Saber Electrónica N° 215 Edición Argentina

September 21, 2017 | Author: Albert Eistein | Category: Microcontroller, Analog To Digital Converter, Analog Signal, Artificial Neural Network, Robot
Share Embed Donate


Short Description

Descripción: Diseño de proyectos con microcontroladores PICAXE 3 MONTAJES Redes neuronales - Implementación experiment...

Description

-5007733 8-5 ISS N:: 003322 IS

EDITORIAL QUARK

Nº 221155 -/ 22000055 / Nº AAññoo 1188

$$66,50

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

EDITORIAL QUARK Año 18 - Nº 215 JUNIO 2005

Ya Ya está está en en Internet Internet el el primer primer portal portal de de electrónica electrónica interactivo. interactivo. Visítenos en la web, y obtenga información gratis e innumerables beneficios. Visítenos en la web, y obtenga información gratis e innumerables beneficios.

www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.ar SECCIONES FIJAS Sección del Lector

64

ARTICULO DE TAPA Diseño de proyectos con microcontroladores PICAXE

3

MONTAJES Redes neuronales - Implementación experimental en NePic del “cerebro” de un robot móvil Módulo ADC para microcontrolador Cómo reemplazar un PIC16F84 por un PIC16F627 Tacómetro digital para motores de aeromodelismo Adaptador para micrófonos Phantom Mixer difusor de sonido

11 18 36 73 76

CLUB SE PLC y Robótica: disciplinas que convergen

21

CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR Service - Curso de fuentes conmutadas - Lección 8 (Parte 2) Análisis de fuentes con TDA4600 y similares Reparaciones, servicio y mantenimiento de lectores de CD y CD-ROM (Conclusión) A fondo con la Smart Clip

29 57 61

PLANOS GIGANTES Compactera (1CD) JVC XL-V330BK Monitor color SAMSUNG CSH7839L (SyncMaster 700p) / CSH9839L (SyncMaster 900P) Compactera TECHNICS SL-PD7

41

ESPECIAL 18 AÑOS Tri-luz estéreo

66

AUDIO Novedades en Wi-Fi

80

AUTOMATAS PROGRAMABLES Lección 11 - Visualización del programa en Basic y LabView: Estructura de objetos

83

MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS Le sacamos los tornillos a lo que nadie se anima a desarmar - Reparación de Notebooks

87

LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO Electrónica Actual 3

Distribución en Capital Carlos Cancellaro e Hijos SH Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942

94

Distribución en Interior Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap.

Impresión: Inverprenta S. A., San Antonio 941, Bs. Aires, Argentina

Uruguay RODESOL SA Ciudadela 1416 - Montevideo 901-1184

Publicación adherida a la Asociación Argentina de Editores de Revistas

EDICION ARGENTINA - Nº 215 Director Ing. Horacio D. Vallejo

DEL DIRECTOR AL LECTOR

Jefe de Redacción Pablo M. Dodero Producción José María Nieves Columnistas: Federico Prado Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pablo Matute En este número: Sergio R. Richter Ing. Alberto H. Picerno Egon Strauss Juan Manuel de Pablo Ortíz Ing. Fernando Ventura Gutiérrez Guillermo H. Necco Ing. Ismael Cervantes de Anda Ing. Beatriz A. Jácome Hernández Ing. Esperanza Medina Hernández

EDITORIAL QUARK

EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA Herrera 761 (1295) Capital Federal T.E. 4301-8804

Administración y Negocios Teresa C. Jara Staff Olga Vargas Natalia Ferrer Valeria Marino Hilda Jara Diego Pezoa Gastón Navarro Javier Isasmendi Gustavo Zurwerra Colaboradores: Sistemas: Paula Mariana Vidal Web Master: hostear.com Red y Computadoras: Raúl Romero Video: Diego Bouliett Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected] Internet: www.webelectronica.com.ar Web Manager: Luis Leguizamón Editorial Quark SRL Herrera 761 (1295) - Capital Federal www.webelectronica.com.ar La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Tirada de esta edición: 12.000 ejemplares.

Recuerdos de Nuestro Comienzo Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta para compartir las novedades del mundo de la electrónica. Un día como hoy de hace 18 años, seguramente estaba seleccionando notas que luego serían publicadas en el primer número de Saber Electrónica. Los primeros recuerdos que vienen a mi mente tienen que ver en “cómo ibamos a hacer para corregir las faltas de ortografía de los textos que mandábamos a tipear en unas máquinas denominadas compouser (o algo así) ya que no teníamos computadoras y mucho menos impresoras”. Por las dudas, pedimos tres copias de cada archivo que entregamos en hojas escritas a máquina. Ninguno de los 4 que comenzamos el trabajo (Hilda, Arturo, Elio y yo) teníamos idea de lo que era diagramación y nos basamos en otras revistas que habíamos visto hacer por gente que sí sabía lo que hacía. Yo ya había visto “construir” la maqueta de Circuitos & Informaciones y otra revista que luego se transformó en Delphi, pero una cosa es ver y otra muy distinta hacer... Me acuerdo que en una nota sobre reparación terminé “dibujando” algunas letras con mi Rotring 02 y que el trabajo final para ser mandado a imprenta se parecía a un colage con más témpera blanca (que se usaba para cubrir recortes y limpiar textos) que letras. Cuando llevamos los originales a la imprenta para que hagan las películas y con ellas las chapas que permitían la impresión, un señor de cabello blanco (Hugo, creo que era su nombre) nos miró con compasión y se ofreció a ayudarnos para el segundo número, a lo cual accedimos y colaboró con este trabajo durante casi un año. En aquellos tiempos yo sólo era un amigo del editor de Saber Electrónica y sin embargo me sentía parte del proyecto, para mí era un orgullo realizar la corrección técnica a doc; tuvo que pasar mucho tiempo, antes de que comenzara a dirigir esta revista a quien considero como “una hija” en lo que a profesión se refiere. En estos tiempos de celebración por la mayoría de edad, quise compartir estos recuerdos con Ud. ya que también lo considero parte de esta familia cuyo principal objetivo es compartir conocimientos de electrónica. ¡Hasta el mes próximo!

Ing. Horacio D. Vallejo

ARTÍCULO

DE

TAPA

Diseño de Proyectos con Microcontroladores PICAXE Los microcontroladores son pequeñas computadoras como la que puede tener en su casa, o la que hay en su trabajo. Adentro tienen un microprocesador, memoria de programa, memoria de datos y puertos para comunicarse con el exterior (como el puerto de impresora, el puerto con el cual conecta el teclado o el puerto donde se coloca el mouse). Todos los microcontroladores poseen esta estructura, ya sea un PIC de Microchip, un TDA de Philips, un AVR de Atmel o un PICAXE de Education Revolution. La diferencia entre un PIC y un PICAXE radica en que el PICAXE posee dentro de él un pequeño programita (firmware) para que su uso y programación sea mucho más fácil. Los PICAXE son perfectamente compatibles con los PICs, de hecho, la empresa Education Revolution le encarga a la empresa Microchip que se los fabrique y hasta tienen la misma matrícula que los PICs, sólo que el único proveedor es la empresa inglesa (Education Revolution). Por medio de este sistemita interno, los PICAXE pueden programarse en BASIC y hasta en “diagrama de flujo”, no precisan cargador externo y se los puede cargar (programar) sin ser quitados del circuito donde están funcionando. En síntesis, “son mucho más fáciles de usar y programar que los PICs”, su costo es entre un 10% y un 15% más caros que los PICs pero vale la pena realizar el pago adicional. Lo mejor de los PICAXE es que la empresa Education Revolution coloca en Internet entornos de programación gratuitos muy fáciles de entender que, incluso, están en castellano. Es por todos estos motivos que en Saber Electrónica comenzaremos a ver estos dispositivos con frecuencia, y en esta ocasión queremos mostrarles cómo se hacen proyectos “desde cero”.

Autor: Ing. Ismael Cervantes de Anda e-mail: [email protected] Saber Electrónica 3

Artículo de Tapa ara empezar a utilizar el sistema de microcontroladores PICAXE comenzaremos con una aplicación muy sencilla, por lo que en primera instancia nos dedicaremos a encender y apagar leds, de acuerdo al estado que guarden las terminales de entrada de datos del microcontrolador. Cabe aclarar que conforme se avance en los temas de PICAXE, podremos incorporar controles para motores, utilización de convertidores analógico - digital (ADC), etc. Recordemos que el sistema PICAXE está disponible en tres versiones que son: el de 8 terminales (PICAXE-08), 18 terminales (PICAXE18) y 28 terminales (PICAXE-28), y en función de las terminales que tienen disponibles para la entrada y salida de datos, serán las que ocuparemos para comunicar al microcontrolador con el exterior. Comencemos pues con el primer circuito para visualizar la salida de datos, se trata de un circuito muy sencillo para encender leds, el cual se muestra en la figura 1. El circuito de esa figura lo podemos reproducir tantas veces como

P

Figura 1

terminales de salida se tengan disponibles. Ahora veamos cuál sería el primer circuito que se recomienda para ingresar datos discretos (digitales) al microcontrolador. Se trata de un interruptor con reposición automática (push-boton), el cual se muestra en el circuito de la figura 2. De igual manera que en el caso del circuito de la figura 1, se puede reproducir el circuito de la figura 2

Figura 2

tantas veces como entradas tenga disponible el microcontrolador. Para realizar el primer ejercicio vamos a elegir uno de los tres tipos de microcontroladores PICAXE que se tienen disponibles, que en este primer ejercicio se trata del PICAXE18; pero posteriormente se realizarán ejercicios con todos los tipos de microcontroladores PICAXE. El circuito propuesto para esta primera experiencia se muestra en la figura 3, en la cual se tiene 1 entrada

Figura 3

Saber Electrónica 4

Diseño de Proyectos con Microcontroladores PICAXE

Figura 4

Figura 5

y 1 salida. En la figura 4 se muestra el circuito del PICAXE montado en una tablilla experimentadora (protoboard), este circuito ya está listo para ser programado y que comience a realizar las funciones de acuerdo a la secuencia de instrucciones que se le graben. Para programar el microcontrola-

dor PICAXE, la primer acción que tenemos que realizar es abrir el software de programación llamado “PICAXE Programming Editor” y que previamente tuvo que ser instalado (figura 5). Una vez que hacemos doble click sobre el ícono del software (nuevamente observe la figura 5) y accedemos al ambiente de programación, aparece una ventana en donde se configuran las opciones con las cuales trabajaremos. Como primer paso, ya que es la primera vez que utilizamos este software, es conveniente seleccionar el menú identificado como “Language” (figura 6), ya que aquí es donde se configura el lenguaje con el cual estaremos interactuando, y a menos de que sepamos inglés, lo podemos dejar como está, pero es recomendable (personal mente así lo uso) seleccionar la opción que dice “spanish” para que to-

do aparezca en español, y por último hacer doble click sobre el cuadro Apply, al hacer esto último la ventana se cerrará. Posteriormente, para configurar el software para nuestro primer programa nos tenemos que dirigir a la barra de herramientas y seleccionar “Ver”, como paso siguiente seleccionar el menú “opciones” tal como se muestra en la figura 7, y al aplicar ahí un click, la ventana de opciones se vuelve a desplegar. Una vez dentro de la ventana opciones seleccionamos el menú “Modo”, seleccionar el tipo de microcontrolador PICAXE que utilizaremos tal como se ilustra en la figura 8, para este primer ejercicio en especial estamos utilizando un PICAXE-18 por lo que elegimos la opción 18A. Dentro del mismo menú “modo” se encuentra el recuadro identificado como “opciones”, aquí es donde se selec-

Figura 7

Figura 8

Figura 6

Saber Electrónica 5

Artículo de Tapa

Figura 9

Figura 11 ciona la frecuencia con la cual trabajara el microcontrolador, que para nuestro ejemplo dejaremos el valor que por defecto coloca, que es de 4MHz. A manera de comprobación seleccionamos el menú “Puerto Serie” tal como se ilustra en la figura 9, y ahí observamos a través de cuál puerto serial se realizará la comunicación para programar al microcontrolador, y normalmente dejamos que sea COM1, y por último oprimimos el cuadro identificado como OK, y ya estamos listos para generar nuestro primer programa. De la figura 10 observamos el ambiente de trabajo que presenta el software de programación de los microcontroladores PICAXE, en el cual se aprecia un espacio en blanco que es donde se ingresan las instrucciones en forma de “BASIC”.

Saber Electrónica 6

¿Qué Instrucciones son las que Utilizaremos? Si no sabemos, no es el fin del mundo y vamos paso a paso, para comenzar utilizaremos una opción que se cuenta en este software para programar a los microcontroladores que son los diagramas de flujo, por lo que como se indica en la figura 10, seleccionamos de la barra de herramientas la opción “Archivo”, posteriormente “Nuevo” y por último “Nuevo Organigrama”, y lo que aparecerá será el ambiente de trabajo para ingresar el diagrama de flujo de nuestro programa, tal como se ilustra en la figura 11. Para comenzar, éste va a ser nuestro campo de trabajo ya que de forma intuitiva todos sabemos hacer diagramas de flujo; pues bien, antes de seleccionar los bloques que lo constituirán, vamos a describir cuál

Figura 10

Figura 12 es el algoritmo del programa que queremos desarrollar: “Cuando se oprima un push - boton se encienda un led, y cuando se suelte el push - boton se apague el led”. Existen bloques prediseñados que nos auxilian en el manejo del estado que guardan las terminales de entrada del microcontrolador de manera independiente, por lo que como se muestra en la figura 12, seleccionamos el recuadro que tiene indicado un rombo y dentro de éste la palabra “if”. Ahora lo que tenemos que hacer es seleccionar qué condición es la que utilizaremos, que para este ejercicio será la que se encuentra dentro del recuadro, el cual tiene la figura de un rombo y dentro de éste la palabra

Diseño de Proyectos con Microcontroladores PICAXE

Figura 13

Figura 14

Figura 15 “Pin” (observe la figura 13), esto es, estaremos leyendo la condición de una terminal de entrada que, por defecto, cuando lo ubicamos sobre nuestra área de trabajo siempre se coloca la entrada 0 (terminal 17 del microcontrolador figura 3). Este bloque tiene la tarea de leer el estado lógico de la terminal de entrada y la compara con un 1 lógico y dependiendo de si la entrada es igual o no, tiene dos posibles salidas “Y” por si es igual a 1 lógico y “N” por si la entrada es 0 lógico. Y por último oprimimos el recuadro que tiene una flecha en forma de U para regresar al menú principal. De acuerdo al algoritmo que planteamos líneas atrás, ahora lo que tenemos que hacer es que se encienda un led cuando en la terminal de entrada se encuentre un 1 lógico, o que el led se apague cuando en la entra-

da se encuentra un 0 lógico. Para esta actividad recurrimos, tal como se ilustra en la figura 14, al recuadro identificado con la palabra “Out”, ya que es ahí donde se encuentran los bloques que actúan sobre las terminales de salida del microcontrolador. Una vez en el interior del menú de bloques de salida, tenemos que seleccionar la acción que hará que el led se encienda o se apague, por lo que en primera instancia seleccionamos el bloque identificado con la palabra “High”, el cual quiere decir que la salida se encenderá. Por cierto, cuando seleccionamos este bloque, por defecto se ubica la salida 0 (terminal 6 del microcontrolador, figura 3), tal como se ilustra en la figura 15. Ya se tiene entonces, el bloque que encenderá el led, por lo que ahora requerimos la acción correspondiente con su apagado, y ésta corres-

Figura 16 ponde al recuadro identificado con la palabra “Low”, que es precisamente el bloque que realizará la tarea de apagar el led, y también por defecto al seleccionarlo por primera vez, se ubica en la salida 0, el efecto de esta acción se ilustra en la figura 16. Una vez que ya tenemos los bloques que necesitamos para ingresarle o sacarle datos al microcontrolador PICAXE, procedemos ahora a unir los bloques para que realicen el algoritmo que fue planteado líneas atrás, para ello existe una herramienta que se encuentra en un recuadro identificado con una línea vertical, que en sus extremos tiene un *, para mayor referencia observe la figura 17. Cuando seleccionamos esta herramienta y acercamos el puntero del ratón sobre alguno de los bloques que ya se encuentran en el área de trabajo, aparece un círculo

Saber Electrónica 7

Artículo de Tapa

Figura 18

Figura 17

Figura 19

de color rojo en aquel punto que requiere una conexión, tal como se ilustra en la figura 17. Ya seleccionado el punto de conexión, trazamos la línea hasta el siguiente punto de conexión de un bloque para realizar la unión lógica del flujo de datos, cabe aclarar que para cada unión que se necesite realizar se tiene que volver a seleccionar la herramienta de conexión, en la figura 18 podemos apreciar la conexión completa de todos los bloques. Si ya terminamos de diseñar nuestro diagrama de flujo y antes de programar el microcontrolador, es importante saber si el programa va a

Saber Electrónica 8

funcionar, porque recuerden que no es lo mismo “desear” que el microcontrolador haga lo que según nosotros programamos, a lo que realmente hace en función del programa que ingresamos. Existe en el software de los PICAXE, la posibilidad de simular el programa, y eso es lo que vamos a hacer, por lo que seleccionamos el recuadro que tiene el símbolo de una punta de flecha tal como se ilustra en la figura 18, lo seleccionamos y enseguida aparecerán 2 ventanas, una de ellas indica el estado lógico que guardan las salidas y entradas del microcontrolador, esta ventana aparece en

la parte inferior de la imagen de la figura 19. Los recuadros verdes que se iluminan indican qué salidas están siendo activas con un 1 lógico, mientras que los que aparecen debajo de los cuadros verdes indican la posición de las señales de entrada al microcontrolador, los cuales cuando se encuentran en la posición inferior, significa que la entrada se encuentra en 0 lógico, y si están en la posición superior la entrada se encuentra en 1 lógico. Por otra parte, también se observa que dependiendo donde se encuentre la posición del switch, se iluminará en color rojo la línea que une los diferentes bloques que son afectados por la respuesta del estado lógico de entrada, y de esta manera podemos visualizar que es lo que está sucediendo con nuestro programa. Una vez que simulamos nuestro programa y observamos que las condiciones del algoritmo se cumplen (encender un led cuando se tiene un 1 lógico en la entrada y apagar el led cuando se tiene un 0 lógico en la misma entrada), ya estamos listos para dar el siguiente paso, que es convertir el diagrama de flujo a instrucciones de BASIC, para lo cual en la barra de herramientas seleccionamos el menú identificado como “Organigrama” y después la opción “Convertir el Organigrama a Basic” (de manera rápida pudimos presionar la tecla F5), tal como se ilustra en la figura 20.

Diseño de Proyectos con Microcontroladores PICAXE

Figura 20

Figura 21

Figura 23 Figura 22 Después de realizar la acción anterior aparecerá una ventana con el correspondiente código ya en BASIC, por lo que desde aquí podemos ir viendo cómo se estructura el programa directamente en BASIC, para posteriores aplicaciones más complejas o que ya no requieran utilizar los diagramas de flujo como apoyo. El listado de instrucciones en BASIC se aprecian en la figura 21. Ahora lo que tenemos que hacer es conectar el cable tanto al puerto serie de la PC como a las terminales del microcontrolador que se indican en el diagrama de la figura 3 para programar al PICAXE, en una entrega anterior propusimos la manera en cómo se debe construir el cable de programación tomando en cuenta las terminales que se deben ocupar. Para grabarle el programa al microcontrolador debemos dirigir al

apuntador del ratón a la barra de herramientas y seleccionar el menú “PICAXE”, después la instrucción “Ejecutar” (o de manera rápida F5), tal como se muestra en la figura 22. En ese mismo instante aparecerá una ventana indicando que se está llevando a cabo la programación del microcontrolador PICAXE. Cuando se encuentra en la fase de programación una barra que irá creciendo, nos dirá la cantidad de código que está siendo descargado hacia el microcontrolador, esto si no se tiene error alguno, este efecto se muestra en la figura 23. Y por último,

cuando se termina de grabar el microcontrolador aparecerá una ventana que nos indica la finalización del proceso de programación, figura 24. Ya sólo nos queda probar, en el microcontrolador, que el programa que diseñamos se encuentra perfectamente bien, por lo que tenemos que oprimir el push - boton y esta ac-

Figura 24

Saber Electrónica 9

Artículo de Tapa ción debe encender el led, y cuando soltemos el push - boton el led se debe apagar, cualquier otro funcionamiento nos quiere decir que debemos revisar nuestro programa y tenemos que regresarnos hasta la etapa en donde diseñamos al diagrama de flujo, ya que algo se encuentra mal. Pues bien, hemos terminado nuestro primer ejercicio, y a partir de éste y en las sucesivas entregas seguiremos realizando ejercicios de programación.

Diseño de Proyectos Electrónicos con PICAXE Diseñar kits con microcontroladores PICAXE es muy fácil. En Saber 211 publicamos una mascota electrónica y desde ese número, hemos dado varios proyectos de robótica e inteligencia artificial con estos componentes. A modo de ejemplos prácticos, a continuación describimos algunos kits que iremos publicando en Saber Electrónica.

El diseño utilizará un microcontrolador PICAXE-08 como su cerebro. Incluye una luz indicadora LED, un zumbador para generar ruidos y una alarma que podría ser una sirena ó un motor. La alarma reacciona también a señales de sensores analógicos, tales como sensores de luz. Esta alarma puede servir para cualquier propósito que usted elija. A

Saber Electrónica 10

continuación se mencionan algunos ejemplos: 1) Una alarma contra incendios. Se utiliza un sensor de luz para detectar humo. Al detectar humo se activa una sirena. 2) Una alarma contra robos. Al activar el cable de una trampa se activa una luz estroboscópica. Sin embargo, durante el día la alarma es desactivada por un sensor de luz. 3) La caja fuerte de un banco. Al activar el interruptor de una alarma de “pánico”, un cerrojo solenoide electrónico cierra la caja fuerte del banco. 4) Una alarma para monitorear la recámara de un bebé. Cuando no se detectan movimientos o sonidos se activa un timbre de advertencia.

Diseñar y construir una luz de seguridad para peatones ó ciclistas es muy útil. La luz de seguridad debe programarse para encender y apagar LEDs de alta intensidad. El diseño utiliza un microcontrolador PICAXE-08 como su cerebro controlador. Emplea 3 LEDs de alta intensidad y es capaz de, opcionalmente, reaccionar a cambios en los niveles de luz. El asunto más importante que debe pensar al diseñar su luz de seguridad, es el tipo de estuche que va a utilizar para la misma. Otros puntos que debe considerar son:

1. ¿Qué color, forma y tamaño de LEDs va a utilizar? 2. ¿Qué tipo de batería es la más adecuada? 3. ¿Cómo va a encender y apagar su luz de seguridad? 4. ¿Necesita su luz de seguridad ser resistente al agua de manera que pueda utilizarla bajo la lluvia? Justamente, cuando se habla del diseño de este kit se da respuesta a cada una de estas opciones. Si no quiere esperar a que lo publiquemos, puede adquirir el kit o bajar el manual completo de nuestra web: www.webelectronica.com.ar con la clave axe103.

Diseñe y haga un juego electrónico. El juego puede tener 4 ó 5 LEDs indicadores y un largo interruptor. También utiliza un resistor variable (preset) para proveer una entrada ajustable (por ejemplo: tiempo). Usted puede incluir otros sensores como: más interruptores, luces o sensores de temperatura. Puede elegir agregar un piezo sonador para generar sonidos. Puede reprogramar el PICAXE para construir otros juegos como ser un dado electrónico, contadores ascendentes y descendentes, etc. Recuerde que la gran ventaja de estos microcontroladores es que son muy fáciles de emplear y que se los programa en un entorno muy amigable. ✪

MONTAJE

Redes Neuronales Implementación Experimental en NePic del “Cerebro” de un Robot Móvil Conclusión Los Perceptrones Multicapa son quizás las redes neuronales artificiales más conocidas. Estos tienen la capacidad de “generalización”, propiedad que los hace muy adecuados para su empleo en la navegación de robots en entornos desconocidos. Estas redes permiten dotar a los dispositivos, además de la posibilidad de aprender, de la habilidad para “tomar decisiones acertadas” ante situaciones nuevas; por “analogía” con las ya conocidas.

