu-

como surgió la IBM PC (I B M Personal Computer ),

cho en el mercado, prácticamente sobrevivió al

en agosto de 1981.

perí odo de presentación de la plataforma, ya que

Gran parte del diseño de la PC estuvo influen-

en poco tiempo se le hicieron algunas mejoras,

ciado por el DataM aster, un modelo anterior de

sobre todo en el manejo de memoria -la canti-

IBM cuyo diseño se basaba en piezas sencillas

dad máxima permisible aumentó hasta 640KB- ,

con display   y teclado integrados en la unidad.

en la sustitución de la unidad de  floppy   de 160

Pero además, la IBM PC tuvo una considerable

KB por una de 360 KB de capacidad y en la posi-

influencia de los estudios de mercado, pues los

bilidad de incluir un disco duro de 10 MB, capa-

diseñadores analizaron los estándares prevale-

cidad inimaginable para los estándares de la

cientes, aprendieron de los éxitos de aquellos

época (figura 5). Como resultado de estas pequeñas variantes, el estándar tomó el nombre de IBM PC-X T ( Per sonal Computer- Extended Technolog y ); sin embargo, también cumplí a con la principal virtud de la plataforma: su arquitectura abierta.

sistemas e incorporaron en su diseño las caracterí sticas tecnológicamente más relevantes y de mayor difusión. Con esto, IBM pretendí a aprovechar la din ámica del mercado y reunir en torno a su proyecto a fabricantes y tecnologí as ya existentes para impulsar juntos una plataforma y establecer de manera definitiva un estándar. Para ello -entre otras medidas-, contrató de manera externa los lenguajes y sistemas operativos de Microsoft, por entonces una pequeña firma, y acordó incluir su sistema operativo DOS en los modelos PC. Originalmente, IBM estableció contacto con Digital Research, creadora del sistema operativo CP/ M y del actual DR-DOS, pero ambas empresas no llegaron a ningún acuerdo pues, se dice, el gigante azul ten í a fama de imponer sus condiciones y, por su parte, el propietario de Digital no apreció las potencialidades del nuevo

Uno de los primeros discos duros. Compare su tama ño con relaci ón al disquete.

Fí sicamente, la arquitectura abierta ha depen-

das siguiendo los lineamientos marcados por

dido de un bus de expansión en la tarjeta madre

IBM -y algunas otras compañí as que han contri-

al que se pueden conectar tarjetas y perif éricos

buido a enriquecer el estándar-, y que son capa-

de distintos fabricantes, siempre y cuando res-

ces de ejecutar todos los programas que se han

peten el estándar. Esto permitió   que diversas

producido para esta plataforma.

compañí as se dedicaran al ensamblado de sus

Hay marcas muy reconocidas en el ámbito

propias máquinas aprovechando el mismo micro-

mundial que garantizan una total compatibili-

procesador, los mismos chips  controladores,

dad, entre ellas se encuentran la propia IBM,

unidades de disco similares, etc. Y es así  como

Compaq, Acer, Dell, Di gital Equipment, Hewlett-

surgen los llamados "clones" o "compatibles".

Packard, etc.; no obstante, las m áquinas ensam-

Un clon es una computadora que en todos sus

bladas con componentes independientes en for-

aspectos se comporta según el estándar estable-

ma general también aseguran la compatibilidad.

cido por la PC de IBM , pero sin l a marca original y muchas veces con un precio muy moderado.

Generaciones de computadoras PC

Gracias a estas posibilidades, se abrió un panorama muy prometedor en la industria de la com-

Las computadoras PC han evolucionado al rit-

putación, a lo que contribuyó el desarrollo de la

mo del desarrollo de los microprocesadores de

industria de software mediante programas como

Intel y de los clones derivados de las propias ge-

procesadores de texto, hojas de c álculo, bases

neraciones de estos circuitos (tabla 1). Como ya

de datos, dibujo, imprenta de escritorio, juegos

lo mencionamos, la primera PC incluí a un cir-

y muchas más categorí as.

cuito 8088, el cual era muy avanzado para su

En la actualidad, cada vez es más dif í cil precisar el término "compatible" debido a que las diferencias que originalmente llegaron a existir han desaparecido conforme el desarrollo de las nuevas generaciones de computadoras PC las cuales, incluso, han enriquecido al propio estándar de IBM. Sin embargo, puede decirse que una computadora es compatible si es capaz de ejecutar los programas que se han diseñado para la IBM PC, si posee una estructura básica similar a la X T original y si los protocolos de comunicaci ó n interna cumplen con los requisitos del estándar. Cabe mencionar que la PC no es la única plataforma de computadoras personales, pero sí  es la predominante por su amplia gama de aplicaciones, a diferencia de otros formatos como Macintosh, Sun, Ami ga y Silicon Graphics, cuya orientación en la práctica es más especializada, sobre todo en l o referente al tratamiento de gráficos, al procesamiento masivo de información, la animación en tres dimensiones, etc. De hecho, las máquinas PC o compatibles abarcan aproximadamente el 85% del mercado mundial de computadoras. En resumen: se llama computadora PC o com-

época al permitir el manejo de datos e instrucciones a 16 bits cuando lo común eran palabras de 8 bits y una administraci ón de memoria muy superior a la de los microprocesadores de otras compañí as. A pesar de ello, con el tiempo se mostraron diversas limitaciones para la expansión de la plataforma. En el aspecto del manejo de memoria, por ejemplo, el 8088 sólo soportaba un máximo de 1 MB de RAM y lo que en principio fue una magnitud extraordinaria, pronto fue insuficiente. Hay que mencionar que algunos fabricantes decidieron producir máquinas compatibles con la IBM PC, pero empleando el microprocesador 8086, el cual ten í a ciertas ventajas sobre el 8088. Sin embargo, como el núcleo interno del dispositivo es el mismo, estas máquinas se ubicaron dentro de la categor í a de las XT. Al poco tiempo que surgió la IBM PC-XT, Intel produjo un nuevo dispositivo, el 80186, cuyo objetivo de reemplazar al 8088 resultó un total fracaso. Si bien, el nuevo circuito poseí a algunas caracter í sticas que lo hac í an superior al 8088, entre ellas una mayor velo cidad de proceso, funciones de control construidas dentro del chip (se dice que el 80186 fue el primer intento

grado”, pero resultaba un concepto demasiado

los de comunicaci ón, y para sistemas de control

revolucionario para la época) y algunas instruc-

industrial).

ciones adicionales que facilitaban ligeramente

El siguiente microprocesador que se empleó

la tarea de programaci ón, también es cierto que

en las PC fue el 80286, el cual eliminaba la ba-

no sol ucionaba la principal limitante del 8088; a

rrera de 1 MB para llegar a la impresionante can-

saber, el l í mite de 640 KB de RAM que pod í an

tidad de 16 MB. Esta caracterí stica, sumada a

ser utilizados por los programas. Por todo lo

una mayor velocidad, perif éricos más efectivos

anterior, aunque s í   se fabricaron algunas

y mayor capacidad de proceso, permiti ó que la

computadoras cuyo microprocesador central era

plataforma PC se convirtiera realmente en una

el 80186, en realidad es un chip que no figura en

plataforma alternativa de los sistemas informá-

la historia de la plataforma PC (en la actualidad

ticos avanzados. En esta generaci ón, la capaci-

ha habido un resurgimiento de este integrado,

dad de las unidades de disquete aumentó de 360

aunque su campo de aplicaci ón se ha reducido

KB a 1.2 MB, mientras la capacidad de almace-

a tarjetas controladoras de discos o de protoco-

namiento del disco duro alcanz ó los 40 MB de

EVOLUCION DE LOS MICROPROCESADORES UTILIZADOS EN LA PLATAFORMA PC NUMERO DE TRANSISTORES (circuito de Intel)

VELOCIDAD DE RELOJ MAXIMA EN ESTA GENERACION

MEMORIA MAXIMA DIRECCIONABLE

BUS INTERNO DE DATOS

BUS EXTERNO DE DATOS

GENERACION

MICROPROCESADOR

LANZAMIENTO (circuito de Intel)

Primera

8086, 8088 de Intel y clones

1979

29 mil

8 MHz

1 MB

16 bits

8 bits

Segunda

80286 de Intel y clones

1982

134 mil

12 MHz

16 MB

16 bits

16 bits

32 bits

32 bits (versiones DX) 16 bits (versiones SX)

Tercera

Intel386 y clones

1985

275 mil

40 MHz

4 GB (versiones DX) 16MB (versiones SX)

Cuarta

Intel486 y clo-nes fabricados por Texas Instruments, AMD, Cyrix, UMC. Thomson e IBM

1989

1.2 millones

133 MHz

4 GB

32 bits

32 bits

Quinta

Penitum de Intel y clones fabricados por Cyrix (6x86) y AMD (K5)

1993

3.1 millones

200 MHz (Junio de 1996)

4 GB

32 bits

64 bits

Quinta (me jorada)

Pentium MMX de Intel

1997

4.5 millones

200 MHz (Enero de 1997)

4 GB

32 bits

64 bits

Sexta

Pentium Pro de Intel y clones fabricados por Cyrix (M2) y AMD (K6)

1995

5.5 millones

200 MHz (Noviembre de 1995)

4 GB

32 bits

64 bits

forma tí pica (si se tení a la disponibil idad de can-

del 386 y 486, acelerando la velocidad de proce-

tidades ilimitadas de dinero, se podí a adquirir

samiento de datos, lo que ha permitido acercar

un disco de hasta 150 MB, el cual podí a costar

a la plataforma PC al desempeño de pequeños

miles de dólares).

de 32 bits y con la capacidad de un manejo de

mainframes   (computadoras muy desarrolladas para aplicaciones especí ficas). En esta generaci ó n también se superó con mucho la estructura inicial de la PC, pues se aña-

memoria para la ejecución de dos o m ás aplica-

dieron dispositivos que permitieron a la compu-

ciones simultáneas y sin interferencia mutua, ca-

tadora ofrecer prestaciones adicio nales. Concre-

racterí stica conocida como "memoria protegida".

tamente, a la estructura básica de la PC (CPU +

En esta generaci ó n de microprocesadores se

teclado + monitor + impresora) se le han agre-

apoyaron los ambientes gráficos para su expan-

gado los siguientes elementos: un dispositivo

sión, como el mundialmente famoso Windows

apuntador (ratón o trackball), una palanca de jue-

de Microsoft y el OS/ 2 de IBM. También la capa-

gos o joystick , una tarjeta de sonido para obte-

cidad de almacenamiento de los discos duros

ner audio con calidad de CD, un lector de CD-

aumentó   hasta aproximadamente 120 MB de

ROM y un fax-m ódem.

La tercera generaci ón de computadoras PC se basó  en el microprocesador 80386, el primero

forma tí pica y las unidades de disquete de 5+de

 También se mejoraron extraordinariamente

pulgada fueron reemplazados por un nuevo

las prestaciones gráficas del sistema, permitien-

medio de almacenami ento: el disquete de 3+de

do desplegar resoluciones en pixeles por pulga-

pulgada y 1.44 MB de capacidad. Al mismo tiem-

da de 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768 e incluso

po apareció el estándar VGA para el manejo de

superiores, con profundidades de color que va-

gráficos el cual se conserva hasta nuestros dí as

rí an entre los 256 colores hasta los 16.7 millo-

aunque, obviamente, mejorado.

nes. Precisamente para favorecer el desarrollo

La cuarta generaci ón de máquinas PC utiliz ó

de esta nueva generaci ó n de m á quinas

el procesador 486, una variante del 386 con

“multimedia”, se desarrolló una “generación intermedia”, consistente en dispositivos conocidos como MMX, los cuales poseí an instrucciones especiales para el manejo de aplicaciones con uso intensivo de gráficos y animaciones. Entre estos microprocesadores encontramos al Pentium MMX de Intel, al K-6 de AMD, al 6X86MX de Cyrix e IBM y el C6 de Centaur Technologies, y es tan bueno el desempeño de estos dispositivos que incluso hasta la fecha se siguen vendiendo sistemas basados en algunos de estos integrados. La sexta generaci ón de computadoras personales (en la cual estamos inmersos hasta la fecha) está basada en dispositivos como el Pentium II y el Celeron de Intel (estrictamente hablando, el primer microprocesador de sexta generaci ón fue el Pentium Pro, pero este chip no tuvo el éxito esperado), el K 6-2 de AM D y el M- II de Cyrix. Estos sistemas definitivamente han desplazado casi por completo a l as tradicionales estaciones de trabajo basadas en microprocesadores tipo RISC, y han permitido que por primera vez los

mayor velocidad y capacidad para manejo de datos y con un coprocesador matem á tico interconstruido (en las versiones DX), recurso que acelera notablemente determinadas apli caciones (CAD, hoja de cálculo, etc.) que recurren a las operaciones de punto flotante. En esta generaci ó n de microprocesadores Intel, por primera vez, copia algunas caracterí sticas avanzadas de algunos micros de marcas competidoras como son las múltiples ramas de proceso, el cach é interno, los circuitos de predicción de ejecuci ón, etc., lo que pone a estos microprocesadores casi en el mismo nivel de una pequeña estación de trabajo de años anteriores, máquinas especializadas que costaban decenas de miles de dólares y cuya aplicaci ón era muy limitada. La quinta generaci ón de las PC estuvo basada en el Pentium y dispositivos similares de otras compañí as (especí ficamente, el K5 de AMD y el 6X86 de Cyrix), los cuales ocuparí an el lugar del 586 en la nomenclatura X86. Estos dispositivos

serio a la plataforma PC como un rival de consideraci ó n (incluso compañí as que tradicionalmente trabajaban con microprocesadores propietarios, como Silicon Graphics, han anunciado que comenzarán a vender m áquinas basadas en procesadores X86). Estas máquinas poseen una potencia de cálculo tan grande que se calcula que un usuario hogareño, que tenga en su escritorio una m áquina de sexta generación y sus programas asociados tiene en sus manos m ás potencia de cálculo que la de todas las computadoras que controlaron las misiones Apolo a la luna a finales de los 60 y principios de los 70. Gracias a ello, la moderna PC ha dejado de ser exclusivamente una herramienta de apoyo a las tareas de escritorio, para convertirse en un verdadero centro de productividad, entretenimiento, educaci ón y comunicaciones. Las modernas bases de datos, hojas de cálculo, imprenta de escritorio, creación y tratamiento de gráficos, la multimedia y el Internet son sol amente unos cuantos ejemplos de las posibilidades que ofrece esta máquina. Como podrá suponer, el manejo de información tan variada (datos, audio, gráficos y video) ha demandado sistemas cada vez más poderosos, con capacidades optimizadas para la transferencia de informaci ón y con grandes cantidades de memoria como apoyo al proceso. Esto no fue contemplado en la PC original, incluso hasta hace poco tiempo esas posibilidades tení an un ancla en la estructura rí gida de la plataforma X86 de Intel, la cual sólo podí a manejar datos alfanuméricos en operaciones matemáticas de baja complejidad (al menos el procesador central) o de alta complejidad con apoyo de un coprocesador matemático. Sin embargo, la aparici ó n de microprocesadores cada vez m ás sofisticados y el desarrollo de nuevos y comple jos sistemas operativos para trabajo profesional (como ciertas versiones de UNIX , el OS/ 2 de IBM, el Window s NT de Microsoft, etc.) han convertido a la PC en una plataforma sólida para traba jos cada vez más complejos. Por todo lo anterior, parece ser que el futuro de este tipo de computadoras está ampliamente asegurado por

CIRCUITOS DE SOLDADURA SUPERFICIAL Primera de dos partes O scar M ontoya Fi g ueroa

D e todos es conocido que la in dustri a electr ó ni ca muestra un a fuer te tendenci a a r educir el tama ñ o de los aparatos. Pr in cipalmente, dich a tendenci a descans a en la miniaturizaci ó n de los dis positivos, as í  como en las avanzadas t écnicas de interconexi ó n en las placas de cir cui to im pr eso. Justamente, en el presen te ar t í culo h ablar emos de la tecnolog í a de montaje su per ficial, en la que se emplean compon entes de muy  reducidas dimensi ones, mism os que se

Antecedentes de los circuitos impresos En los primeros aparatos o sistemas electrónicos, cuando la base de la electr ónica eran las válvulas electrónicas, la interconexi ón de sus dispositivos se realiz aba montándolos sobre zapatas; es decir, en las terminales metálicas individuales de éstas se soldaban las terminales de cada uno de los componentes. Y para interconectar las terminales de los dispositivos, se tení an que soldar cables conductores entre las terminales de las zapatas. Obviamente que esta técnica provocaba confusiones al momento de realizar las reparaciones, y además se requerí a

Bulbo

Montaje de componentes sobre una zapata

Figura 1

Estructura de un circuito impreso Un circuito impreso está formado por una tablilla de material rí gido, sobre la cual se dibujan conductores o pistas; éstas permiten la interconexión de los dispositivos electrónicos mediante la soldadura en las terminales de montaje o pads.

Resistor

Tipos de circuito impreso Los circuitos impresos varí an de acuerdo con la complejidad de los sistemas electrónicos en que son aplicados. Veamos de qué tipo pueden ser: Cable

1) Los más sencillos son los de una cara, en cuyo caso –como el nombre lo indica- las pistas se

Zapata

dibujan sólo sobre uno de sus lados; en los

 pads se realiz an perforaciones, y los componentes se insertan en la cara que queda libre Con el desarrollo del transistor, el tamaño de

(figura 2B) y se sueldan en la que tiene las

los componentes se redujo considerablemente;

pistas –esto es, en el “lado soldadura”- (figu-

a partir de ese momento pasó poco tiempo para

ra 2C).

que la técnica de montaje en zapatas se hiciera

2) Cuando se aumenta la complejidad de los cir-

obsoleta, debido a las numerosas conexiones

cuitos, la cantidad de dispositivos electróni-

que tení an que realizarse. Se pensó entonces que

cos insertados es mayor; y puesto que enton-

quiz á convení a colocar cables conductores pla-

ces aumenta tambi é n el n ú mero de

nos sobre una tablilla de material rí gido, para

conexiones por hacer, es necesario que se

que así  el cableado ocupara menos espacio y no

coloquen pistas conductoras en ambas caras

tuviese que ser tan largo. Estas fueron las pri-

de la tablilla (lo que ampl í a la cantidad de

meras versiones de lo que ahora conocemos

posibles conexiones). A los circuitos de este

como “circuitos impresos”.

tipo se les llama true-hole.