Autor: Sergio Raúl Richter e-mail: [email protected] Introducción En la edición anterior conocimos los Perceptrones Multicapa (PMC), estudiamos su constitución y dimos un vistazo a su algoritmo de entrenamiento. En nuestro estudio teórico quizás algunos puntos requieran algo más de conversación para comprenderlos mejor, esto procuraremos hacer ahora. Además nos queda entrenar nuestro robot, que nos servirá mucho para aclarar varias cuestiones, aquellas que para no complicarnos vimos someramente. Y nos facilitará la comprensión ciertos conceptos propios de redes neuronales.

Regiones de Decisión Bueno, vayamos a nuestro robot. En el primer experimento que realizaremos, usaremos el robot tal como lo dejamos en el artículo pasado (recomiendo tenerlo a mano). Con la configuración que éste tiene, como vemos en la figura 1, no son demasiadas las opciones, tanto en lo relativo a la información que obtenga del ambiente, co-

mo las posibilidades de movimiento. En esta figura podemos apreciar que si el robot hace contacto con un obstáculo con su antena, el interruptor correspondiente envía una señal en alto. Para evadir el objeto el robot deberá apagar su motor derecho y mantener encendido el izquierdo, hasta alejarse del obstáculo (girando a su derecha) , luego volver a encender los dos. Para lograr esto construimos una tabla con las opciones y los resultados esperados (tabla 1). Entradas X1=0 X2=0 X1=0 X2=1 X1=1 X2=0

Salidas Y1=1 Y2=1 Y1=0 Y2=1 Y1=1 Y2=0

En esta tabla, X1 es la señal proveniente del interruptor 1 que ingresa en In1, X2 es la señal proveniente del interruptor 2 que ingresa en In2, y Y1, Y2 son las salidas hacia los motores izquierdo y derecho respectivamente. Así, si ningún interruptor está cerrado (no hay contacto con objeto), el

robot debe avanzar hacia adelante, para lo cual debe enviar alimentación (nivel alto) a ambos motores. En el segundo caso el robot hace contacto con un objeto a su izquierda, entonces debe girar a la derecha, para esto apaga el motor derecho (nivel bajo) y mantiene encendido el izquierdo. Similarmente para un objeto a la izquierda. Cabe mencionar que suponemos que el robot no choca de frente con un objeto. Debido al tipo de integrado al que se hallan conectados los motores (un simple ULN2803A), éstos no podrán girar en reversa, así los motores sólo pueden moverse hacia adelante, lo cual es una limitación bastante grande, la opción para obtener reversa es usar el L293D (para esto ver en la página www.rev-ed.co.uk, específicamente en www.rev-ed.co.uk/docs/axe020.pdf) y colocarle interruptor frontal como una entrada más, pero por ahora usaremos el robot tal cual está, ya que nos servirá para analizar varios aspectos. El problema como está es muy sencillo, y se puede solucionar con dos Perceptrones simples. Esto nos permi-

Saber Electrónica 11

Montaje Figura 1

tirá entender lo que mencioné en el artículo anterior: “para que un problema se pueda resolver con un perceptrón simple (PS), sus soluciones deben ser linealmente separables”, ésta era la gran limitación del PS. De manera que con una estructura como la siguiente (figura 2), estaría solucionado.

Figura 2

Esta deberá funcionar de manera que: • X1=0, X2=0 ⇒ Y1=1 • X1=0, X2=1 ⇒ Y1=0 • X1=1, X2=0 ⇒ Y1=1 Esta información la podemos colocar toda junta en un gráfico cartesiano, con X1 en las abscisas, X2 en las ordenadas, Y1=1 marcado con “x” y Y1=0 marcado con “o”, como vemos en la figura 4. Figura 4

(A no preocuparse, pronto veremos un PMC) Analicemos cada neurona por separado, y veamos su espacio solución. Para la neurona 1 (figura 3).

Este gráfico recibe el nombre de región de decisión y en este caso vemos que para separar los dos tipos de decisiones que tenemos nos basta con una línea recta (figura 5), de ahí que di-

Figura 3

Figura 5

Saber Electrónica 12

gamos que el PS sólo soluciona problemas linealmente separables. También podemos ver en el caso de la tabla “OR”, si nos tomamos el trabajo de graficar, que su solución es una línea recta que pasa por el origen, por lo que con un PS sin bias, lo solucionábamos. Cabe mencionar que la señal de bias lo que hace es proporcionar una ordenada al origen a la recta, por eso decíamos que le añade un grado de libertad más a la neurona (ver primer artículo). Como pasa en el caso de la función “XOR”, ya no basta con una recta para separar las soluciones, así también en problemas más sofisticados; como por ejemplo si se dispone de imágenes de un equipo de diagnóstico médico y se quiere enseñar a una red a detectar el cáncer, ya los espacios soluciones presentan regiones de decisión en formas complicadas . En la figura 6 vemos, de acuerdo que forma de región de decisión tengamos, qué estructura de neurona deberíamos usar. No existe un límite para fijar la cantidad de capas de un PMC, pero se ha demostrado que un PMC con una capa oculta (total dos capas) y con el número suficiente de nodos, es capaz de solucionar casi cualquier problema. Si se agrega una capa oculta más (total tres capas), un PMC soluciona cualquier tipo de problemas y en forma más eficiente que con una sola. Bueno, por ahora llegamos hasta aquí.

Redes Neuronales Figura 9

Figura 6

Práctica 1

Volviendo a nuestro caso del robot con dos “antenas”, podemos ver que la neurona dos va a funcionar similar, sólo que de manera diametralmente opuesta. Así, nuestro primer experimento será entrenar de esta forma simple a nuestro robot.

Para entrenar el circuito necesitamos la versión actualizada de NeFigura 7 Pic (se lo puede bajar gratuitamente de nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e introduciendo la clave nepic2 ).Una vez instalada esta aplicación ingresamos en “Perceptrón completo”. Como vemos en la figura 7.

Luego procedemos al igual que con la función “OR”, cargamos los patrones (tabla 1), mediante el mismo método anterior, luego presionamos “entrenar” y finalmente “Generar código BASIC”, (figura 8) esto genera un código para PICAXE que se guardará con el nombre de “C:\Archivos de programa\Nepic\ Robot1.bas”, (se puede abrir con editor de textos). El código BASIC generado es el que vemos en Fig. 9 . Figura 10

Figura 8

Saber Electrónica 13

Montaje

Figura 11

Volviendo a nuestro robot, no queda más que abrir el código basic con el “PICAXE Programming Editor” , pasarlo a código ejecutable y luego descargar el código ejecutable al Picaxe 18 del circuito experimental que hace de “cerebro” del robot. Y listo!, ya puede empezar a funcionar. Hasta acá bien ¿y los PMC?, ¿qué pasó? En el siguiente experimento nos valdremos de éstos para plantear el diseño de un dispositivo, que actúe de manera más similar a una persona en un ambiente desconocido.

Práctica 2

El entrenamiento, lo que genera son los pesos w11, w12, w13 y w14 (equivalentes a w1, w2, w3 y w4), que son los que codifican la solución del problema. Nuevamente, al ser un problema muy sencillo, los pesos son casi “intuitivos”. Una vez más podríamos haber generado el código mediante el editor de flujo de PICAXE (en el “PICAXE Programming Editor”, se puede bajar gratis de www.rev-ed.co.uk), y simularlo con el simulador, de la forma que vemos en la figura 10. En la implementación en microcontrolador, verán que utilicé la función de activación f invertida (ver primer artículo), en este caso fue por sencillez y por la imposibilidad de trabajar con números negativos con PICAXE, lo que me llevó a cambiar esto, para lograr la pendiente negativa que tiene la recta que separa las regiones de decisión. Más adelante, en posteriores experimentos posiblemente usaremos algunos artilugios que nos permitan codificar números negativos en Picaxes (con PICs comunes se emplean los números complemento de dos, pero ya que aquí esto no es posible, emplearemos otras estrategias). Como hemos visto

hasta ahora, las redes neuronales nos sirven por ejemplo, para resolver problemas como el aprendizaje (en dispositivos más sofisticados los mismos pueden estar dotados del algoritmo de aprendizaje). Pero esta flexibilidad también implica un costo computacional más elevado (es decir se emplea más recursos, por ejemplo: memoria).

Saber Electrónica 14

Ahora en este caso supondremos un robot que parte de una posición cualquiera en un laberinto y que debe ser capaz de alcanzar una determinada meta (figura 12). Para que el robot tenga más “percepción” del ambiente y pueda moverse con más soltura, sin colisionar con los objetos, rediseñamos el sistema de sensores. De todas maneras, sólo lo simularemos con NePic, mediante un pequeño módulo que le agregué, debido a que conseguir los sensores de ultrasonido que requiere y una brújula electrónica, junto a su acondicionaFigura 12

Redes Neuronales Figura 15

Figura 13

miento, puede ser algo caro y la idea es como dijimos, aprender en forma económica. De todas formas se pueden armar de manera relativamente sencilla usando mouses en desuso, ya que los LEDs infrarrojos de éstos, con una pequeña adaptación se pueden emplear de manera muy satisfactoria como detectores de proximidad. Pero por ahora quedémonos con la idea. Veamos, el ambiente donde navega el robot es un cuadrado, en su interior se encuentran distribuidos en forma aleatoria varios obstáculos que el robot deberá evitar. Así, las variables de interés para el robot son la presencia de obstáculos y su orientación respecto a la meta. Entonces el robot está equipado con cinco sensores de proximidad que se encuentran uniformemente distribuidos en la parte delantera (ver figura 13). Estos sensores tienen la capacidad de detectar la presencia de un obstáFigura 14

culo y medir la distancia a la que se encuentra. En este caso se ha considerado que únicamente son de dos estados, de forma que si se detecta un objeto se activará la señal lógica 1 y si no la señal activa será un 0 (esto para facilitar la comprensión). El campo de acción de los ultrasonidos lo suponemos de un ángulo de unos 33º de apertura y 22,5 cm de alcance. También por simplicidad supondremos que S5 y S4 así como S1 y S2 trabajan de a pares como un solo sensor, así tenemos el equivalente de 3 sensores a la entrada (figura 14). En cuanto a la brújula, nos dará un uno si el robot está dentro de los 0 y + 180 grados apuntando hacia la meta y un cero si está en la dirección contraria (+180 y +360), ver figura 15. Bueno, la red elegida es un PMC, debido a que este tipo de redes por sus características, como ya vimos, son muy válidas para resolver problemas de clasificación como el que nos ocupa. A esto cabe añadir que presentan una ar-

quitectura relativamente sencilla. En la figura 16 se muestra la estructura de la red empleada compuesta por cuatro entradas, cuatro neuronas en la capa oculta y dos en la de salida; todas ellas con función de activación del tipo sigmoidal. Una de las características más destacables de las redes neuronales, es que como vimos, aprenden a partir de ejemplos. Para poder llevar a cabo el proceso de entrenamiento, es necesario recopilar una gran cantidad de datos, los suficientes para que la red pueda aprender a desempeñar la tarea para la que fue creada. En este caso, los ejemplos (patrones) van a ser una serie de trayectorias como la que se muestra en la figura 12, a partir de las cuales se van a extraer todos los parámetros que componen los vectores se entrada y salida de la red. Para generar estas trayectorias, lo ideal sería poder captar la secuencia de movimientos que efectuaría una persona que guiase el robot. Como esto no es posible, hay que recurrir a Figura 16

Saber Electrónica 15

Montaje

Figura 18

Figura 17a

Figura 20

Figura 17b

Figura 21

otras alternativas como utilizar alguna serie de funciones programadas en algún software con capacidad de procesamiento numérico, que permitan extraer los datos de las trayectorias trazadas.

Como esto es algo complicado recurriremos a un método manual que es más didáctico, plantearemos un par de situaciones y cómo crear los patrones y dejaremos que el lector genere sus propios patrones de movimiento, esto

Saber Electrónica 16

nos dará una idea experimental de cómo aprende el robot, de todas formas en una aplicación real son necesarias las funciones. Lo que tenemos que hacer es imaginar todas aquellas situaciones con que se puede encontrar el aparato y de ahí extraer el valor que nos entregarían los sensores (entrada de nuestra red) y lo que desearíamos a la salida. Ejemplos en figura 17. De esta forma podemos generar conjuntos de patrones que luego cargaremos y entrenaremos. Por ahora el simulador sólo muestra los dos ejemplos ya propuestos, en próximas ediciones concluiré un módulo de entrenamiento más avanzado y hablaremos de softwares gratuitos disponibles en Internet. Esta vez ingresamos en “Perceptrón Multicapa “ (figura 18) y luego presionamos “Probar en simulador” (figura 19) donde luego de encender el robot, podemos verificar que éste se comporte como le enseñamos, encendiendo o apagando el motor correspondiente, según las acciones que ejecutemos sobre sus sensores (sensores de ultrasonido y brújula), ver figura 20.

Redes Neuronales

Figura 19

Figura 22

Veamos ahora un ejemplo más, de otra forma en que podemos usar las redes para navegación de robots. Supongamos que tenemos el siguiente esquema (figura 21). Si por ejemplo la videocámara le entrega a la red alguna de las formas de la figura 22, la red de-

be reconocer cada una como perteneciente a una forma determinada, sin importar su posición y su grado de nitidez. Cada una de ellas se representa por un vector de nueve elementos, donde cada componente es el nivel de gris correspondiente a cada píxel.

Para esto es útil, por ejemplo, una red multicapa de 9 entradas, capa oculta de 2 neuronas y 3 neuronas de salida. Más adelante veremos cómo podemos usar estas técnicas en visión artificial, desarrollando un pequeño “Ojo artificial electrónico” y luego entrenándolo con imágenes “corrompidas”. Bueno, con esto es suficiente por ahora. Ya tendremos oportunidad de ver más de redes Por el momento, en nuestro próximo encuentro comenzaremos con algo de control “fuzzy”, tendiente al mando de la rotación de un brazo robot, a partir de las señales de electromiografía de una persona. ¡ Hasta la próxima edición! ✪

Saber Electrónica 17

MONTAJE

Módulo ADC para Microcontrolador Existen diversas aplicaciones que requieren del uso de un convertidor analógico a digital (ADC), además de un microcontrolador para organizar todas las actividades del circuito electrónico. Dependiendo de la complejidad del proyecto, se pueden tener varias alternativas de diseño que describiremos a continuación.

Autor: Ing. Ismael Cervantes de Anda [email protected] [email protected] Ing. Beatriz A. Jácome Hernández, Ing. Esperanza Medina Hernández Alternativas de Diseño: a) Emplear el convertidor ADC que posee internamente el propio microcontrolador, esto dependiendo de su matrícula. b) Si la aplicación exige que no se distraigan las operaciones de control que efectúa el microcontrolador, colocar un convertidor ADC externo a pesar de poseer uno. c) El microcontrolador que hemos elegido para el diseño no posee un ADC. En la figura 1 vemos el ADC armado junto con circuito de prueba en Protoboard. El módulo ADC propuesto para el presente circuito está orientado a utilizarse cuando se tenga que tomar la decisión de elegir de entre el diseño de los incisos b) ó c) de los anterior-

mente descritos. Por otra parte, en este texto se está exponiendo un circuito que tiene aplicación inmediata, ya que éste comienza a operar tomando en cuenta tanto los niveles eléctricos del microcontrolador, como a la mayoría de los sensores que pueden emplearse, y por último sólo se tiene que seleccionar el sensor adecuado dependiendo de la variable física a medir para que, de inmediato, el ADC entre en operación. El módulo ADC para microcontrolador tiene como base un circuito integrado identificado como IC1 (matrícula ADC0804) que internamente posee un convertidor analógico a digital, este convertidor trabaja mediante el empleo de la técnica de conversión conocida como de “aproximaciones sucesivas”. En la figura 2 vemos el ejemplo

Figura 1

Figura 2

Saber Electrónica 18

de aplicación del método de aproximaciones sucesivas. Vamos a describir brevemente, la forma de actuar de la técnica de conversión basada en aproximaciones sucesivas. En primera instancia, en el ADC0804 el rango total de operación que también recibe la denominación de voltaje de entrada analógico, es dividido por la mitad en 2 partes iguales, el ADC0804 se encarga de revisar si el valor analógico que está presente en la entrada se encuentra dentro de la mitad superior, si la respuesta es afirmativa se generara un “1” lógico y si la respuesta es negativa se generará un “0” lógico. Cuando se presenta el “1” lógico como respuesta, está indicando que el valor analógico se encuentra en la mitad superior del rango de operación, por lo tanto se tiene que desechar la mitad inferior del rango. Mientras se tenga una respuesta igual a “0” lógico, la interpretaremos como que el valor analógico que pretendemos convertir se encuentra dentro del rango inferior de operación, motivo que provocará que la parte superior del rango de operación sea desechada. El eliminar una parte del rango de operación, involucra de forma inhe-

Módulo ADC para Microcontrolador rente el empleo del método de aproximaciones sucesivas, en el cual a manera de resumen podemos decir que se va encontrando el valor digitalizado de la señal analógica que se está convirtiendo por medio de la división por la mitad del rango total de operación. La mitad restante se vuelve a dividir en 2 partes iguales y nuevamente se tiene que determinar en cuál de las 2 partes (inferior o superior) se encuentra el valor analógico, lo que obligatoriamente nos arrojará como resultado un “0” lógico o un “1” lógico, por lo que el rango original en cada interacción se va haciendo más pequeño. El número de interacciones o veces en que se divide el rango original, depende del número de bits que posea el convertidor, y como en este caso se cuenta con un total de 8 bits, entonces el proceso de dividir el rango de operación por la mitad y preguntar si el valor analógico se encuentra en principio sobre la mitad superior, se repite un total de 8 veces una por cada bit, y como en cada proceso de dividir por la mitad se genera como respuesta un “1” o un “0” lógicos, estaremos encontrando el correspondiente Figura 3

valor digitalizado del valor analógico. Ya hemos visto que el ADC0804 (IC1) cuenta con una salida digital de 8 bits, que permite realizar diseños de instrumentos de medición para operar directamente con un microprocesador o con una forma de ejecución totalmente independiente. De acuerdo a la filosofía de trabajo que fue concebida para este proyecto, el módulo ADC para microcontroladores puede estar conectado al puerto de entrada de un microcontrolador o trabajar de forma solitaria, ya que el resultado de la conversión de cualquier variable física puede visualizarse a través de un conjunto de leds que tiene integrado el módulo ADC.

Diseño del Circuito El elemento principal del módulo convertidor ADC, como ya se había comentado en líneas anteriores, es el circuito integrado identificado como IC1 cuya matrícula es ADC0804, y se trata precisamente del circuito integrado que se encarga de convertir los valores analógicos de voltaje en sus co-

rrespondientes combinaciones binarias, en la figura 3 se muestra el diagrama esquemático completo del módulo ADC. El ADC0804 posee 3 líneas de control para realizar el proceso de conversión de un valor analógico, estas líneas son las terminales 1, 2 y 3, habilitación, lectura y escritura sucesivamente. Para comenzar el proceso de digitalización debemos habilitar al circuito IC1 a través de la línea 1, posteriormente indicarle que se va a leer un dato analógico a través de la línea 2 y por último, para que sea desplegado el valor digitalizado a través de las terminales correspondientes, necesitamos indicárselo al ADC0804 por medio de la terminal 3. Cuando el ADC0804 ha terminado con el proceso de conversión se origina una señal en la terminal 5. Para que se cumpla con el propósito de que el presente circuito funcione de forma automática, esto es, sin necesidad de controlar las líneas 1, 2 y 3, tenemos que “engañar” al ADC0804 conectando la terminal 1 y 2 a GND de manera permanente para que siempre esté activada la función del convertidor, y al mismo tiempo siempre esté leyendo valores analógicos, y por otra parte la línea 5 se retroalimenta a la línea 3, permitiendo con esto que cada vez que termine de realizar un proceso completo de conversión se avise a sí mismo que ya digitalizó un valor, por lo que procederá de forma automática a desplegarlo en las salidas correspondientes. Aunque el diseño contempla que el convertidor comience a operar tan sólo se le conecte el voltaje de alimentación, existe un botón con re-posicionamiento automático (push boton) identificado como S1, el cual se tiene que presionar si es que el convertidor no comienza a trabajar de forma automática. En la figura 4 vemos el circuito impreso del módulo convertidor analógico digital. Las terminales 4 y 19 del ADC0804 sirven para que por medio del resistor R11 (10kΩ) y el capacitor

Saber Electrónica 19

Montaje

Figura 4

Figura 5

C2 (150pF) se genere una señal de reloj, que es la que marca el ritmo de operación del convertidor. La terminal 9 del ADC0804 se emplea para fijarle un voltaje de referencia al convertidor, y es a través de este valor de voltaje como se establece el voltaje del rango de operación, el valor de voltaje que tiene que ser aplicado a esta terminal está determinado por la siguiente expresión: Vref = Vrango/2, por lo tanto el voltaje de referencia tiene que ser la mitad del valor total del rango de operación del convertidor, quedando la expresión como sigue Vrango = Vref/2. Para que quede claro vamos a realizar lo siguiente: si el rango de operación es de 0V a 4V, significa que el rango de operación es de 4V, entonces el valor de voltaje que se tiene que aplicar a la terminal 9 debe ser de 2V. Para este módulo se tiene contemplado la utilización de un rango de Lista de material IC1: ADC0804 R1 a R8: 390Ω 1/4 Watt R9 a R11: 10kΩ 1/4 Watt C1 y C3: 0.1µF C2: 150pF C4: 100µF x 16V L1 a L8: Leds Varios: Base de 20 terminales para CI, terminales tipo header, cables de conexión, circuito impreso.

0V a 5V, por lo que se está aplicando un valor de 2.5V a la terminal 9 del ADC0804, a través del divisor de voltaje formado por los resistores R9 y R10 ambos de 10kΩ, en caso de que requiera de otro valor de rango de operación, se tendrían que modificar los valores de R9 y R10 para ajustar el valor del voltaje de referencia. Las salidas por donde se entrega el valor digitalizado están identificadas como BD0, BD1, BD2, BD3, BD4, BD5, BD6 y BD7, éstas se encuentran ubicadas en las terminales de forma correspondiente de la 18 a la 11, estas terminales de salida para nuestro módulo convertidor ADC cuentan con un led por cada terminal, para que de esta forma se visualice el estado lógico que guarda el bit correspondiente, los resistores identificador de R1 a R8 sirven para limitar el nivel de corriente que consumen los led. También sobre las terminales de salida del ADC0804 se encuentra un conector que es el encargado de transportar los estados lógicos generados durante el proceso de conversión hacia un puerto de entrada de un microcontrolador, e inclusive hacia el puerto paralelo de una PC. El conector identificado como JP2 sirve para hacer llegar el valor analógico que está entregando el sensor de cualquier variable física, que puede ser por ejemplo temperatura, humedad, luminosidad, presión etc. Lo importante del sensor es saber cuál es el valor de su rango de operación para, en función de este dato, ajustar o fijar

Saber Electrónica 20

el valor del voltaje de referencia de la terminal 9 del ADC0804, recordando en todo momento que el valor máximo del rango de operación no debe superar los 5V. En la figura 5 vemos los componentes colocados en el impreso del módulo ADC para Microcontrolador. Por último, en el conector JP1 se hace llegar el voltaje de alimentación que puede ser el mismo con el cual es alimentado el microcontrolador, o sea 5VCD, y para que las posibles fluctuaciones de voltaje no afecten el desempeño del convertidor, se le agrega un capacitor de 10µF (C4). Para finalizar, podemos mencionar que este módulo convertidor es muy útil, prácticamente universal y fácil de conectar, ya que en el borne de conexión se cuenta con un peine de terminales que fácilmente pueden insertarse en un protoboard para aplicaciones educativas o de desarrollo, o en su defecto realizar las perforaciones necesarias sobre el circuito impreso donde se vaya a instalar. En la figura 6 podemos observar el kit armado del módulo convertidor analógico digital. ✪

Figura 6

CLUB SABER ELECTRÓNICA

PLC y Robótica: Disciplinas que Convergen Club Saber Electrónica es una publicación mensual que trata un sólo tema por volumen y su propósito es el de ofrecer bibliografía en tomos coleccionables. Este mes estará en los mejores kioscos del país el número 5: “PLC y Robótica”. Recordamos que su edición es limitada y que si no lo consigue puede solicitarlo en nuestras oficinas. Un robot es un mecanismo con control electrónico automático capaz de realizar una tarea sin que para ello intervenga un comando manual, así, un brazo que permite el ensamblado de piezas de un automóvil o un autito que sigue a la luz son dos variantes de un mismo tema: “ROBOTICA”. Pero no se confunda, el tema va mucho más allá... si bien no existen los robots autónomos con inteligencia propia, estamos asistiendo a grandes avances en la materia como consecuencia de la inclusión de la inteligencia artificial. En Saber Electrónica estamos publicando actualmente artículos sobre el tema, realizando experiencias con componentes comunes y, por supuesto, todo el cúmulo de conocimientos que vayamos adquiriendo lo iremos volcando en diferentes números de esta querida revista cuando sea oportuno.

Autor: Ing. Ismael Cervantes de Anda anto la robótica como los PLCs son temas “apasionantes” dentro de la electrónica. Los automatismos hoy están en todas partes y es por eso que quisimos reunir en un sólo volumen los conceptos básicos de robótica y PLC (controladores lógicos programables). Hablar de autómatas programables o controladores lógicos programables es más sencillo, es un tema más tangible... Un PLC es un equipo electrónico que posee entradas, salidas y un procesador que realiza funciones acordes con un programa interno. Dada esta definición, una simple alarma es un PLC, ya que activa una salida (una sirena, por ejemplo) cuando cambia el estado de alguna de sus entradas (detección de intrusos) sin embargo, cuando hablamos de PLC’s hay mucha tela para cortar... Los PLC’s son parte importante

T

de cualquier industria, ya que no hay máquina o procedimiento que no posea un control automático para efectuar las diferentes tareas. Lo que antes se realizaba con relés hoy se construye con medios electrónicos y es ahí donde debemos tener presente el objeto de un buen “texto” que detalle las bases de los PLC’s: “debe poder ser intepretado por cualquier persona con conocimientos técnicos, aunque sepa poco de electrónica”. En esta premisa nos basamos para seleccionar los temas incluidos en este texto. Deseo aclarar que los temas reunidos en el tomo 5 de la colección Club SE (que está circulando en los mejores puestos de venta de revistas y que el lector puede bajar sin cargo de Internet) pertenecen a bibliografías de diferentes autores que realizaron artículos para la revista Saber Electrónica y nombrarlos a to-

dos sería casi imposible. También quiero puntualizar que éste es un texto básico y que en diferentes páginas brindamos sitios a los cuales puede recurrir dentro de nuestra web para obtener bibliografía adicional. “Recalcamos” que lo dado no es un “tema” específico, es introductorio, más adelante publicaremos otros textos acordes a las necesidades de los profesionales o estudiantes avanzados en el tema.

Arquitectura de un PLC y sus Señales Los sistemas de control pueden concebirse bajo dos opciones de configuración: Sistema de control de lazo abierto (figura 1)- Es cuando el sistema de control tiene implementado los algoritmos correspondientes para

Saber Electrónica 21

Club Saber Electrónica Unidad Central que, en función de las seFigura 1 de Proceso ñales de entrada, se genere una respuesta consiEsta parte del PLC es conderando los márgenes de siderada como la más imerror que pueden repreportante, ya que dentro de sentarse hacia las señales ella se encuentra un microde salida. Sistema de control controlador que lee y ejecuta el programa de usuade lazo cerrado (figura Figura 2 rio, que a su vez se locali2)- Es cuando se tiene un za en una memoria (norsistema de control que malmente del tipo EEresponde a las señales de PROM), además de realientrada, y a una proporzar la gestión de ordenar y ción de la señal de salida organizar la comunicación para de esta manera, coentre las distintas partes rregir el posible error que que conforman al PLC. El se pudiera inducir. En este programa de usuario consistema de control, la retroalimentación es un parámetro cerrado, prácticamente se tiene una siste en una serie de instrucciones muy importante, ya que la variable fí- similitud con respecto a las partes que representan el proceso del consica que se está controlando se que integran a un PLC (figura 3), por trol lógico que debe ejecutarse, para mantendrá siempre dentro de los lo que cualquiera de los dos métodos poder hacer este trabajo, la unidad de control pueden ser implementa- central de proceso debe almacenar rangos establecidos. en localidades de memoria temporal Idealmente, todos los sistemas dos por medio de un PLC. Para comenzar a utilizar los tér- las condiciones de las variables de de control deberían diseñarse bajo el concepto de lazo cerrado, porque la minos que le son propios a un PLC, entrada y variables de salida de davariable física que se está intervi- se observará que los elementos que tos más recientes. La unidad central de proceso, en niendo en todo momento se encuen- conforman a los sistemas de control tra controlada, esta actividad se de lazo abierto y/o lazo cerrado, se esencia, tiene la capacidad para reaefectúa comparando el valor de sali- encuentran englobados en las partes lizar las mismas tareas que una comda contra el de entrada, pero en mu- que conforman a un Control Lógico putadora personal, porque como ya chas ocasiones de acuerdo a la na- Programable y que son las siguien- se mencionó líneas atrás, en su interior se encuentra instalado un microturaleza propia del proceso producti- tes: controlador que es el encargado de vo es imposible tener un sistema de ~ Unidad central de proceso. gobernar todo el proceso de control. control de lazo cerrado. Por ejemplo ~ Módulos de entrada y salida de Cuando se energiza un PLC, el en una lavadora automática, la tarea microcontrolador apunta hacia el blode limpiar una prenda que en una de datos. ~ Dispositivo de programación o que de memoria tipo ROM donde se sus bolsas se encuentra el grabado encuentra la información que le indidel logotipo del diseñador de ropa, terminal. ca la manera de cómo debe sería una mala decisión el predisponerse para comenimplementar un lazo cerrado zar sus operaciones de conen el proceso de limpieza, Figura 3 trol (BIOS del PLC). Es, en porque la lavadora se enconla ejecución de este pequetraría comparando la tela ya ño programa (desarrollado lavada (señal de salida) conpor el fabricante del PLC), tra la tela sucia (señal de enque se efectúa un proceso trada), y mientras el logotipo de diagnóstico que a través se encuentre presente la ladel cual, se sabe con qué vadora la consideraría como elementos periféricos a la una mancha que no se quieunidad central de proceso se re caer. cuentan (módulos de entraRevisando las partes que da / salida por ejemplo). Una constituyen a un sistema de vez concluido esta fase el control de lazo abierto o lazo

Saber 22

PLC y Robótica: Disciplinas que Convergen PLC “sabe” si tiene un programa de usuario alojado en el bloque de memoria correspondiente. Si es así, por medio de un indicador avisa que está en espera de la orden para comenzar a ejecutarlo, de otra manera, también notifica que el bloque de memoria de usuario se encuentra vacío. En la figura 4 se puede observar el diagrama de flujo (estructura de programa) de las actividades que normalmente desarrolla un PLC. Una vez que el programa de usuario ha sido cargado en el bloque de memoria correspondiente del PLC, y se le ha indicado que comience a ejecutarlo, el microcontrolador se ubicará en la primer localidad de memoria del programa de usuario y procederá a leer, interpretar y ejecutar la primera instrucción. Dependiendo de qué instrucción se trate, será la acción que realice el microcontrolador, aunque de manera general, las acciones que realiza son las siguientes: leer los datos de entrada que se generan en los sensores, guardar esta información en un bloque de memoria temporal, realizar alguna operación con los datos temporales, enviar la información resultante de las operaciones a otro bloque de memoria temporal, y por último la información procesada enviarla a las terminales de salida para manipular algún(os) actuador(es). En cuanto a los datos que entran y salen de la unidad central de proceso, se organizan en grupos de 8 valores, que corresponden a cada sensor que esté presente si se trata de datos de entrada, o actuadores si de datos de salida se refiere (vea la figura 5). Se escogen agrupamientos de 8 valores, porque es el número de bits que tienen los puertos de en-

Figura 4

Figura 5

Figura 6

trada y salida de datos del microcontrolador, a cada agrupamiento se le conoce con el nombre de byte ó palabra. En cada ciclo de lectura de datos que se generan en los sensores, ó escritura de datos hacia los actuadores, se gobiernan 8 diferentes sensores ó actuadores, por lo que cada elemento de entrada/ salida tiene su imagen en un bit del byte que se hace llegar al microcontrolador. En el proceso de lectura de datos provenientes de los sensores, se reservan localidades de memoria temporal que corresponden con el bit y la palabra que a su vez es un conjunto de 8 bits (byte), esto es para tener identificado en todo momento el estado en que se encuentra un determinado sensor (figura 6). Con los espacios de memoria temporal reservados para los datos de entrada, se generan paquetes de información que corresponden al reflejo de lo que están midiendo los sensores. Estos paquetes de datos cuando el microcontrolador da la in-

dicación, son almacenados en la localidad de memoria que les corresponde, siendo esa información la que representa las últimas condiciones de las señales de entrada. Si durante la ejecución del programa de control, el microcontrolador requiere conocer las condiciones de entrada más recientes, de forma inmediata accede a la localidad de memoria que corresponde al estado de determinado sensor. Antes de continuar, vea en la figura 7 cómo es el flujo de datos de entrada y salida en el microprocesador del PLC. El producto de la ejecución del programa de usuario depende de las condiciones de las señales de entrada, dicho de otra manera, el resultado de la ejecución de una instrucción puede tener una determinada respuesta si una entrada en particular manifiesta un uno lógico, y otro resultado diferente si esa entrada está en cero lógico.

Saber Electrónica 23

Club Saber Electrónica

La respuesta que trae consigo la ejecución de una instrucción se guarda en una sección de la memoria temporal, para que estos datos posteriormente sean recuperados, ya sea para exhibirlos o sean utilizados para otra parte del proceso. La información que se genera en los sensores se hace llegar al microcontrolador del PLC, a través de unos elementos que sirven para aislar la etapa del medio ambiente donde se encuentran los sensores, de la etapa de control que es comprendida por la unidad central de proceso del PLC y que en su interior se encuentra el microcontrolador. Los elementos de aislamiento reciben el nombre de módulos de entradas, los cuales se encuentran identificados y referenciados hacia los bloques de memoria temporal donde se alojan los datos de los sensores. En cuanto a los datos que manipulan a los actuadores (también llamados datos de salida), éstos se encuentran alojados en las localidades de memoria temporal que de manera exprofesa se reservan para tal información. Cuando en el proceso de ejecución de un programa de usuario se genera una respuesta y ésta a su vez debe modificar la operación de un actuador, el dato se guarda en la localidad de memoria temporal correspondiente, tomando en cuenta que este dato representa un bit de información y que cada localidad de memoria tiene espacio para 8 bits. Una vez que los datos de salida han sido alojados en las localidades

Saber Electrónica 24

de memoria correspondiente, en un ciclo posterior el microcontrolador puede comunicarlos hacia el exterior del Figura 7 PLC, ya que cada bit que conforma un byte de datos de salida tiene un reflejo en cuanto a las conexiones físicas que tiene el PLC hacia los elementos de potencia o actuadores. Dicho de otra forma, al igual que en las terminales de los datos de entrada, cada una de las terminales que contienen la información de salida también tienen asociado un elemento de potencia conectado en su terminal correspondiente. A medida que el microcontrolador de la unidad central de proceso del PLC ejecuta las instrucciones del programa de usuario, el bloque de memoria temporal asignado a la salida de datos, se está actualizando continuamente, ya que las condiciones de salida muchas veces afectan el resultado que pueda traer consigo la ejecución de las instrucciones posteriores del programa de usuario. De acuerdo a la manera de cómo se manejan los datos de salida, se puede observar que esta información cumple con una doble actividad, siendo la primordial la de canalizar los resultados derivados de la ejecución de las instrucciones por parte del microcontrolador hacia los bloques de memoria correspondientes, y pasar también los datos de salida a las terminales donde se encuentran conectados los actuadores. Otra función que se persigue es la de retroalimentar la información de salida hacia el microcontrolador de la unidad central de proceso del PLC, cuando alguna instrucción del programa de usuario lo requiera. En cuanto a los datos de entrada, no tienen la doble función que po-

seen los datos de salida, ya que su misión estriba únicamente en adquirir información del medio ambiente a través de las terminales de entrada y hacerla llegar hacia el microcontrolador de la unidad central de proceso. Los datos de salida al igual que los de entrada, son guiados hacia los respectivos actuadores a través de elementos electrónicos que tienen la función de aislar y proteger al microcontrolador de la unidad central de proceso con la etapa de potencia, estos elementos reciben el nombre de módulos de salida. Tanto los módulos de entrada como de salida, tienen conexión directa hacia las terminales de los puertos de entrada y salida del microcontrolador del PLC, esta conexión se realiza a través de una base que en su interior cuenta con un bus de enlace que tiene asociado una serie de conectores que son los medios físicos en donde se insertan los módulos (ya sean de entrada o salida). El número total de módulos de entrada o salida que pueden agregarse al PLC depende de la cantidad de direcciones que el microcontrolador de la unidad central de proceso es capaz de observar. De acuerdo con lo escrito en el párrafo anterior, cada dato (ya sea de entrada o salida) que es representado por un bit y que a su vez está agrupado en bloques de 8 bits (palabra o byte), debe estar registrado e identificado para que el microcontrolador “sepa” si está siendo ocupado por un sensor o un actuador, ya que determinado bit de específico byte y por ende, de determinada ubicación de memoria temporal, tiene su reflejo hacia las terminales físicas de los módulos. Esto último quiere decir que en los conectores de la base, se pueden conectar de manera indistinta tanto los módulos de entrada como los módulos de salida, por lo que el flujo de información puede ser hacia el microcontrolador de la unidad central de proceso o, en dirección contraria. ✪

9 ,9 0 6 - 2005 - $ 6 º N 6 o ñ -5 6 9 7 - A IS S N : 1 5 1 4

EDITORIAL QUARK

Contenido del CD: Curso Básico de Reparación de PC con Exámenes Autoevaluables Enciclopedia de Computadoras a Color La Electrónica de las Computadoras Utilitarios: Gran Cantidad de Utilitarios

• Curso Básico de Reparación de PC • Enciclopedia de Computadoras a Color • La Electrónica de las Computadoras • Drivers y Utilitarios

para Probar y Optimizar Computadoras

60 Planos Gigantes de Equipos Electrónicos y mucho más...

EDICION ARGENTINA Nº 66 AGOSTO 2005 Distribución: Capital Carlos Cancellaro e Hijos SH Gutenberg 3258 - Cap. (4301-4942) Interior Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. Uruguay RODESOL: Ciudadela 1416 - Montevideo TEL: 901-1184

EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA EDITORIAL Herrera 761/763 Capital Federal QUARK (1295) TEL. (005411) 4301-8804

Impresión Inverprenta S. A. - Bs. As. Internet: www.webelectronica.com.ar Web Manager y Atención al Cliente: Luis Leguizamón

La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Tirada de esta edición: 12.000 ejemplares.

Director Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción Pablo M. Dodero Producción José Maria Nieves Staff Teresa C. Jara Olga Vargas Natalia Ferrer Luis Leguizamón Alejandro Vallejo Diego Pezoa Gastón Navarro Javier Isasmendi Colaboradores Federico Prado Juan Pablo Matute Peter Parker Luis H. Rodríguez Publicidad Editorial Quark SRL

SERVICE

Curso de Fuentes Conmutadas - Lección 8 - Parte 2

Análisis de Fuentes con TDA4600 y Similares En la primera parte de esta lección analizamos el funcionamiento interno del circuito integrado TDA4600, dado que se encuentra en muchas fuentes de alimentación de equipos comerciales. En esta entrega veremos cómo es el arranque de la fuente, cómo funciona la fuente en régimen permanente y qué métodos se utilizan para reparar estos equipos.

Por: Ing. Alberto Horacio Picerno e-mail: [email protected]

El Arranque de la Fuente Como todos sabemos, la mayoría de las fallas de fuente se producen durante el período de arranque. Para evitar este problema el TDA4601 realiza un arranque secuenciado, que minimiza la posibilidad de fallas. Si el arranque se debe abortar por condi-

Figura 1

ción de sobrecarga o por falta de suficiente tensión de red, es necesario cortar el funcionamiento de Q902 en forma total y para ello es necesario colocar entre base y emisor una tensión negativa de por lo menos 6V. Sabiendo esto veamos cómo se realiza el arranque secuenciado: Desde la red a través de R921 se

carga C910 hasta una tensión de 12,5V (el semiciclo negativo es anulado por D908). Cuando la tensión sobrepasa los 8,5V ya comienza a actuar el bloque 2, que carga lentamente a C913 (esta corriente circula por la base de Q902 y por lo tanto produce la correspondiente corriente de colector en el mismo, pero como su crecimiento es lento, no se producen campos magnéticos variables en el primario del transformador y por lo tanto no se inducen tensiones en los secundarios). Si la tensión V9 no llega a 7,5V el arranque se aborta automáticamente. Cuando C913 está cargado, el bloque de control, recibe tensión regulada

Service y Montajes, pág

3

29

Service de 4,3V desde el bloque 3. Es ahora el bloque 11 (control) el que continúa con la secuencia, primero lee de la pata 5, para saber si la tensión de red es suficiente (como lo hace a través del puente de diodos de red indirectamente está controlando si éstos y el electrolítico principal (C309) funcionan correctamente). Si esta tensión es normal, da la orden al bloque 8 de mandar un frente abrupto y positivo de tensión por su pata 8. Esto da comienzo a las conmutaciones de Q902 con C913 cargado a plena tensión (con negativo en la base y positivo en la pata 7). Esto significa que en caso de necesidad se puede enviar la salida a cero y el transistor llave quedará con una tensión negativa aplicada a su base para que se corte completamente. Con el comienzo de las conmutaciones de Q902, comienza a producirse tensión en los bobinados secundarios de T902 incluyendo al bobinado de realimentación que es de fundamental importancia. En efecto, el integrado reconoce la amplitud del pico negativo vía D905-C908-VR951-pata 3 y la conmutación (flanco negativo de la señal de realimentación) vía R911pata 2. En la pata 3 se coloca un amplificador de CC (bloque 4), cuya salida provee una información proporcional a la tensión de salida de la fuente, con destino al bloque de control. El bloque 5 es un detector de pasaje por cero que emite un pulso positivo cada vez que Q902 comienza a conducir y un pulso negativo cada vez que éste se corta. Esta sección provee la necesaria realimentación positiva para que el dispositivo oscile adecuadamente. En este punto debemos bifurcar la explicación, ya que el bloque de control puede optar, por continuar con la secuencia de arranque, si la corriente de colector de Q902 tiene valores normales y/o la tensión de línea es normal, o abortarla en caso contrario. Los datos para tomar esta decisión los proveen los bloques 9 y 10,

Service y Montajes, pág 30

por lo tanto debemos explicar su funcionamiento. El bloque 10 es simplemente un Schmidt Trigger, este circuito cambia el estado de su salida cuando la tensión en la pata 5 es menor que 2,2V (tensión sobre el capacitor principal del puente de diodos menor que 62V porque se trata de un TV 220/110 automático y ese valor corresponde aproximadamente al 50% de 110V). En este caso, el bloque de control aborta el arranque y permanece en ese estado, hasta que se apague el TV y se lo vuelva a encender con buena tensión de red. El bloque 9 nos permite determinar en forma aproximada, la corriente pico de colector de Q907, sin colocar ningún resistor en serie con éste (se trata de resistores de muy bajo valor y por lo tanto, difíciles de fabricar de modo que no sean inductivos). Como sabemos, hasta llegar al punto de saturación del núcleo de T902, la corriente de colector de Q907 crece linealmente mientras éste permanezca saturado. Del mismo modo la tensión sobre C916 también crecerá linealmente, mientras Q907 está saturado (Q907 es un transistor interno cuyo colector está conectado sobre la pata 4). En la figura 1 se muestra un detalle de este funcionamiento. Si la tensión de pico en la pata 5 supera los 2,2V, el bloque de control asume que estamos en condición de sobrecarga, es decir, que el tiempo en que el transistor Q902 está conduciendo es demasiado grande, pudiendo provocar la destrucción de éste por exceso de corriente de colector. También se aborta el arranque quitando la excitación de base de Q902. Si el arranque se completa normalmente, el bloque de control pasa a ajustar la frecuencia y el tiempo de actividad mediante los bloques 6 y 7 a fin de lograr que C908 se cargue a -30V, condición que implica que los secundarios de T902 estén rectificando las tensiones auxiliares correctas de 12, 24 y 110V. El integrado modifica el tiempo de activi4

dad, la frecuencia se modifica como una consecuencia no deseable debido a que se trata de un sistema autooscilante no enganchado con el horizontal. El bloque 8 (regulador de corriente de base) mantiene al transistor Q902 con la corriente justamente necesaria para saturar el colector porque si bien un exceso de corriente de base no afecta mayormente al funcionamiento del transistor como llave; sí lo afecta en su rendimiento. En principio, demasiada excitación significa que el integrado consume más energía que la necesaria, pero por sobre todas las cosas, un exceso de excitación se traduce en una conmutación más lenta, debido a que el transistor no se cortará hasta que todos los portadores acumulados en la base no la hayan abandonado. Para lograr que la excitación sea la correcta, el bloque de control compara, la señal de la pata 4 con la existente en las pata 8 que es la auténtica salida. La pata 7 sirve para determinar la corriente de salida (permite medir la tensión sobre R902, que a su vez es proporcional a la corriente de base). En realidad, la comparación se establece entre la tensión sobre R902 y la tensión de la pata 4 y el resultado de esta comparación varía la ganancia del bloque 8 ajustando de este modo, la corriente de base a su valor óptimo de acuerdo al consumo.

El Funcionamiento de la Fuente en Régimen Permanente Durante el uso normal del TV, las fluctuaciones de brillo de la imagen y el nivel del sonido, modificarán la carga equivalente que debe alimentar la fuente. A su vez, la tensión de red puede fluctuar entre valores muy grandes; el bloque de control debe monitorear permanentemente la tensión sobre C908, que se ve afectada por ambos parámetros y modificar el tiempo de actividad tratando de esta-

Análisis de Fuentes con TDA4600 y Similares

Figura 2

Service y Montajes, pág

5

31

Service bilizar este valor en aproximadamente -30V. También durante el funcionamiento normal puede producirse una condición de sobrecarga o de muy baja tensión de red, que haga necesario cortar la fuente, para ello los circuitos correspondientes permanecen en estado de alerta aún luego del arranque, predispuestos a cortar a Q902 en caso de necesidad. La red que alimenta a la pata 9 desde los 220V es de muy bajo rendimiento, por lo tanto es conveniente modificar el circuito con el agregado de D908 y TH902 (ver figura 2). Cuando se termina el transitorio de encendido, el termistor TH902 está sobrecalentado por lo que esta rama prácticamente no provee corriente. Es el diodo D908 que, rectificando tensión desde T902, se encarga de alimentar al circuito integrado, con un buen rendimiento de conversión. El reemplazo del diodo por el termistor TH902 podría hacernos suponer que va a circular corriente alterna por la

pata 9. Desde luego esto no es cierto, ya que D908 (antes del comienzo de las oscilaciones) puede suponerse conectado a masa, evitando de este modo la circulación de corriente inversa por la pata 9. Mientras comienzan las oscilaciones TH902 se calienta lo suficiente como para que podamos considerar despreciable la corriente que circula por él. Establecidas plenamente las oscilaciones, IC901 se alimenta por rectificación de la pata 7 de T902 debido a D908 y C910, con un elevado rendimiento.