Montaje de componentes sobre circuito impreso de una cara

A

B

C

Lado soldadura

Lado componente Componente Pistas Perforaciones

Soldadura Circuito impreso

PAD

Para que en un true-hole las pistas de una cara se conecten con las de la otra, es preciso agre-

Montaje de componentes sobre circuito impreso de dos caras (true hole)

gar cobre dentro de las perforaciones. De ahí  que sea muy común encontrar perforaciones sin terminales de componentes, porque las mismas sirven sólo de puente entre una cara y otra del impreso (figura 3). 3) Por último, con l a finalidad de reducir el área en que se construyen los circuitos impresos, y debido a las numerosas conexiones que deben hacerse en los circuitos integrados de alta escala de integraci ón (VLSI), se diseñaron los circuitos multicapa; internamente,

éstos constan de varias hojas muy delgadas que contienen a las pistas y que son comprimidas en una sola tablilla rí gida; las conexiones entre los componentes y las diversas capas de pistas se realizan mediante puntos multinivel (figura 4). 4) Gracias al desarrollo de la tecnologí a monolí tica para la fabricación de circuitos integrados, en donde a partir de una curia de silicio y, por medio de t écnicas como la fotolitograf í a, la difusión de impurezas y la tecnologí a planar, se desarrollaron componentes más pequeños; y es por ello que actualmente pueden procesarse al mismo tiempo miles de circuitos. Esto hace que el costo por dispositivo sea muy bajo (figura 5). 5) Con componentes más pequeños, las terminales de conexi ón utilizadas para circuitos de tipo true-hole se volvieron innecesarias; ahora se prefiere soldar los componentes en el

Componente

Perforación de conexión

Figura 3

ras de la tablilla, de forma que las terminales de ésta se unan directamente con los extremos de las pistas de conexi ón. A esta técnica de conexi ón de dispositivos electrónicos, se le conoce con el nombre de “tecnologí a de montaje superficial”. Los dispositivos discretos de montaje superficial (transistores, diodos y resistencias) se construyen con tecnologí a planar, la cual básicamente consiste en transferir la imagen de una mascari-

Figura 4 Circuito integrado multicapa (multilayer)

yor cantidad por centí metro cuadrado, que en ningún otro tipo de tecnologí a. Es importante señalar que la mayorí a de los circuitos electr ó nicos de montaje superficial emplean también componentes de tipo discreto, como los que encontramos en los true-hole.

Encapsulados y matrí culas Para los circuitos de montaje superficial, en el mercado electrónico encontramos una amplia variedad de productos. A continuación haremos un recuento de éstos, con objeto de que el técniFigura 5

co de servicio sepa a cu ál recurrir para hacer la sustituci ón de una pieza defectuosa.

Encapsulados para transistores múltiples lla a la oblea o sustrato de silicio; una resina sen-

La tendencia de la industria es producir circui-

sible a la luz ultravioleta se emplea para crear

tos impresos de tamaño pequeño y que utilicen

las zonas de protecci ón, mismas que a su vez

dispositivos con múltiples funciones.

forman las secciones de semiconductor de los dispositivos electrónicos.

En el caso de los componentes discretos, ha sido posible reducir el área que ocupan en las

Después se sigue un proceso de difusi ón de

tablillas; se han encapsulado, a manera de cir-

impurezas, con el que se consigue depositar en

cuitos integrados, varios de estos dispositivos.

las diferentes capas el material P y N. A conti-

Esto, a su vez, ha permitido que se reduzcan los

nuación la oblea es horneada a unos 1,100º C, y

costos del ensamble de los circuitos.

se prueba cada uno de los circuitos. Por último, la oblea se recorta y se monta en un encapsulado especí fico para dispositivos de montaje de superficie.

Figura 6

Tecnologí a de montaje superficial Podemos afirmar que la tecnologí a de montaje superficial es aquella técnica que sirve para su-

16 1

 jetar los componentes y los dispositivos sólo en la superficie del circuito impreso; no se utiliz an terminales ni perforaciones en el proceso, sino que el componente se suelda directamente en los extremos de las pistas. Si observamos un circuito impreso de montaje de superficie, encontraremos perforaciones; mas éstas no son utilizadas para sujetar a los componentes, sino que só lo sirven como conexión entre las caras del circuito i mpreso. Asimismo, el tamaño tan reducido de los componentes y de los dispositivos ha hecho posible

Encapsulado SOIC para montaje de superficie, modelo 751B

Matrí cula

VCEO Volts

VCBO Volts

hFE Mí nimo

MMPQ2222A

40

75

MMPQ2369

15

MMPQ2907A

@

Ic mA

fT MHz

@

Ic mA

40

500

2 00

20

40

20

100

4 50

10

50

60

50

500

2 00

50

MMPQ3467

40

40

20

500

1 25

50

MMPQ3725

40

60

25

500

2 50

50

MMPQ3799

60

60

30 0

0 .5

60

1 .0

MMPQ3904

40

60

75

10

2 50

10

MMPQ3906

40

40

75

10

2 50

10

Tabla 1

Muchos de los dispositivos más populares se

y PNP- y a los transistores de efecto de campo

pueden conseguir en encapsulados tipo DIP, para

(FET) de tipo canal N y canal P.

montaje de superficie (a los encapsulados de

En la tabla 1 especificamos los dispositivos

montaje de superficie se les designa mediante

de montaje de superficie en encapsulado m últi-

las siglas en inglés SOIC).

ple, los cuales están disponibles en configura-

Entre los elementos discretos empleados por

ciones NPN y PNP. Su encapsulado se muestra

este tipo de circuitos, se puede señalar a los tran-

en la figura 6.

sistores bipolares -para pequeña señal tipo NPN

Encapsulado SOIC para montaje de superficie Modelo: 318-07 SOT-23

3 1

2

1- Base 2-Emisor 3-Colector

 SOIC Modelo: 318D SC-59 3 1

Figura 7

1- Base 2-Emisor 3-Colector

2

SOIC Modelo: 318E SOT-223

4

1-Tierra (-) 2-Entrada 3-Salida

1 2

3

SOIC Modelo: 419 SOT-323 3 1

2

Transistores de montaje superficial

Dispositivo

Marca

V(BR)CEO

Mínimo

hFE@Ic M á xi mo

mA

fT MHz Mínimo

Encapsulado 318-07, tipo NPN

MMBT8099LT1

KB

80

100

300

1.0

150

BC846ALT1

1A

65

110

220

2.0

100

BC846BLT1

1B

65

200

450

2.0

100

BC817-16LT1

6A

45

100

250

100

200

BC817-25LT1

6B

45

160

400

100

200

BC817-40LT1

6C

45

250

600

100

200

BC847ALT1

1E

45

110

220

2.0

100

BC847BLT1

1F

45

200

450

2.0

100

BC847CLT1

1G

45

420

800

2.0

100

MMBT2222ALT1

1P

40

100

300

150

200

MMBT3904LT1

1 AM

40

100

300

10

200

MMBT4401LT1

2X

40

100

300

150

250

BC848ALT1

1J

30

110

220

2.0

100

BC848BLT1

1K

30

200

450

2.0

100

BC848CLT1

1L

30

420

800

2.0

100

Encapsulado 318-07, tipo PNP

MMBT8599LT1

2W

80

100

300

1.0

150

BC856ALT1

3A

65

125

250

2.0

100

BC856BLT1

3B

65

220

475

2.0

100

MMBT2907ALT1

2F

60

100

300

150

200

BC807-16LT1

5A

45

100

250

100

200

Tabla 2

 También podemos encontrar por separado los

de montaje superficial; ahí  pueden consultarse

transistores para montaje de superficie. En la fi-

sus caracterí sticas eléctricas, su tipo de encap-

gura 7 vemos los encapsulados en que se fabri-

sulado y su “marca” de reconocimiento.

can estos elementos.  Todos los encapsulados para transistores son

Transistores de propó sito general

de plástico, pues éste es un material que pro-

En la tabla 3 señalamos transistores de propósi-

porciona un excelente rendimiento aun en altas

to general; vea que son diferentes sus encap-

temperaturas y ante ambientes de elevada hu-

sulados y sus caracterí sticas eléctricas.

medad. Estos encapsulados ofrecen además una

Se ha diseñado un conjunto de transistores,

gran capacidad de disipaci ón de potencia para

cada uno de los cuales incluye dos resistores de

aplicaciones de pequeña señal.

polarización y es de prop ósito general; también

Es importante mencionar que, a causa de sus

se indican los valores de los resistores, para

reducidas dimensiones, en los circuitos de mon-

aquellos casos en que no se obtenga el reem-

taje superficial no puede grabarse la matr í cula

plazo directo. El arreglo puede construirse utili-

completa a la que corresponden; por eso se uti-

zando componentes discretos, ya que así  se lo-

liza un método abreviado que permite identifi-

gra su reparaci ón. El diagrama de polarizaci ón

carlos f ácilmente, y a este c ódigo se le conoce

y la tabla de caracterí sticas de estos transistores

como “marca”.

se muestran en la tabla 4.

Veamos ahora la tabla 2, en la que se descri-

Como transistores de propósito general, tam-

Transistores de proposito general Dispositivo

Marca

V(BR)CEO

Mínimo

hFE@Ic Má ximo

mA

fT MHz Mínimo

Encapsulado 318-07, tipo PNP BC807-25LT1

5B

45

160

400

100

200

BC807-40LT1

5C

45

250

600

100

200

BC857ALT1

3E

45

125

250

2.0

100

BC857BLT1

3F

45

220

475

2.0

100

MMBT3906LT1

2A

40

100

300

10

250

MMBT4403LT1

2T

40

100

300

150

200

BC858ALT1

3J

30

125

250

2.0

100

BC858BLT1

3K

30

220

475

2.0

100

BC858CLT1

3L

30

420

800

2.0

100

Encapsulado 318D, tipo NPN MSD601-RT1

YR

25

210

340

2.0

150

MSD601-ST1

YC

25

290

460

2.0

150

MSD602-RT1

WR

25

120

240

150

200

MSD1328-RT1

1DR

20

200

350

500

200

Encapsulado 318D, tipo PNP MSB709-RT1

AR

25

210

340

2.0

100

MSB709-ST1

AS

25

290

460

2.0

100

MSB710-QT1

CQ

25

85

170

150

200

MSB710-RT1

CR

25

120

240

150

200

340

2.0

100

340

2.0

100

Encapsulado 419-02, tipo NPN MSD1819A-RT1

ZR

50

210

Encapsulado 419-02, tipo PNP MSB1218A-RT1

AR

45

310

Tabla 3

Tabla 4

3

Salida

1

Tierra

R1 2 Entrada

R2

Transistores de proposito general con resistores de polarizacion Dispositivo NPN

Marca P NP

NPN

P NP

V(BR)CEO VOLTS Mínimo

hFE@Ic Mínimo

mA

Ic mA Má ximo

R1 Ohm

R2 Ohm

Encapsulado 318D MUN2211T1

MUN2111T1

8A

6A

50

35

5.0

100

10K

10K

MUN2212T1

MUN2112T1

8B

6B

50

60

5.0

100

22K

22K

MUN2213T1

MUN2113T1

8C

6C

50

80

50

100

47K

47K

Encapsulado 318-07

Encapsulado 318E

Tabla 5 4

3 1

1 2

2

3

A

JFET PARA RADIOFRECUENCIA NF Dispositivo

Marca

dB Typ

Yfs@VDS f MHz

mmhos Min

V(BR)GSS

mmhos Max

Volts

Encapsulado 318-07, canal N MMBFJ309LT1

6U

1 .5

450

10

20

10

25

MMBFJ310LT1

6T

1 .5

450

8 .0

18

10

25

MMBFU310LT1

M6C

1 .5

450

10

18

10

25

MMBF4416LT1

M6A

2(3)

100

4 .5

7.5

15

30

MMBF5484LT1

M6B

2.0

100

3 .0

6.0

15

25

MMBF5486LT1

6H

100

4 .0

8.0

15

25

2.0

Terminal 1-Drena je, 2-Fuente, 3-Compuerta

B JFET DE PROPOSITO GENERAL

Yfs@VDS Dispositivo

Marca

V(BR)GSS

mmhos Min

mmhos Max

IDSS Volts

mA Min

mA Max

Encapsulado 318-07, canal N MMBF5457LT1

6D

25

1.0

5.0

15

1.0

5.0

MMDF5459LT1

6L

25

2.0

6.0

15

4.0

16

15

1.0

5.0

Encapsulado 318-07, canal P

MMBF5460LT1

M6E

40

1.0

4.0

Terminal 1-Drena je, 2-Fuente, 3-Compuerta

taje de superficie. En la tabla 5A tenemos una

señal pequeña, amplificadores de corriente di-

lista de JFETs que se utilizan generalmente como

recta, amplificadores de audio, amplificadores de

amplificadores de señales de radiofrecuencia en

baja frecuencia, interruptores de bajo voltaje y

las bandas de VHF y UHF; en la tabla 5B, un lis-

osciladores.

tado de transistores de propósito general que

HORNOS DE MICROONDAS Leopoldo Par r a R eynada

La tecnolog í a electr óni ca est á presente en el hog ar, no s ólo a trav é s de los equi pos de audio y video, sin o en la lí nea de electrodom é sticos; es el caso de los modernos r efrig eradores y lavadoras, que incluyen cir cuitos de control que  per mi ten un fu ncionamiento má s eficiente o la in clusi ón de novedosas  pr estaci ones. Y qu é decir del hor no de mi croondas, que no tiene muchos añ os de haber adqui rido el g rado de hermano menor de la estufa y ya ri valiza con ella en la cocci ón o calentamiento de los comestibles. Par a saber c ómo funciona este moder no aparato con air es del  pasado, dedicar emos el pr esen te

El calentamiento por microondas Para iniciar el tema conviene plantearse una pregunta: ¿cómo las microondas pueden constituirse en una fuente de calor, de potencia suficiente para generar temperaturas capaces de llevar el agua al punto de ebullición y de permitir la cocción de los alimentos, inclusive sin que el recipiente se caliente, salvo por la temperatura que el propio cuerpo le transmite? Para responder a esta pregunta, tenemos que revisar algunos conceptos sobre electricidad y magnetismo, así  como la acción que ejercen estas fuerzas sobre las moléculas. En principio, hay que recordar que las mol éculas de cualquier material que pueda ser calentado por microondas, siempre se encuentran polarizadas; es decir, en una de sus puntas se concentra una carga negativa y en otra una car-

Figura 1 A

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+

     -

    -

      +

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      +

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manejan frecuencias de 2,450 MHz, lo cual sig-

+ 

-   

+

En un horno de microondas por lo general se

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    +   

incrementa la temperatura de su piel).

     -

     +

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     +

+ 

  -

-  

nos r á pidamente y compruebe c ó mo se

-  

 +

nifica que el campo electrostático generado se

     +  +

+   

invierte y retorna a su posici ón original 2,450

  -

    -

ducirá en calor (como experimento, frote sus ma-

millones de veces por segundo, suficientes para B

propó sitos de cocimiento. Se ha elegido este -

+ -

+

+

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+

+

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+

-

número de oscilaciones porque es una de las frecuencias de resonancia de la mol écula del agua, permitiendo así  un rápido calentamiento.

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+

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+

+

Producción de una señal oscilante

-

Conviene ahora plantearse otra pregunta: ¿cómo

-

generar un campo el éctrico que cambie de polaridad a una frecuencia tan elevada? Para ofrecer una respuesta, recordemos el principio de ope-

C

raci ón de dos componentes electr ónicos estáti+

-

     + 

    -

-

     +      -

      +

      +

     +        +

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     +        +

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     +        +

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     +        +

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         +        +     -

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     +        +     -

+     -

+ +

-

ta de hidrógeno y oxí geno, y cada molécula de estos elementos contiene carga positiva y negativa en sus puntas. En condiciones normales, las moléculas del agua o de cualquier alimento siempre están polarizadas al azar, como se muestra en la figura 1A. Pero si son expuestas a la acción de un campo electromagn ético, se alinear án como se muestra en la figura 1B (recuerde que signos iguales se repelen y signos contrarios se atraen).  Y si la dirección del campo electrostático se invierte, la alineaci ón de las mol éculas también se invertirá conforme se muestra en la figura 1.C.  Y aún más: si el campo electrostático cambia de

polaridad

r á pidamente, el sucesivo

reordenamiento que se induce en las mol écu-

cos, la bobina y el condensador, así  como la acción que se produce cuando se combina el efecto de ambos elementos. Por nuestros estudios básicos, sabemos que un voltaje alterno se puede generar mediante un

“alternador“, cuya construcci ón es similar a la de un motor, con un estator fijo y un rotor giratorio (figura 2). En el primero podemos tener unos imanes permanentes y en el segundo unas bobinas; al momento en que el rotor comienza a girar, el campo magn ético variable en su interior genera en la salida de la bobina una señal de AC, cuya frecuencia est á dada por la velocidad de giro del rotor. Si n embargo, la frecuencia máxima que se puede obtener con este tipo de arreglos es muy baja (apenas de unos cuantos KHz, en el mejor de los casos), y por lo tanto inaplicable en los hornos de microondas, requiri éndose por consecuencia de otro proceso. La corriente alterna también puede ser generada por un “circuito resonante“, el cual se constituye por una bobina de alambre y un capacitor conectados en paralelo. Ambos dispositivos almacenan energí a pero en diferentes formas, de tal manera que cuando se conectan entre sí , y a su vez se conecta el conjunto a una fuente de energí a, se genera una corriente alterna. Vea-

Figura 2

0 Inicio Posición 1

0 N

Carga

     e       t      n      e       i      r      r      o       C

S

90˚ Posición 2

0 N

90˚

     e       t      n      e       i      r      r      o       C

S

Posición 3

0

180˚ N S

90˚ 180˚

     e       t      n      e       i      r      r      o       C

270˚

Posición 4

0 N S

90˚ 180˚ 270˚

     e       t      n      e       i      r      r      o       C

360˚ Posición 5 0 N S

90˚ 180˚ 270˚ 360˚

     e       t      n      e       i      r      r      o       C

Primeramente recordemos que cuando una

orientación del campo magnético también se in-

bobina es alimentada con una corriente eléctri-

vierte, y si la fuente de voltaje se corta s úbita-

ca, genera un campo magnético a su alrededor.

mente, el campo magnético en torno a la bobi-

Este campo, a su vez, tiene un polo norte y

na se colapsa, es decir, se genera un voltaje en

un polo sur opuestos naturalmente, exactamen-

este elemento por un breve lapso, con lo que se

te igual a como sucede en un imán permanente.

mantiene fluyendo la corriente en la misma di-

en el campo magn ético retorna al circuito. Y pre-

Figura 3

cisamente, a esta capacidad de la bobina para

Polo norte

almacenar energí a se le llama “inductancia“ (figura 3). Recordemos también que un capacitor ordinario está conformado por dos placas metálicas colocadas de manera muy cercana, aunque separadas por un dieléctrico que puede ser el proCampo magnético

pio aire, papel, aceite, mica u otro material aislante. Si ambas placas se conectan en las terminales de una baterí a o fuente de energí a, quedarán cargadas una positivamente y la otra de manera negativa. De acuerdo con estos efectos, si se conecta en paralelo una bobina con un capacitor se produce el siguiente fen ómeno: la energí a se almaPolo sur

cena primeramente en el capacitor, no permitiendo el paso de la corriente sino hasta quedar completamente cargado, punto a partir del cual

obstante, en el caso especí fico de los hornos de

admite el flujo hacia la bobina, almacenándose

microondas se requieren frecuencias muy ele-

la energí a en el campo magn ético que la rodea

vadas (2,450 MHz, según mencionamos anterior-

hasta que el otro elemento se descarga, instante

mente), las cuales no pueden ser producidas por

en el que se produce el colapso en este elemen-

un simple circuito resonante como el anterior.

to, fluyendo la corriente por un momento más para volverse a cargar el condensador, aunque con una polaridad negativa. Ya completamente cargado, el condensador vuelve a descargarse a

S

Figura 4

Flujo de electrones

través de la bobina, repitiendo el proceso anterior pero en sentido contrario hasta volver a las condiciones iniciales (figura 4).  Y aunque un condensador y una bobina ideales podrí an quedar oscilando indefinidamente, en realidad ambos dispositivos presentan una pequeña resistencia interna que va disminuyen-

N

do gradualmente la amplitud de las oscil aciones producidas, hasta detenerlas por completo. Precisamente, para que eso no suceda, debe proporcionarse al par bobina-condensador una alimentación de corriente que compense las pérdidas ocasionadas por las resistencias parásitas, logrando ahora sí   una oscilación continua y uniforme. Advierta que el principio de funcionamiento de un par bobina-condensador es muy sencillo; de hecho, esta configuraci ón se ha venido util izando en forma intensiva desde hace más de un siglo, en algunas etapas involucradas en la ge-

+

Fotografía de magnetr ón y figura con una porci ón en vista de corte, mostrando los componentes internos.