El Circuito Completo de Fuente Analizaremos la fuente completa comenzando por la entrada de 220V. La llave SW1, es la llave general que se recomienda operar cuando el TV no se va a usar por un largo período de tiempo. Es obvio que con esta llave abierta el TV no puede encenderse con el control remoto. F901 es el fusible general y C901 es un capaci-

Figura 3

Service y Montajes, pág 32

6

tor para el filtrado de impulsos provenientes de la línea de canalización y hacia la misma. Idéntica función cumple T901 que actúa como filtro de RF. El termistor TH901 produce la desmagnetización de la máscara de sombra del tubo de imagen, operando sólo cuando la llave SW1 se abre el tiempo suficiente como para que TH901 se enfríe. El puente de diodos D901 al 904 rectifica la CA de la red cargando a C907 a 310Vcc para 220Vca en la red. C903 al 906 evitan que los transitorios de encendido de los diodos produzcan interferencias de RF. El relé RL901 permite encender el TV con el control remoto y R901 es un resistor que limita los pulsos de corriente por los diodos a un valor adecuado, sobre todo cuando el TV arranca con C907 descargado. Varias etapas deben permanecer alimentadas mientras el TV está apagado esperando la orden de arranque desde el remoto o desde el pulsador de encendido. A saber, el receptor y amplificador de rayos infra-

Análisis de Fuentes con TDA4600 y Similares rrojos IC, el led que opera como piloto D0032, el microprocesador IC0001 y la memoria IC0002 (que funcionan todos con una tensión de fuente de 5V) y la alimentación de la bobina del relé RL901 que funciona con 10,4V. Para alimentar todas estas etapas existe una fuente auxiliar que permanece siempre encendida (salvo cuando opera SW1). T903, D911 y D912 cargan a C907 a aproximadamente 40V con 220 Vca de red. Esta tensión se regula a 10,4V mediante el transistor Q903 que opera del siguiente modo: entre base y masa se coloca un diodo zener que se hace conducir con R923 y R922 y R918, este diodo coloca entonces la base a un potencial fijo de 11V, por lo tanto el emisor estará regulado a una barrera por debajo de base, es decir en 10,4V. Sobre le emisor se coloca un filtro de riple C918 desde donde se alimenta directamente el relé y por intermedio de R919 a un diodo zener de 5V (D919), que tiene su propio capacitor de filtro (C925). Q903 tiene protección contra

cortocircuitos en el emisor, por intermedio de R918, en caso de cortos, cae la tensión del colector de Q903 con lo cual se limita la corriente entregada por la fuente. L920 actúa como filtro de RF. Cuando se enciende el TV desde el remoto o desde el panel frontal el micro lleva la tensión de la pata 18 a 5V, con esto se satura Q0010, Q0006 operando como repetidor alimenta la bobina del relé produciendo el encendido del TV. En este momento el diodo D914 comienza a alimentar al capacitor C918 y como lo hace con 12V coloca la juntura de Q903 en inversa con lo cual éste se corta. D918 evita que a la tensión producida al cortarse la corriente por la bobina de RL901 dañe al transistor Q0006. Volveremos ahora sobre algunos elementos que rodean al integrado y que no fueron nombrados en su oportunidad, por claridad en la explicación. L901, L902, L903, L911, L912, L910, C927, C926 y C924 son todos los elementos colocados, para elimi-

nar la radiación de espurios que se producen en el momento que conmutan los diodos. En este caso, como se trata de una fuente pulsada no sincronizada con el horizontal, la falta o deterioro de algunos de estos elementos se nota por un empobrecimiento de la relación señal a ruido de las etapas de RF. D910 protege a Q902 por sobretensiones inversas en la juntura base emisor, pero su función principal es descargar en parte a C913 cuando Q902 está cortado, de este modo, cuando venga el próximo pulso positivo C913 se cargará, siendo esta corriente de carga la que sature a Q902. R903 tiende a igualar el funcionamiento de la etapa con transistores de beta máximo y mínimo, ya que el bloque de control asume un dado valor de beta para establecer la corriente de base, también protege al transistor ya que la tensión de rotura de colector es mayor cuando entre base y masa existe una baja resistencia. R909 y D920 completan las protecciones del Figura 4

Service y Montajes, pág

7

33

Service integrado, si por cualquier motivo la fuente comienza a entregar más tensión que la normal, C911 aumenta también su tensión hasta que D920 entra en su codo de zener y levanta la tensión de la pata 4, con lo cual se apaga la fuente. R914 y R915 mejoran la regulación de la fuente, recordemos que la tensión se regula por la carga de C908. ¿Cuánto se carga éste? Depende entre otras cosas, de la barrera de D905, o mejor aún qué tan parecida es la curva E/I de D905 y la de los diodos del secundario, ya que ésta es la tensión que nos interesa regular. El agregado de estos resistores empeoran la caída de tensión directa de D905. Además junto con C909 forma un filtro pasabajos de modo de evitar que pequeños pulsos espurios carguen a C908. R913 y C912 agregan un filtraje extra a la tensión de referencia de la pata 1 antes de ser utilizada en el divisor de tensión de la pata 3. D913 y C921; D917 y C922; D915 y C920 forman los rectificadores

de tensión auxiliares de 24, 12 y 100V respectivamente. C923 y R920 forman una red que conectan las etapas aisladas por T902 a la red de canalización, pero a través de una elevada impedancia lo que las hace poco peligrosas. Si éstas no existieran, en días secos, el viento, puede generar electricidad por frotamiento en la antena, esta tensión puede ser tan alta que perfore la aislación de T902 con el consiguiente daño a personas y equipos. D907, R904 y C914 son elementos que conforman la forma de onda de colector de modo que ésta será prácticamente rectangular dada la no existencia de un capacitor de sintonía entre colector y masa. El transistor Q901 facilita el arranque con bajas tensiones de red, ya que por la pata 9 de T902 se puede rectificar más tensión que por la pata 7. El transistor se dispone como un regulador tipo repetidor de tensión de base. Esta se mantiene estable en 11V por intermedio de un zener D921. De este modo, en emisor obtenemos 10,4V que son suficientes para alimentar a IC901. Este circuito deja de funcionar

en condiciones normales de red y en régimen permanente debido a que D908 rectifica llevando a la pata 9 a 12,5V en este caso Q901 está en inversa dejando circular corriente por su colector. De este modo, evitamos que esta rama de bajo rendimiento afecte el rendimiento general de la fuente.

Método de Reparación Todos los componentes que se encuentran a la derecha de la línea punteada de la figura 2 pueden quedar conectados al vivo de la red. Por lo tanto, para realizar mediciones es necesario utilizar un transformador separador de 220/220V el que estará dimensionado para una carga de por lo menos 100W (el consumo del TV ronda los 60W aproximadamente). Si Ud. posee una fuente Variac electrónico. Aplique una tensión de 150V al capacitor principal C907. El uso de una lámpara incandescente en serie con la red, puede evitar el deterioro de Q902, IC901, F901 y diodos de fuente (en caso de mal funcionamiento de alFigura 5

Service y Montajes, pág 34

8

Análisis de Fuentes con TDA4600 y Similares guna protección), sin ocasionar ningún cambio importante en las condiciones de funcionamiento normal, ya que si la lámpara tiene la potencia adecuada caerán sobre ella sólo unos 20V. Se recomienda el uso de una lámpara de 220V 150W. Cuando se sospecha que la fuente está regulando alta, deberá levantarse todas las cargas de secundario (levantar D916, D917, R708 y R711) y conectar una resistencia de carga de 200 Ohm 100W sobre C920. En estas condiciones se debe proceder a reparar la fuente sin peligro alguno para el resto del TV.

En los casos de transistor Q902 quemado, se recomienda revisar todas las protecciones del circuito, antes de dar por reparada la fuente, a pesar de que ésta, arranque con el simple cambio de Q902, debe recordarse que cualquier condición de funcionamiento incorrecto es detectada por IC901 evitándose daños al transistor. Solo una muy pequeña parte de los transistores, fallarán por defectos de fabricación. Los métodos de reparación se pueden escribir en nuestro idioma corriente o indicar en lo que se llama gráfico de fallas. Este último método ocupa menos espacio y es más apto para auto-

matizar en una PC. En nuestro caso presentamos un diagrama de fallas creado por el autor para la empresa Radio Victoria (Hitachi) de Argentina que debe interpretarse según lo indicamos en la figura 3. En la figura 4 se puede observar las fallas catastróficas de fuente de alimentación que involucran a todo el TV, que queda sin imagen y sin sonido. En la figura 5 se pueden observar fallas no catastróficas, es decir aquellas en la que la fuente funciona pero lo hace inadecuadamente, es decir con mucha o poca tensión de salida. ✪

Service y Montajes, pág

9

35

MONTAJE

Cómo reemplazar un PIC16F84 por un PIC16F627 El PIC16F84 fue el primer microcontrolador de MICROCHIP en ser fabricado con tecnología FLASH. Esto aceleró y economizó el proceso de desarrollo. Hoy este microcontrolador está obsoleto y es reemplazado por otros modelos de mejores prestaciones y menor costo. En este artículo se describe el reemplazo por un PIC 16F627/8, el cual fue diseñado para un uso intermedio entre el PIC16F84 y los PIC16F877.

Autor: Esteban Boresnitzan Consideraciones Previas al Reemplazo Los microcontroladores de MICROCHIP han sido diseñados para que el programador pueda trasladar un programa de una familia de microcontroladores a otra compatible, sin demasiados cambios. Sin embargo, hay que tener en cuenta que algunos registros y banderas cambian de lugar y es necesario redefinir los valores de las constantes EQU. La forma más sencilla de modificar un programa es utilizar los archivos include que preparó MICROCHIP con todos los registros, constantes y banderas. Aprovechando estas definiciones y la forma estructurada de programación, el cambio de familia de microcontrolador no es crítica.

La Memoria de Datos En algunos casos los registros especiales cambian de ubicación y en otros cambian de banco. Por ello es necesario un estudio completo del programa para verificar que la introducción de código adicional para cambiar de banco no afecte al funcionamiento. Hay que tener en cuenta que los bits de cambio de banco IRP y RP1 no pueden utilizarse para uso general y deben mantenerse en 0.

Service y Montajes, pág 36

Otro problema que se presenta es que el PIC16F84 posee 68 bytes de registros de uso general, que son accesibles desde cualquier banco. Esto representa un problema porque la serie 16F627/8 tiene 256 bytes de RAM repartido en cuatro bancos. Cualquier acceso del programa a los registros desde el banco 1 debe ser modificado para que acceda solamente al banco 0 mediante el agregado de instrucciones bcf RP0 y bsf RP0. Los registros de uso general deben reubicarse a partir de la dirección 20h y en el caso de que no se pueda agregar código para el cambio de bancos, pueden aprovecharse los últimos 16 registros, los cuales están mapeados de manera que puedan accederse desde cualquier banco. El resto de los registros de funciones especiales que corresponden a módulos periféricos (CCP1, USART, Comparador, TIMER 1 y 2) pueden ser utilizados, pero no es aconsejable ya que pueden generar interrupciones o funcionamiento errático del programa. Figura 1

10

La Memoria de Programa El PIC 16F627/8 posee hasta 4 Kbyte de 14 bits de ancho, el cual reemplaza perfectamente al PIC16F84 que posee sólo 1 Kbyte. No es necesario ninguna adaptación al programa y puede utilizarse toda la memoria para expandir el programa o las tablas.

La Compatibilidad Pin a Pin Como vemos en la figura 1, el PIC16F627/8 es compatible pin a pin con el PIC16F84, al cual se le agregaron funciones específicas extra, de manera de aumentar sus prestaciones. De esta manera se reubica en el puerto B las funciones especiales que tradicionalmente se ubicaban en el puerto C. Lo mismo ocurre en el puerto A, donde se ubican las entradas analógicas del módulo Comparador y Ref. Interna. Por ello tenemos disponible en un microcontrolador de 18 pines el módulo CCP1, Comparador interno, y Puerto Serie Asincrónico. Otra mejora para el aumento de E/S es la posibilidad de utilizar reset y osciladores internos, liberando los pines MCLR, CLKIN y CLKOUT para uso general. Para ser compatibles con el PIC16F84 se deben desactivar las funciones secundarias que se han agre-

Migración de 16F84 a 16F627 les son XT, LP, HS y RC modo externo, siendo el resto incompatibles.

Tabla 1

Interrupciones

gado a los Puertos y pines de sincronización (MCLR y CLK). En el caso del Puerto A se deben agregar dos líneas de código al programa para apagar el módulo Comparador y permitir el uso de E/S digitales. El módulo referencia de voltaje se deshabilita durante el reset sin causar problemas. No es estrictamente necesario agregar las dos líneas de código, ya que el módulo comparador se desactiva durante el reset, pero las entradas quedan configuradas como analógicas y pueden consumir corriente extra. (Ver tabla 1). El Puerto B no requiere de configuraciones extra porque los módulos periféricos asociados con el Puerto B se deshabilitan durante el reset. Estos periféricos no consumen corriente extra ni generan interrupciones cuando están apagados. Los pines MCLR , CLKIN y CLKOUT se configuran desde los fusibles de configuración. Hay que tener en cuenta que se realizaron algunos cambios en los fusibles de configuración entre la serie PIC16F62X y la serie PIC16F62XA, por lo que se aconseja utilizar el código de configuración que se describe en el archivo include, como se muestra a continuación.

ta para desconectar las funciones especiales que son incompatibles. También debe tenerse en cuenta que hay cuatro modos de circuito oscilador compatibles con el PIC16F84, los cua-

El PIC16F627/8 posee 10 fuentes de interrupción contra las 4 fuentes de interrupción del PIC 16F84. Esto obliga a cambiar de lugar el máscara de habilitación EEIE y la bandera de interrupción EEIF del módulo EEPROM y reubicarlas en los registros PIE1 y PIR1

__config _XT_OSC & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _CP_OFF & _BOREN_OFF & _MCLRE_OFF & _LVP_OFF &_CPD_OFF Esto permite utilizar cualquier microcontrolador sin preocuparse por la ubicación y la función de los fusibles. Para ser compatible con el PIC16F84 se deben agregar los códigos en negri-

Tabla 3

Tabla 2

Service y Montajes, pág

11

37

Montaje junto a las demás fuentes de interrupción. En lugar de la máscara de habilitación EEIE se ubica la máscara de habilitación de interrupciones periféricas PEIE que habilita la interrupción de los módulos periféricos. Para ser compatible con el PIC16F84, se recomienda agregar la línea de código en gris durante el cambio al banco 1 cuando se configura la dirección de datos de los puertos. Esta instrucción no es estrictamente necesaria y puede reemplazarse por bcf

PEIE si no utilizamos el módulo EEPROM, pero es aconsejable utilizarla para evitar falsas interrupciones por el disparo de algún periférico no compatible con el PIC16F84. Ver Tabla 2.

El Módulo EEPROM Este módulo trabaja igual que en la versión del PIC16F84, pero en este caso se cambian de ubicación algunos registros y banderas, por lo que la ruti-

na de escritura y lectura debe reorganizarse y cambiar de lugar las instrucciones BSF RP0 y BCF RP0. Las rutinas de lectura y escritura EEPROM son más simples debido a que los registros EEADR, EECON1, EECON2 y EEDATA que se ubican todos en el banco 1, siendo necesario un sólo cambio de banco en toda la rutina. Tener en cuenta que se necesita habilitar la máscara de interrupciones periféricas PEIE. En la tabla 3, vemos el mapa de registros del PIC 16F627/8. ✪

Tacómetro Digital para Motores de Aeromodelismo A continuación describiremos el ejemplo de la utilización de un microcontrolador PIC16F627/628 aplicado a un tacómetro digital para motores de aeromodelismo. El tacómetro digital está diseñado para medir las RPM de un motor de aeromodelismo. Estos trabajan en un rango de 3000 a 15000 RPM (notar que es bastante mayor que las RPM de un motor de automóvil) por ser de

Service y Montajes, pág 38

muy pequeña cilindrada, tan sólo de 4 a 10 cm3. Para medir las RPM se utiliza un sensor infrarrojo, el cual cuenta las vueltas que da la hélice cada vez que las palas cruzan delante del sensor y tapan la entrada de luz. Este sensor se conecta a un CI 4093, el cual posee entradas Schmitt-Trigger para evitar ruidos e interferencias en la cuenta de pulsos. Este CI no sería necesario colocarlo, ya que el pin RA4 es de tipo

12

Schmitt-Trigger, pero lo mejor es aislar la entrada ya que el consumo del sensor infrarrojo puede llegar a 100mA. Un aspecto a tener en cuenta es que las hélices de los aviones pueden tener 2 o 3 palas, produciendo un pulso en el sensor infrarrojo por pala por cada vuelta del motor. La selección de tipo de hélice se realiza a través de la entrada RA1, la cual se conecta a masa si se selecciona hélice tripala y se conecta a Vcc si se elige una hélice bipala. La medición se muestra en tres displays de siente segmentos, los cuales se conectan al PIC directamente sin necesidad de decodificador. Los caracteres se convierten de BCD a 7 segmentos en una tabla diseñada para utilizar displays de ánodo común. La ventaja de este método, aparte de ahorrar un CI decodificador, nos permite generar otros caracteres no disponibles en un CI decodificador. En nuestro caso, si la cuenta rebasa los 999.999 RPM se muestran los caracteres ERR en el display. Para visualizar los dígitos en el display, estos se multiplexan en tiem-

Migración de 16F84 a 16F627 po, encendiéndose alternadamente mediante tres transistores PNP, los cuales se conectan a su vez a las salidas RA2, RA3 y RA4. Para poder visualizar sin notar esta conexión alternada debe refrescarse la imagen completa en menos de 0,4 segundos (el ojo capta hasta 25 cambios por segundo). En nuestro caso se actualiza más rápido, cada 0,018 segundos el display y cada 0,006 cada dígito. Este tiempo de refresco se obtiene a través del TIMER0. Para ello se configura el prescaler en 32 y se coloca el valor 3Dh en el registro TIMER0 durante la interrupción. El Timer0 cuenta hasta 194 veces hasta que rebasa su cuenta, generando una interrupción cada: 1µs . 32 prescaler . 194 = 6208µs Cada vez que una pala de la hélice corte la luz al sensor infrarrojo, el PIC incrementa el contador de vueltas en 1. Este contador consta de tres registros que cuentan en BCD: DIG1, DIG2 y DIG3. Para mostrar el resultado en el display debemos calcular durante cuánto tiempo hay que contar

los pulsos del sensor infrarrojo (esta técnica se llama muestreo de pulsos). Por este motivo si se tiene una hélice bipala girando a una velocidad de 10.000 RPM se muestra en el display el valor de 100 (se le pueden agregar dos displays mostrando dos ceros). Para 10.000 RPM se obtienen: 10.000 RPM/3600 seg = 166,6 RPS si la hélice tiene dos palas: 166,66 RPS x 2 palas = 332,2 pulsos si tiene tres palas: 166,66 RPS x 3 palas = 499,8 pulsos Para que el display muestre 100 se deben contar los pulsos durante 100/333,2 = 0,3 segundos. En el caso de tener una hélice tripala se debe contar durante 100/499,8 = 0,2 segundos. Como no tenemos otro timer disponible en el PIC, debemos utilizar el mismo timer0 que usamos para el refresco del display para obtener el tiempo de muestreo. La manera de hacerlo es utilizar un contador que incremente en cada rutina de interrupción de TIMER0. Este contador incre-

menta hasta 30h si es una hélice bipala y hasta 20h si es tripala. Una vez que el contador llega al máximo se copian los valores de los registros DIG1:DIG3 a los registros VALOR1:VALOR3 que actúan como buffer manteniendo el valor para ser visualizado, mientras los registros DIG1:DIG3 reinician la cuenta. Como se ve, la mayor parte del tiempo el PIC está esperando un pulso dentro de un lazo cerrado. Esto no justifica el uso de la entrada de interrupción externa y permite liberar la entrada RBO/INT para ser usada para mostrar el display. Hay dos formas de probar el funcionamiento del tacómetro. La primera necesita un motor de CC de hasta 12 V al cual se le pega con una cinta adhesiva un cartón que simula una hélice bipala. Al motor se le controla la velocidad con una fuente de tensión externa o con varios diodos 1n4001 en serie que le reduzcan 0,7 voltios por cada uno. Es posible que el sensor infrarrojo necesite ser envuelto en un tubo de plástico negro, para que la luz ambiente del costado no interfiera con la medición. La otra forma es conectar un transformador de baja tensión (hasta 12V máx.) al cual se la rectifica con un diodo 1n4004 y se le conecta un LED y una resistencia serie como carga. Este LED se enfrenta con el sensor infrarrojo haciendo un acoplamiento OPTICO de la señal de 50Hz de la red hacia el tacómetro. Si se arma un rectificador de media onda y se selecciona una hélice bipala se obtendrá una medición de: 0,3 seg . 50Hz = 15 pulsos Si se arma uno tipo puente 0,3 seg . 50Hz . 2 semiciclos = 30 pulsos Tener en cuenta que estos rectificadores de prueba no deben poseer ningún tipo de filtros ni capacitores.

Service y Montajes, pág

13

39

Montaje Es posible modificar el programa para que pueda contar pulsos en Hz en forma directa. Para ello debemos incrementar el tiempo de muestreo a 1 seg. mediante el cambio en constante del registro CONTADOR. Debemos cambiarla por el valor 1 seg / 6208 µs = 161 veces

Teoría de Funcionamiento El funcionamiento se basa en la recepción de un rayo de luz que rebota en la pala de la hélice y es recibida por el diodo fotosensible. Esta luz puede ser la del Sol o provista por el diodo emisor infrarrojo. Cualquiera que sea el sistema, cada vez que una pala de la hélice hace rebotar un rayo, el PIC incrementa en uno un contador. Si se tiene una hélice bipala girando a una velocidad de 10000 RPM se tienen 166,6 RPS y 333.2 pulsos. Para que el display muestre 100 se deben contar los pulsos durante 100/333,2 = 0,3 segundos. En el caso de tener una hélice tripala se debe contar durante 100/499.8 = 0,2 segundos.

Service y Montajes, pág 40

Para poder visualizar correctamente los números en un display, deben multiplexarse de manera que la secuencia dure menos de 0,4 segundos (25 cambios por segundo). En nuestro caso duran 0,006 por número y 0,018 por secuencia. Cuando se cuentan 48 secuencias se obtienen 0,297 segundos para bipalas y si se cuentan 32 secuencias se obtienen 0,198 segundos para tripalas. La aproximación es suficiente para el uso que se necesita.

Ajustes finales El circuito tiene dos ajustes. La potencia ajusta la cantidad de luz que emitirá el led infrarrojo y la ganancia ajusta la sensibilidad del receptor infrarrojo. En el caso de haber mucha luz ambiental, el emisor infrarrojo no es necesario y la sensibilidad del receptor debe aumentarse. Si hay poca luz ambiental el receptor infrarrojo debe tener poca sensibilidad para no captar la luz ambiental y el diodo emisor deberá tener mucha potencia para que la luz que emita sea mayor a la

14

La lista de materiales: Preset de 500k Preset de 50k Led infrarrojo transmisor Led infrarrojo receptor CI 4093B 1 diodo 1N4148 2 resistores 10kΩ Capacitor .1µF Cristal 4MHz 8 resistencias 220Ω 2 resistores 1kΩ 1 llave de encendido 3 transistores 2N3906 3 displays de 7 segmentos ánodo común Varios: zócalos DIP, conectores tubos de plástico, separadores. del ambiente. Puede colocarse un filtro infrarrojo como el que se usa para los controles remoto, pero hay que tener en cuenta que para que el diodo emisor esté en la banda infrarroja debe consumir cerca de 100mA , que es mucha corriente para una pila. El uso, en ese caso, debe ser limitado a una medición de pocos segundos. ✪

Cuaderno del Técnico Reparador

Reparaciones, Servicio y Mantenimiento de Lectores de CD y CD-ROM Prosiguiendo nuestras explicaciones, continuamos con los temas que siguen. Autor: Egon Strauss

1) El cambiador de CDs se traba al seleccionar o expulsar CDs Desafortunadamente, éste es uno de los problemas que uno debe ver para poder dar recomendaciones específicas. • Revise si hay correas sueltas o aceitosas (si las hay), polvo y/o lubricación pegajosa. • Revise adecuadamente si está en condiciones mecánicas adecuadas – ningún diente de engranaje quebrado o partes rotas. • La coordinación de engranajes puede estar desordenada (especialmente si alguien ya trabajó en la unidad y si existe algún cambiador de CD, depende de esto para el correcto funcionamiento. • Intente girar el mecanismo manualmente haciendo girar los ejes apropiados del motor. • Un sensor defectuoso – tanto un microswitch como un optointerruptor - pueden resultar en comandos incorrectos a los motores • Si el movimiento es débil, errático, o no existe, revise si hay malas conexiones, motores y guías defectuosas, y problemas de alimentación • Un problema de lógica es también posible, pero no muy probable.

Consiga un montón de CDs desechables de AOL o MSN (a su elección) para experimentar con ellos – debería poder girarlos bien pero el audio podría sonar raro (pista: ¡baje mucho el volumen!) entonces, intente determinar exactamente qué es lo que está tratando de hacer y cómo está fallando.

2) Para auto cambiadores donde hay un disco que no sale: Intente retirar todos los discos CD de la bandeja e insertarla vacía dentro del cambiador. Ahora encienda la unidad y vea si el CD vuelve a la bandeja. Si no lo hace, busque un botón de reset en el cambiador. Sería un pequeño agujero cerca del botón de expulsión que requiere insertar un clip de papel o un mondadientes para alcanzar el switch. Intente presionarlo con la bandeja insertada. Si no ve un switch de reseteo en el cambiador, busque uno en la cara de la radio o, si es un cambiador con frente removible, quítela y vea si detrás hay un switch e intente eso. Si nada de eso funciona, el cambiador deberá ser desmantelado para remover el CD. Si la unidad está en

garantía devuélvala para no anular la misma al desarmarla.

3) El reproductor de CD o la unidad de CD-ROM daña los discos CD Afortunadamente, esta clase de problemas no es muy frecuente. Lo último que usted quiere es que el equipo dañe los discos! Primero, use un CD desechable e intente determinar exactamente dónde está golpeando o rozando. Eso podría ser suficiente para determinar el culpable. La mayoría de las veces, esto será debido a una simple falla mecánica como una pieza plástica rota, causando que ciertas cosas se atasquen, o un pedacito de esa pieza está en el recorrido. O, quizás, su administrador de sistemas principal se dejó llevar un poco por la frustración y le dió un golpe en la parte superior de la unidad. En cambiadores de tipo cartucho, una correa faltante o defectuosa, o un problema de coordinación de engranajes, podría resultar en que el CD quede colgado o raspado al ser extraído o reemplazado. En algunos casos, una falla electrónica o un ser-

Service y Montajes, pág

31

57

Cuaderno del Técnico Reparador vo de enfoque mal ajustado, podría resultar en que el lente golpee el CD en lo más alto de su camino. Muchos equipos recientes – especialmente unidades de CD-ROM high-X – están construidos de forma tan barata que la reparación podría ser imposible o efectiva en cuanto al costo, dejando al reemplazo como única opción viable.

4) Bandeja del eje suelta o adherida al sujetador en la expulsion Cuando quite el CD, podría encontrar una sorpresa agregada – la plataforma en la cual el CD se apoya salta también, posiblemente atascando todo. También podría haber problemas de arranque o detención del giro. Varios modelos usan diferentes técnicas para ajustar la bandeja del eje al motor, pero esto es un problema estrictamente mecánico. Podría ser que un tornillo se haya soltado, que el adhesivo se haya debilitado, o se haya aflojado un ajuste a presión. Si no hay ningún tornillo, una gota de Epoxi puede ser lo que haga falta. Sin embargo, la altura es importante para garantizar un rango de enfoque apropiado así que se deberá tener cuidado especial si no se detiene definitivamente. El disco y el imán del sujetador giratorio deben estar libres de cualquier estructura fija y a la distancia correcta del pick-up óptico. Cuando se involucra algo irreversible, como pegamento, es altamente recomendable revisar el manual de service – la especificación es usualmente 0,1 mm de diferencia. Una bandeja del eje suelta también podría resultar en un giro continuo después de la expulsión o en un inicio o búsqueda lento o ruidoso, ya que si el eje está suelto, el motor no podrá controlar la velocidad del disco apropiadamente durante cambios de velocidad.

Service y Montajes, pág 58

5) Funcionamiento intermitente o errático Cuando parece que el reproductor de CD tiene un problema de humor – funcionando muy bien a veces o sólo para un sector del disco o interrumpiendo en forma aleatoria, puede haber varias posibles causas, incluyendo un lente sucio, interruptor sucio o gastado, o malas conexiones al interruptor (sobre todo en equipos portátiles y baffles), cable flexible con roturas mínimas en uno o más conductores (o apenas desviados o cercanos a una parte metálica del chasis), otras malas conexiones, suministro de energía marginal, disco defectuoso o extenso. • CD sucio, rayado o defectuoso – confirme que el CD no es el problema. Limpie el disco y/o pruebe algún otro. Sin embargo, no todos los discos CD han sido creados iguales. Tanto la calidad general de la capa de información, como la cantidad de espacio inicial y en blanco entre pistas de música, varía. Por lo tanto, donde algún aspecto de la óptica o la electrónica del reproductor de CD no es perfecta – o incluso ante variaciones de programación del microcontrolador – puede derivar en una falla del reproductor en el tratamiento de algunos discos. El uso de CD-R representa una variabilidad aún mayor ya que a menudo se graban en equipos de bajo costo y dudosa calidad. • Lente sucio – un reproductor que acepta algunos discos y otros no o acepta discos esporádicamente simplemente puede requerir la limpieza de los lentes. • Discos de longitud extendida – algunos aparatos simplemente no reproducirán discos que excedan los 74 minutos (límite legal para el tiempo de reproducción de CD) hasta el final (o posiblemente en absoluto). Tales discos CD pueden tener 78 u 80 minutos o más. Esto significa que ciertos aspectos de las espe32

cificaciones del CD estaban comprometidos. Son factibles problemas tanto mecánicos como electrónicos. • Mecánica – correas engrasadas o flojas que impiden que la bandeja se cierre completamente o lubricación pegajosa en el carril (puede fallar según la temperatura ambiente). Por ejemplo, si la música se traba aproximadamente al mismo tiempo en todos los discos, entonces puede haber grasa al final del riel evitando que el carro avance más allá. Esto parece ser lo más probable si usted acaba de adquirir un disco con un tiempo de ejecución inusualmente largo – no tiene nada que ver con los gustos musicales del reproductor de CD! (Había un restaurante chino en el que la grasa de cocina china, aparentemente, se acumulaba en la última porción sin utilizar del mecanismo de arrastre y cuando trataban de tocar un CD extra largo…) • Malas conexiones – a menudo hay numerosos pequeños conectores usados para tomar señales y energía entre la bandeja óptica y el tablero del circuito principal. Generalmente están hechos a bajo costo y propensos a fallar. Sacudir y reubicarlos puede solucionar estos problemas. Incluso puede haber soldaduras defectuosas en las patitas de los conectores o interruptores montados en el tablero. Ligera flexión o ligera expansión y contracción puede resultar en interrupciones intermitentes u otros problemas. Estos problemas son más comunes en equipos portátiles y baffles mal tratados. Los conectores para cualquier cable flexible son particularmente propensos a desarrollar contactos erráticos. Donde se utiliza una palanca de cierre, tirar de ella para soltar el cable; quitar, limpiar y reinsertar el cable; y presionar la palanca firmemente en su lugar, puede ayudar. Donde no hay traba, tire suavemente el cable fuera del conector,

Reparaciones, Servicio y Mantenimiento de Lectores de CD y CD-ROM límpielo e instálelo. He visto problemas de este tipo en algunas unidades de CD-ROM portátiles y los reproductores de CD de componentes usan el mismo tipo de cables. • Un escudo faltante entre la base analógica y la bandeja óptica puede resultar en toda clase de comportamiento errático. Si estos problemas extraños comenzaron después de haber separado el reproductor por alguna razón, verifique que reemplazó el cable a tierra o pieza de metal y/o accidentalmente desconectó o rompió alguna conexión protectora en el cable plano a la bandeja óptica. • Grietas en el cable plano – las partes fijas y móviles del pick-up óptico, comúnmente están unidas con un cable flexible impreso. Las constantes flexiones pueden resultar en que una o más de las pistas de cobre se rompa. Esto podría mostrarse como una incapacidad de pasar cierto punto en cada CD – el reproductor podría apagarse o empezar a saltar a los 23 minutos aproximadamente en cada CD. • Switches sucios – una fina capa de aceite o la oxidación podrían impedir que alguno de los switches límite o de interlock hiciera contacto confiable. Si éste fuera el caso, el reproductor podría detenerse en momentos aleatorios, no aceptar un disco, cerrar la bandeja sin su permiso, etc. Use un limpiador de contacto y papel para limpiar los contactos. Podría ser necesario desensamblar para alcanzar los switches escondidos. • Problemas de alimentación o de lógica también serían posibles, pero no comunes. Sin embargo, si tiene un osciloscopio, revise si hay variaciones en las salidas de la fuente de alimentación – un capacitor de filtro podría haberse secado y haber perdido la mayoría de su capacitancia. • Interferencia externa de una fuerte estación de radio local (pro-

bablemente AM, pero podría ser también banda ciudadana o un operador de aficionado), regulador de luz, u otro origen. A veces, invertir el cable de CA, reposicionando el equipo, o usando cables de mayor calidad podría ayudar. Desafortunadamente suele no haber soluciones fáciles a esta clase de problemas. Una base de protección de la bandeja óptica faltante o rota (ver arriba) podría hacer al reproductor más susceptible a esto. • Daño interno (por ej.: partes sueltas) en el pick-up óptico. Un lente ligeramente separado en pickups de tipo Pioneer (Vea la sección: Lente de objetivo salido) o un enrejado suelto en un pick-up Sony puede resultar en toda clase de comportamientos extraños e irreproducibles. Lo que normalmente vemos en algunos pick-ups Sony como el KSS240, es que el pegamento de la parrilla normalmente se suelta en un extremo dentro de la óptica, lo que le permite oscilar. La ubicación exacta de esto es crítica para el apropiado funcionamiento del reproductor. Desafortunadamente, la única forma de solucionar esto es reemplazar la óptica y realinear si fuera necesario.

6) El reproductor de CD o la unidad de CD-ROM se recalienta Un reproductor de CD que se vuelve ruidoso o una unidad de CDROM que falla en el reconocimiento de discos o en la lectura confiable de datos por pocos minutos, puede tener un componente que se está sobrecalentando y cambia valores. Antes de culpar al reproductor de CD, confirme que la temperatura ambiente no es excesiva – a los reproductores de CD puede no gustarles funcionar en una sauna. Los

componentes estereofónicos de alto poder que se encuentran en torno del reproductor de CD pueden elevar su temperatura interna lo suficiente como para causar funcionamiento errático o falla total. Las unidades de CD-ROM que se encuentran ubicadas en medio de unidades rígidas de alta capacidad (esto solía ser más problemático antes que ahora) puede recalentarse. Suponiendo que su reproductor de CD se encuentra en un entorno de temperatura correcta, en general no debería haber mayores cambios en el comportamiento desde el instante en que se enciende hasta el próximo milenio. No hay mucho en el reproductor de CD o CD-ROM que se recaliente y cambie sus características. Sin embargo, los componentes pueden a veces fallar en ese sentido. Los problemas de este tipo deben ser diagnosticados en modo similar al que se aplica para hallar recalentamiento en componentes de un televisor o monitor de computadora. Necesitará un envase de spray frío (‘enfriador de circuitos’) y un osciloscopio si está disponible. Incluso un secador de cabello en posición no-caliente servirá como sustituto. Tendrá que intentar enfriar varios componentes para poder determinar cuál es el que está mal. Sin embargo, en una unidad que muere completamente justo después de calentarse, esto no será muy divertido ya que usted no tendrá mucha oportunidad de detectar cambios en el comportamiento. En un reproductor de CD que funciona pero con problemas de tracking y/o ruido de audio, usted debería poder monitorear la calidad de reproducción simplemente escuchando si hubo mejora después de haber enfriado la parte defectuosa. Para una unidad de CD-ROM, reproduzca un disco de audio si es posible, ya que esto le aportará la realimentación necesaria para loca-

Service y Montajes, pág

33

59

Cuaderno del Técnico Reparador lizar la parte dañada sin que (con suerte) se cierre continuamente debido a errores de datos o imposibilidad de acceder correctamente al sistema de archivos. Primero, yo recomiendo realizar la reproducción sin las cubiertas y ver si esto tiene efecto, confirmando un problema térmico. Pruebe soplando aire frío sobre el interior expuesto si no ocurriera nada evidente. Donde los componentes están montados a ambos lados del tablero de circuitos, puede ser un tanto difícil hacer llegar aire a la base sin desarmarlos. Suponiendo que usted pueda ubicar el sitio donde ocurre el problema, use el spray frío en componentes individuales como los chips LSI – pulsar rápidamente y esperar unos segundos para ver si hay cambios. Donde la unidad actúa sin la cubierta, use preferentemente un secador de cabello. Use un embudo de papel para dirigir el flujo de aire. Con esta aproximación deberá ser más paciente. Si tiene un osciloscopio, sería conveniente observar el patrón visual de RF en ese momento y ver si disminuye en amplitud y/o calidad en el transcurso de una hora. Si es así, probablemente esté ante un

Service y Montajes, pág 60

problema de sobrecalentamiento del diodo del laser o en su fuente de energía. (Por razones desconocidas, el nombre ‘RF’ a menudo se utiliza para denotar la señal en bruto del pick-up. Ya que es de pocos MHz, está en el rango RF del espectro electromagnético. No hay ningún transmisor de radio dentro del reproductor de CD básico. Sin embargo, unos pocos reproductores de CD tienen un modulador de RF para transmitir el audio a una radio FM cercana para funcionamiento inalámbrico, pero eso es un uso totalmente diferente del término estando después de los circuitos de audio.

7) El funcionamiento es pobre o errático en frío Esto es como lo opuesto al sobrecalentamiento y generalmente NO se debe a una parte dañada – los componentes electrónicos generalmente tienen mal funcionamiento cuando están calientes, no fríos. Para un sistema que no está expuesto a los elementos (por ejemplo un equipo portátil que pasa abruptamente de un exterior sub-zero a un funcionamiento en el interior), la

34

causa más probable es mecánica: la grasa pegoteada y la suciedad se endurecen al frío e impiden el movimiento del soporte y otras partes móviles hasta que la unidad se calienta. Sin embargo, para unidades portátiles y de automotor – que no están bien selladas, se puede formar condensación en las ópticas si se expone un reproductor frío a un entorno húmedo. Este puede ser el caso cuando usted ingresa a su auto en días fríos, hasta que el reproductor de CD mismo se calienta a temperatura ambiente. Si un VCR o camcorder detecta condensación, indicará una alerta DEW (rocío) y rehusará funcionar para protegerse. Esto es crítico para los VCR porque se podría terminar con un problema y una factura excesiva de reparación si la cinta de video se adhiere a la cabeza giratoria. Desafortunadamente, los reproductores de CD no tienen esta característica ya que no ocurriría nada catastrófico. Sin embargo, sería buena una advertencia. Una tercera posibilidad es que hubiera malas conexiones o contactos sucios en la unidad afectada por la temperatura, resultando en un comportamiento errático al expandirse. ✪

Cuaderno del Técnico Reparador

A Fondo con la Smart Clip Muchos de ustedes habrán escuchado hablar de este maravilloso clip, cuya principal función es la de desbloquear la mayoría de los modelos Motorola GSM con un botón, sin necesidad de conectar a la computadora. Con esto nos da la posibilidad de poder desplazarnos a cualquier lugar con sólo alimentar el clip con una batería de 9V. En esta edición les explicaremos las funciones principales de dicho clip, características técnicas, modelos soportados, reparación de teléfonos por medio de flashing.

Autor: Juan Manuel de Pablo Ortíz

Funciones: Este dispositivo profesional nos permite sacar el bloqueo SIM con un solo click, así mismo también resetar el código de bloqueo de usuario (user lock), código de bloqueo de teléfono (phone lock), realizar backup de flash de un teléfono y utilizar esta misma para poder reparar otro teléfono del mismo modelo (generalmente dañado por una mala liberación). Para poder utilizar este clip no es necesario tener conocimiento especial en telefonía celular ya que fue diseñado con el propósito de facilitar su uso. Cada desbloqueo no tardará más de 1 minuto, con lo cual nos permitirá realizar varios desbloqueos en pocos minutos.

Modelos: A835 A845 A920 A925 A1000 C236 C250 C260 C266 C268 C330 C331 C332 C333 C334 C335 C336 C350 C350L C350V C353 C355V C359V C370 C380 C385 C450 C450L C550 C650 C651 C975 E370 E380 E396 E398 E550 E1000 T280 T280i T720 T720i T721 T722i V60 V60i V66 V66i V70 V80 V150 V151 V180 V220 V300 V303 V400 V500 V505 V525 V525M V535 V545 V550 V551 V600 V620 V980 C115 C116 C155 C156 E365 V171 Como podrán observar, este equipo soporta una gran gama de modelos, pero atención solamente GSM. Para más información de los modelos soportados visite: www.skycelulares.com ó www.smart-clip-.com

Modelos Soportados: Smart clip garantiza actualizaciones constantes para los modelos Motorola, que van saliendo al mercado, con lo cual si hay una versión de algún teléfono que no es soportado, con el programa de Flash reading (lectura de flash), nos permitirá enviarle nuestra versión de flash no soportada y a Smart-Clip para que desarrollen una actualización para la caja (más adelante explicaremos cómo actualizar dicho clip).

Forma de uso: Modelos C3xx / Vxxx 1. Encendemos el clip verificando que se encuentre el led verde de status OK. 2. Encendemos el teléfono sin

tarjeta SIM y lo conectamos al clip con su cable correspondiente. 3. Presionamomos el botón de unlock que se encuentra en el clip. 4. La luz verde comenzará a titilar, cuando ésta finalice y quede en verde, significará que el teléfono se encuentra liberado, si ésta queda en rojo significa que el teléfono no pudo ser liberado. 5. Atención, el teléfono simpre tiene que tener su batería cargada al igual que el clip, es recomendable que el clip esté alimentado por una fuente. Modelo V180 – C650 1. Los pasos a seguir son los mismos que en la serie Cxxx y Vxxx, a diferencia que en estos modelos nos encontraremos que el led nunca para de parpadear y que el teléfono se apaga automáticamente, en ese caso esperamos 3 segundos y lo encendemos manualmente (siempre sin desconectarlo del clip), cuando el led vuelva a verde, el teléfono se encuentra liberado. Modelo C115 1. Encendemos la caja y conectamos el teléfono a la misma, el mismo debe estar apagado. 2. Hacemos click en el botón de unlock, pasados 5 segundos encen-

Service y Montajes, pág

35

61

Cuaderno del Técnico Reparador demos el teléfono, veremos que las luces de Rx/Tx comenzarán a parpadear. 3. Cuando el led de status vuelve a verde, el teléfono se encuentra correctamente liberado. Actualización: La gente Smart nos permite realizar actualizaciones sin ningún tipo de costo alguno, para ello será necesario tener una buena conexión a internet, un cable LTP Bidereccional y que la caja esté alimentada por una fuente de 9V (ya que si se produce el apagado del equipo mientras se está actualizando el mismo, no volverá a encender y se perderá la garantía) ¿Cómo Funciona el Método de Actualización? Accedemos a la página de Smart-clip y hacemos click en donde dice UPGRADE ZONE o bien por el siguiente link http://www.smartclip.com/upgrade.php Conectamos el cable LTP al clip y la alimentación. La página de actualización es bastante novedosa, ya que se realiza a través de la web por componentes ActiveX con lo cual es necesario que tengamos una de las últimas versiones de Internet Explorer, nos aparecerá un cartel de conexión y tendremos que hacer click en aceptar.

Figura 2

En la página web aparece que LTP está conectado a la caja… seleccionamos AUTODETECT, y hacemos click en conectar, en la pantalla negra nos aparece la lectura del NRO serie de la caja y la versión de firmware de la misma. Si la misma no es original, será imposible de actualizarla, en www.skycelulares.com podremos encontrar este equipo original, a un muy buen precio de mercado. En el caso de que tengamos una versión antigua de firmware, presionamos en update, en parte inferior nos mostrará una barra de progreso de actualización de la misma. Finalizado el mismo… nuestra caja esta-

Figura 1

Service y Montajes, pág 62

36

rá actualizada a la última versión disponible. Un sano consejo es visitar periódicamente el sitio www.smart-clip.com a fin de interiorizarnos sobre nuevas versiones de firmware. Ver figura 1. SmartMoto Flasher Esta aplicación nos permite realizar varias funciones sobre el teléfono, para poder utilizar este programa es necesario que el clip esté conectado a la PC por medio de un cable LPT (el mismo que se utiliza para actualizar el clip). Podremos realizar backups de Flash (para tener como resguardo y después utilizarlas en teléfonos dañados), obtener información del teléfono a reparar, como por ejemplo versión de flash, IMEI, user code, security code, versión de flex, paquete de idioma, y demás diagnósticos. A continuación les explicaremos cómo utilizar esta aplicación para reparar teléfonos dañados por una mala liberación. Observe la figura 2. Antes que nada debemos realizar la conexión entre el Clip y la PC, ya que sino nunca podremos utilizar la aplicación, en el dibujo se encuentran numerados los pasos a realizar:

A Fondo con la Smart Clip

Figura 3

1. Seleccionaremos como puerto de conexión (LPT) automático, de esta forma no nos equivocaremos al seleccionar cualquier otro. 2. Presionaremos en conectar, con lo cual se establecerá la comunicación entre la PC y el Clip. 3. Para verificar que la conexión ha sido satisfactoria, verificaremos el nro. de serie de nuestro clip y la versión de firmware del mismo. Vea la figura 3. Verificación de Conexión del Teléfono y el Clip Al igual que en el paso anterior, debemos ahora conectar el teléfono a nuestro clip y verificar mediante el programa que la conexión fue satisfactoria. 1. Antes que nada seleccionamos el lenguaje en español para facilitarnos el uso. 2. Conectamos el teléfono al clip, y en el programa indicamos que el mismo se conectó por el puerto USB del clip, hacemos click en buscar, si la conexión es satifactoria veremos en la parte inferior del programa que el teléfono se encuentra conectado (paso 3). 4. Como a modo de prueba de la lectura de información hacemos click en leer información del teléfono, si nos trae los datos que se indi-

can, ya podemos empezar a realizar el proceso de backup. Vea la figura 4. Una vez realizadas todas las conexiones (Clip – PC y Clip – teléfono) ya podremos comenzar a realizar cualquier tipo de tarea dentro de las funciones del programa, en este ejemplo explicaremos cómo realizar un backup y luego volver a instalarlo en el mismo teléfono u otro (siempre que sea el mismo modelo) que se encuentre dañado por una mala liberación (generalmente liberaciones por software).