Figura 5

Imanes

Antena Anodo de aspa Anodo

Filamento

Bobina de CHOKE

En este caso, la inductancia de la bobina y la

ralmente, la estructura de cada magnetrón varí a

capacitancia del condensador deben combinar-

según el modelo del aparato al que pertenece,

se en un solo elemento que produzca tanto el

aunque en su configuraci ón básica se incluye

efecto inductivo de la bobina como el capacitivo

siempre un ánodo, un filamento (con su respec-

del condensador; justamente, el dispositivo en-

tivo cátodo) y una antena.

cargado de la generaci ón de las frecuencias re-

Como se muestra en la figura 6, el ánodo es

queridas en un horno de microondas es el

una pieza ahuecada de hierro con ranuras abier-

magnetrón.

tas en una cantidad par, formando una especie de aspas o paletas apuntando hacia el filamento

El magnetrón

(cátodo) desde la pared exterior. La antena, a su vez, va conectada a una de las aspas del ánodo.

El magnetrón es el componente fundamental de

Analizando el comportamiento de un par de

un horno de microondas. En la figura 5 se mues-

aspas a muy altas frecuencias, puede deducirse

tra una vista seccionada de este dispositivo, así 

que el material conductor que existe entre am-

como dos fotograf í as que ilustran su aspecto

bas trabaja como si fuera una inductancia, mien-

exterior y las partes en forma separada. Natu-

tras que el espacio vací o entre ellas se compor-

 Fotografía del ánodo del magnetr ón (seccionado a la mitad), y dibujo mostrando sus partes.

Anodo

Antena

Cavidad

Anodo de

Figura 7

do el vací o que los separa y estableciendo una corriente entre ambas terminales.

La trayectoria circular de los electrones Como se muestra en la figura 9, los electrones deberí an seguir una trayectoria recta desde el cátodo hasta el ánodo siempre que el potencial de 4 KV actúa sobre el magnetrón. Sin embargo, este dispositivo incluye también dos imanes permanentes de alta potencia (figura 10), los cuales generan un fuerte campo magn ético que va desde la parte superior hacia la inferior (figura 11). ta como una capacitancia (figura 7). Y aunque

En estas condiciones, los electrones sufren

los valores de estos elementos son muy reduci-

una desviación en su trayectoria, tanto m ás pro-

dos, son suficientes para generar una señ al

nunciada conforme se incremente la intensidad

senoidal de muy alta frecuencia. De hecho, cali-

del campo magnético aplicado. Si éste es lo su-

brando cuidadosamente la separación y super-

ficientemente intenso, los electrones viajarán en

ficie entre aspas es posible generar la frecuen-

una trayectoria circular, volviendo al punto de

cia deseada, como la de 2,450 MHz.

partida sin tocar al ánodo (figura 12A).

A su vez, el c átodo está localizado en el cen-

A su vez, este movimiento circular de los elec-

tro del magnetrón y posee además un filamento

trones induce una corriente alterna en las cavi-

que excita a los electrones cuando está caliente.

dades del ánodo, en un proceso que se describe

Dicho elemento va conectado al polo negativo

enseguida: cuando un electr ón se aproxima a

de la fuente de poder.

uno de los segmentos entre dos cavidades, se

 Todo horno de microondas posee un trans-

induce una carga positiva en el propio segmen-

formador de alto voltaje (figura 8), el cual, junto

to (figura 12B), pero conforme va pasando y ale-

con algunos circuitos auxiliares, produce corrien-

 jándose, la carga positiva se reduce, induciendo

tes de alrededor de 4,000 voltios que se aplican

ahora una carga de la misma polaridad en el si-

al cátodo y ánodo del magnetrón. Esto hace que

guiente segmento. Justamente, esa inducción de

los electrones que rodean al polo negativo se

corriente alterna en las cavidades del ánodo

vean impulsados hacia el polo positivo, saltan-

puede ser explicada como un conjunto de circuitos resonantes combinados, según se muestra en la figura 13A.

Transformador de alto voltaje de un horno de microondas. En la parte superior se alcanza a apreciar el magnetr ón.

Figura 9

En esta fotograf ía se ejemplifica la potencia de los imanes de un magnetr ón. Observe que sostiene sin problemas un arco de segueta.

enviada al compartimiento del horno a través de la antena y una guí a de onda, con lo que se genera el fen ómeno de frotación de mol éculas que a su vez produce el calentamiento de los cuerpos.

Funcionamiento del horno de microondas En la figura 14 se muestra de forma esquem ática la construcci ón de un horno de microondas tí pico. En principio, conviene destacar que propiamente el horno de microondas es una caviFigura 10

dad multifuncional resonante, es decir, un compartimiento diseñ ado para “resonar “  con las microondas emitidas por el magnetrón. Los materiales que con mayor frecuencia se utiliz an en

Durante la operaci ón normal del magnetrón,

la construcci ó n de esta cavidad son el acero

los electrones se concentran en forma muy com-

inoxidable, el aluminio y pintura metálica sobre

primida, girando influenciados por la fuerza del

plástico inyectado, aunque cada vez se utiliza

alto voltaje y el intenso campo magnético, for-

más el acero porcelanizado.

mando entonces un patrón semejante a una rue-

Según puede observar en la figura anterior,

da dentada (figura 13B). Y como esta “rueda“ se

las microondas son emitidas desde la antena del

encuentra en un movimiento permanente, giran-

magnetró n y transferidas hacia la cavidad del

do y acercando sus “brazos“ hacia las aletas de

horno a través de la guí a de ondas, diseñada jus-

las cavidades, en cada acercamiento de lo s elec-

tamente para transferir la energí a sin pérdidas

trones de alta energí a, se polariza el par bobinacondensador y se compensan así   las pérdidas ocasionadas por la resistencia interna. En resumen, esta “nube“ de electrones giratorios actúa

A

Figura 12

como una fuente de alimentaci ón de las cavidades, las cuales generan de esta manera una oscilaci ón continua y uniforme. A su vez, la energí a de alta frecuencia producida en los circuitos resonantes (cavidades) es

Figura 11

Imán

B

N

-

-

S

+

-

+

L

A

L

C

L

+

-

C

C

C  

C  

-

+

L

C

C    

L -

-

C    

-

+

  C

-

+ C

L

-

+

L C

+

Filamento

   C

L

C

+

-

C

L

+

-

C

L

L

-

+

C

L

C +

Empuje de los electrones

L

L C

L

B

L

L L

   C

-

+

C

  C

L

-

+ C

L

L

C

L

C L

L

Figura 13

de ningún tipo. Cuando las emisiones llegan a la

perior, inferior y laterales (la puerta es una pa-

cavidad, son absorbidas directamente por el ali-

red), lo que a su vez permite la conservación de

mento o rebotan en las paredes hasta que final-

la energí a hasta que finalmente es absorbida por

mente chocan con el cuerpo en cocimiento,

el alimento.

absorbiéndose definitivamente.

Al penetrar en el alimento, las microondas

Este efecto puede traer consigo la formaci ón

inducen la fricci ón de sus mol éculas y en conse-

de “puntos calientes“ y “puntos frí os“, dependien-

cuencia la generaci ón de calor, ya que éstas gi-

do del grado de exposición a las microondas. Jus-

ran y se frotan millones de veces por segundo.

tamente para evitar estos diferenciales de ener-

Es por ello que un cocimiento de este tipo es más

gí a, en la parte superior del compartimiento de

rápido que el de una irradiaci ón calorí fica con-

algunos hornos antiguos se incluí a un ventila-

vencional, puesto que el calor se genera desde

dor de aspas llamado “Stirrer Blade“; aunque en

el propio cuerpo y no por un elemento calefac-

la actualidad en la mayorí a de modelos se incluye en su lugar un plato o charola giratoria para exponer mejor el alimento a las radiaciones, asegurando así  un cocimiento uniforme, puesto que la trayectoria de la energí a está variando constantemente.

Figura 14 Guía de ondas Aspas de dispersión

Puntualicemos la forma en que se combinan estos elementos para la cocci ón de comestibles: el magnetrón genera energí a electromagnética de muy alta frecuencia, la cual es dirigida a través de la guí a de ondas (un tubo de metal) hacia

Magnetrón

la entrada de la cavidad del horno, donde a su vez son dispersadas por un agitador rotativo (o aspas), penetrando de esta manera al alimento desde todas direcciones, el cual por lo general se encuentra depositado en un plato rotatorio, lo que contribuye a una mejor exposici ón. Las microondas quedan totalmente conteni-

Cavidad abierta

tor externo, cuya energí a se irradia desde la su-

puerta cerrada se incluyen tres sistemas de in-

perficie hacia el interior del comestible.

terruptores, conocidos como “primarios, secun-

Las microondas penetran desde todas direc-

darios“ y “de seguridad“.

ciones en un espacio de entre 0.75 y 1.25 de pul-

Dichos interruptores son activados por el

gada (dos a tres centí metros). El calor generado

movimiento de la puerta (figura 15) y su opera-

se irradia entonces hacia dentro y fuera del ali-

ción es como sigue: los primarios y secundarios

mento, coci éndose finalmente desde su interior

cortan la energí a del aparato cuando la puerta

y no por contacto con aire caliente o calor en-

se abre, mientras que el de seguridad “muestrea“

volvente. Incluso, la superficie llega a ser lo últi-

el trabajo de ambos interruptores, quemando el

mo en cocerse, lo que permite que se manten-

fusible de lí nea para cortar la energí a en caso de

gan ciertas propiedades, aspecto y otras

que éstos no funcionen.

caracterí sticas f í sicas del alimento.

Prevenci ón de fugas Interruptores de seguridad Puesto que las microondas no pueden disperSi por alguna raz ón el aparato llegara a funcio-

sarse a través de las paredes de la cavidad, el

nar con la puerta abierta, toda la radiación sal-

único camino por el que podr í an fugarse es la ranura que se forma entre la compuerta y la propia cavidad. Al respecto, para evitar fugas de radiaciones hacia la periferia de la compuerta,

drí a de la cavidad con efectos potencialmente peligrosos para el usuario. Precisamente, para garantizar que el aparato funcione sólo con la

Figura 15

Fotografía donde se indica la forma en que la puerta acciona a los switches de “interlock“ (dentro del horno), con un diagrama explicativo adjunto.

Switch de interlock primario

Gancho de puerta Switch de interlock primario

Tornillo de montaje

Switch monitor Switch secundario

Switch monitor Gancho de puerta Tornillo de montaje Switch secundario

Figura 16 Vista explotada de una puerta t í pica, mostrando sus protecciones

Sisitema Choke

Sello capacitivo

con atenci ón, la ventana no está completamente libre, sino que está cubierta por una l ámina metálica con múltiples perforaciones (figura 17). El tamaño y espaciamiento de estas perforaciones son lo suficientemente amplias como para permitir el paso de la luz visible, debido principalmente a su alta frecuencia; sin embargo, las ondas amplias y de baja frecuencia de las emisiones empleadas para la cocción de alimentos

Bandas de ferrita

no son capaces de pasar por estos orificios tan pequeños. Las frecuencia amplias y de alta energí a como son las microondas (comparadas con las frecuencias de la luz ), pueden ser controladas por el tamaño diminuto de los orificios de la ventana, mientras que las ondas de mayor frecuencia y poco potentes como las de la luz pueden atra-

se incluyen tres dispositivos de seguridad adi-

vesar los mismos ori ficios sin problemas. Es por

cionales (figura 16):

ello que se puede observar sin riesgo el alimen-

1) Un sello capacitivo. Como es necesaria una

to en el interior del horno mientras se cuece, lo

tolerancia muy pequeña en la uni ó n de la

que se facilita por la lámpara que se dispone en

puerta con la cavidad, un material dieléctrico

el interior.

cubre la superficie de contacto para reducir la posibilidad de arco entre ellas.

Análisis de un circuito tí pico

2) Sistema de CHOKE de puerta. El CHOKE es una cavidad que a su vez se dispone dentro

La estructura básica de los hornos de microondas

de la misma puerta, para actuar como tram-

es prácticamente la misma entre modelos y mar-

pa de posibles fugas de radiaciones al exte-

cas, ya que toda su configuración y funcionalidad

rior, y cuya magnitud es igual a 1/ 4 de la longitud de onda empleada. Normalmente, en los hornos de este tipo la longitud de la onda es de alrededor de doce cent í metros, por lo que el espacio vací o en el interior de la puerta viene a ser de unos tres cent í metros. 3) Banda de goma de ferrita. Alrededor de la puerta se adhiere una tira de ferrita, un material capaz de absorber la energí a de las microondas que haya escapado entre la puerta y el horno. Esta banda ha sido diseñada para absorber eficientemente frecuencias de alrededor de 2,450 MHz.

La construcción de la ventana Si la puerta del horno de microondas incluye una ventana por la que se pueden observar los alimentos en cocci ón, ¿cómo es que no se fugan

Puerta de un horno de microondas donde se observa con claridad la malla met álica que impide la fuga de las emisiones.

Figura 18

PRECAUCION: AREA DE ALTO VOLTAJE

NOTA: Puerta cerrada El aparato no funciona

A

 Magnetr ón TIERRA Interruptor térmico

120VAC 60Hz

F

CHASIS Primer interruptor de interlock

PO Motor de charola giratoria

Lámpara Motor del del ventilador horno

     o      c      n      a       l B

L

FA

H

M

MF

9MΩ Capacitor de alto voltaje

Interruptor monitor

     e      o      r       d      g      r      e      e       V       N

2000VAC Fusible 18A

SO P120

Transformador de alto voltaje

CN1 3

5

1

1

3

4

Segundo interruptor de interlock

Varistor

Relevador de potencia B (RY2)

Relevador de potencia A (RY2) CIRCUITO PROGRAMADOR DIGITAL

Transformador de bajo voltaje

CN2

1

3

Sensor de temperatura (protector t érmico) Steam sensor

B

Control electr ónico de un horno de microondas. El integrado que destaca es el microprocesador. A la derecha se muestra una parte del panel frontal.

Diodo

gira en torno al magnetrón. Las diferencias en-

Note también que tanto el motor del ventila-

tre uno y otro tipo de aparatos tienen que ver

dor como el de la charola giratoria se encuen-

únicamente con la potencia, con algunas funciones especí ficas, con el tamaño de la cavidad, etc. Sin embargo, ninguna de estas posibilidades altera la estructura básica. De hecho, una buena parte de las diferencias apreciables entre modelos y marcas descansa en el sistema de control, el cual a su vez se encarga de ejecutar los programas respectivos para la cocci ón lenta, el descongelamiento, la operación no atendida, el control de temperatura, etc. En el caso concreto de un horno de microondas, el sistema de control está constituido por un circuito integrado digital, al cual van conectados directamente el teclado y los sensores (por lo general no pasan de un sensor de temperatura y de un sw itch de interlock ); y tambi én mane ja en forma directa al display , ya sea fluorescente, de LEDs o de cristal l í quido (figura 18B). Por otra parte, apoyándose en varios excitadores auxiliares, el Syscon puede controlar algunos relevadores que se encargan de activar o desactivar diversas secciones del horno , lo cual permite, por ejemplo, modificar la potencia de cocción, programar el aparato para que ejecute ciertos pasos preestablecidos, etc.

tran detrás del interruptor de interlock  primario, pero la l ámpara del horno se ubica antes de él; esto significa que si, por ejemplo, la l ámpara del horno enciende, pero la charola no gira y no calienta, podemos sospechar de dicho interruptor como causante del problema. Observe tambi én que, en paralelo con el embobinado primario del transformador de alto voltaje, está  el interruptor monitor, el cual se encarga de poner en corto la alimentaci ón de AC en caso de que se abra la puerta y que, por alguna razón, falle la operaci ón del interruptor de interlock  primario. Es así   como se tiene una doble protecci ón para el usuario. Observando el otro extremo del embobinado primario, aparece el relevador principal, el cual es accionado por el circuito de control del horno para poner en operaci ó n al magnetr ó n. Este relevador es el encargado de control ar la potencia de cocci ón, abriéndose y cerrándose en un ciclo de trabajo cuidadosamente calculado, lo que permite al usuario aplicar fracciones de la potencia total al alimento, para conseguir una cocción según cada necesidad. Note también que existe un segundo relevador (RY2), el cual se encarga del encendido de la l ámpara del horno,

Circuito del horno Panasonic NN-5506L y similares

del ventilador y de la charola giratoria. Finalmente, note la presencia de un segundo interruptor de interlock , el cual llega directamente

Para concluir el artí culo, vamos a revisar el cir-

a la secci ó n de control para indicar al

cuito de un horno Panasonic, v álido para los

microprocesador que la puerta se ha abierto, pro-

modelos NN-5506L / 5556L / 5656L / 6506L /

duci éndose así   las ó rdenes respectivas (por

6556L / 6656L / 7506L / 7556L / 7756L.

ejemplo, abrir el relevador de potencia princi-

El diagrama de la secci ón del magnetrón se

pal).

muestra en la figura 18A. Puede notar que en el

Localice el extremo secundario del transfor-

extremo izquierdo se encuentra la entrada de

mador de alto voltaje y note que el embobinado

voltaje de AC, y que los primeros elementos que

produce una tensi ón de 2000 Vac, misma que es

encuentra esta l í nea son el fusible principal de

rectificada y filtrada por el diodo y el condensa-

18 amperes y un interruptor térmico adosado en

dor de alto voltaje, de modo que al c átodo del

el magnetrón. Siguiendo la l í nea superior, en-

magnetrón se aplica un voltaje de aproximada-

contramos el primer interruptor de interlock , el

mente 3000 Vdc

cual, como ya se explicó, sirve para desactivar

 Note también que el voltaje del filamento del

la operación del magnetrón en caso de que se

cátodo (aproximadamente 3 Vac) está “monta-

abra la puerta del horno; y de ah í   la alimenta-

do” sobre la tensi ón de 3000 Vdc, así  que resulta

ció n puede llegar al embobinado primario del

imposible medir este voltaje estando el aparato

CONSEJOS PARA EL SERVICIO A HORNOS DE MICROONDAS

Leopoldo Parr a R eynada

Prueba de los switches de interlock 

Par a complementar el ar t í culo anter ior , enseg ui da vamos a describir los m étodos de pr ueba m á s usuales en los diver sos elementos que for man un h orn o t í   pi co. D e esta  for ma, tendr emos las bas es  su fi ci entes par a r eali zar la detecci ón  y cor r ecci ó n de un bu en porcentaje de las fallas con qu e lleg an estos apar atos al centro de servi cio.