A. Nos paramos en la solapa de Backup y hacemos click en entrar modo flash (nos permite realizar operación de lectura de flash y backup de la misma) B. Hacemos click en Backup Phone, C. Nos pedirá que le informemos en dónde se guardará el archivo de la flash, una vez seleccionada la carpeta veremos que debajo de una barra de progreso comenzará a incrementarse indicando el progreso del proceso. Cuando éste termina, significa que ya podemos utilizar dicho archivo como resguardo o para futuras reparaciones. D. Utilizaremos este botón para indicar la ubicación desde donde queremos restaurarlo. E. A todo esto, si queremos restaurarlo en otro teléfono debemos realizar los pasos de conexión pertinentes.Ya que si directamente conectamos el teléfono dañado… nunca nos lo reconocerá. Una vez realizados estos pasos hacemos click en restaurar flash del teléfono, nuevamente la barra de progreso comenzará a avanzar y una vez finalizado nuestro teléfono tendrá la misma configuración que la que se realizó con el backup. ✪

Figura 4

Service y Montajes, pág

37

63

S E C C I O N . D E L . L E C T O R Respuestas a Consultas Recibidas Para mayor comodidad y rapidez en las respuestas, Ud. puede realizar sus consultas por escrito vía carta o por Internet a la casilla de correo: [email protected] De esta manera tendrá respuesta inmediata ya que el alto costo del correo y la poca seguridad en el envío de piezas simples pueden ser causas de que su respuesta se demore. Pregunta 1: Compré el curso completo de microcontroladores PIC y en varios lugares dice que es posible utilizar un PIC16F627 en lugar de un PIC16F84, pero al ver las características noto que son muy diferentes, sin embargo hice algunas pruebas sugeridas y no tuve buenos resultados. La pregunta es ¿son realmente compatibles y se les puede cargar el mismo programa sin hacer cambios? Juan Ramón Carrizo Vamos por partes, puedo usar un 16F627 en lugar de un 16F84 pero no son compatibles (no puedo usar un 16F84 en lugar de un 16F627) ya que el segundo “es más completo” porque posee otros recursos como ser comunicaciones o conversosr AD. El 16F84 creo que ya no se fabrica en escala industrial y por eso es más caro. El 16F627 suele ser más económico y se lo encuentra más fácil en casas de electrónica. No se lo puede reemplazar sin hacer cambios, es preciso que efectúe unas modificaciones mínimas en el programa pero no deberá cambiar componentes en el circuito en que se encuentre. En esta edición publicamos un artículo que explica lo que debe hacer para poder utilizar un 16F627 en lugar de un 16F84. También puede ver la sección del lector del número anterior en la que se explica algo más sobre este tema y las diferencias entre PIC y PICAXE.

Pregunta 2: Estoy comenzando a realizar algunas reparaciones y si bien ya tengo mis años, este mundo me resulta apasionante. Me estoy equipando y ya poseo un multímetro digital y otro analógico, una fuente de alimentación y hasta un generador de ondas que armé con un 8038. El tema está en que la fuente sólo me permite hacer una conexión, es decir, no es partida y quiero saber qué me recomienda hacer para tener una que me sirva para trabajar. También le pido que me diga qué es eso de que una fuente puede entregar una corriente máxima de, por ejem-

Saber Electrónica 64

plo 1A, ya que, según tengo entendido, si se pone en corto la corriente que circula es muy grande (en teoría infinita) y entonces no se podría limitar a una corriente chica. Por último, ¿qué valor máximo debería tener la fuente? Juan Carlos Carranza Puede armar una fuente partida a partir de una fuente convencional con muy pocos componentes externos. En Saber Electrónica Nº 33 indicamos cómo hacerlo y en Saber 123 damos más circuitos típicos. La corriente máxima de una fuente es una característica de la misma que indica cuál es el valor máximo que puede suministrar en condiciones seguras, es decir, sin que la fuente se dañe. Si la fuente no tiene protección y se hace un cortocircuito, algo se va a dañar, ya sea los diodos rectificadores, los semiconductores de estabilización o regulación o el transformador. Para que esto no ocurra, se le suele colocar un circuito de protección que “detecta el exceso de consumo” y automáticamente corta el suministro. Con respecto al valor de tensión máxima que debería entregar una fuente, en mi opinión con ±15V es suficiente y el consumo máximo puede ser de 3A. Pregunta 3: Por qué hoy en día los reproductores DVD son tan baratos comparados con una videocasetera si entrega una calidad de imagen muy superior. Analía Ximena Garré En realidad, el precio tiene que ver con el mecanismo de tratamiento de un videocasete VHS y en la forma en que se lee y/o escribe la información (precisa un cabezal magnético). Para leer un DVD se precisa un pick-up láser, que es mucho más barato de producir y el mecanismo para accionar el CD es muy sencillo. Pregunta 4: ¿Me puede explicar cómo funciona una batería de litio y cómo se arma un cargador? Alejandro Solaris Las baterías de litio en realidad se llaman “litio-ion” y están en el mercado desde principios de los 90 y se componen de un ánodo de litio y un cátodo de carbón activo, empleando ácido de cobalto como electrolito. Estos componentes permiten que el acumulador sea recargable (en realidad puede tener otros componentes). En Saber Nº 173 se explica este tema con profundidad y se describen circuitos cargadores de este tipo de baterías.

Pregunta 5: Lo molesto otra vez para preguntarle si es más eficaz un transmisor de AM o de FM. Augusto Paso Todo depende de lo que Ud. entienda por “eficaz”. Para igual potencia irradiada en antena, tiene más alcance un transmisor de AM que opera en frecuencia bajas (hasta 30MHz, por ejemplo) que otro de FM que opera a frecuencias mayores (más de 88MHz), sin embargo, la transmisión de AM es más fácil de interferir y mucho más ruidosa. La complejidad del transmisor va a depender de muchos factores y son ellos los que deben ser considerados para saber cuál configuración resulta más eficaz para cada caso. Pregunta 6: ¿Por qué cada vez que hago consultas para que me ayuden a arreglar un televisor u otro equipo me contestan que colocan la consulta en el foro, qué es el foro? Federico Samaniego Saber Electrónica es una revista que trata una gran cantidad de temas y posee el Club SE como vehículo para conectar a todos los lectores del continente. Lamentablemente no contamos con ingenieros de dedicación exclusiva para contestar preguntas sobre reparación de equipos y por ello hemos habilitado foros de discusión en nuestra web para que los lectores hagan consultas y entre todos tratemos de brindar una respuesta. Cuando un técnico precisa ayuda realiza una pregunta en el foro correspondiente (vea www.webelectronica.com.ar) y nuestros docentes u otros lectores les contestan. ✪

Seminarios Gratuitos Vamos a su Localidad Como es nuestra costumbre, Saber Electrónica ha programado una serie de seminarios gratuitos para socios del Club SE que se dictan en diferentes provincias de la República Argentina y de otros países. Para estos seminarios se prepara material de apoyo que puede ser adquirido por los asistentes a precios económicos, pero de ninguna manera su compra es obligatoria para poder asistir al evento. Si Ud. desea que realicemos algún evento en la localidad donde reside, puede contactarse telefónicamente al número (011) 4301-8804 o vía e-mail a: [email protected] Para dictar un seminario precisamos un lugar donde se pueda realizar el evento y un contacto a quien los lectores puedan recurrir para quitarse dudas sobre dicha reunión. La premisa fundamental es que el seminario resulte gratuito para los asistentes y que se busque la forma de optimizar gastos para que ésto sea posible.

El 11 de junio Saber Electrónica cumple 18 años y para festejarlo hemos preparado una serie de sorpresas, entre ellas, está la edición de un libro que cuenta la historia de nuestra revista e incluye la edición Nº 1 de Saber Electrónica. Esta obra, de edición limitada, es acompañada de un CD y se presenta en una versión de lujo para coleccionar. La presente nota corresponde a uno de los artículos de la “primera” Saber Electrónica con una nueva diagramación, tal como se edita en el texto “18 Años de Saber Electrónica”.

Un efecto de luz estereofónico, con 3 lámparas que se encienden conforme a la señal de cada canal de audio de su equipo y también con su combinación. Este proyecto permite que usted anime más sus fiestas con efectos de luz, o incluso haga una decoración diferente

S

on tres lámparas de colores que guiñan de acuerdo con la música del aparato de sonido; no se trata de una simple luz rítmica de un canal. Son tres canales obtenidos desde un aparato estéreo. Una lámpara guiña con la señal de un canal, la otra guiña con la señal de otro canal y finalmente la tercera con la combinación. El circuito que proponemos es tan sensible que hasta la misma señal débil de un grabador de casete o de un walk-man puede accionarlo sin problemas y, además, puede ser conectado a cualquier aparato de audio sin necesidad de adaptación alguna. Simplemente conecte la salida de este aparato en las salidas de los altoparlantes y audífonos. Las lámparas controladas son de 25 ó 40 watt para dos canales y de 60 a 100 watt para el tercer canal.

para su cuarto. Simple e interesante son los adjetivos que mejor se adaptan a este circuito.

La alimentación viene de la red local y puede hacerse tanto con 110V como con 220V. Ni los aficionados sin experiencia tendrán dificultades para montar este aparato.

CARACTERISTICAS Potencia de entrada: 10mW a 250 watt Lámparas controladas: 3 (2 de 40 y 1 de 110W) Controles: 2 (sensibilidades) Tensión de alimentación: 110V o 220V CA

COMO FUNCIONA Como control de potencia, para las lámparas se usan dos SCR que tienen una conexión diferente, conforme podemos observar por el circuito principal. Estos SCR son conectados en serie, así controlan una lámpara mayor. Los dos SCR sólo podrán encender la lámpara mayor cuando estén en plena conducción, lo que ocurre cuando los pulsos de entradas de los dos canales son más intensos. En paralelo con cada SCR existen lámparas adicionales.

Figura 1

Así, si en uno de los dos SCR no existiera señal de excitación y permaneciera desconectado, al mismo tiempo que el otro conduce, la lámpara en paralelo con éste será la que conducirá la corriente y, por ser de menor potencia, se encenderá con mayor intensidad. En este momento, la lámpara de 40 watt brillará más intensamente,

Figura 2

mientras que la de 100W tendrá una reducción repentina de su brillo. En la figura 1 tenemos curvas que muestran lo que ocurre con los brillos de las lámparas bajo diversas condiciones de señales de entrada. Vea que en la ausencia de señal, todas las lámparas quedan en serie y se encienden con brillo reducido. Capacitores en paralelo con las lámpras mejoran el desempeño del circuito, se obtiene un brillo un poco mayor en los picos de conducción de los SCR correspondientes. Para aislar el aparato de audio, se usan transformadores comunes. Estos transformadores también unen la baja impedancia de salida de los amplificadores, con la alta impedancia de salida de los amplificadores, con la alta impedancia de entrada de nuestro circuito. Junto a cada transformador, existen controles de sensibilidad que determinan los puntos de disparo conforme al volumen del amplificador o aparato de sonido. Resistores en serie con los transformadores impiden que una excitación excesiva coloque en peligro la integridad de los transformadores y también "robe" mucha potencia de los equipos de audio. Los resistores R1 y R2 deben tener valores según las potencias de los aparatos de audio conforme a la siguiente tabla:

Figura 3

Potencia (watt) 0a5 5 a 15 15 a 30 30 a 50 50 a 100 más de 100

R1 = R2 (Ω) 22 x 2W 47 x 2W 100 x 2W 220 x 2W 330 x 2W 470 x 2W

MONTAJE En la figura 2 damos el diagrama completo del sistema. El montaje hecho en puente de terminales aparece en la figura 3. Se deben tener las siguientes precauciones en el montaje y obtención de los componentes: a) Los SCR recomendados son los MCR106 (C106D ó TIC106D) para la red de 110V ó 220V, según sea el caso. Los de la red de 110V deben tener una tensión de pico (PIV) de 400V y los de la red de 220V deben ser dotados de pequeños disipadores de calor. Observar su posición en el montaje. También pueden ser usados equivalentes como los TIC106, pero en este caso, se deben conectar resistores de 1kΩ entre la compuerta y el cátodo (G y K) para que el disparo no ocurra sin señal. b) Los diodos son de tipo 1N4002, 1N4004, 1N4007 o BY127. En el montaje se debe observar su polaridad. c) Los transformadores son de alimentación con bobinado primario de 110V o 220V y el secundario de 6,9 ó 12V con corriente entre 100mA y 500mA. Estos componentes no son críticos y el único cuidado es con su conexión, para que no queden invertidos. d) Los potenciómetros de control de sensibilidad

Figura 4

son lineales o logarítmicos de valores entre 4k7 y 22kΩ. Se puede incorporar a uno de estos potenciómetros el interruptor general. e) Los capacitores C1 y C2 determinan la respuesta del aparato a los sonidos graves o agudos. Con la reducción, el aparato queda sensible a los agudos y con el aumento sensible a los graves. Se admiten valores entre 2n2 y 22n. f) Los resistores son de 1/8W, excepto R1 y R2, que son dados por la tabla conforme a la potencia del amplificador. g) Las lámparas admiten dos combinaciones: L1, L2 = 40 watt y L3 = 100 watt L1, L2 = 25 watt y L3 = 60 watt Otra combinación de menor potencia es L1 = L2 = 5 watt y L3 = 15 watt No recomendamos otras combinaciones que no sean éstas, pues el desequilibrio puede perjudicar el desempeño del sistema. h) Los capacitores electrolíticos C3 y C4 son optativos y deben tener tensiones de trabajo de 250V, si su red local es de 110V, y de 350V, por lo menos, si su red es de 220V. Además de este material tenemos el cable de alimentación, los cables de entrada y, si el lector quiere, terminales de conexión. PRUEBA Y USO Después de terminar el montaje, se puede hacer la prueba de funcionamiento. Para eso necesita un aparato de sonido estereofónico, conectado el trilux en la salida de los audífonos o altoparlantes, como muestra la figura 4. Coloque las lámparas en los portalámparas y ajuste P1 y P2 hasta la posición mínima. Conecte el aparato de audio a medio volumen en un programa cualquiera. Abra inicialmente P1 hasta que dos de las lámparas comiencen a guiñar. Después haga lo mismo con P2, hasta que la tercera lámpara también guiñe al ritmo de la música. Debe encontrarse el equilibrio correcto entre los ajustes, para que todas las lámparas guiñen. Si al conectar el aparato las lámparas ya quedan encendidas será necesario un resistor de 1k entre el cátodo y la compuerta de los SCR. ✪

MONTAJE

Adaptador Para Micrófonos Tipo Phantom Hace algún tiempo un amigo me llamó para comentarme que le había comprado al hijo, que es saxofonista, un micrófono de muy buena calidad, pero tenía el inconveniente de tener una ficha rara y de funcionar solamente en algunas consolas, casualmente las más caras, y no podía conectarlo en una consola o amplificador común porque no funcionaba. Le pregunté si por algún lado el dispositivo no decía “phantom”, a lo que me respondió que sí. Le comenté que no había inconvenientes, sólo hay que hacer un pequeño adaptador como el que les presento en este artículo.

Autor: Guillermo H. NECCO; LW 3 DYL e-mail: [email protected] ¿Qué es el Phantom? Se conoce como “alimentación fantasma” y funciona del siguiente modo: el micrófono es del tipo a condensador, por lo que tiene un preamplificador adosado al transductor que amplifica la señal y baja la impedancia a niveles manejables (aproximadamente 600Ω). Lógicamente este preamplificador necesita alimentación, y se la envía por los mismos cables del micrófono. La tensión de trabajo de estos dispositivos es normalizada en 48 Volt. La “ficha rara” que comentaba mi amigo es una del tipo Canon XLR-3, que se utiliza en audio profesional por su robustez y porque es balanceada (ver figura 1).

Figura 1

Figura 2

¿Qué significa balanceada? Analicemos el circuito de la figura 2. Allí vemos un micrófono conectado a un amplificador simple con una ga-

Saber Electrónica 73

Adaptador para Micrófonos Phantom mon Mode Rejection Ratio) o Relación de Rechazo al Modo Común, no obteniendo señal a la salida. Observen en este caso que, mientras la señal del micrófono entra al operacional fuera de fase y es amplificada (+Vm/2 y –Vm/2), el ruido entra en fase, por lo que es rechazado. Por eso en la ficha Canon vemos 3 conductores, el de masa (pata 1), el de +mic (pata 2) y el de –mic (pata 3). En los micrófonos phantom la alimentación de +48V va por los cables de +mic y –mic a través de sendas resistencias.

Figura 3

nancia G. La masa no es perfecta en estos casos, por lo que entre la salida del micrófono y la entrada del amplificador se genera una er, que es una tensión de ruido, que puede ser inducido por transformadores, dimmers, lámparas de descarga, tubos fluorescentes, etc. A la salida del amplificador tenemos la señal del micrófono amplificada, pero también se amplificó el ruido. Hay que buscar una forma de atenuarlo o eliminarlo.

Para esto se diseñaron los circuitos balanceados (vean la figura 3). Aquí vemos que la señal del micrófono entra a un transformador, en cuyo secundario las tensiones se dividen por dos y se envían fuera de fase con respecto a masa. Aquí utilizamos un amplificador operacional, el cual, recordemos que amplifica solamente la diferencia de señal entre sus entradas. Si aparece una señal en fase en ambas entradas el operacional la rechaza de acuerdo a su CMRR (Com-

Figura 4

Saber Electrónica 74

Construcción En la figura 4 tenemos el diagrama completo del adaptador. Tenemos dos preamplificadores de micrófono de bajo ruido hechos con un par de transistores, dado que tienen menor ruido que los integrados. (En realidad porque los integrados de bajo ruido para micrófonos son carísimos e inconseguibles). Las salidas de estos pream-

Montaje Figura 5

Figura 6

plificadores entran a un operacional TL071 para que se produzca el balanceo y posterior rechazo del ruido. La salida del mismo es del tipo de línea desbalanceada y puede conectarse a cualquier amplificador o consola por

medio de un plug común de guitarra. Para alimentar el circuito integrado y lograr los +48V necesarios recurrimos a un truco: a un transformador común de 12 + 12 VCA x 500mA le conectamos una pata a masa. La sali-

da de 12VCA se conecta a una fuente de media onda, que carga en un hemiciclo al electrolítico de 1000uF positivo y en el otro al de 1000uF que va a negativo. La salida de 24VCA se conecta a un doblador de tensión (que nos provee unos 65V sin regular) y éste es derivado a un pequeño regulador en base a un MJE340, cuya base está a un potencial de 48V por medio de dos zener de 24V puestos en serie. El emisor de este transistor nos ofrece los +48V necesarios para alimentar el micrófono, lo cual hacemos por medio de dos resistencias de 10K. La placa de circuito impreso está en la figura 5 y la disposición de los componentes en la figura 6. Recuerden armarlo en una caja metálica y en la medida de lo posible blinden el transformador de alimentación para evitar que capte algún zumbido por la salida desbalanceada. ✪ LISTA DE MATERIALES: 1 MJE340 1 TL071 2 TransitoresBC548 2 Transistores BC558 4 Diodos 1N4007 2 Cap. 100µF x 100V 4 Cap. 100µF x 16V 2 Cap. 100µF x 50V 2 Cap. 1000µF x 16V 5 Cap. 10µF x 16V 3 120Ω 2 470Ω 2 1kΩ 2 1k8 2 6k8 3 10kΩ 2 15kΩ 2 27kΩ 2 100kΩ 1 Transformador 12 + 12V x 500mA.Varios: placa de circuito impreso, cables, estaño

Saber Electrónica 75

MONTAJE

Mixer Difusor de Sonido Describimos un aparato indispensable, que proporcionará a los equipos de sonido una gran potencia, mejor fidelidad de reproducción y la posibilidad de usar dos o más micrófonos al mismo tiempo y además, grabadores, equipos de audio, etc. Simple para armar, puede acoplarse a cualquier tipo de amplificador o conjunto de amplificadores.

De la Redacción de Saber Electrónica no de los problemas que enfrentan los que desean sonido de gran potencia, es el de la excitación, a partir de una sola fuente, de diversos amplificadores. ¿Cómo conectar un micrófono a un conjunto de amplificadores de manera de excitarlos convenientemente y obtener el máximo de cada uno? Cuando hacen falta sonidos de gran potencia, tanto para la propaganda como para la información, no es suficiente usar un solo amplificador. Entonces deben usarse simultáneamente dos o más amplificadores, para que cada uno alimente un conjunto de altoparlantes o bocinas, según lo sugiere la figura 1. El aparato que describiremos sirve justamente para esa finalidad: excitar un conjunto de amplificadores con la potencia total y, además, mezclar las señales de distintas fuentes como micrófonos, grabadores, reproductores de CD, etc. Al proporcionar una buena amplificación de las señales de los micrófonos, etc, el mixer-difusor (o mezclador) puede excitar, sin perder el volumen, una cantidad casi ilimitada de amplificadores.

U

Saber Electrónica 76

Los amplificadores, en número ilimitado, están conectados en salidas independientes del mezclador-difusor, que no las carga y entonces da una señal pura, de suficiente intensidad para obtener la máxima potencia. La facilidad de conexión al número ilimitado de amplificadores, la excitación de potencia máxima y el control de tres entradas independientes es lo que puede obtener el lector con ese conjunto.

El montaje es relativamente simple, ya que se usa un solo circuito integrado y su alimentación puede provenir de una fuente de 12V, batería de 12V o pilas comunes en caso de que se desee mayor movilidad.

Cómo Funciona Como se ve en el diagrama de bloques de la figura 2, lo que tenemos es un "mezclador" de sonidos, seguido de un pre-amplificador y un amplificador de audio en el que la salida tiene una etapa de "resolución de la mezcla" de sonidos.

Figura 1 Análisis de Cada Etapa

Figura 2

La etapa mezcladora es de las más simples ya que tiene sólo componentes pasivos. Tenemos tres entradas que pasan por tres potenciómetros que permiten "dosificar" la cantidad de señal en cada uno. El ajuste de las tres entradas en su nivel (por los potenciómetros) permite obtener niveles de sonido ideales, según el caso. Puede tratarse de una conversación con fondo musical o

Mixer Difusor de Sonido dos micrófonos que funcionan tres entradas. El cuarto potendurante una entrevista o debaciómetro es para ajustar la excite. tación y debe colocarse en la El circuito básico de esta posición que depende de la canetapa mezcladora se muestra tidad de amplificadores que se en la figura 3. use y de su sensibilidad, para Los lectores que deseen que no se produzca distorsión. más entradas pueden ampliar el Además tenemos el interruptor circuito perfectamente. general en la parte anterior y los La etapa preamplificadora y tres puntos de entrada, según amplificadora usa un solo circuilos micrófonos o fuentes de seto integrado TBA820S. Ese cirFigura 3 ñales que usen, como reproduccuito integrado consiste en un tores de CD, grabadores, etc. pequeño amplificador de audio En la parte posterior se instalan de alta fidelidad con buena galos puntos de salida para facilitar sobre todo si son de tipos diferentes. nancia. la conexión a los amplificadores aislaEso significa que las pequeñas indos. Debe disponerse de los cables netensidades de las señales, obtenidas cesarios. LOS COMPONENTES de micrófonos y otras fuentes, pueden Respecto de los componentes elecamplificarse hasta adquirir un volumen Todos los componentes usados en trónicos, deben hacerse las observade algunos volt en una carga de resis- el montaje se consiguen con facilidad; ciones siguientes. tencia pequeña. El circuito integrado sugerido es del inclusive el circuito integrado es de uso Note el lector, que una carga de pe- bastante común. tipo TBA820S que se encuentra en una queña potencia con esa tensión signifiLos tres primeros potenciómetros cubierta de 14 pines DIL. Se aconseja ca una buena potencia y por consi- son del tipo "de cursor" para facilitar el un soporte para este componente, pero guiente existe la posibilidad de excitar mezclado del sonido proveniente de las no es obligatorio. varios amplificadores sin perder voComo ya dijimos, los potenciómelumen (figura 4). tros son "de cursor" pero nada impide Si consideramos la impedancia el uso de los lineales comunes para de entrada de un amplificador coP1, P2 y P3; para P4 conviene uno de mún del orden de 100.000 ohm y tipo logarítmico con interruptor conjuque en nuestro caso, la carga es la gado. Figura 4 correspondiente a 10Ω, vemos que Los capacitores son de dos tipos. para reducir la intensidad de la seLos de pequeño valor pueden ser ceñal del difusor a la mitad, necesitarámicos y los de gran valor, electrolítiríamos conectar 10.000 amplificacos con una tensión de trabajo de dores a su salida. 16V por lo menos. Es evidente que la conexión de Los resistores, excepto el R3, son algunos amplificadores no producitodos de 1/8W con 10 a 20% de tolerá caída de la potencia de excitarancia. R3 es de 1W ó 2W con 10 ó ción. 15 ohm, según la tensión de la fuenEn la salida del circuito, obtenete. Para 6V se usará un resistor de 10 mos una señal de amplitud del orohm x 1W y para 12V, un resistor de Figura 5 den de 1 a 2V, capaz de excitar fá15 ohm x 2W. cilmente a cualquier amplificador Los plug de entrada y de salida decomún. penden del tipo de cable usado paEsta salida es, entonces, mulra conectar los amplificadores y sus Figura 6 tiplicada para poder conectar difichas, así como las de los micrófoversos amplificadores como lo nos. Se aconsejan los plugs para muestra la figura 5. micrófonos grandes porque produSe usan los resistores con la cen mejor contacto; de esa manera finalidad de evitar que un amplifievitan los ruidos, que son las fallas cador cargue otro, o que haya comunes de los sistemas de sonido problemas de realimentaciones deficientes.

Saber Electrónica 77

Montaje

Figura 7

Figura 8

Para una fuente de alimentación tenemos diversas opciones. Puede usarse un soporte para cuatro pilas medianas o grandes, en el caso en que usemos las de 6V o la batería de 12V. Tenemos también la posibilidad de usar una fuente cuyo diagrama se ve en la figura 6. El armador necesitará, además, una placa de circuito impreso, según el modelo sugerido. Hay que elaborarla con sumo cuidado.

EL MONTAJE Para el montaje, el armador precisará, además de las herramientas comunes, un soldador de baja potencia (máxima 30W) de punta fina, soldadura de buena calidad y, por supuesto, habilidad para soldar. En la figura 7 damos el circuito completo del mezclador-difusor con sus componentes representados por sus símbolos y con sus valores. En la figura 8 damos el modelo de placa del circuito impreso, en tamaño natural. Hay que tomar algunas precaucio-

Saber Electrónica 78

Mixer Difusor de Sonido nes importantes para que el armado salga bien. Por eso aconsejamos que el lector tenga presente la siguiente secuencia de recomendaciones referidas al montaje. a) Observe la posición del circuito integrado que está dada por la posición de la medialuna o de la marca que identifica al pin 1. Vea la placa. Cuando suelda el circuito integrado a su soporte, cuide de que no se produzcan salpicaduras de soldadura que podrían originar cortocircuitos. Si se produjeran las salpicaduras, use un palito para limpiar la soldadura cuando todavía está fundida. b) Para soldar los capacitores electrolíticos hay que tener en cuenta sus polaridades, las que están marcadas. El armador debe conectar según la posición del polo (+) y (-) como figuran en la placa. c) Los demás capacitores no tienen polaridad fija para su colocación, pero los valores deben respetarse. Trabaje con rapidez cuando suelda capacitores cerámicos. d) Tampoco hay que ajustarse a las polaridades en el caso de los resistores. Los valores están dados por las franjas de color explicadas en la lista de materiales. e) Use conductor blindado para conectar los potenciómetros, si la conexión es larga y haga una conexión a masa de la malla o sea el punto que corresponda al chasis o polo negativo de la fuente. Observe también el orden de conexión para que al mover el cursor en el sentido de aumentar el volumen, suceda realmente eso. Si el potenciómetro actuara al revés, basta cambiar las conexiones terminales para arreglar el problema. f) Al soldar los plugs debe observarse también la precaución de emplear conductor blindado con la malla conectada a masa. Es preferible que la masa sea común a las entradas y las salidas. g) El interruptor puede conectarse al potenciómetro F4 o puede ser independiente. Para conectarlo debe usar-

se cable rojo para el polo positivo y negro para el negativo, si se usase una fuente externa. Si se usan pilas observe las polaridades del chasis. El soporte puede ser para 4 u 8 pilas medianas o grandes. Termine el armado con la fijación de la placa del circuito impreso a la caja, utilice para esto los separadores y coloque los los botones de los potenciómetros.

PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO Para probar el aparato, todo lo que el lector necesita es un micrófono común (cristal, dinámico o cualquier tipo de impedancia alta o mediana) o un grabador o un reproductor de CD. El amplificador conectado a la salida puede ser de cualquier tipo usado en actos públicos. El micrófono o cualquier fuente que se use de señales (grabador, equipo de audio, etc.) se conectará a una de las entradas (E1, E2 o E3). En la salida (S1, S2, S3 o cualquier otra) se conectará un cable de conexión a la entrada del amplificador que se use. Coloque el potenciómetro P4 y el correspondiente a la entrada del micrófono, en el mínimo al empezar. Abra el control de volumen del amplificador hasta la mitad aproximadamente. Luego, abra primero el potenciómeLISTA DE MATERIALES CI-1 - TBA820S - circuito integrado (amplificador de audio) P1, P2, P3 - potenciómetros lineales de cursor de 100k P4 - 47K - potenciómetro logarítmico común, con o sin llave C1, C2, C3, C8, C11 - 100nF - capacitores cerámicos C4, C5, C7, C10 - 100µf x 16V capacitores electrolíticos C6 - 100pF - capacitor cerámico C9 - 220µF x 16V - capacitor electrolítico R1 - 180Ω x 1/8W - resistor (ma-

tro de entrada hasta la mitad de su recorrido (P1, P2 u otro) y gradualmente, al mismo tiempo que habla, vaya abriendo el P4. El sonido debe empezar a salir del altoparlante o bocina. Debe abrirse P4 hasta el punto en que se obtenga el volumen máximo que no presente distorsión. Si llega al máximo sin que eso ocurra, abra también P1, P2 o el potenciómetro al que está conectado el micrófono. Si así todavía no se logró el máximo de potencia, el micrófono necesita un preamplificador.

USO Para usar el mezclador-difusor basta conectar su entrada a la fuente de señales que sugerimos, pueden ser dos micrófonos y un grabador. La salida se conectará a tantos amplificadores como necesite el sistema de sonido. Los controles se ajustan de la siguiente manera: a) Primero fije la posición máxima de P4 que permita obtener el sonido de cualquiera de las tres entradas con su máximo volumen, sin distorsión. b) Después, solamente hay que ajustar P1, P2 y P3 a los niveles de sonido que se desean para cada entrada, según la necesidad. ✪ rrón, gris, marrón) R2 - 56Ω x 1/8W - resistor (verde, azul, negro) R3 - 10Ω o 15Ω x 1W - resistor (ver texto) R4, R5, R6, R7 - 47k x 1/8W - resistores (amarillo, violeta, naranja) S1 - interruptor simple (conectado a P4) Varios: plugs de entrada y de salida, placa de circuito impreso, caja para el montaje, botones para los potenciómetros, soldadura, cables blindados, soporte de pilas o material para la fuente, etc.

Saber Electrónica 79

AUDIO

Novedades en Wi-Fi En el Número 200 de SABER ELECTRONICA este autor describió, por primera vez, los detalles del sistema de WiFi que estaba en pleno desarrollo. Hoy, sólo pocos meses más tarde, podemos informar a nuestros lectores que el sistema ya llegó a un nivel de público y sus componentes se encuentran disponibles en la mayor parte de los países del continente. A continuación trataremos los pormenores disponibles.

Autor: Egon Strauss

Reiteramos Algunos Aspectos Técnicos y Operativos En la Figura 1, vemos el logotipo que distingue todos los componentes aptos para este sistema. Como recordaremos, se trata de un sistema de comunicaciones inalámbricas que se efectúan en las bandas de 900MHz y 2.4GHz y que permiten una comunicación secreta, rápida y conveniente entre computadoras en diferentes ubicaciones y también entre computadoras y sus componentes agregados, como impresoras, scanners y otras. Las comunicaciones se efectúan en concordancia con las Normas Funcionales: ISO 8802/3, IEEE 802.3, 802.3u, 802.11b, WiFi. Este sistema funciona en conjunto con el sistema Ethernet de comunicaciones y por lo tanto, debe cumplir con los requisitos del mismo. El Ethernet es una forma de red de área local (LAN) con conexiones alámbricas y es ampliamente usada para interconectar computadoras según la norma IEEE 802.3, que permite a una gran variedad de fabricantes, producir interfaces compatibles y extender sus capacidades, mediante repetidores, puentes, etc. La velocidad

Saber Electrónica 80

de transmisión de datos es de 10 Mbits/seg. ó de 100 Mbits/seg. para Fast Ethernet (Ethernet rápida), pero las exigencias del empaquetamiento de datos y la separación de paquetes provocan una eficiencia real 5 a 10 veces inferior al régimen nominal. Una estación que desea conectarse a la red espera que el cable esté libre, mediante un sistema de detección de portadora para acceso múltiple y detección de colisiones (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect –CSMA/CD) en lugar de esperar su turno, como en una red Token Ring. Hay muchos métodos de conexión para Ethernet, que van desde el cable de cobre a la fibra óptica. Actualmente los tres más comunes son: 10 Base 2 Ethernet de cable fino, que usa cable relativamente barato de 50 Ohmios y conectores BNC. La longitud máxima, sin repetidores, es de 180 m y pueden conectarse hasta 30 dispositivos. 10 Base 5 Ethernet estándar de cable

Figura 1 - El logotipo de Wi-Fi.

grueso, que usa cables coaxiles gruesos y conectores AUI. La longitud máxima es de 500 metros sin repetidores, conectando hasta 100 dispositivos. La norma 10 Base T es para cable de par trenzado de cuatro conductores con conectores RJ. Con él pueden conformarse redes a un muy bajo costo por nodo. En cambio la norma 100 Base TX “Fast Ethernet” (Ethernet rápido) funciona con una velocidad de 100 Mbits/seg. En el sistema WiFi se ha podido mantener el secreto de las comunicaciones propias de las conexiones alámbricas de Ethernet, pero usando un enlace inalámbrico para la interconexión entre estaciones o etapas del sistema. Los sistemas y métodos de codificación y decodificación son iguales en ambos sistemas. Se usa una frecuencia de transmisión y recepción de 2.400-2.4835GHz. En los sistemas alámbricos originales es necesario usar una línea asimétrica digital del abonado (Asymmetric Digital Subscriber Line = ADSL). Esta línea es abonada como cualquier línea telefónica analógica, pero permite la conexión entre computadoras, quiere decir está destinada a transportar señales digitales.

Audio Descripción del Sistema El sistema que deseamos describir en la presente nota es el que ofrece OfficeConnect®, una empresa perteneciente al grupo 3Com Corporation de los Estados Unidos. Wireless Cable/DSL Gateway Interfaces Conexión de Modem para Cable o DSL - 10/100 FD. Conexión de LAN – 4 Ethernet ports de 10Mbps/100Mbps (velocidad dual) (10BASE-T/100BASE-TX) Interfaz para WLAN en concordancia con: Standard IEEE 802.11b, Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) Tasa de Transmisión: 11Mbps, con corrección automática a 5.5, 2 o 1Mbps Cantidad Máxima de canales: 13 Alcance hasta 305m Frequencia: (US/Canadá/Europa) 2.4002.4835 GHz Sensibilidad: 1,2,5.5Mbps: 80dBm; 11Mbps - 76dBm typical Modulación: CCK, BPSK, QPSK Encriptado: 40/64bit, 128 bit WEP Cantidad Máxima de clientes: 32 Potencia de O/P 15dBm

Temperatura de Operaciones 0°C a 40°C Potencia térmica 7VA, 23.9 BThU/hr Humedad 0 % a 90 % humedad (sin condensación) Dimensiones • Ancho = 220 mm • Profundidad = 135 mm • Altura = 24 mm Peso Aproximadamente 592 g En las Figuras 2 y 3 vemos el aspecto de dos equipos de Gateway que reúnen las especificaciones señaladas. La Figura 2 se refiere al Modelo 3CRWE53172 y la Figura 3 al Modelo USR2249.

Requisitos del Sistema Antes de proceder a la instalación de cualquier sistema de WiFi, deben cumplirse ciertos requisitos indispensables para lograr un servicio satisfactorio, permanente y en concordancia con las disposiciones legales. • Por lo pronto, para poder instalar un sistema WiFi es necesario poseer

una conexión de DSL o cable de banda ancha, junto con el modem correspondiente. El modem, además, debe tener un port de Ethernet para lograr un funcionamiento correcto del sistema de Gateway a instalar. • La computadora que se usará en esta instalación debe poseer también un port Ethernet y debe estar configurado para la conexión a Internet. Asimismo, es necesario disponer de un Webbrowser adecuado. • No deben existir en la red local otros dispositivos DHCP que procuren la conexión con direcciones IP. Así el equipo de Gateway funcionará por default. • La computadora del sistema debe tener instalada una tarjeta de adaptador inalámbrico del tipo 802.11b, además el equipo viene con un disco CD-ROM para la correcta instalación del mismo. Para los fines de un uso efectivo en oficinas de mediana envergadura, resulta necesario usar todo el conjunto con una central de distribución, Modelo SMC7004VBR cuyo aspecto apreciamos en la Figura 4.

Aplicaciones Las redes locales inalámbricas tipo WiFi completan, generalmente, redes alámbricas LAN, preexistentes como la que vemos en la Figura 5. Al Figura 3

Figura 2

Aspecto de un equipo de Gateway.

Otro equipo de Gateway.

Saber Electrónica 81

Novedades en Wi-Fi

Figura 4 - Una central de distribución modelo SMC7004VBR.

Figura 5 - Red local conectada por alambres.

agregar los componentes de la red WiFi, se transforman en una red local similar a la que vemos en la Figura 6. Se observa la central WiFi de Gateway cuyo agregado permite la conexión con los usuarios inalámbricos de notebooks equipados con el sistema o cualquier otro componente (impresora, escaneador, etc.) adecuado. En empresas de cierto nivel y cantidad de usuarios, este tipo de conexión permite una economía y facilidad de uso importante, que supera ampliamente los costos de la provisión de los equipos necesarios. Para el técnico del ramo es, además, un valioso suplemento de sus posibilidades de intervención y actividad técnica. En la instalación y mantenimiento del sistema, debe tomarse en cuenta que la banda usada para las conexiones inalámbricas de 2.4GHz, es usada también en otras aplicaciones de manera que previa a toda instalación debe controlarse la existencia o no de otras fuentes de esta frecuencia para asegurarse el funcionamiento correcto del sistema. El alcance limitado de esta banda de frecuencia permite generalmente, localizar muy rápidamente toda fuente de interferencias potenciales y seleccionar frecuencias propias libre de interferencias. En la Tabla 1 vemos un listado de los canales asignados internacionalmente para el servicio WiFi, si bien desde luego, los canales asignados a la Argentina son las que más importancia revisten en las instalaciones locales previstas. El riguroso seguimiento a estas indicaciones permitirá en todos los países, un funcionamiento libre de interferencias, tanto en el equipo propio como en equipos vecinos.

Figura 6 - Red local conectada por alambres. TABLA 1

Conclusiones El servicio de WiFi está recién en sus comienzos y seguramente en un futuro cercano será necesario volver sobre el tema a medida que los técnicos de cada país requieran nuevas informaciones. Trataremos de estar presentes. ✪

Saber Electrónica 82

AUTÓMATAS PROGRAMABLES L E C C I Ó N 11

Visualización del Programa en Basic y LabView: Estructura de Objetos Habiendo definido qué es un lenguaje UML y dando determinados parámetros que nos serán útiles para puntualizar el programa de un PLC, debemos analizar los requerimientos y presentar un diagrama de clase como una solución general del problema. El diagrama de dominio muestra la principal clase del sistema y sus relaciones. El primer paso para la construcción del diagrama de clase, es la identificación de los objetos involucrados.

Sobre un trabajo del Ing. Fernando Ventura Gutiérrez ([email protected]) y la coordinación del Ing. Horacio D. Vallejo ([email protected])

Introducción Para definir qué tipo de programa emplearemos para la operación de un PLC, es preciso tener en claro qué elementos tendremos para la operación del sistema de control. Los objetos activos son las perillas de comando del sistema, como “servicios” o elementos de apoyo contamos con un Conversor A/D - Conversor D/A del tipo

Figura 1

“PCL-818L”. Los dispositivos físicos que permiten similar los procesos a ser controlados cuentan con un “simulador de proceso de temperatura” (descripto en Saber 212), un “simulador de proceso de nivel” (descripto en Saber 213) y una fuente de alimentación. Se emplea el concepto PID, contando con una barra de menú para visualizar lo que ocurre (tiempo transcurrido, indicador de progreso de tarea, etc.)

Figura 2

Saber Electrónica 83

Curso de Autómatas Programables

Figura 3

Figura 4

Los elementos visuales de la interfaz de usuario (Sintonización y Control) se muestran en las figuras 1 a 4. La interacción con el usuario se muestra con botones de comando y barras de menú. La figura 1 muestra la “Interfaz de Usuario Control de Temperatura”. En la figura 2 se grafica la “Interfaz de Usuario Control de Nivel”. En la figura 3 se da la pantalla correspondiente a la “Interfaz de Usuario Sintonización de Nivel” y en la figura 4 se puede ver la pantalla de la “Interfaz de Usuario Sintonización de Temperatura”.

Construcción del Diagrama de Clase: El Diagrama de Clase del Simulador El usuario interactúa con el sistema por medio de la pantalla y del simulador (perturbaciones), éstos son, de algún modo, objetos activos. En la figura 5 vemos el diagrama de clase del Simulador, veamos los bloques más importantes:

Diagrama de Clase del Subsistema Simulador El simulador es el que se encarga de generar la curva de reacción del proceso de temperatura. También es la que recibe la señal de control del sistema por medio del subsistema DAQ, a su vez envía la señal al sistema, y también lo hace, por medio del subsistema DAQ. Este simulador además se encarga de recibir las perturbaciones generadas por los actores (usuarios). Este subsistema está compuesto por dispositivos físicos (OPAMPS, Resistores, Condensadores, Transistores) que se encargan de realizar las tareas anteriormente dichas.

Saber Electrónica 84

Figura 5

El subsistema DAQ PCL818L (figura 6) es el que se encarga de recibir la señal analógica (curva de reacción) del subsistema Simulador y convertirla a una señal digital ADC, luego esta señal será procesada en el sistema. Figura 6

Visualización del Programa en Basic y LabView Una vez procesada será convertida nuevamente en una señal analógica DAC y enviada al subsistema Simulador. La clase interfaz de usuario (figura 7) gobierna la interacción con el usuario. Este recibe la entrada del usuario a través de los comandos que se encuentran en la pantalla.

o o o

Implementación del Software La arquitectura deberá soportar un hardware externo siempre y cuando cumpla con las señales normalizadas para el control de procesos, mas no soportará alguna falla que dicho hardware ocasione. Probablemente el usuario (actor), al agregar un hardware inapropiado dañará el sistema, lo que ocasionará una falla en la arquitectura del software. La DAQ PCL818L accesará al sistema a través de la

Figura 7

La idea abstracta del graficador es utilizada para visualizar las diversas señales obtenidas. Estas señales son:

El software de Control de Proceso no tiene requerimientos especiales de seguridad (passwords, control de tiempo, etc).

Figura 8

Set Point Temperatura Señal de control

La interfaz de usuario también recibe las perturbaciones generadas por el agente en el subsistema Simulador. La interfaz de usuario reacciona a los eventos como el cambiar los parámetros PID, cambio de SETPOINT. En la figura 8 se grafica la representación visual de objetos y en la figura 9 se brinda el diagrama de clase del subsistema Interfaz de Usuario.

Figura 9

Sobre Hardware y Software Habiendo definido el entorno (los elementos) necesarios para enteder cómo se programa el PLC empleado como ejemplo en esta serie de artículos, debemos describir los recursos de hardware utilizados para el diseño. En nuestro producto final, el diseño del hardware es tan importante como el diseño del software. La arquitectura física del Simulador, así como la arquitectura del DAQ PCL818L ya las hemos descripto cuando hablamos de los simuladores de temperatura y de nivel (vea Saber Electrónica 212 y 213).

Saber Electrónica 85

Curso de Autómatas Programables dirección de memoria del computador. No se requiere un modo especial de comunicación. Un hardware empaquetado es un objeto software representado como un dispositivo de hardware. Se trata de una interface entre los objetos de la aplicación y los dispositivos físicos. El método de construcción de un hardware empaquetado comienza en el dispositivo de hardware. Una vez terminado el dispositivo de hardware (simulador), el dispositivo estará listo para ser usado. El diseño detallado y la implementación del hardware ya lo hemos descripto en lecciones anteriores. Uno de los requerimientos específicos para el desarrollo del programa es el conocimiento del algoritmo PID, teniendo en cuenta los tiempos de muestreo para el control de temperatura y también para el control de nivel. Tenemos que asignar el alojamiento de los recursos de hardware y periféricos de los objetos. Así tenemos que la tarjeta de adquisición de datos ocupará, en nuestro caso, la dirección 200H. Podemos considerar que el producto final del programa “Controlador de Procesos Industriales” para un sistema

Saber Electrónica 86

informatizado es un programa que está contenido en la memoria volátil. El programa deberá incluir algunos códigos para inicializar y chequear el hardware y arrancar el programa ejecutable realizando este test. Cuando el software ha sido completamente desarrollado y probado, puede ser generado a su ejecutable respectivo.

Lenguaje de Programación y Herramientas de Software Nosotros hemos elegido el lenguaje de programación Visual Basic 6.0. para implementar nuestro sistema. La decisión de la elección del lenguaje de programación para un sistema informatizado puede ser afectado por las características del hardware utilizado. Usaremos las herramientas principales del Visual Basic como el compilador, componentes, objetos insertables y graficadores. Habiendo dado estas definiciones, debemos comenzar con el diseño general del programa, tema que desarrollaremos en la próxima edición. ✪

MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS

Le Sacamos los Tornillos a lo que Nadie se Anima a Desarmar

REPARACION

DE

NOTEBOOKS

Desarmar estos equipos suele ser un tema tabú para muchos “fierreros” de la computación. Incluso, aquellos que están acostumbrados a desconectar hasta el último cable de su querida PC de escritorio, piensan una y otra vez antes de quitar el primer tornillo de una notebook. Es que su aspecto tan delicado y compacto genera esa sensación de que el mínimo movimiento en falso puede ocasionar un desastre; algo que, si lo pensamos bien, no es tan desacertado. Justamente, la idea de esta nota es darles a conocer los pasos adecuados para desarmar correctamente el equipo y resolver los problemas más habituales que podamos encontrar. De la Redacción de

de MP Ediciones ntes de empezar, aclaremos un par de conceptos básicos que, quizá, muchos desconocen. Una notebook responde a la misma estructura de componentes que una PC estándar. Esto significa que posee un mother central, un microprocesador, slots con módulos de memoria, unidades desmontables, etc. Por lo tanto, los problemas que presentan son muy similares a los de los equipos de escritorio, es decir, fáciles de identificar. Lo que no es tan simple, a veces, es solucionarlos.

A

Aspectos que Debemos Tener en Cuenta * Al desarmar el equipo, tenemos que estar conscientes de que es muy

probable que debamos desmontar toda la unidad para acceder al componente dañado. Por lo tanto, el escritorio de trabajo debe estar preparado para tal fin, o sea, contar con recipientes que contengan cada una de las partes, etiquetas que las identifiquen, destornilladores para todas las clases de tornillos, pinzas de punta, etc. * Los periféricos internos del equipo suelen estar incorporados al motherboard y, a diferencia de una PC convencional, no tenemos slots para utilizar un dispositivo alternativo. Por lo tanto, ante una falla en alguno de ellos, si no encontramos una solución viable, será necesario reemplazar el mother completo. * Muchas partes del equipo suelen interconectarse mediante peines o cintas de contactos que calzan a pre-

sión. Si luego del desarme no nos aseguramos de que hagan contacto en forma correcta, podemos generar fallas adicionales a las que motivaron nuestra intervención. * La mayoría de los componentes de una notebook son microchips, muy sensibles a la estática. Esto implica que, antes de tocar cualquier parte interna, debemos colocarnos una pulsera antiestática, que evite descargas entre nuestro cuerpo y los componentes. Se consiguen en cualquier negocio del ramo.

Proceso de Desarme Como ya mencionamos, desarmar un equipo de estas características significa correr algunos riesgos que, con

Saber Electrónica 87

Reparación de Notebooks

Para desarmar un equipo de estas características, es imprescindible contar con destornilladores del tipo relojero, de puntas variadas. Quitando los tornillos demarcados en la parte inferior de la notebook, liberamos tanto el teclado como la carcasa, y así tendremos acceso a los componentes principales.

La memoria suele ser el componente más accesible dentro de una notebook. Suele estar tras una pequeña tapa incorporada en la parte inferior del equipo, fijada por sólo un pequeño tornillo.