En la figura 1 vemos la estructura b ásica de un horno de microondas tí pico, considerando al circuito de control como una “caja negra”. Podemos notar que antes de que la energí a de la l í nea de alimentación llegue hasta el transformador de alto vol taje que alimenta al magnetrón, hay una serie de dispositivos de protecci ón que pueden impedir por completo la correcta operación del horno cuando éste se encuentra funcionando inadecuadamente. Primero observamos uno o dos fusibles de lí 

Figura 1 AC 120V/60Hz N

L

L.V. TRANS

H.V. TRANS

tintos organismos de seguridad en el mundo. Se trata de los interruptores de interlock , mismos que se encargan de evitar que la energ í a de la l í nea de AC llegue hasta el magnetrón, a menos que se reúnan algunas condiciones; en este caso, que la puerta frontal del horno esté convenientemente cerrada. De forma tí pica existen tres interruptores de interlock , dos de ellos normalmente abiertos y uno más normalmente cerrado. Estos interruptores se alojan en la cavidad a donde llegan los pequeños “ganchos” que se usan para asegurar la puerta en su sitio; cuando ésta se encuentra bien cerrada, acciona a los tres: abre al que estaba cerrado y cierra a los que estaban abiertos. Si la puerta está ligeramente desalineada o alguno de ellos se ha salido de su posición correcta, es posible que uno de los dos que están abiertos no se cierre (con lo que tendremos un horno que no calienta), o que el que está cerrado no se abra (con lo que se fundirá de inmediato el fusible de entrada, inhabil itando al aparato). Esto significa que si usted detecta que en un horno se ha fundido el fusible de entrada, antes de pensar en reemplazarlo le conviene probar la operaci ón de los interruptores de interlock . Para ello siga estos pasos: 1) En primer lugar, y como precauci ón que nunca sale sobrando, desconecte el horno de la lí nea de AC; recuerde que estaremos efectuando mediciones directamente en el trayecto de la energí a hacia el resto del aparato. 2) Para localizar los interruptores de interlock , retire la cubierta del horno e inspeccione exactamente en el punto donde entran los ganchos que sujetan a la puerta cuando est á cerrada. En el artí culo anterior ya ilustramos el aspecto tí pico de esta área; se observa que en uno de los ganchos hay dos i nterruptores, y en el otro sólo uno.

peres). Siempre que llegue a sus manos un horno inoperante, uno de los primeros puntos que debe revisar es precisamente que dichos fusibles no estén abiertos; si lo están, reemplácelos por piezas de idéntico valor y características. A continuación, aparece una serie de interrup-

Al contrario de lo que podrí amos pensar, la mayorí a de los fabricantes han distribuido los interruptores de modo que en el gancho en que haya dos interruptores tendremos uno normalmente abierto y otro normalmente cerrado; mientras, el que está solo normalmen-

3) Tome un multí metro y póngalo en la escala

Al abrir la puerta, la secuencia de operación

de ohms (o en el medidor de continuidad si l e

es exactamente la inversa: primero se abre el

es más c ómodo); enseguida, encontrándose

interruptor primario, luego el secundario y final-

abierta la puerta del horno, haga la medición

mente se cierra el monitor. Revise que estas con-

entre aquellas terminales en que lleguen los

diciones se cumplan.

cables de conexi ón; si todo está normal, no-

Si es necesario reemplazar alguno de los in-

tar á  que para dos de los interruptores el

í  terruptores de interlock , f  jese bien en las carac-

multí metro marca “circuito abierto”; para el

terí sticas eléctricas del original; no olvide que

tercero deber á  indicar un corto. Esta situa-

estos dispositivos suelen manejar una magnitud

ción debe invertirse en el momento de cerrar

elevada de corriente entre sus terminales (un

la puerta del horno; esto es, los dos i nterrup-

horno de 1000 watts puede consumir f ácilmente

tores que marcaban “abierto” ahora marca-

más de 10 amperes de corriente). Verifique tam-

rán “continuidad”, y el que estaba en corto se

bién que el nuevo interruptor posea todas las

abrirá; así  se demostrará que la operaci ón del

caracterí sticas mecánicas del anterior. Si bien

conjunto es correcta.

casi todos los hornos utilizan interruptores universales para realizar esta funci ón, en ciertas

Si se encuentra con un aparato en el que al ce-

marcas encontramos que son accionados por

rrar la puerta no se logra la inversión exacta de

una placa metálica.

la situación de puerta abierta, significa que se

Una vez col ocado el nuevo interruptor, vuel-

trata de un caso en el que alg ún interruptor de

va a realizar la prueba de los interruptores. Si a

interlock  está mal colocado o defectuoso. Algu-

pesar de todo el problema no se soluciona, lo

nos hornos permiten desplazar ligeramente la

mejor es tratar de alinear la puerta frontal; se-

posición mecánica de los i nterruptores, dejando

guramente eso es lo que está impidiendo la co-

un margen para que se ajuste la correcta aper-

rrecta operaci ón de los interruptores.

tura y cierre de los mismos. Sin embargo, en al-

Una última recomendación: NUNCA OMITA

gunos modelos los interruptores vienen en una

LA PROTECCION DE LOS INTERRUPTORES DE

posición fija, de modo que si uno de ellos no se

INTERLOCK; es decir, no debe poner en corto

comporta como debe, no queda más remedio que

aquellos que sean del tipo normalmente abier-

reemplazarlo o tratar de alinear la puerta fron-

to, ni abrir el que normalmente está cerrado.

tal (que suele ser mucho más complejo).

Estos interruptores tienen como objetivo impedir que el usuario accione el horno cuando l a

Operaci ón de los switches de i nterlock 

puerta está  abierta; por lo tanto, si elimina la

La secuencia de operaci ón de estos interrupto-

protecci ón que brindan, se expone usted y ex-

res es la siguiente: una vez que la puerta se abre,

pone a su cliente a recibir una carga elevada y

conforme ésta se va cerrando el primer interrup-

desagradable de radiación de microondas que

tor que se acciona es el que normalmente est á

puede provocar daños serios e irreversibles.

cerrado; es decir, se abre (switch tipo monitor);

Si recibe un horno que emplee interruptores

a continuación, se cierra el interruptor de inter-

de tipo especial imposibles de conseguir en su

lock  secundario, y finalmente se cierra el inte-

localidad, es preferible lo devuelva de inmedia-

rruptor primario.

to al cliente; nunca intente “truquear” el aparato

Esta secuencia es de fundamental importancia, pues garantiza que en nin gún momento se

para que funcione sin la protección de los interruptores.

establezca un cortocircuito directo entre las terminales de la lí nea de AC (si se abre primero el

Prueba de los interruptores térmicos

interruptor monitor, tendremos tres switches abiertos, y al cerrarse los interruptores 2 y 1, la

Si los interruptores de seguridad están en bue-

energí a de la l í nea de AC llega sin problemas al

nas condiciones y trabajan correctamente, po-

Figura 2

que en serie con ellos, y antes de llegar al embobinado primario del transformador de alto

Prueba del relevador de potencia y encendido

voltaje, aparecen dos o más interruptores de tipo térmico (figura 2); la funci ón de éstos es sensar

Para controlar el encendido del horno y la po-

constantemente la temperatura de distintas par-

tencia de cocci ón, se emplea uno o dos releva-

tes del horno (de forma tí pica, el magnetrón, la

dores (vea nuevamente la figura 1); su funci ón

guí a de ondas y la cavidad de los alimentos); si

es dejar pasar o interrumpir la energí a eléctrica

alguno de ellos sufre de sobrecalentamiento, el

hasta el transformador de alto voltaje (y por con-

interruptor se abrirá y, en consecuencia, el hor-

secuencia al magnetrón). Aquí  conviene recor-

no será desactivado.

dar que un horno de microondas no puede fun-

Para probar si estos elementos son la causa de que el horno no caliente, simplemente mida

cionar a fracciones de su potencia nominal, sino que siempre trabaja a plena potencia.

la impedancia entre sus terminales (recuerde

El grado de calentamiento en estos hornos se

desconectar el horno de la l í nea de AC); cuando

controla mediante la aplicación de un ciclo de

el dispositivo está a temperatura ambiente, debe

“encendido-apagado” al magnetrón; esto requiere un cálculo preciso de los tiempos de operación y de apagado, por lo que el sistema de control debe poseer un mecanismo para encender y apagar al magnetrón; y aunque normalmente esta tarea es realiz ada por uno o dos relevadores de potencia, algunos fabricantes incorporan triacs como elemento controlador. Aquí  encontramos la primera dificultad al realiz ar las pruebas, ya que resulta imposible pro-

marcar continuidad; de lo contrario tendremos un interruptor térmico abierto, al que será necesario reemplazar. En estos interruptores se aplica exactamente la misma recomendaci ón que en el caso anterior: NUNCA OMITA LA PROTECCION QUE PROPORCIONAN ESTOS ELEMEN TOS; si lo hace, puede provocar sobrecalentamiento en alguna pieza del horno y la destrucci ón de sus partes fundamentales (por

rato esté energizado. Cuando sospeche que los

será descargado inofensivamente a tierra, y

relevadores no están funcionando adecuada-

podrá efectuar mediciones sin peligro de des-

mente, desconecte el horno de microondas, apli-

cargas (figura 3).

que a la placa de control una alimentación de AC externa y dé las órdenes pertinentes para que el aparato inicie su funcionamiento. En ese mo-

Figura 3

mento, la resistencia entre las terminales del relevador deberá caer a un valor cercano a cero; en caso contrario, trate de limpiar lo s contactos del relevador (un caso muy com ún de falla en hornos, es que estos contactos se han carbonizado o ensuciado; así   que una buena limpieza garantiza que volverán a operar correctamente). Si el problema persiste, lo mejor es cambiar el relevador.

Prueba del transformador de alto voltaje Si todos los elementos que se interponen entre la lí nea de AC y el primario del transformador ya

Corto

Diodo

han sido verificados y aún no se descubre la causa de la falla, es el momento de verificar los elementos involucrados directamente en la operaci ón del magnetró n: el transformador de alto

Capacitor de alto voltaje

voltaje, el condensador de alto voltaje, el diodo rectificador y el magnetr ón mismo. Probar si el transformador de alto voltaje está

3) Mida la resistencia de los embobinados pri-

funcionando adecuadamente, resulta más dif í cil

mario y secundarios del transformador. En el

de lo que parece; tenga en cuenta que este ele-

extremo primario se tendrá un valor muy bajo,

mento produce a su salida una tensi ón de di-

mientras que en el secundario habrá uno ex-

mensiones considerables (más de 3000 voltios

tremadamente pequeño (correspondiente al

de forma tí pica). Así   que, a menos que cuente

embobinado que alimenta al filamento den-

con un medidor especial para este tipo de vol-

tro del magnetrón) y otro de valor apreciable

tajes, lo que conviene es no tratar siquiera de

(el embobinado donde se produce el alto vol-

medir dicho valor; sin embargo, sí  puede hacer

taje, figura 4). Si las tres mediciones están

algunas pruebas estáticas para saber de forma muy

correctas, podremos asumir que el transfor-

aproximada si el transformador funciona o no:

mador está  en buenas condiciones; pero si alguna marca un circuito abierto, significa que

1) Lo primero es desconectar el horno de la ali-

tenemos un transformador dañado. Hay que

mentación de AC y dejarlo reposar un par de

reemplazarlo forzosamente, porque no con-

minutos.

viene intentar rebobinarlo (los resultados no

2) Luego descargue el condensador de alto vol-

suelen ser satisfactorios).

taje. Para ello, basta con que consiga un cable grueso, que ponga un extremo en contac-

Prueba del diodo rectificador

to con el chasis del aparato y que toque con el otro las dos terminales que salen del con-

Para probar si el dio do rectificador está en buen

densador; entonces cualquier vestigio de alto

estado, se sigue el mismo procedimiento que

Escala 0Ω-1Ω RX1

Figura 4 Terminales del embobinado que alimenta al filamento

Terminales del embobinado secundario

Escala 0Ω-1Ω RX1

Terminales del embobinado primario

80Ω-120 Ω 05-008

vedad: como los dispositivos de este tipo están

valor bajo; y al medirla en inversa, marcar marcará infi-

diseñados para trabajar con muy altos vol tajes, tajes,

nito (a menos que tenga conectado en paralelo

tienen un voltaje vo ltaje de caí da da muy superio superiorr a los 0.7

una resistencia de descarg descarga, a, con l o cual medirá

voltios volti os a que estamos acostumbrados. De hecho, hecho,

el valor de dicha resistencia). resistencia). Si en ambos senti-

pruebas experimentales indican que para poder

dos se mide un valor bajo, es sí ntoma ntoma de que

medir adecuadamente la operaci ó n de estos

hay un diodo en corto; si en ambos sentidos sentidos se

diodos, debemos debemos utilizar un multí metro metro que esté

mide infinito, quiere decir que un diodo está

alimentado ali mentado por una un a fuente de más de 6V, 6V, y utiliutil i-

abierto (figura 5). A quí  es  es cuando resulta impor-

zando l a escala escala más elevada de de ohms con la l a que

tante el aspecto de la alimentaci ó n del

cuente.

multí metro, metro, ya que algunos aparatos alimenta-

Si se cumplen ambas condiciones, al medir

dos por dos pilas de 1.5V marcan infinito en

la resistencia del diodo en directa marcará un

ambos sentidos a pesar de que el diodo esté en buenas condiciones.

Prueba del condensador de alto voltaje

Figura 5

La prueba del condensador de alto voltaje es muy similar a las que llevamos a cabo con los condensadores condensadores convencionales: co nvencionales: Escala más alta en ohms

1) En primer lugar, desconecte el aparato de la lí nea nea de AC. 2) Descargue el condensador (siga el procedi-

Nota: El óhmetro debe tener mínimo una batería de 6 Volts Avance Varios cientos

Reversa

miento ya citado) y utili utilice ce el el mult mul tí metro metro en la la escala más alta de ohms para medir l a impedancia entre terminales. Como en cualquier condensador, al principio marcará un valor

∞Ω

pequeño; pero éste irá creciendo poco a poco,

Figura 6

Escala más alta en ohms

∞Ω

dad es que lo único que podemos hacer es medir la resistencia de su filamento (debe tener un valor valo r de alrededor de 1 ohm, figura fi gura 7). Si esto es correcto, correcto, hay que poner a funcionar funcion ar el aparato y hacer una prueba din ámica que nos permita cal-

Capacitor de alto voltaje

cular la potencia que emite emite el dispositivo: 1) En un recipiente de vidrio vidrio coloque colo que exactame exactamennte un litro de agua limpia a temperatura ambiente (alrededor de 20ºC). Agite el agua con

Escala más alta en ohms

un termómetro y anote el valor de la temperatura. 2) Coloque el recipiente en el centro del plato giratorio y haga que el horno funcione a toda su potencia durante 63 segundos (no utilice el reloj del aparato, sino un cronómetro ex-

tura llegue casi a infinito. Si tal es el caso, puede consi derar que el condensador condensado r está en

terno). 3) Transcurrido ese lapso, saque el recipiente y vuelva a agitar el agua con ayuda del term ó-

buen estado (figura 6). 3) Sólo como precauci ón adicional, mida la re-

metro; mida nuevamente la temperatura.

sistencia entre ambas termin terminales ales del conden-

4) Reste Reste el el valor valo r ini cial (paso 1) al valor valo r obteni-

sador y el bote metálico externo; en ambos

do en el paso 3 y multiplique el resultado por

casos debe medir un valor de infinito. Si no

70 (si es que está usando un termómetro en

se cumplen estas condiciones, significa que

grados centí grados) grados) o por po r 38.75 (si está usan-

el condensador tiene un corto interno; i nterno; hay que que

do un term ó metro en grados Fahrenheit).

reemplazarlo.

Entonces Ento nces tendr tendrá una buena aproximación del valor valo r de potencia que efectivamente est está ge ge-

Prueba Prueba del magnetrón

nerando el magnetrón. La f órmula quedarí a como si gue: gue:

Aunque aparentemente deber í a ser muy sencillo probar la operación de este elemento, elemento, la l a ver-

Potencia del magnetr magnetrón =(Temp. final fi nal – Temp. inicial) ini cial) x 70 (ºC) = (Temp. final fi nal – Temp. inicial) x 38.75 (ºF)

Figura 7 Consulte la ho ja de datos del modelo espec especí -

Antena

fico, fico , y vea vea si está dentro de lo esperado esperado (es acep-

Terminal de enfriamiento

Base de la antena

table un rango ran go de ±10%). 10%). Pero si la potenci po tencia a está inusualmente baja, es muy posible que nos estemos enfrentando a un magnetrón dañado; lo

Escala 0Ω-1Ω RX1

Cubí Cub ículo del magnetró magnetr ón

único que nos queda es reemp reemplaz lazarlo. arlo. Como ha podido apreciar, aunque la prueba de todos y cada uno de los lo s elementos elementos relacionarelacion ados con la l a operación del magnetrón parece lar-

FA F ∞Ω

Escala má m ás

ga y tediosa, en realidad puede hacerse en poTerminales del filamento

cos minutos; pero lo m ás importante es que siempre nos permitirá detectar  detectar y corregir de for-

SERVICIO A REPRODUCTORES DE AUDIOCASETES MODERNOS Primera de dos partes  A lvar o Vázq V ázqu u ez A lmazán lm azán

Introducción

E l ser ser vicio de repar repar ac ación ión de un r eproductor de audi audi oca ocasete setess puede dividi r se en dos partes: la ele elect ctrr ónica  y la m ecán i ca. E n esta es ta pr i m er a par te del ar ar tículo abordar emos el tema tema de la sección electrón electrón i ca, y dejar dejar emos  par a el pr p r óxi óx i m o n ú m er o la s ecci ón mecánica.