Ciertos modelos de notebooks incorporan gabinetes especiales, que nos permiten extraer las unidades en forma directa sin tener que desarmar nada. Esto es de gran utilidad cuando debemos analizarlas por separado para verificar su correcto funcionamiento.

Saber Electrónica 88

las PC de escritorio, no siempre se presentan. Por lo tanto, antes de proceder, debemos verificar la posibilidad de acceder en forma directa al dispositivo supuestamente dañado. Muchos fabricantes se anticipan a estas circunstancias, e incorporan a los gabinetes compartimientos especiales para poder extraer las unidades o módulos de memoria, de modo que podemos verificar su correcto estado sin tener que sacar un solo tornillo. Ahora bien, descartando esa posibilidad, procederemos a desarmar. Lo haremos basándonos en una Compaq Presario 1275, ya que es un modelo muy fácil de encontrar y similar a varios de otras marcas. Por lo general, los tornillos que sujetan la carcasa principal se ubican en la parte inferior de la notebook y están bien demarcados con flechas. Una vez que los retiramos, ésta se libera, junto con el teclado en la parte superior. Tal vez tengamos que sacar el teclado por completo, pero para esto deberemos primero liberar la cinta de contactos que lo une al motherboard. Esa unión se realiza mediante un peine de contactos, que posee dos trabas laterales para presionar la cinta. Con un destornillador plano fino, y mucho cuidado, las levantamos para liberar los contactos y poder retirar el teclado. Una vez que lo logramos, tendremos acceso a la mayoría de los componentes de la notebook.

Mantenimiento de Computadoras Precaución

impregnarse sobre él, con lo cual lo aísla e impide su correcto funcionamiento. Los líquidos, por su parte, pueden generar el efecto contrario, es decir que al pulsar una tecla, la orden se repita varias o infinitas veces. Para solucionar cualquiera de los dos problemas, retiramos las planchas y procedemos a limpiarlas usando un paño y espuma limpia-contactos para equipos electrónicos. Esta espuma tiene la propiedad de no ser conductiva y de degradarse rápidamente por acción del aire. Rociamos entonces la superficie que queremos limpiar, pasamos el paño con suavidad y, en cuestión de segundos, no quedará ni rastro de la espuma ni de la suciedad. Una vez que ambas caras de cada capa están limpias, volvemos a ubicarlas en la posición exacta en la que estaban y colocamos cada tornillo en su lugar. Acto seguido, verificamos el estado de la cinta de contactos, para ver que no tenga cortes o pliegues en ninguna de sus partes. Por último, rociamos el peine con un líquido limpia-contactos en aerosol, volvemos a ubicar la cinta en su lugar y la fijamos bajando las trabas laterales.

Antes de proceder con cualquier maniobra de desarme, es imprescindible no sólo desconectar la notebook de la corriente eléctrica, sino también retirar la batería para evitar que un falso contacto arruine algún componente.

El Teclado Ya que tenemos el teclado fuera de la unidad, bien podemos echarle un vistazo y corregir los problemas más frecuentes. Este componente es bastante más sensible que los convencionales, por lo tanto, más propenso a sufrir daños causados por el polvo o líquidos derramados. Por fortuna, el sistema de contactos permite recuperarlos, siempre y cuando tomemos el problema a tiempo. Si observamos en la parte inferior, encontraremos una placa metálica que protege todo el conjunto; está afirmada por no menos de 30 pequeños tornillos. Para quitarlos, será necesario usar un destornillador de relojería con punta del tipo Phillips (en cruz). Una vez liberada, veremos una plancha de contactos dividida en tres capas, que se unen entre sí en diferentes puntos, gracias a la acción de pulsar cada tecla. Dependiendo de los puntos que se unan, será la información enviada a través de la cinta para que el procesador interprete la tecla que se pulsó. Esos puntos de contactos están formados por un material conductivo, muy sensible a cualquier agente externo. El polvo, por ejemplo, suele

Disipador y Cooler

Aqui podemos apreciar los elementos que integran el teclado de la notebook: teclas con bases de goma que accionan los contactos entre una serie de planchas conductoras, todo montado debajo de una placa que sujeta el conjunto mediante una treintena de tornillos. Para limpiarlos, lo ideal es usar espuma seca limpia-contactos.

Como se han de imaginar, es imposible utilizar un cooler convencional dentro de una notebook. Para enfriar el procesador, entonces, se coloca un disipador de aluminio sobre el micro, unido a una gran placa del mismo material que abarca toda la zona debajo del teclado. A esto se suma un pequeño ventilador a modo de extractor de aire, ubicado en la parte posterior del equipo y orientado en forma directa al

Saber Electrónica 89

Reparación de Notebooks procesador. Estos componentes, en su conjunto, logran un efecto casi idéntico al de cualquier cooler estándar. Pero al igual que éstos, son propensos a sufrir fallas que lleven a un exceso de temperatura, con las dificultades que esto suele acarrear. Pantallas azules en Windows, programas que se cuelgan sin motivo apa-

rente, reinicios inesperados y demás fallas inexplicables son señales de que se está desatando un inconveniente de estas características. Antes de nada, debemos quitar la placa y el disipador, que suelen estar unidos por sólo un par de tornillos de fondo. Entre el disipador y el micro, observaremos la presencia de un pequeño adhesivo que se usa como conductor de calor. Si notamos algún tipo de daño en él, lo más conveniente será quitarlo por completo usando un destornillador plano. Luego, con una lija fina, pulimos la cara de contacto del disipador y agregamos una pequeña pizca de grasa siliconada de buena calidad.

Para mejorar la refrigeración del micro, el disipador se encuentra adherido a una plancha de aluminio que abarca toda la zona por debajo del teclado.

El ventilador, por su parte, no suele llevar tornillos para su fijación, de manera que podemos extraerlo con sólo levantar la cobertura superior que contiene al teclado. Una vez que lo retiramos, aplicamos una gota de aceite lubricante en su eje y giramos las paletas para que se impregne en todo su recorrido. Cuando esté en su lugar, y con todo armado, probamos el rendimiento general de la unidad.

Refrigeración Extra Lo que antes mencionamos funciona siempre y cuando el equipo sea sometido a condiciones “normales” de trabajo, algo que no sucede en todos los casos. Ya sea por la temperatura ambiente, o por el excesivo trabajo al que se somete la notebook, podemos necesitar alguna ayuda extra en materia de refrigeración. Por fortuna, existen accesorios que pueden ser de gran utilidad para esos usuarios que acuden desesperados en busca de alguna solución para las constantes fallas causadas por el calor. Un buen ejemplo es Antec Notebook Cooler, un dispositivo similar a un cooler gigante que calza debajo de la notebook y que, mediante dos potentes turboventiladores, refrigera toda la zona que contiene tanto al motherboard como a las unidades. Para alimentarse, utiliza la salida de cualquier puerto USB con una ficha que hace las veces de puente, para que no nos privemos de conectar otro dispositivo a él. Para obtener más información, pueden visitar www.antec.com/us. La Pila del BIOS

Detrás del microprocesador, podemos observar el pequeño extractor de aire, ubicado entre dos soportes a presión. Para liberarlo, debemos quitar la cobertura superior de la notebook.

Saber Electrónica 90

Puede parecerles tonto que hagamos mención a este punto, pero sólo quienes alguna vez tuvieron que reemplazarla, saben que llegar a ella suele ser una odisea. Es extraño que muchos desarrolladores de este tipo de equipos no piensen en brindar un acceso más simple a un elemento

Mantenimiento de Computadoras

Algunos dispositivos, como el Antec Notebook Cooler, proveen de una refrigeración adicional al equipo cuando se lo somete a condiciones de trabajo extremas.

que, indefectiblemente, deberá ser reemplazado en algún momento. En varios modelos de la línea Acer (producidos antes por Texas Instrument), la pila del BIOS está bien debajo del soporte de la pantalla. Por lo tanto, para reemplazarla, es necesario quitar el teclado, la placa disipadora, la pan-

talla y, por último, la carcasa protectora; en definitiva, debemos desarmar todo. En el caso de la línea Compaq, la pila se encuentra debajo de la placa del módem, que está al lado del disco rígido. Esta es una posición un tanto más accesible, ya que sólo necesitamos retirar el teclado, la placa disipadora y el módem para llegar a ella. El BIOS de la mayoría de las notebooks es lo suficientemente claro para informar el agotamiento de la pila de backup, dando aviso de esta situación no bien el equipo se enciende.

La Unidad de CD-ROM Aquí sucede todo lo contrario al caso de la pila de backup, ya que el problema típico de lectura de las unidades de CD-ROM puede solucionarse sin siquiera desarmar la notebook. La mayoría de estos dispositivos in-

cluyen el conjunto de pick up de lectura en la misma bandeja que toma el CD. Por lo tanto, al abrirla, podremos acceder en forma directa al lente. Para limpiarlo, como ya explicamos en la nota de POWERUSR #05 “Reparación de lectoras de CD”, usamos un hisopo humedecido en alcohol isopropílico y lo pasamos con suaves movimientos circulares del centro hacia fuera. Si necesitamos hacer ajustes de ganancia, o limpieza y lubricación de alguna de las partes internas, entonces sí habrá que sacar la unidad para desarmarla por completo. Para hacerlo, primero tendremos que retirar el teclado y la placa disipadora, con lo cual accederemos a la parte trasera de la lectora. Allí observaremos dos tornillos que la sujetan, junto con una cinta de contactos que trasmite la corriente y los datos. Quitamos ambos tornillos y, usando un destornillador plano, hacemos palanca con suavidad entre la lectora y el peine de contactos para retirar la cinta. Con esto liberamos la unidad, y la retiramos con suavidad hacia delante.

El Disco Duro Esta unidad, a pesar de ser más pequeña, no escapa a los problemas cotidianos que suelen aquejar a este tipo de dispositivos. Un solo peine de contactos transporta tanto los datos

A pesar de ser un elemento que con el tiempo seguramente deberá ser reemplazado, la pila del BIOS suele estar en lugares bastante inaccesibles. En el caso de la línea Compaq, se ubica debajo de la placa del modem, por lo que para llegar a ella debemos desarmar todo el conjunto.

En la mayoría de los casos, el pick up de lectura del CD-ROM se encuentra en la misma bandeja de carga. Esto facilita en gran medida el acceso para limpiar el lente.

Saber Electrónica 91

Reparación de Notebooks metro. Si tienen a mano su POWER USERS #04, pueden darle una hojeada a la nota “Reparación de monitores”, donde encontrarán una guía de cómo analizar cada uno de estos componentes.

Pistas del Circuito Impreso

En caso de tener que extraer la unidad completa, quitamos los tornillos de fijación 1 y 2, y luego, con mucho cuidado, desconectamos la cinta de contactos 3. Una vez liberado, empujamos la lectora hacia delante.

como la corriente de alimentación. Esto implica cierto riesgo, ya que si la cinta de cables está demasiado plegada y presionada, pueden aparecer falsos contactos en la línea de corriente. Esto hace que el disco “desaparezca” de un momento a otro, o que surjan sectores defectuosos al azar con cada análisis que hagamos. Si además se produce algún chispazo, es posible que ocurran fallas irreversibles. Por lo tanto, es imprescindible verificar el correcto estado de la cinta en cuanto surgen los primeros síntomas.

Fallas Lógicas En otros casos, el problema no pasará por la parte física, sino que será más bien una falla lógica. Entonces, seguramente habrá que hacer un backup, particionar y formatear la unidad. Aquí es donde, por lo general, debemos trasladar el disco duro a una PC que nos permita poner a salvo los datos importantes y efectuar dicha tarea. Primero tenemos que sacarlo de la notebook, para lo cual bastará con quitar los tornillos que fijan los soportes, identificables a simple vista. Recién entonces, con mucho cuidado, retiramos la cinta de contactos apartando el peine con suavidad. Como habrán de imaginarse, éstos no pueden conectarse en forma directa a nuestro equipo de escritorio,

sino que deberemos usar un adaptador que nos brinde la posibilidad de usar los conectores tradicionales. Este accesorio puede conseguirse en cualquier comercio dedicado al rubro notebooks; pueden obtener más información al respecto en www.bay-wolf.com/hddadapter.htm.

Fuente de Alimentación Por lo general, las notebooks dividen su fuente de alimentación en dos partes. Por un lado, la fuente externa, que se encarga de convertir la corriente de línea a continua, con el voltaje necesario para hacer funcionar el equipo y cargar la batería. Por el otro, la fuente interna, que se ocupa de tomar ese voltaje y distribuirlo a los distintos componentes que conforman la computadora. Ambas unidades son fuentes conmutadas, de manera que no encontraremos transformadores de bobina formando parte de ellas. Esto dificulta un poco el análisis, ya que no se trata de medir sólo continuidad y paso de corriente. De todas maneras, haciendo un análisis superficial, encontraremos muchos componentes, como diodos, transistores, capacitores y hasta pequeñas bobinas que sí podemos revisar con un téster en la función de óh-

Saber Electrónica 92

Al estar todo tan comprimido, las pistas de los circuitos impresos, que conforman las distintas placas del equipo, sufren los embates de golpes y torceduras a los que se suele someter la notebook. Esto lleva a la aparición de cortes y falsos contactos. Por lo general, la primera en sufrir estos inconvenientes es la zona del TouchPad, sobre la cual se ejerce constante presión con las manos mientras se trabaja. Un síntoma típico de este problema es el funcionamiento discontinuo del dispositivo. Esto significa que, al pasar el dedo sobre la placa, el puntero del mouse no responde, funciona en forma intermitente o se mueve aun cuando no tocamos nada. Para solucionar esta falla, lo primero que debemos hacer es utilizar un soldador lápiz de punta cerámica y alambre de estaño fino para retocar cada una de las soldaduras de la placa, tocando la unión con la punta del soldador hasta que se derrite el estaño y agregando una pizca con el extremo del alambre. El proceso completo no debe durar más de 2 o 3 segundos, para evitar sobrecalentamientos. Si descubrimos algún corte en una de las pistas, deberemos entonces restaurar la unión entre ambos puntos.

Mantenimiento de Computadoras

La placa del touchpad suele ser la principal víctima de torceduras, debido a la presión que ejercen nuestras manos durante el trabajo diario.

Los discos duros para notebook, además de ser más pequeños, disponen de un sistema de contactos especiales. Por lo tanto, para trasladarlos a una PC de escritorio, tenemos que usar un adaptador especial.

La Pantalla La información que circula entre el motherboard y la pantalla de la notebook se transmite a través de una cinta de datos, que contiene una considerable cantidad de pistas de material conductivo en su interior. El constante movimiento de apertura y cierre de la tapa, con el tiempo, genera cortes en alguna de las pistas de esa cinta. Esto se nota fácilmente durante el movimiento de la tapa, ya que se producen cortes en la imagen o en alguno de los colores primarios. En estos casos, no hay mucho análisis por hacer, y es evidente que la solución es el cambio de dicha cinta de contactos, que suele venderse a través de los canales habilitados por cada fabricante de notebooks. Por lo general, es un repuesto fácil de conseguir, dado que es muy propenso a sufrir fallas. Hasta aquí, hemos enumerado las averías típicas a las que se enfrentarán si son propietarios de una notebook. Como de costumbre, aclaramos que es-

Algunos componentes que conforman la fuente de alimentación son fáciles de analizar y reemplazar. En este caso, vemos la placa que recibe y regula la corriente desde la batería, la cual incluye diodos, transistores y capacitores comunes.

tas notas no pretenden convertirlos en “expertos” en reparación de esta clase de componentes. Hay problemas mucho más complejos que no se resuelven con sólo un destornillador y un téster. Pero los que mencionamos en estas páginas, muchas veces nos llevan a gastar una considerable suma de dinero en un service especializado, cuando la solución está casi al alcance de nuestras manos, y por un par de centavos. De todas maneras, quienes quieran llegar más allá en este aspecto pronto podrán saciar su sed de conocimientos, cuando comencemos con la serie de notas dedicadas a reparación avanzada de componentes. ¡Hasta entonces! ✪

Las cintas de contactos suelen sufrir constantes pliegues y torceduras, lo que provoca falsos contactos. Por lo general, haciendo una inspección visual, podemos constatar su correcto estado.

Saber Electrónica 93

LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO

Electrónica Actual 3 Continuando con la serie de “Especiales de Saber Electrónica”, que comenzáramos en Septiembre de 2004, denominada Electrónica Actual. Completamos la colección, presentando en este caso el Especial Nº 3. Como ya lo tenemos acostumbrado, en este tomo, Ud. encontrará una selección de notas publicadas en nuestra querida revista durante el último año. Como elemento adicional, hemos preparado un CD Multimedia que acompaña a la obra. En esta nota daremos un breve recorrido por el contenido del tomo y del CD.

Todo Sobre BENCHMARKS EVALÚE EL RENDIMIENTO DE SU PC Para saber si nuestra computadora puede ejecutar los juegos que se vienen, si debemos actualizar la placa de video o el procesador, o si la velocidad de nuestra PC se puede modificar, esta nota es la referencia ideal. ara comenzar a adentrarnos en el tema de la velocidad, deberemos comprender qué son los benchmarks: programas o utilidades dentro de programas, que nos permiten realizar una medición del rendimiento de nuestra computadora. Hacer benchmarks es importante porque puede servir para descubrir cuál es la parte más débil de nuestro equipo. Así, sabremos qué es lo que nos impide tener un mejor desempeño en determinadas actividades y también qué

P

partes deberemos actualizar para mejorar. La información que indica cuál es la computadora o el componente de mejor rendimiento también es de vital importancia para las empresas de la industria tecnológica, que tienen un especial cuidado –y a veces protestan– acerca de los resultados de benchmarks que se dan a conocer. Por supuesto, no todos los benchmarks que existen pueden decirnos algo útil acerca del rendimiento de nuestra computadora. Por ejemplo, si estamos evaluando una computadora que se destinará a usos de oficina, de poco y nada nos servirá la información que nos pueda proporcionar 3Dmark. También serían irrelevantes los resultados obtenidos por benchmarks que hacen uso intenso del cálculo de coma flotante, como Sciencemark o Cinebench 2000.

BIOS: Guía de Configuración y Optimización EL SETUP DEL SISTEMA Es sabido que para que una computadora “arranque”, es preciso tener un programa residente en la BIOS y de su configuración depende el desempeño del sistema. En este artículo

Códigos de Errores Si el POST detecta errores en el sistema, escribirá mensajes de error en la pantalla. Si el monitor no está listo, o si el error se encuentra en la placa de video, también emitirá un patrón de beeps para comunicar el error al usuario. Cada serie de beeps (dos cortos y uno largo, por ejemplo) tiene un significado diferente. El listado con la explicación de los sonidos de error puede encontrarse en los sitios web de los distintos desarrolladores de BIOS: Award, AMI y Phoenix.

Saber Electrónica 94

Electrónica Actual 3 Cuidado La modificación errónea de los parámetros del BIOS Setup puede provocar fallas o que la máquina se niegue a bootear. En este caso, habrá que encender la máquina y mantener pulsada la tecla (o la que generalmente brinde acceso al BIOS Setup). Entonces, la máquina ignorará los últimos cambios y usará una configuración “segura” para el arranque. aprenderemos a configurar el setup o BIOS y diferenciar cada una de sus funciones.

Cableado y Conectores de RED Mediante gráficos y explicaciones paso a paso aprenderemos a efectuar el cableado de una red de PC y el armado de sus conectores en cada tipo de cable.

desarrollar una cultura general abarcativa, por ejemplo incursionando en tecnologías relacionadas con la computación, de este modo se podrán adaptar y volcar mejor a estos cambios laborales. Otro motivo que igualmente motiva la relación con la computación, es que hoy en día, hasta para programar un PIC se requiere de una PC. En este nuevo mundo, los recursos empezarán a ser cada vez más escasos, al igual que la demanda de empleo. Habrá, sin embargo, algo que sí abundará: "La información" y las tecnologías de acceso a la misma. Es por todo ello

que hemos decidido abordar el tema de las redes de PC, comenzando por el cableado de red que constituye un puente entre la electrónica y la computación, al mismo tiempo que nos permite ejemplificar las topologías de red (Bus, Estrella, etc) siendo este tema, el punto de partida de todo curso de redes.

Mundo Inalámbrico: El Triunfo de las Redes sin Cables GENERACIÓN WIRELESS La computación personal está dando un gran paso: la liberación definitiva de los cables. Para comprender mejor de qué se trata, a lo largo del artículo veremos las distintas tecnologías inalámbricas y sabremos a qué necesidades responden.

Vivimos en un mundo cada vez más cambiante, a tal punto que se afirma que lo único que permanecerá constante "es el cambio". En este nuevo escenario será habitual cambiar de trabajo, de lugar de residencia, etc. Efectivamente, no es el mundo de 60 años atrás donde nuestros abuelos llevaban una vida más "segura y uniforme". Por ello, es recomendable que los aficionados a la electrónica comiencen a

Saber Electrónica 95

DO

Lanzamiento Extraordinario

NI E NTL CDTUAL 3 O C DE A AC IC

ON

TR LEC

E

Animación, Simulación Electrónica y Diseño de Circuitos Impresos

En los tiempos que corren, aprender electrónica es una tarea sencilla si se cuenta con una computadora y utilitarios adecuados. Los “laboratorios virtuales” son herramientas que facilitan estas tareas, pero presentan el inconveniente de tener costos elevados que no están al alcance de muchos estudiantes o aficionados. New Wave Concepts y Saber Electrónica han trabajado en conjunto para proporcionar programas de muy fácil manejo, desempeño excelente y costos accesibles. En esta edición publicaremos artículos basados en estos programas y colocamos dentro del CD que acompaña a la obra, los demos de dichos productos.

Brigth Sark Para Aprender Electricidad y Electrónica Mediante Animación y Simulación Electrónica

Livewire Experimente con Circuitos para Saber Cómo Funcionan sin Tener que Montarlos Realmente

PCB Wizard 3 Para Diseñar Facilmente Circuitos Impresos

CONTENIDO DEL CD MODULO 1: INSTRUMENTOS PARA PC Dentro de este módulo Ud. encontrará programas para simular su PC, en: OSCILOSCOPIO FRECUENCIMETRO GENERADOR DE FUNCIONES ANALIZADOR DE ESPECTRO. MODULO 2: LABORATORIOS VIRTUALES Dentro de este módulo encontrará los demos de los 3 Laboratorios LIVEWIRE, PCB WIZARD 3 y BRIGHT SPARK. Cabe aclarar que Ud. podrá adquirir estos laboratorios en versión completa,

Saber Electrónica 96

mencionando este archivo a tan sólo $125 (Argentina). MODULO 3: NOTAS REFERENTES A LOS LABORATORIOS VIRTUALES Está dividido en dos submódulos, encontrará una serie de notas que desarrollan entre otras cosas, funcionamiento, utilidades y aplicación de cada uno de los programas. Por otra parte, encontrará una serie de montajes publicados en Saber Electrónica, los cuales han sido realizados íntegramente con estos programas y se explica paso a paso su armado.

MODULO 4: CURSOS COMPLETO DE CABLEADO DE RED Aquí encontrará un curso completo, con todo lo que necesita saber referente al cableado de computadoras. MODULO 5: Como elemento adicional hemos colocado 150 montajes prácticos

planos SM66

6/21/05

17:01

SABER

Page 1 (1,1)

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

planos SM66

6/21/05

17:01

Page 1 (1,2)

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

Page 2 (1,1)

ELECTRONICA

17:01

EDICION ARGENTINA

6/21/05

SABER

planos SM66

planos SM66

6/21/05

17:01

Page 2 (1,2)

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

17:01

ELECTRONICA

EDICION ARGENTINA

6/21/05

SABER

CONTINUA AL DORSO

planos SM66 Page 3 (1,1)

planos SM66

6/21/05

17:01

Page 3 (1,2)

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

planos SM66

6/21/05

SABER

17:01

Page 4 (1,1)

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

6/21/05

17:01

Page 4 (1,2)

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA CONTINUA AL DORSO

planos SM66

View more...

Comments

Copyright ©2017 KUPDF Inc.
SUPPORT KUPDF