Como seguramente es de su conocimiento, la sección electrónica de un reproductor reproductor de audiocaaudioc asetes setes se subdivide subdivi de en un proceso pro ceso de grabaci ón y en un proceso pro ceso de reproducci ón. Dar mantenimiento correcto a estos sistemas, requiere contar con los fundamentos fundamentos teóricos sufici entes entes para resolver el problema de una forma pr áctica y sencilla; con este este propósito, primero veremos el proceso a que es sometida la señal de audio durante

Proces Proceso o de grabaci grabación

Si al llegar al punto m reducimos la fuerza magnetizante magnetizante H, el flujo o inducci in ducción V no n o seguisegui-

Grabaci ón en en cinta ci nta mag mag nética

rá la curva anterior; lo que sucede es que cuan-

Esta operación se basa en el fen ó meno de la

do H llega l lega a cero, cero, el flujo V adquiere un determidetermi-

histéresis magnética que experimentan las sus-

nado valor al que se le denomina “magnetismo

tancias ferromagnéticas. Con el siguiente ejem-

remanente”.

plo, expliquemos brevemente tal fen ómeno.

Cuando aplicamos una fuerza magnetizante

Vamos a suponer que a un material ferromag-

en sentido opuesto opuesto a la l a arriba descrita, la induc-

nético le enrollamos enrol lamos un alambre de muchas eses-

ción V disminuye hasta hasta hacerse cero. cero. La fuerza

piras, pir as, y que en en los l os extremos de est este e último aplica-

magnetizante magnetizante necesaria para elimin ar el campo

mos un voltaje para hacer circular una corriente

magnético V, se llama “fuerza coercitiva”.

eléctrica (misma que se mantendrí a aumentan-

En caso de seguir aumentando el valor de H

do progresivamente en su valor); como resulta-

hasta saturar nuevamente al material ferromagferro mag-

do, notarí amos amos que en el material se induce in duce una

nético pero en sentido inverso, i nverso, y luego luego comple-

“tensión” magnética V producida por la fuerza magnetizante H, que es directamente directamente proporcioproporci onal a la l a corriente que circula por el alambre. A medida que aumente la corriente que circula por la l a bobina, aumentará la fuerza H (y con con ésta, la inducci ón V). Cualquier variación de H desde un valor de 0 (cero) hasta un valor m áximo H, provocarí a una variaci ón de V. Si H aumenta al llegar al punto m, V crecerá sólo en pequeñas proporcio propor ciones; nes; entonces se dice que el material ferromagnético ha alcanzado la saturaci ón magnética. Si se aplicara apli cara la corri ente el eléctrica en sentido inverso, la curva obtenida tendrí a la misma forma que la anterior aunque tambi én serí a opuesta.

tar el proceso mediante otra reducci ón del valor de H, se habrá cumplido el ciclo de histéresis de un material magnético (figura 1).

La cabeza magn ética Las cabezas magnéticas son dispositivos transductores, capaces capaces de transformar el campo magnético en una señal el éctrica y viceversa. Tal como sabemos, dicho campo se encuentra encuentra contenido en una un a cinta cuya base -de papel o pl ástico- está revestida  revestida con una u na emulsi ón magnética. Estas cabezas pueden clasificarse en tres grandes grupos: a) Cabezas grabadoras. Son transductores que convierten convierten las l as señales eléctricas que reciben, en variaciones variacio nes magn magnéticas que pueden transmitirse a un medio magnetizable (la cinta magnética).

Curva de histéresis de un material ferromagnético

b) Cabezas Cabezas reproductoras. reproducto ras. Son transductores transductor es que V

Curva normal

convierten convierten las l as variaciones variacion es magnéticas en variaciones riacion es el eléctricas. c) Cabezas Cabezas de borrado. A l igual i gual que las dos anteriores, es un elemento transductor; su función es borrar la información contenida en la cinta.

-H H

Una cabeza cabez a de grabaci grabaci ón o reproducci reproducci ón es una bobina devanada sobre un n úcleo que tiene la forma de dos letras “C” puestas frente a frente, con lo cual se integra un anillo con sus entrehierros diametralmente opuestos entre sí  (a  (a los que se conoce como “entrehierro frontal ” y

Figura 2

A Corriente oscilante Entrehierro

Embobinado

Magnetismo remanente en la cinta (información grabada)

Líneas de flujo magnético inducido

Cinta magnética

B Partículas magnéticas desordenadas N  

  N S  

 S N 

N 

N S 

S 

S   N  N

 S

 S

N

Partículas magnéticas ordenadas N

N  

S

S  

N

N

S N

S N

S

S

S N

N N S

S S

N

S

na con material no magnético (por ejemplo, pl ás-

tencia del entrehierro quedar á en paralelo con

tico y papel), mismo que sirve para separar los

la baja resistencia de la cinta (figura 3). Como

dos polos (figura 2).

puede advertir, la mayor parte de la corriente

Para grabar la información de audio, la cinta magnética se acerca al entrehierro de modo que

pasará por la cinta; la razón es que este camino ofrece menos resistencia.

las lí neas de flujo magnético tengan un camino f ácil, pues esta última viene recubierta con óxidos ferromagnéticos.

Figura 4

Para entender mejor lo que acabamos de decir, hagamos una analogí a con resistencias. El flujo magnético estará  representado por una

Para lograr la caracter ística lineal entre la informaci ón de audio y la se ñal grabada en la cinta, se le agrega a la cabeza una corriente de polarización.

corriente el éctrica, y las reluctancias tendrán sus

V

equivalentes en las resistencias. La alta resisPunto de polarización

Figura 3 I

 3R

Zona lineal

H

Polarizaci ón La portadora de polarización se encarga de ha-

La polarización mediante una señal de corriente alterna, permite utilizar los dos tramos de la curva de hist éresis.

cer que el n úcleo de ferrita de la cabeza grabadora trabaje en su zona lineal en cuanto se re-

V

fiere a sus caracterí sticas de imantación. Esto puede lograrse si se agrega a la señal de audio una corriente de polarizaci ón continua, de modo que la cabeza de grabaci ón trabaje en la zona

H

lineal (figura 4). Al analizar con cuidado esta figura, descubriremos que la mitad de la curva se desaprovecha. Para aprovechar los dos tramos lineales, es preciso utilizar una señal de polariz ación de corriente alterna que es sumada a la información que se desea grabar en la cinta magnética (figura 5).

Figura 5

En resumen, la corriente de polarización aplicada a la cabeza grabadora tiene tres importantes caracterí sticas: c) Aunque su frecuencia no es crí tica, tiene que a) No es un proceso de modulaci ón, sino el re-

ser por lo menos 3.5 veces mayor que la fre-

sultado de sumarla con la señ al que va a

cuencia más alta que se desee grabar.

grabarse. b) Su amplitud depende de la curva de histéresis

D escri pci ón de etapas

de la cinta; debe ser lo suficientemente gran-

En la figura 6 se presenta un diagrama a blo-

de, para alcanzar de centro a centro las zo-

ques de la secci ón de grabaci ón de un tocacintas

nas lineales de la curva.

moderno, en donde se puede observar el cami-

Diagrama a bloques del proceso de grabación Teclado

Controlador del motor

M  _ 

Microcontrolador

Sensores

Auxiliar

Solenoides

C.D.

Oscilador de portadora de polarización

Sintonizador Interruptor de grabación

Selector de funciones

Tocacintas

Hacia la etapa de audio

Cabeza de borrado

Cabeza de  Grabación

Amplificador de grabación

no que sigue la señal de audio en su proceso

independientemente de que la cinta haya sido

para llegar a la cabeza de grabación y, finalmen-

grabada antes o no. Por otra parte, la cabeza de grabaci ón tam-

te, a la cinta.  Todo empieza cuando el usuario le indica al

bién recibe la señal de audio proveniente del

microcontrolador -a través del panel frontal o

amplificador de baja potencia; a su vez, éste re-

del control remoto- que quiere utilizar la sec-

cibe la señal del selector de funciones.

ción de tocacintas. El microcontrolador recibe

Cuando la cabeza de grabación recibe las se-

la i nformación y la procesa, para entonces en-

ñales de polarización y de audio, las convierte en variaciones magnéticas que se aplican a la cinta.

viar señales de control a los circuitos respectivos del tocacintas y así   ponerlos en estado de

Proceso de reproducci ón

espera. El microcontrolador también recibe señales de los sensores de casete, tipo de cinta y graba-

En l a figura 7 vemos el camino que sigue la se-

ción, para saber si puede o no activar el mo tor.

ñal en su proceso de reproducci ón. Vemos que el microcontrolador enví a una señal de control al interruptor de grabaci ón, a fin de que éste “sepa”  que debe suspender la alimentaci ó n al circuito generador de portadora, pues ya no se desea grabar la cinta sino reproducirla. Por lo tanto, la señal se toma ahora de la cinta y, de simple información magnética, pasa a ser una señal el éctrica a través de la cabeza de reproducci ón; esta señal el éctrica atraviesa un amplificador, para adquirir el nivel adecuado y as í  hacerse manejable; además, se le retira la señal de polarización. Luego la señal pasa por un circuito de ecualización (Dolby), donde se elimina en lo posible el

Cuando determina que todas las condiciones de operaci ón se cumplen, sólo necesita recibir las

órdenes del usuario (grabaci ón, reproducci ón, avance rápido, rebobinado) para activar a los solenoides y, por supuesto, al motor; es así  como éste empieza a recorrer la cinta y da inicio a -por ejemplo- la grabación; para ello, el microcontrolador enví a un pulso a un interruptor para indicarle que debe alimentar al circuito oscilador de la portadora de polarización (con el objeto de que este último genere su señal y la aplique tanto a la cabeza de borrado como a la de grabación). El propósito de la cabeza de borrado es preparar la cinta para el momento de la grabación,

Diagrama a bloques del proceso de reproducción

Figura 7 Teclado

Controlador del motor

M  _ 

Microcontrolador

Sensores

Solenoides

Auxiliar C.D.

Cabeza reproductora

Amplificador de señal de cabezas

Sistema reductor de ruidos

Selector de funciones

Hacia la etapa de audio

Figura 8 Verifique la señal del control del transistor que trabaja como interruptor.

A DECK 2

R

8

RPEH CH

L

CH

{

D

PD 5.5V REC 4.9V

6

7

G

5

6

S Q352

4

5

3

4

3

1

1

AZIMUHT

RELAY - 2 C . B

Q356

Q358

SER451 47K

Q353, 354 Q355,356 PB/REC SW EQ SW C451 220P SFR452 47K C452 220P Q451 ISS131

ADJ.

Q

R

Q357, 358 DECK PB. SELECT

EH 2

2

2/2

Q354

3 2

LHT2 0/9.5

PB SENS. ADJ.

4

 C  L  r  H  O  8  A  2   5   C A  K   C  H  2   0  2  z  V  2  V 

   1    5   M    4   1    R

C345 0.022

   3   P    5   0    4   0    C   0    1

1N4148M D452

L451 BIAS OSC

   S R453    8   0 2.7K    5   0    4   7    2    C

Q451 2SC3331T

R460 2.7K

   S

   7    1    5    0  .    4    0    C

   3   P    6   0    4   0    2    C    8

R456 18K R452 4.7K

   5    5   2  .    4   8    R

C456 47/25 Q454 2SA1015GR BIAS BEAT SW

REC / PB FREQ. RESPONSE ADJ.

R464 220

{

CRO2 7.0V LH 6.4V

C455 1000P

SER451 SER452

R462 10K

R461 4.7K

   9   0    5   0    4   7    2    C

+

Q456 DTC143XS

R

R457 18K

C460 2700

R465 12K Q452 2SC3331T

BIAS SW

S

Q451, 452 BIAS OSC

L451 BIAS FREQ. ADJ.

Q353, 354 Q355,356 PB/REC SW EQ SW

B

R464 220

CRO2 7.0V LH 6.4V

{

Si no existe señal de polarización, sospeche de un transformador defectuoso.

R462 10K 1N4148M D452

Q451 ISS131

L451 BIAS OSC

   S R453    8   0 2.7K    5   0    4   7    2    C

Q451 2SC3331T

R460 2.7K

   S

   7    1    5    0  .    4    0    C

   3   P    6   0    4   0    2    C    8

   5    5   2  .    4   8    R

C456 47/25 Q454 2SA1015GR BIAS BEAT SW

R456 18K R452 4.7K    9   0    5   0    4   7    2    C

+ R457 18K

R465 12K Q452 2SC3331T

L451 BIAS FREQ. ADJ.

R461 4.7K

Q456 R DTC143XS C460 2700

S

BIAS SW

Q451, 452 BIAS OSC

Localización de fallas

ruido de fondo (el llamado “hiss“). Después de este circuito, la señal es enviada hacia el selector de funciones; y desde ahí  es enviada a la etapa

El procedimiento de localización de fallas en

de amplificación, para que adquiera el nivel ade-

la sección electrónica de un tocacintas, se divi-

cuado con el que ser á posible llevarla hasta las

de en tres partes:

bocinas.

 C   3   5   5  4  7   /   2   5 

 0  .4  C  7  5  1   /   8  5   0 

 +

 +

 +  0  .4  C  7  5  1   /   7   5  1  C   0   /    5  5   0  0   5  + 1  R  1  C   0  5   0   0  0   0  5   5   0  0  P  7 

 (   L  T   C P  H  6   )  

 5  .  6  V 

1  C   0  5   /    5  0   0  1   +

C515 0.22/50

REC IN GND

 +

1   6 

1   5  1  PBIN 4 

VREF

1   3  1  REC 2  / PB 1  1 

ON / OFF 5.5V  6 

PBOUT PBOUT

1.3V 5.5V

7  REC

1   0 

 OUT

 8 

5 . 5V

5 . 6V

 9 

L 

R 

 (   R T   C P  H  6   )  

5.6V 5.5V

1  R   8  5  K  1  2 

11.3V/0.1V 5.5V 1 . 5V

 +

5.6V

 0  .2  C  2  5  1   /    5  6   0 

IC501 HA 12134A DOLBY

R   5  7  2  1   0   0  K 

 S  F  R   5  7  1  1   0  K 

1  R   0  5   0  7  K  1  1  R   8  5  7  K  6 

 0  C  .  5   0   3  7   3  1 

4  R  7  5  K  7   3  1  R   0  6   0  2  K  5 

R  4  5  7   0  0  1 

C503 1200P

 5 

4  R  .7  5  K  0  7 

R  4  5  7   0  0  2 

R503 2.2K

1  REC

4 

 +

C504 1200P

 3  PBIN

5.5V

1  C   0  5   /    5  0   0  2 

R504 2.2K

IN 10.9V 2  VCC R  4  5  7   0  0   9 

R 

L 

C   5   0   6  1   /    5   0 

 + 1  R   0  5   0  0   6 

1   0  C   0  5   0  0  P  8 

4  7  C   0  5   /    6  0  .  9   3 

 +

 G R  2  5  2  7  K   8  1  R   5  5  K  7   5 

 0  C  .  5   s   0   3  7   3  0 

1  R   0  6   0  2  K  6 

2  R  2  5  K  7  7   3   0  C  .  5   0  1  7   8  2  F  V  A  O D  C  E  A  R L 

2 

 5 

 6   +

1   /   2  4  L   + 1  2 

R  2 

 3 

 s 

R  4  5  7  7  K  4 

L  1 

1 

I    C   5  7  1  N   J  M 4   5   5 

-

2   /   2   8  7 

Cuando el amplificador de grabaci ón no está alimentado o ha sufrido daños, no hay señal de audio en la cabeza de grabación.

Figura 10

Verifique que la se ñal proveniente de las cabezas reproductoras entre y salga del amplificador de cabezas. C309 0.01

C310 0.01 R301 47

DECK 1 PH R

CH

   1    0    3    N CON301    I    P

3

  p    0    8    1    3    0    3    C

4

9 + 5 1/2

3 -

   1    0    3   K    K    1    0    K    R    0    F    2    S    9    3

   2  ,    3    0    3    R

2

R305 390K

   5    0    3    C    S

 ,    5    2    3    R

   3   K    1   8    3  . DTC    6    R    7  .    5

144ES

R

R309 22K    2    8    0 R311    0  .    0 8.2K

CH

Q301

2

AZIMUHT

Q302

CH

Q304

C361 0.01

   2    2    0  .    Q    3    1    3    C

RELAY - 1 C . B

L

R

R

7 -

P

R

C314 47/25

8

ADJ.

   1    5    3 CON351    N    I    P

DECK 2

LHI

6 +

1

8

RPEH CH

   L    1   B    5   6    3   4    2    Q    K    5    2

   3   K    5   0    3   0    1    R

   0    6    5

   K    1    1    5    3    R    F    S

   K    0    2    2    7    5    3    R

   9   K    6   8    3  .    6    R

R359 390K

R375 47K    K    7    4    3    7    3    R

R

   1    7    3    R R361 802K

   K    7  .    4    7    6    3    R

Q353 25A933SR

R454 47K

PD 5.5V REC 4.9V

D

5

6

S Q352

4

5

3

4

LHT2 0/9.5

PB SENS. ADJ.

4 3

2

2/2

R

Q356

Q354

Q358

Q357, 358 DECK PB. SELECT SER451 47K

Q353, 354 Q355,356 PB/REC SW EQ SW

3 C451 220P

EH

1

C357 S 0.0082

7    P    0    7    2    3    5    3    C

8

1/2

   S    3    3    9    A    5    2

Q355 DTC44ES 5.6V

5 6

R355 47

R351 100K C351 150P Q353

G

1

IC351 NJM206850

C362 0.01

7

2

EQ AMP 9

Q351, 352 REC, SW

6

2

   K    8  .    6    0    3    3    R

+

2/2

1

   K    0    0    1    3    2    3    R

   K    2    2    1    2    3    R

Q303

   V    5  .    1    1    /    1  .    0

3

2

R307 4.7K

R

S C311 0.015 PB.AMP

L

X4

R462 10K R464 220

{

CRO2 7.0V LH 6.4V

1N4148M D452

C452 SFR452 220P 47K Q451 ISS131

AZIMUHT

ADJ.

Q RELAY - 2 C . B

L  C  r  H  O  8   5  A 2  A   C  C  K  H  2  z   0  2  V 2  V 

   1    5   M    4   1    R

   3   P    5   0    4   0    C   0    1

L451 BIAS OSC

REC/PB

R460 2.7K

   S

   7    1    5    0  .    4    0    C

   3   P    6   0    4   0    2    C    8

   5    5   2  .    4   8    R

C345 0.022 SER451 SER452

   S R453    8   0 2.7K    5   0    4   7    2    C

Q451 2SC3331T

C455 1000P Q454 2SA1015GR

C456 47/25

R456 18K R452 4.7K

R461 4.7K

   9   0    5   0    4   7    2    C

+ R457 18K

R C460

Si no existe audio del tocacintas, sospeche de un circuito selector de funciones defectuoso.

MUTE    A    B   -      F    F

   K    7    4    1    1    6    R

   3    3   K    6   2    R    1

   N    U    T

11

   L

   k    5    1    X   3    U   6    A   6    R

15

   O    N    O    H    P

14

12

FUNCION SELECTOR    0    0    1    3    1    6    R

13

16 9

7

   H    C    L      C    N    U    F

2.6V

6

10    K    7    4    2    1    6    R

IC604 GD4052B 10.6V

8 4

2

5

1

3 +

   N    U    T

   K    5    1    4    6    6    R

   4    3   K    6   2    R    1

   D    C

   0    5    /    7  .    4    8    2    6    C

   O    N    O    H    P

   X    U    A

R

L

R

Figura 11

1. Secci ón de grabaci ón.

 2. Secci ón de reproducci ón.

Cuando un tocacintas tenga un problema en la

En caso de que no exista audio en reproducci ón,

sección de grabaci ón, verifique que el interrup-

será  necesario asegurarse de que la se ñal co-

tor de grabación-reproducci ón alimente al oscila-

rrespondiente esté presente en la entrada y en

dor de polariz ación (figura 8A). También asegú-

la sali da del amplificador de cabezas (figura 10).

rese de que este último se encuentre trabajando

Verifique que esta señal entre y salga del cir-

correctamente; de no ser así , resultará imposible

cuito reductor de ruidos (Dol by) y del selector de

grabar información en la cinta (figura 8B).

funciones (figura 11).

Si el oscilador de polarización funciona ade-

Si en determinado momento la señal entra a

cuadamente, verifique que la señal de audio lle-

un circuito pero no sale de él, antes de pensar

gue a la cabeza de grabaci ón mezclada con la

en la sustitución del elemento activo -transistor

señal de polarizaci ón; si la señal de audio no

o circuito integrado- compruebe que éste sea co-

hace esto, revise el camino que sigue desde el

rrectamente alimentado.

selector de funciones y su paso por el amplificador de grabaci ón (figura 9).

 3. Secci ón de control

Una vez comprobado que la señal (polariza-

En esta secci ón es importante verificar que los

ció n + audio ) llega a la cabeza de grabaci ón,

sensores estén perfectamente limpios (figura

A

Si los sensores están dañados o sucios, el microcontrolador no mandará la orden de arranque al motor

   7    3   K    5   7    R   4

   8    3   K    5   7    R   4

   9    3   K    5   7    R   4

   0    4    5    R

   1    4   K    5   7    R   4

   K    7    4

   2    4   K    5   7    R   4

   3    4   K    5   7    R   4

CON501 1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

   I    H    L

   R    O    T    O    M

   1    T    S    C

   0    N    D

   1    L    O    S

   O    T    U    A

PIN 501

   1    M    A    C

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

   3    E    R

   4    E    R

   2    H    L

   R    O    T    O    M

   2    T    S    C

   0    N    D

PIN 502

   1    5    8    1   6    N    C    I    D

SW4 (C.02)

N

CON502

   1    O    5    T    8    U    2    6    A    N    D    1    C    I

   2    L    O    S

   2    M    A    C

Q1 25A9335

N S    )    )    )    1   B    3   A    4   2    0    C    C    W   r    W    W    E    E    S   R    S   R    S   C    (    (    (

SW6 (STOP)

SW5 (CST)

DECK - 1 C . B

R3 8.7K

3.9K

AUTO STOP AMP SER1 TAPE SPEED ADJ.

DECK - 2 C . B

O

SER1 3.3K

R2

IC1    5   )    T    S    W    C    S   (

TAPE SPEED SELECTOR

R1 100K

   )    6   P    O    W    S   T    S    (

H L M5 (DRIVE MOTOR)

B

   R    O    T    O    M

   2    T    S    C

   0    N    D

   O    1    T    5    U    2    8    A    6    N    D    1    C    I

M

PIN 502    2    L    O    S

   2    M    A    C

TAPE SPEED SELECTOR

R1 100K Q1 25A9335

N S

SER1 3.3K

R2

R3 8.7K

3.9K

IC1 AUTO STOP AMP

SER1 TAPE SPEED ADJ.

Si el motor gira a una velocidad errónea, verifique el circuito controlador de velocidad.

   )    6   P    W   O    S   T    S    (

H L

M

M5 (DRIVE MOTOR)

Figura 13 Si el motor no gira, verifique el controlador del motor

   K    E    4    2    0   1    0   A    5   T    Q    D

Q500,503 MOTOR DRIVE MOTOR

Q502

Q501

SOL2

SOL1

DRIVE

DRIVE

SOL2

SOL1

R533 2.2K

R531 2.2K

   R

Q501

Q503

25A952K

R534 10K

Q502

R532 10K

C513 0.1

25A952K

25C3266GR

C508 100/16

D501 155181

microcontrol ador y entonces éste no podrá enviar las órdenes correspondientes a los distintos circuitos del tocacintas.

Figura 14

Si el motor no gira, revise que el microcontro-

  Motor

lador enví e la orden hacia el controlador del motor y que éste, a su vez, alimente al propio motor (figura 13). Cuando el motor gire fuera de lo normal, m ás lenta o más rápidamente, verif í quese el estado

Orificio para ajuste de velocidad del motor

de la resistencia variable que se encarga de controlar su velocidad; es una pieza que podrí a estar desajustada o abierta (figura 12B). Situación aparte es la de los motores que se ajustan de manera interna, por lo que no queda más remedio que sustituirlos cuando empiezan a fallar (figura 14). Si el sistema no realiza las funciones de avan-

a 30 ohms); cualquier abertura o alteraci ón en

ce rápido o de rebobinado, asegúrese de que el

los mismos, constituye un impedimento para la

microcontrolador enví e los pulsos necesarios a

ejecución de dichas funciones.

los solenoides. También verifique el estado de

DISPOSITIVOS SENSORES EN VIDEOGRABADORAS Carlos G arc í a Qui roz 

El sistema de control Actualmente, las videograbadoras centraliz an su sistema de control en un circuito i ntegrado (genéricamente llamado microprocesador); este dispositivo totalmente electrónico ha desplazado a

E n este ar t í culo dir ig ido a quien in icia sus estudios sobre videogr abador as, explicar emos c ómo trabajan los distintos sensor es que se r equi eren en la operaci ó n de dichas m áqui nas. C oncluir emos el tema con alg un as r ecomendacion es sencillas, r elacion adas con el servi cio a tales dispositivos.

los sistemas mecánicos que empleaban las primeras videograbadoras, principalmente aquellas que utilizaban teclas en sus funciones de operación. Como el nombre lo indica, por medio del sistema de control se monitorean y se controlan todas las funciones de la videograbadora (figura 1). Para ello, emite todas las órdenes y recibe e interpreta toda la información que ingresa en la videograbadora por medio del control remoto, interruptores o sensores; y es así  como hace funcionar ciertos sistemas y dispositivos en una se-

Figura 1

Circuitos del servo

Temporizador automático de grabación

El sistema de control y su diagrama a bloques Interruptores de carga y descarga

Botones de función de panel frontal

Motor de carga de cinta

Sistema de control

Sintonizador

Luces de indicación panel frontal Interruptores del mecanismo

Control ON/OFF Comandos de transmisor de control remoto

Control de motores de carretes Sensores de autostop

Cabe señalar que, en algunos microprocesa-

radioeléctrica, presi ón, etc.) produce una señal

dores, puede ser necesario expandir la capaci-

eléctrica útil para fines de medida, de control o

dad de entrada y salida del sistema, agregando

de recopilación de informaci ón (figura 4). En el

etapas que cumplen la funci ón de expansores

caso de las videograbadoras, estos sensores

de entrada y salida (I/ O = Input/ Output), donde

constituyen circuitos auxiliares que le indican al

se involucra generalmente la funci ón de varios

sistema de control si la operación mecánica se

sensores (figura 3).

realiza sin ningún contratiempo.

¿Que es un sensor?

Sensores de inicio y fin de cinta (S end y T end)

Desde el punto de vista tecnol ógico, es un dispositivo que en respuesta a las variaciones de

La cinta magnética de un videocasete posee al

una magnitud (luz, energí a acústica, energí a

principio y al final un tramo transparente de

Motor A SW SW

Motor B Circuito lógico

Solenoide A Solenoide B

SW Detector

Lámparas

Detector

Syscon

Figura 3

Expansores de entrada y de salida Sensor de humedad Sensor de rotación del tambor Sensor fin de cinta Botón de play Clock

Botón de rewind Botón de record

Datos Controlde sistemas

Datos

Llave de encendido Expansor I/O

Datos Datos

Sensor rotación carretes Botón de avance rápido Parada de memoria Sensor de seguridad de grabaci ón Botón de pausa Fin de carga de la cinta Comienzo de rotación del tambor Selector REC´ /PB Control fuente Control motor de carrete

poliéster. Esta parte de la cinta actúa conjunta-

coloca en ON para que el diodo emita luz y en

mente con un circui to de protección que, en com-

OFF para que no la emita. Por lo tanto, la l uz del

binación con un diodo emisor de luz (led) de tipo

led permanece bloqueada normalmente por la

incandescente o infrarrojo y dos fototransistores,

cinta magnetizada, por lo que los fototransistores

detecta tanto el inicio como el final de la cinta

Q001 y Q002 -que tienen la caracterí stica de ser

(figura 5).

muy sensibles- también permanecen en OFF.

Durante el proceso de reproducci ón normal

Cuando la cinta llega a su fin, la parte trans-

de una cinta, el diodo led (D001 en la figura 6)

parente permite el paso de la luz del diodo y al-

emite una luz infrarroja que es controlada por el

canza al fototransistor Q001, que en ese momen-

transistor Q501; dependiendo de la señal de sa-

to cambia a ON, provocando que el movimiento

lida de la terminal 68 del microprocesador

de la cinta se detenga. El proceso de detecci ón

(IC501) del sistema de control, el transistor se

del inicio de cinta es similar, pero ahora se acti-

Figura 4 Dos tipos diferentes de sensores (fototransistores)

Figura 5

Ubicación de los sensores de inicio y fin de cinta LED

Casete

Sensor S END

Sensor T END

va el fototransistor Q002 ubicado en el l ado de-

Detector de rotaci ón de los carretes

recho de la videograbadora (figura 6). En la tabla 1 se muestran las caracterí sticas

Los sensores de rotaci ón se encuentran ubica-

de este sistema y sus modos o estados de cam-

dos debajo de los portacarretes. Al girar los ca-

bios o conmutación.

rretes, la luz del emisor pasa a través de una rue-

Figura 6

Circuito de control de una videograbadora SLV-X60 en su sección de sensores de inicio y fin de cinta.

IC 501

UN SW 5V

MD BOARD

R002

Q002 S Sensor S END Sensor

C002

D005

5 R007

2.6V D001

6 +

7

3

CN02

57 S Sens

R008 2.4

R009 R010 UN SW5V Q001

T Send

R001

R004

D004 T END Sensor R023

C001

9

IC002 (1/4) +

8

13

CN001 56

T Sens

10

UN REG 17V CN002

Lamp VCC 14

END LED

R533 + C531

Bias voltage is applied so that the comparator output becomes “L“ when there is not pulse input.

Q501 15 R515

68 Lamp

Tabla 1

Modos de conmutaci ón del sistema de detecci ón de fin e inicio de cinta Condicion de movimiento de la cinta

IC501 PIN 57 (S SENS)

IC501 PIN 56 (T SENS)

Low (L)

Low (L)

Conmutacion del movimiento normal

Pulso

Low (L)

Retroceso de cinta (REWIND)

Low (L)

Pulso

La cinta corre en direccion normal hasta que no hay pulso de entrada en el PIN 56 despues del paro (STOP)

Pulso

Pulso

Expulsion

Corre normalmente Fin de cinta Inicio de cinta No detecta

Modo de conmutacion

Cinta, cinta rota

(E ject)

da dentada emitiendo así  la señal FG (fre-cuency 

Para corroborar que la frecuencia detectada

 g enerator) . Esta señal genera a su vez seis pulsos

es la correcta, el microprocesador compara los

por cada giro que dé la rueda (figura 7).

ciclos recibidos con una tabla grabada en su me-

Rueda dentada donde embonan los carretes y su ubicación de el circuito IC501 de una videograbadora SLV-X60.

MD BOARD

UN SW 5V

R005

PH002 T REEL FG 1 4

R012

T REEL FG D007

2

IC501

R011 R004 3 2

UN SW 5V

3

R013

+ -

1

CN001

44 T-REEL

IC002 (1/4)

C005 +

R014 UN SW 5V R015

PH002 T REEL FG 1 4

T REEL FG

12

D006 2

+ 14 IC002 13 (1/4)

R016

3

CN001

45 S-REEL

MTR12V 1 2

CN001

4V PH001 or 002 Collector

0V 4V

IC501 44 or 45

0V

Tiempo transcurrido en la detección de rotaci ón de los carretes (unidades:segundos)

Normalmente el tambor genera doce pulsos por cada giro. Cuando el intervalo del pulso de la señal FG del tambor que entra en la terminal

Modo de operacion

PB/REC X1/-X1

X2/-X2

LP

4

2

.2

.5

100

croprocesador recono ce que la rotaci ón es anor-

SP

1.3

.65

.2

.5

33

mal y enví a la orden de alto (figura 8).

CUE/REV FF/REW SLOW

61 del IC501 es mayor que 1.5 segundos, el mi-

Tabla 2

Contr ol del tambor para una acci ón r á pi da El tambor mantiene su rotación aun cuando no

moria y que cuenta con ciertos rangos de valo-

se esté reproduciendo o grabando una cinta, con

res (tabla 2). Cuando el ciclo contado es m ás

el fin de acortar el tiempo de acci ón cuando se

grande que los valores establecidos en la tabla,

le ordene reproducci ón/ grabación. Pero si es el

la base del carrete es colocada inmediatamente

caso en que no recibe ninguna indicaci ó n, el

en el modo de paro.

tambor se detiene transcurridos cinco minutos;

Cuando el movimiento de los carretes es de-

esto sucede ya sea después de haber cargado un

tenido por este sensor, no conmuta a otros i nte-

casete, de haber cambiado el modo de reproduc-

rruptores, sino sólo al interruptor de encendido,

ción, grabación, retroceso o adelantado al modo

y puede ser activado el interruptor de expulsi ón.

de alto, o bien, si después de haber encendido l a

Los sensores de rotaci ón, se incluyen con el

unidad no se realiza ninguna funci ón.

fin de detectar el caso de que una cinta llegue a otro se dañen.

Determinaci ón del tamaño del centro del carrete

Detección de rotaci ón del tambor

Esta funci ón es llevada a cabo por los mismos

enredarse en el mecanismo e impedir que una u

sensores que controlan la rotación de los carrePara detectar que el tambor de cabezas gire a la

tes; lo que cambia es la duraci ón de los pulsos

velocidad requerida (1800 rpm), la videograba-

en funci ón de la cantidad de cinta que haya en

dora cuenta con un sensor (CYL FG COIL) encar-

cada carrete, todo esto con el fin de control ar la

gado de generar una señal pulsante por cada ro-

tensión de la misma durante su movimiento en

tación.

cualquier modo.

Diagrama de un equipo SLV-X60 donde se ubican los sensores de detección de rotación del tambor

5V CYL.FG(+) IC004

IC501

18 5

+

19

CYL FG COIL 7

+

17

19

61

20 CN001

CYL.FG(-)

D505

IC501 protective diode MD BOARD

MA BOARD

DRUM FG

Pulsos FG para la detección del tamaño del centro del carrete

2

1

4

3

5

6

I

S REEL Ns

1

2

3

4

5

6

I

T REEL Nt

Durante los modos de avance y retroceso rápido o alta velocidad en REW, el tamaño del cen-

Figura 9

Por lo general, se permite un porcentaje de entre el 10% y 75% de humedad ambiente.

tro del carrete es detectado en el modo de CUE/ REWIND, y entonces la cinta es colocada en el modo de alta velocidad.

Algunas recomendaciones para el servicio

Una vez que el tamaño del centro del carrete es detectado, sus datos son retenidos hasta que

Para cerrar el artí culo, haremos algunas reco-

el casete se expulsa. Estos datos son colocados

mendaciones muy sencill as relacionadas con el

en modo de RESET cuando el conector de AC se

servicio.

desconecta.

La mayor parte de los problemas del sistema

En la detecci ón del tamaño del centro del ca-

de control, son resultado de un ciclo que no fue

rrete, el tiempo (Ns) requerido para generar seis

completado, por lo tanto, es esencial que todos

pulsos de FG en el carrete S y el tiempo (Nt) re-

los sensores trabajen apropiadamente.

querido para generar seis pulsos de FG en el ca-

Si usted observa que la videograbadora fun-

rrete T, son contados bajo l as condiciones de que

ciona momentáneamente y enseguida se detie-

la cinta corra de una manera estable (figura 9).

ne, es muy probable que un sensor esté enviando la orden de paro, lo que podrí a significar dos

Sensor de humedad

cosas:

Otro de los sensores importantes que se incor-

1) Algún sensor ha detectado determinado des-

poran en las videograbadoras, es el sensor de

perfecto en el equipo y por ello manda a STOP

humedad del equipo, ya que un exceso de agua

la máquina. En este caso, deber á verificar si

condensada puede provocar que la cinta se ad-

existe exceso de humedad o si todos los mo-

hiera al tambor y se complique su funcionamien-

tores se mueven.

to normal.

2) Si todo es correcto, es probable que alg ún

Este sensor, que es un elemento resistivo, de-

sensor está fallando, y hay que verificar en-

tecta el exceso de humedad y detiene el funcio-

tonces cuál de ellos tiene problemas. Al res-

namiento del equipo. En condiciones de operación

pecto, le recomendamos que cheque las se-

normal, la resistencia presenta una impedancia

ñales que entran al sistema de control y que analice si éstas tienen la forma y el nivel adecuando; dicha medición la tiene que hacer rápidamente, antes de que la m áquina se vaya a paro.

elevada que, al incrementarse la humedad en el mecanismo provoca que la impedancia disminuya y sea detectado por el microprocesador, el cual, como medida de precaución, ordena el paro

DESCRIPCION DEL SETUP Leopoldo Parr a R eynada

E l Setup o config uraci ó n in icial es un  pr og r ama qu e se ej ecu ta cada vez que se enciende la computador a. E sta aplicaci ó n determina c ó mo tr abaja el sistema, ya que un  Setu p bien adm inistr ado optimiza el ren dimi ento de un a computadora, al per miti r  una r á pi da oper aci ó n y un acceso adecuado a  su s componen tes; y al con tr ar io, si  determ in ada máquina no tiene una configuraci ó n de Setup corr ecta, por m á s  poder oso que sea el har dw ar e qu e i nclu ya, trabajar á lentamente o i ncluso podr á  pr esentar confli ctos. E n este ar t í c ulo explicaremos qu é es el Setup, para qu é sir ven las l í neas de este pr og r ama y c ó mo optim izar  dicha config uraci ó n. E l tema corr esponde a un cap í tulo del volumen TE CN I CA S  AVAN ZA D AS de la ob r a R E PA R ACI O N Y   ACTULI ZA CI O N D E LA PC di tado C tr

¿Qué es el Setup? En computadoras PC se conoce como  Setup a un programa por medio del cual hacemos una configuración tanto en el nivel de hardware como en el de  software . Y es que aquí  “avisamos“ al sistema, por ejemplo, qué tipo de unidad de disquete posee, la estructura l ógica del disco duro, cuáles son los tiempos de acceso, los ciclos de reloj, la activación y desactivaci ón de bloques enteros dentro del propio sistema, etc. Por ello, es evidente la enorme importancia de este programa de configuración y lo fundamental que resulta una buena administración de sus recursos para garantizar una operaci ón sin complicaciones. Expliquemos cuál es la posición especí fica que guarda el Setup en el arranque de una computa-

Cuando se enciende una computadora, el microprocesador recibe un pulso de inicialización, mismo que arranca a la rutina de diagnóstico POST, a la lectura y comprobación del Setup  y a la carga de las rutinas básicas de entrada y salida (BIOS).

Pulso de reset

Figura 1

PC se suceden varios pasos bien establecidos (fi-

cho, el Setup interactúa de forma directa con la

gura 1):

rutina POST, ya que durante esta autoprueba inicial, la ROM -BIOS verifica la presencia de los ele-

1) Lectura de la rutina POST de prueba inicial.

mentos de hardw are dados de alta en el Setup y

2) Lectura y comprobaci ón del Setup para revi-

comprueba no sólo que estén conectados, sino

sar la configuraci ón inicial a nivel hardware

que también funcionen adecuadamente, por lo

del sistema.

menos aquellos que forman parte de la estruc-

3) Búsqueda del sistema operativo, ya sea en el

tura básica de esta plataforma (figura 2). As í  mismo, el Setup indica a la ROM- BIOS as-

disco duro o en l a unidad de disquete. 4) Lectura de los archivos de arranque y confi-

pectos importantes como la cantidad de memo-

guraci ón en el nivel de software, lo que final-

ria RA M instalada, el tipo de unidad de disquetes

mente presenta al usuario el ambiente de tra-

que se está utilizando, la estructura y capacidad

bajo y deja a la máquina lista para trabajar

de los discos duros, la fecha y la hora manejada

con las diversas aplicaciones.

por el reloj de tiempo real, etc. Sin esta información, el sistema básico de entradas y salidas al-

La privilegiada posición del Setup, inmediata-

macenado en la memoria ROM , no podrí a comu-

mente después de la rutina de autoprueba POST,

nicarse adecuadamente con estos dispositivos, por

sirve para indicarle al BIOS las caracterí sticas que

lo que se complicarí a el manejo de los compo-

tendrá la operaci ón de la computadora. De he-

nentes conectados en la computadora.

ROM-BIOS CMOS-RAM

. .

(Consulta al Setup)

. ¿Existe unidad de disquete A?

Sí (Consulta al Setup)

¿De que tipo y capacidades?

3 1/2" 1.44MB

Rutina POST

Proceso de prueba de la unidad de disquete (Consulta al Setup) ¿Existe disco duro?

Sí

¿Arquitectura interna? Proceso de prueba del disco duro .

(Consulta al Setup)

2048 cilindros 16 cabezas 63 sectores

Para ejecutar la rutina POST, la ROM-BIOS consulta frecuentemente a la CMOS-RAM a fin de conocer la configuraci ón del sistema, y poder probar as í sus distintos componentes.

Esto significa que dicha utilerí a necesita de

enfrenta a una máquina de marca de la cual no

una manipulación cuidadosa por parte del fabri-

conoce la forma de entrar al Setup, un m étodo

cante, ensamblador o personal de servicio ya

que ha resultado muy efectivo para que el mis-

que, de lo contrario, se pueden generar proble-

mo sistema le indique la forma de acceder a esta

mas que van desde una p érdida mí nima en el

utilerí a es el de simplemente retirar el teclado

desempeño de la máquina, hasta computadoras

del sistema, y en al momento de arrancar la má-

que se bloquean durante el arranque y que son

quina aparecerá un mensaje de error indicando

incapaces de realizar tarea alguna.

que se debe entrar al Setup para corregir la falla

Por todo esto, un conocimiento adecuado de

y muestra la tecla o teclas que se deben presionar.

los parámetros susceptibles de ser modificados

Cabe aclarar que, como ejemplo, en este ca-

en el Setup, resulta básico para lograr la optimiza-

pí tulo utilizaremos una tarjeta madre de quinta

ción de una PC.

generaci ón con ROM-BIOS marca Award, la cual presenta un Setup en modo texto. Sin embargo,

Cómo entrar al Setup

algunos fabricantes como AM I han incorporado una interface gráfica que puede manejarse con

Debido a que el Setup s ólo se lee durante el

el ratón de modo similar a como trabaja Win-

arranque, una vez que se ha ejecutado ya no se

dows; pero las opciones que presentan ambas

puede modificar nada en su interior pues se co-

interfaces son prácticamente idénticas, lo único

rre el riesgo de afectar seriamente la integridad

que varí a es la forma de manejo. En este artí cu-

de la computadora. Resulta obvio que para mo-

lo só lo se describirán las lí neas del Setup en

dificar los datos contenidos en este programa,

modo texto, de tal manera que cuando usted lo

se tiene que entrar antes de que se lea su info rmaci ón. Por ello, el momento ideal para entrar al Setup y hacer los cambios convenientes es precisamente durante el arranque. Si ha analizado cuidadosamente el proceso de encendido de una computadora y ha observado los mensajes que aparecen en la pantalla del monitor, habrá notado que en casi todos los clones ensamblados, prácticamente desde el inicio (cuando se está haciendo el conteo de la memoria RAM), aparece un letrero que dice algo similar a:

“Press if you want to run Setup“ Si en el momento en que está dicho mensaje en la pantalla se presiona la tecla DEL (SUPR en teclados en español), se puede acceder a la pantalla inicial del Setup, el cual, como puede ver en la figura 3, presenta un men ú inicial que ofrece varias opciones y niveles de configuraci ón. Este método para entrar al Setup se aplica en BIOS de AMI y Award (los más utilizados entre fabricantes de clones ensamblados); pero las máquinas de marca suelen utilizar algunas combinaci ones de teclas como CT RL + ALT + ESC en el caso de las computadoras Acer, la tecla F10

requiera pueda extrapolar las explicaciones ha-

cursor); por medio de las teclas PageUp-Page-

cia el Setup gr áfico. incorporado en una tarjeta madre de quinta ge-

Down   (AvPág-ReP ág en teclados en espa ñol), introduzca el valor correcto. Notará que no puede modificar el dato del dí a de la semana en que

neraci ón (tipo Pentium), con chipset  Intel Tritón

se encuentra; esto se debe a que el BIOS posee

 TX (i430TX, el último chipset que desarrolló Intel

una base de datos interna que le permite identi-

 Tomaremos como ejemplo un BIOS Award

para máquinas con el Socket-7). Sólo se descri-

ficar el dí a correcto.

birán con detalle aquellas lí neas que sean co-

El segundo punto que podemos encontrar es

munes en prácticamente cualquier marca y mo-

la arquitectura de disco o discos duros que es-

delo tanto de BIOS como de chipset.

tén instalados en el sistema. Algunas tarjetas

Para entrar en cualquiera de las opciones que

madre sólo traen posiciones para disco duro C:

presenta el men ú  inicial del Setup, basta con

y D:, mientras que sistemas m ás modernos

utiliz ar las flechas de cursor. Con ellas traslade

(como el mostrado), poseen directamente la op-

la lí nea resaltada hasta la opción que quiera y

ción de configurar los cuatro discos que normal-

presione Enter. En ocasiones aparece una pan-

mente podemos colocar en interface IDE (Primary 

talla de advertencia previniendo al usuario que

IDE master, Primary IDE slave, Secondary IDE  master y Secondary IDE slave) . Puede notar que en cada una de estas l í neas hay ocho parámetros a configurar: tipo (Type), tamaño (Size) , cilindros (Cyls) , cabezas (Head) , precompensaci ó n (Precomp) , zona de aterrizaje (LandZ), sectores (Sector)  y modo (Mode). Veamos para qué sirve

cualquier modificación a esta configuración inicial puede provocar graves problemas en la operaci ó n de la máquina, incluso bloquearla. En estos casos, presione nuevamente Enter y podrá acceder al nivel de configuraci ón deseado. Veamos estas opciones una por una.

cada uno de ellos:

Standard CMOS Setup

La lí nea Type Los primeros parámetros corresponden a la fe-

Define el tipo de disco que se est á  utilizando.

cha y hora que almacena el reloj de tiempo real.

Casi todos los Setup poseen m ás de 40 tipos

Aqu í  es donde podemos modificar el dí a y la hora

predefinidos que van desde un disco pequeño

para sincronizarla con la de nuestra localidad

de 10 MB (casi siempre ocupando la posici ón 1),

(figura 4).

hasta discos grandes de varios cientos de

Siempre que desee modificar algún parámetro, lleve el punto resaltado hasta dicha opción (se puede hacer por medio de las flechas de

megabytes; y hay una l í nea especial que indica que no se posee un disco duro. Si la unidad tiene una estructura interna que coincide con cualquiera de los discos listados, lo único por hacer será indicar dicho n úmero en la l í nea de Type, para que de forma autom ática se llenen todos lo s demás parámetros. Anteriormente, el problema surgí a cuando determinada unidad no coincidí a con ninguna de las listadas en el Setup, en tal caso, lo que quedaba por hacer era elegir la m ás parecida, perdiendo algunos megabytes de la capacidad de almacenamiento. Como dicha solución no resultaba satisfactoria, todos los fabricantes de Setup incorporaron al final de la lista de discos estándar una posición a la que denominaron User   (usuario). Por

te los parámetros correspondientes a cilindros,

Las lí neas Cyls, H ead, Sector 

cabezas y sectores, con esos datos el Setup cal-

Con estos tres parámetros, los más importantes

culaba la capacidad total del disco.

de un disco fijo, se le indica al Setup la arquitec-

 También se podí an configurar las l í neas de

tura interna del disco duro para que la máquina

Precomp y LandZ, aunque en ocasiones se deja-

y el sistema operativo “conozcan“ la disposición

ban en blanco sin que ello afectara el desempe-

de celdillas donde se guardará  la información.

ño del sistema. Finalmente, en máquinas recientes, se ha incorporado una nueva opci ón denominada Auto o detecci ón automática. Con ella, cada vez que arranca el sistema, busca en sus puertos IDE la presencia de discos, en caso de encontrarlos los configura de manera automática; de este modo, el usuario no tiene que introducir ningún dato adicional, ya que el mismo Setup llena los huecos dependiendo de la unidad de disco encontrada. Si su máquina posee un Setup con esta opción, y su disco o discos son de tipo IDE, lo más sencillo es colocarlo en A uto; ello ahorra el problema de identificar el disco, extraer sus datos, introducirlo s, etc.

Casi siempre basta con llenar estos puntos para que la unidad quede correctamente configurada.

Las lí neas Precomp y Landz  Estos parámetros se incorporaban en discos antiguos para optimizar la transferencia de datos entre el CPU y el disco duro. Dicha funci ón se efectuaba por medio de una precompensaci ón en la escritura y el establecimiento de una “zona de aterrizaje“, para que cada vez que se apagara la máquina, las cabezas pudieran desplazarse a un cilindro (el cual no se utiliza para guardar datos). De este modo se evitaba que cualquier daño ocasionado por el contacto entre cabeza y plato, afectara alguna

La l í nea Size

informaci ón.

Es aquí  donde el Setup muestra la capacidad del

En discos modernos, estos parámetros ya no

disco duro en megabytes, la cual calcula a partir

son importantes, ya que en discos IDE, se deja

de los datos de cili ndros, cabezas y sectores (re-

el punto Precomp en cero ó 65,545 y las unida-

cuerde que en cada sector podemos grabar has-

des tienen prefijada de f ábrica una zona de ate-

ta 512 bytes, así  que la capacidad total se calcu-

rrizaje y un mecanismo de auto-aparcado, así 

la multiplicando los tres parámetros mencionados

que se pueden dejar en blanco estos espacios

entre sí  y luego por 512).

sin que ello afecte el desempe ño del sistema.

Conviene no perder de vista que, en la pr áctica, se habla de megabytes como si fueran dos

La lí nea Mode

medidas distintas: 1 millón de bytes y 1 mill ón

Este parámetro se introdujo recientemente en

48,576 bytes (2 elevado a la potencia 20). Esto

tarjetas madre. Se refiere al tipo de control de

es pertinente considerarlo porque para el Setup,

transferencia de datos entre el CPU y el disco

un megabyte es igual a 1 mil lón 48,576 bytes; lo

duro. Hay varios tipos de intercambio: el PIO1,

que significa que por ejemplo, si tiene un disco

PIO2, PIO3 y PIO4 (recuerde que PIO son las si-

de 420 MB, al configurarlo, el Setup indicará que

glas de Prog rammed I nput Output , un método de

el disco es de una capacidad de sólo 406 MB.

manejo de datos que permite un flujo de alta ve-

La diferencia de 14 MB se debe a la distinta

locidad sin necesidad de recurrir a DM As). Tam-

manera de medir los megabytes, por lo que es

bién hay una opción de AUTO, que de forma auto-

normal que el tamaño mostrado por el Setup sea

mática detecta la manera ideal de comunicación

ligeramente inferior al reportado por el fabricante

con el disco duro y la fija durante el arranque.

(si desea encontrar el tamaño efectivo en millones de bytes, simplemente multiplique el valor

A continuación de las lí neas donde se confi-

obtenido en el Setup por 1.0486, y obtendrá el

guran los discos duros, se encuentra un par de

valor especificado por el fabricante del disco

opciones donde se le indica al sistema qué tipos

como A y B. Todas las tarjetas madre tienen cua-

Con esto hemos terminado un recorrido por

tro o cinco opciones de donde escoger: 5.25 pul-

el Setup básico. Veamos otras opciones del menú

gadas y 360 KB; 5.25 pulgadas y 1.2 MB; 3.5 pul-

inicial.

gadas y 720 MB; 3.5 pulgadas y 1.44 MB y, finalmente, 3.5 pulgadas y 2.88 MB. Obviamen-

BIOS Features Setup

te, aquí  se deber á escoger el tamaño y capacidad de sus uni dades de disquete.

En esta pantalla se pueden fijar algunos pará-

Debajo de estas l í neas aparece una opci ón

metros que son de vital importancia para el des-

donde se indica el tipo de monitor (tarjeta de vi-

empeño general del sistema. Veamos para qué

deo) que se está  utilizando. Las opciones que

sirve cada l í nea (figura 5).

tiene prefijadas son: M onochrome, Color 4 0x25 ,

VGA/PGA/EGA , Color 8 0x25  y No installed . Aquí  deberá colocar el tipo de controladora de video que se tenga instalada en el sistema en cuestión. La última opción de usuario es la de Halt On . En ella se indica al Setup detenerse en caso de encontrar determinados errores durante el arranque: All errors  (todos los errores); No Errors  (ningún error); All But Keyboard  (todos, menos el teclado);  All B ut D is kette (todos menos unidad de disquete) y All B ut D isk /K ey  (todos menos teclado y unidad de disquete). Para el servicio, conviene mantener esta l í nea en All E rrors, aunque Figura 5

hay ocasiones en que un teclado presenta problemas para ser reconocido durante el arranque, lo mismo puede suceder con algunas unidades de disquete, fuera de eso funciona perfectamente.

Vi rus Warni ng

En tales casos, para evitar que el usuario se

Esta lí nea sólo se puede habilitar o deshabilitar.

alarme sin motivo, puede elegir alguna de las

No significa que el BIOS posea un antivirus inte-

l í neas que impiden la detención del proceso de

grado; lo único que hace esta lí nea es monitorear

arranque al detectar un error en estos elementos.

los accesos hacia el sector de arranque ( Boot 

La opción que definitivamente debe evitar es la de

 Sector ) del disco duro, con la confianza de que

No Errors , ya que se podr í a no detectar proble-

una vez que se han realizado las particiones,

mas serios durante el encendido y la confiabilidad

formateado el disco en alto nivel y cargado sis-

de la computadora no estará garantizada.

tema operativo, ninguna otra aplicación debe

Hay también un recuadro en el que se indica

intentar el acceso a dicha porci ón del disco duro.

la cantidad de memoria RAM instalada; pero el

En caso de que algún programa trate de mo-

usuario no puede acceder a estas opciones, pues

dificar la información ahí  contenida, lo más se-

el BIOS cuenta automáticamente la memoria

guro es que se trate de un virus, de ser as í , el

cada vez que enciende el sistema. En caso de

BIOS bloquea el intento y avisa al usuario de la

presentarse alguna incongruencia entre el valor

anomalí a.

encontrado y el grabado en la CMOS, solicita al

Si desea, puede habilitar esta lí nea (la mayor

usuario que entre a esta utiler í a y vuelva a salir

parte del tiempo pasa inadvertida), pero si va a

luego de grabar los datos, con lo que se habrá ac-

actualizar el sistema operativo o a utiliz ar algún

tualizado este parámetro. En tarjetas modernas

programa que usted sepa que tiene que acceder

no es necesario hacerlo, ya que de forma auto-

al sector de arranque del disco duro, antes de-

CPU I nternal C ache

arranque una unidad SCSI, una unidad LS-120,

En esta lí nea se puede habilitar o desactivar el

un disco ZIP o un CD-ROM .

caché interno del microprocesador. Si se trata de una máquina 486 o superior, esta opción de-

 Swap Floppy D rive

berá  estar habilitada para conseguir la mayor

Esta lí nea sólo aparece en tarjetas madre mo-

velocidad posible.

dernas. Permite intercambiar la identificaci ón l ógica de las unidades de disquete; esto es, la

External Cache

unidad A pasará a ser B y viceversa. Esta opci ón

Opera igual que en el caso anterior, pero ahora se

resulta conveniente cuando encontramos una

trata de la memoria caché colocada externamen-

máquina en donde, por ejemplo, la unidad A es

te al microprocesador. Esta l í nea se puede en-

de 5.25 pulgadas, y todas nuestras utilerí as ven-

contrar a partir de máquinas 386DX. Si un tarje-

gan en discos de 3.5 pulgadas.

ta madre posee chips de memoria SRA M, deberá

En condiciones normales, tendrí amos que

estar habilitada (pruebas que realizó el autor con

abrir el sistema y cambiar los cables de las uni-

una máquina de quinta generación a la que se

dades de disquete; pero si el Setup brinda esta

desactivaron ambos tipos de caché, disminuyeron

opción, basta con habilitar esta l í nea para que

su velocidad en un 90%, dej ándola con una po-

el BIOS haga el cambio de forma automática.

tencia de cómputo equival ente a una 386 lenta).

Boot Up Floppy Seek  Quick Power On Self Test 

Si dicha lí nea está activada durante el arranque,

Con esta l í nea se habilita o se deshabilita la ca-

el BIOS hará una búsqueda más completa en las

racterí stica de prueba rápida al sistema cada vez

unidades de disquete, las cuales emitir án un so-

que se enciende la máquina. Si se activa, la ruti-

nido caracterí stico. Esta opción puede estar ac-

na POST se acelera notablemente, ya que se “sal-

tivada o desactivada; en realidad no i nfluye ma-

ta“ algunas pruebas que no se consideran fun-

yormente en la operaci ón normal del sistema.

damentales; sin embargo, esto podrí a redundar en que una falla en alguno de estos componen-

Boot Up Num Lock 

tes no se probara durante el arranque, y comen-

¿Ha advertido que cada vez que enciende una computadora en el teclado queda activado el LED de NumLock (BloqNum en español)? Esto sucede por opci ón predeterminada, en cuyo caso la porci ó n derecha del teclado queda activada como números y no como cursores. Si prefiere que al momento del arranque la porción numérica del teclado funcione como cursores, desactive esta opci ón.

zara a ocasionar problemas durante la operación normal del sistema. Es preferible mantenerla deshabilitada (además así  se le a tiempo a algunos perif éricos lentos para que arranquen por completo antes de que el BIOS trate e inicializarlos, lo que minimiza los errores al momento del encendido).

Boot Sequence Aquí  se indica a la computadora en qué unidad

Boot Up System Speed 

de disco deberá buscar inicialmente el sistema

Fija la velocidad con la que arrancará el siste-

operativo, en A o en C. Para efectos de servicio,

ma. La opci ón predeterminada es High (Alta),

lo mejor es que primero se busque el sistema

pero si por cualquier raz ón, alguna persona de-

operativo en A (condici ón indispensable para

sea que su máquina arranque a velocidad l enta

una correcta detecci ón y erradicaci ón de virus

(equivale a desactivar el Turbo), puede cambiar

informáticos); pero una vez que haya realizado

esta l í nea.

el servicio, lo mejor es dejar esta opci ón como C, A, para evitar que un disquete inadvertida-

Gate A20 Option

mente dejado en A bloqueé el arranque. En los

En esta opci ón se indica al sistema cómo fun-

cambio entre modo real y protegido estará con-

que se encienda la máquina o sólo cuando se

trolado por el mismo chipset (Fast ) o por el te-

trate de entrar al Setup.

clado (Normal). Como opci ón predeterminada esta l í nea debe estar en Fast.

Video BI OS Shadow  Con esta opci ón se indica al Setup si el BIOS de

Typemati c Rate Setti ng

video se cargará residente en memoria RA M, lo

Esta lí nea y las que siguen servir án para progra-

que acelerará  el intercambio de informaci ó n

mar cómo se comportará el teclado en aplica-

entre el CPU y el monitor. Esta l í nea deberá es-

ciones DOS (Window s posee su propio maneja-

tar activada a menos que su habilitación inter-

dor de teclado).

fiera con algún otro elemento.

Si esta primera lí nea está desactivada, no importa lo que se ponga en las siguientes, pero si

 XXXXX-XXXXX Shadow 

está habilitada se puede fijar el n úmero de ca-

Estas lí neas sirven para cargar en memoria RAM

racteres por segundo que se escribir án si se

el contenido de la memoria ROM de alguna tar-

mantiene presionada una tecla (Typematic Rate

 jeta perif érica adicional, como podrí a ser una

Chars/ Sec) y el tiempo que esperará el sistema

tarjeta de red, una controladora SCSI, etc.

operativo para comenzar a repetir un carácter una vez que se ha mantenido presionada una tecla (Typematic Delay Msec).

Estas son las opciones del Setup avanzado. Veamos qué podemos encontrar en las otras lí neas del men ú inicial del Setup.

 Security Option Con ella se le indica al Setup en qu é momento actuará la contraseña, si la solicitará cada vez

Concluye en el pr óximo número

CONSTRUCCION DE UN OSCILOSCOPIO DIGITAL O scar M ontoya Fig ueroa

Introducción

E ste peque ñ o osci loscopio experimental, est á for mado por una matr iz de diez por diez leds (for mando un total de 10 0) , en la que se despliegan for mas de onda  senci llas . Tambi én tiene la capacidad  de crecer, ya sea para aumen tar el tamañ o de la pantalla o para aumentar la frecuencia m á xi ma de despliegu e. E n este proyecto desarr ollaremos la versi ón m á s  senci lla.

Como seguramente es de su conocimiento, el osciloscopio es un instrumento que se utili za para graficar las variaciones de voltaje de una señal electrónica en una pantalla, generalmente de tipo TRC (tubo de rayos cat ódicos). En sus inicios, los osciloscopios eran puramente analógicos y con funciones básicas de trazo de señales. Las variables que se podí an monitorear eran, por ejemplo, la frecuencia y la amplitud y tal vez una entrada para señal de disparo externa, pero nada más. Esencialmente eran utilizados para mostrar la presencia de una señal y su forma de onda sin cuantificar su valor. Con el tiempo, y al apreciar el potencial de

Como una respuesta a las necesidades modernas de procesar información, el ociloscopio digital puede ser compatible con computadoras personales.

trar la señal; actualmente encontramos instrumentos con una capacidad superior a los 300 MHz, los cuales generalmente son utilizados en circuitos de comunicacion es. Aunque para fines de reparaci ón de circuitos electr ónicos comerciales, como electrodomésticos, es suficiente con un osciloscopio desde 10 MHz. Precisamente, con el aumento del ancho de banda, los osciloscopios comenzaron a utilizar elementos digitales, aumentando así   su precisión. También empezaron a emplearse otras técnicas para el despliegue de señales en lugar del convencional TRC; concretamente, surgieron los osciloscopios con pantalla de cristal lí quido o de

Figura 1

plasma (figura 3). La ventaja de los osciloscopios digitales estriba en que se puede obtener una mayor canti-

vas caracterí sticas: se mejoró la precisi ón en las

dad de datos de una señal electrónica con un

lecturas; se aumentó  el rango en escalas para

mí nimo esfuerzo por parte del usuario. Por ejem-

visualizar la señal, tanto en periodo (tiempo)

plo, en una misma pantalla se muestra la forma

como en amplitud; se aumentó la velocidad de

de onda de la señal, el periodo en su valor nu-

despliegue, permitiendo mostrar dos señales dis-

mérico, la frecuencia, los valores de intensidad

tintas al mismo tiempo y compararlas (función

(eficaz o RM S), etc.

conocida como “de doble trazo”); se incrementó

Además puede generar una copi a impresa de

el ancho de banda y se le dotaron de otras pres-

lo que se muestra en pantalla a trav és de una

taciones, por ejemplo, la compatibilidad con las

impresora térmica.

computadoras personales (figura 1). Conviene tener presente que en los oscilos-

ADC (Convertidor anal ógico/digital)

copios de doble trazo, hay dos pares de conectores por medio de los cuales se acopla cada una

La conversión de una señal analógica en una

de las señales para el despliegue; a estas entra-

numérica, es la parte inici al del proceso de des-

das de señal se les conoce como canal 1 y canal

pliegue de los oscil oscopios digitales. Recorde-

2, respectivamente (figura 2). Igualmente, cabe

mos que, en una señal analógica se tiene una se-

mencionar que el ancho de banda es la capaci-

rie infinita de posibles valores intermedios entre

dad máxima en frecuencia del equipo para mos-

un rango definido de intensidad. Esta señal trans-

Señal extraída de una videograbadora. Observe las puntas del osciloscopio pertenecientes a los canales 1y2

Osciloscopio portátil digital de Hitachi

Figura 4 Comparadores Vcc +

R

11

R

+

12

A      r      o       d      a      c       i       f       i       d      o       C

+

R

R

+ -

R

+

13

14 C

15 C bel

+

R

B

Salida codificada en binaria

16

Saturación

Figura 3 R

formada en su equivalente digital corresponderá a una serie de valores perfectamente defini-

+ -

R

+

17

18

dos y finitos que representan la señal original. Para realizar l a conversión de una señal analógica en una digital, se utilizan circuitos operacionales en su funci ón de comparadores de voltaje; al respecto, cada uno de los comparadores

( )

Vcc

Voltaje de entrada analógico

D

se dispara con un nivel de voltaje fijo diferente (figura 4). La salida de cada comparador, se activa cuan-

señales de tipo digital son discretas, es decir, tie-

do el voltaje de la señal de entrada alcanza el

nen valores definidos; y entre más pequeños

valor de intensidad para el cual fue asignado

sean los intervalos, mejor estará representada

previamente. Con las salidas de los distintos

la señal analógica.

comparadores, se obtiene una serie de posibles

Los osciloscopios modernos digitales son muy

salidas que se resumen en la tabla 1. Cada valor

prácticos, ya que presentan mediante una serie

posible en la tabla puede codificarse en un valo r

de menús cada una de las funciones especiales,

binario, de forma que a cada valor muestreado

facilitando el trabajo y guiando al usuario de

por los circuitos comparadores corresponderá un

manera muy intuitiva hasta obtener los resulta-

único valor binario. La capacidad de despliegue de un osciloscopio digital está determinada por la cantidad de muestreos (comparaciones) que el circuito de entrada puede realizar. Cuanto más grande sea el número de muestras, más fiel será la representación digital. Hay que recordar que las señales analógicas

dos deseados.  También despliegan valores en formato alfanumérico, con ayuda de un puntero en pantalla; e igualmente, permiten conocer el valor exacto de voltaje en algún punto especí fico de la señal trazada en el osciloscopio. Estos equipos ofrecen l a capacidad de almacenar en memoria las formas de onda o btenidas

Tabla 1

DESCRIPCION

Codificador de prioridad Entradas

Circuito integrado

LM3914 (convertidor analó gico / digital)

Circuito integrado

CD4017 (contador de decada tipo CMOS)

Potenciometro lineal

R1

Salidas

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

Resistencia de 1 Kilohms a 1 / 2 watt R2 Preset de 1 Megohm

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

0

1

11

12

13

14

15

16

17

18

a

b

c

Cout

REFERENCIA

R3

Resistencia de 1 Kilohms a 1 / 2 watt R4 Capacitor electrolítico o ceramico de 0.01microfaradios

C1

Circuito integrado

NE555 (temporizador)

Circuito integrado

CD4011 (compuerta NAND dos entradas)

Interruptor un polo dos tiros

S W1

100 leds pequeñ os

Color a eleccion

Alambre telefonico Tablilla perforada para circuito impreso

Prototipo

Tabla 2

posteriormente, función que es inexistente en los equipos analógicos. Por otra parte, el circuito hori zontal es el en-

Construcci ón de un osciloscopio digital de bolsillo

cargado de generar el desplazamiento en el tiempo. Para ello, activa de manera secuencial una l í nea en la matriz de leds y, mediante un circui to

El osciloscopio digital que proponemos para su

contador de tipo CMOS, inicia su cuenta en el

construcción requiere de pocos componentes. En

extremo izquierdo y la termina en el extremo

la tabla 2 se muestra la lista.

derecho.

El circuito está formado por una matriz de diez

La intersecci ón de las l í neas verticales y hori-

por diez leds (formando un total de 100), en la

zontales en la matriz va formando una imagen

que se despliegan formas de onda sencillas. Tam-

aproximada de la señal de entrada. Por su parte,

bién tiene la capacidad de crecer, ya sea para

el reloj se encarga de generar un pulso constante

aumentar el tamaño de la pantalla o para au-

que sirva de tiempo base para el desplazamiento

mentar la frecuencia máxima de despliegue. En

de la cuenta del circuito horizontal. La frecuencia

este proyecto desarrollaremos la versi ó n más

de dicho reloj se controla manualmente para po-

sencilla.

der ampliar la imagen de la señal mostrada.

Funcionamiento del circuito

Diagrama esquemático

Para entender el funcionamiento básico del cir-

De la misma forma que un osciloscopio conven-

cuito, observemos el diagrama de la figura 5.

cional, nuestro prototipo del circuito de

Al acoplar una señal de entrada al circuito

osciloscopio digital requiere de una pantalla (for-

convertidor analógico/ digital, se genera un va-

mada por la matriz de leds) para mostrar las for-

lor alto en sólo una de sus lí neas de salida; esta

mas de onda de las señales. Vea en la figura 6 el

señal se utiliza para activar al circuito vertical,

diagrama esquemático.

de modo que, según sea el valor de la señal de

En la matriz, los leds están interconectados

entrada, dicho circuito activa la lí nea que le co-

de tal manera que sus c átodos se unen en forma

VIN

Figura 5

Diagrama a bloques del circuito osciloscopio

( )

Convertidor A/D

Circuito vertical

t

Matriz de led´s

Base de tiempos (Reloj)

Señal de entrada

Circuito horizontal

lí neas verticales. De esta manera, si se alimenta

les y verticales, se puede hacer que cualquier led

una lí nea horizontal cualquiera y una vertical,

especí fico encienda por coordenadas (figura 7).

sólo un led se encender á a la vez; esto significa

Como ya mencionamos, nuestro osciloscopio

que, mediante la activaci ón de l í neas horiz onta-

digital dispone de dos elementos de control: uno

+V

Figura 6

Osciloscopio digital 3

9 10

Señal de entrada 5

11 12 6 13 R1

14

7

LM3914

R2

15

2 8

16

4

17 18 1

3

CD4011

7

10

2

15

14

13

14 4 B

9 SW1

7

R3 b

1

5

6

9

11

CD4017

A

+V

6

4

1

3

5

2

+

4

7 NE 555

6

R4

C1

8

2 1

3

8

16

Figura 7

reloj provoca una mayor velocidad en el barrido horizontal.

Matriz de leds

LM3914 actúa como convertidor analógico/ digital, para cada valor que toma la señal de entrada. Este circuito activa una de sus diez salidas, siendo la elegida aquella que representa el nivel más aproximado de la l í nea de entrada. Con la variación de R1 se calibra la relaci ón de voltajes de entrada con l í neas de salida.

VIN

Simulación de operación

Forma de onda desplegada

Extensión del circuito Este circuito se puede ampliar en cuanto a su capacidad de pantalla y de barrido, conectando

t Voltaje de entrada

circuitos similares en cascada. Esto es, para el circuito de control vertical se deber á  conectar en cascada otro circuito LM3914, de tal forma que ahora la capacidad de la pantalla sea de 20 l í neas horizontales, con lo que podemos incre-

horizontal y otro vertical. El horizontal se en-

mentar la amplitud visible.

carga de realizar el barrido en el eje (X, es decir,

Para el circuito de control horizontal, se de-

en frecuencia) y el vertical dibuja la forma de

berá conectar otro contador de década en cas-

onda de la señal en amplitud en el eje Y.

cada, con lo que se completa la pantalla cuadra-

La salida del circuito vertical LM3914, un cir-

da de 20 x 20 leds.

cuito convertidor A/ D, se activa en 1 (lógico bi-

La frecuencia determinada por R3, R4 y C1 se

nario positivo) y la salida del circuito horizontal

puede variar mediante el potenci ómetro R3. Aquí 

CD4017, contador de década, se activa en 0 (l ó-

debemos considerar que la frecuencia m áxima

gico negativo).

de operaci ón de nuestro osciloscopio digital es-

El efecto de esto es el mismo que se obtiene

tará determinada no tanto por el reloj, ya que si

al conectar en las lí neas verticales la terminal

se requiere podemos implementar un o scilador

positiva de una baterí a y en las l í neas horizon-

con cristal; en realidad, depende de la frecuen-

tales la terminal negativa, ya que se provoca que

cia máxima de operación de los chips de control

el led correspondiente se encienda.

horizontal y vertical. Esta puede ser una pr ácti-

El CD4017 es un circuito contador de década,

ca interesante para quien le guste experimentar

lo cual significa que cuando los pulsos de reloj

con los alcances máximos de operaci ón de los

llegan a la terminal 15 del circuito, éste inicia su

dispositivos y de la conexión en cascada de ele-

cuenta progresiva haciendo que de manera

mentos para crear dispositivos con mayor capa-

secuencial - de izquierda a derecha- se active en

cidad.

bajo una lí nea del circuito. Los pulsos de reloj son proporcionados por el

Conclusión

temporizador NE555, que se encuentra en configuración de astable, es decir, siempre está ge-

Si bien el presente circuito puede servir como una

nerando pulsos de reloj cuya frecuencia queda

herramienta para observaciones sencillas (por

determinada por el arreglo de resistencias R3,

ejemplo, las señales de un control remoto), tam-

R4 y capacitor C1.

bién nos ayuda a comprender conceptos como

La variación de la resistencia de R3, provoca

la forma en que operan los teclados en matriz.

aumento o disminución de la frecuencia del cir-

En este caso, tenemos un arreglo de 10 x 10 con

PROXIMO NUMERO Enero 1998  o n  c  l a  e  u  o r  q   d  i  s  B ú  t r i b u  i s  l  d  a   u  u   t  s  i  b  a  h

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