¿cómo seleccionar un osciloscopio para el trabajo automotriz?

www.tutallermecanico.com.mx

Herramientas, instrumentos y equipos

Clave de referencia: HE11-02México, junio de 2011

¿Cómo seleccionar un osciloscopio para el trabajo automotriz?

Leopoldo Parra Reynada

Este es el segundo de una serie de cinco artículos publicados en el Boletín Tu Taller Mecánico, el cual se distribuye de manera gratuita por correo electrónico, entre sus miles de suscriptores de diversos países de habla hispana.

Como el osciloscopio se utiliza cada vez más en el taller, y llegará el momento en que sea indispensable (como ocurrió con el multímetro y posteriormente con el escáner), en Tu Taller Mecánico queremos contribuir a la formación del sector y a la vez ofrecer un conjunto de soluciones que resulten adecuadas a cada necesidad y presupuesto.

Los artículos de que consta la serie sobre osciloscopios, son:

1. ¿Qué es y para qué nos sirve el osciloscopio?

2. ¿Cómo seleccionar un osciloscopio para el trabajo automotriz?

3. Manejo del los controles del osciloscopio.

4. Aplicaciones prácticas del osciloscopio automotriz.

5. El manejo del osciloscopio para PC.

Descarga otros artículos gratuitamente

Boletín Tu Taller Mecánico es una publicación de distribución gratuita. Tu Taller Mecánico es un sello de Concepto Editorial RED.

Este artículo se publica bajo licencia Creative Commons de tipo ˝Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada˝. Se permite su copia y distribución libre por cualquier medio siempre que se mantenga el reconocimiento a Tu Taller Mecánico y a los autores de cada artículo o lección. No se autoriza el uso comercial de este documento ni modifi cación alguna. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0.

Introducción

Para seleccionar un equipo automo-triz como el osciloscopio, bien po-demos aplicar un refrán muy cono-cido: “así como es el sapo es la pe-drada”. Y en efecto, a mayor necesi-dad de precisión en el diagnóstico, mayor será la necesidad de contar con un equipo más avanzado.

Sin embargo, también es nece-sario tomar en cuenta su costo, pues puede ser que un equipo no tan re-

finado y mucho más barato nos re-suelva el 80% de nuestras necesi-dades, de manera que podríamos prescindir de ese 20% pero podría-mos ahorrarnos una cantidad con-siderable, que quizás no esté en nuestro presupuesto. Aunque esa elección depende de cada caso par-ticular.

En general, una regla práctica para seleccionar un equipo consis-

Herramientas, instrumentos y equipos02


Sensor de flujo de aire

Inyector

Un osciloscopio con las prestaciones suficientes,

permite probar cualquier componente eléctrico o electrónico

de un vehículo, como los sensores de flujo de aire MAF y MAP, de oxígeno, de

golpeteo, de ABS, de cigüeñal, etc.

También permite analizar los inyectores y las bombas de combustible, los encendidos

primario y secundario, los circuitos de arranque y de carga, las bujías y el

relevador temporizador, etc. Y también permite verificar la integridad del

CAN-Bus.

te en comparar su costo contra las prestaciones que ofrece, y en ase-gurarse que tales prestaciones real-mente resuelvan nuestras necesi-dades, pues de poco nos serviría contar con una función que nunca vamos a utilizar y que sí tendríamos que pagar.

Cuando mis alumnos me pre-guntan qué osciloscopio es mejor, suelo decirles que es el que mejor resuelve sus necesidades de acuer-do a lo que pueden pagar. También les comento que es importante que revisen que el instrumento incluya manual en español (y de preferen-

cia con información específica so-bre su aplicación en la reparación automotriz, ya sea impresa o en vi-deo) así como con el soporte nece-sario.

Por ejemplo, algunos estudian-tes que ya están a un paso de ini-ciarse en la reparación, hacen un

Sensor de golpeteo

Sensor de temperatura

Sensores de oxígeno

Figura 1

Sensores de ABS

03


esfuerzo por adquirir un equipo de altas prestaciones para comenzar bien equipados. Pero otros primero compran un instrumento relativa-mente barato, y conforme sus nece-sidades e ingresos van aumentando van adquiriendo equipos más sofis-

ticados. Las dos son buenas opcio-nes según cada caso. Figura 1.

Precisamente, uno de los pro-pósitos de esta serie de artículos que estamos publicando en Tu Ta-ller Mecánico, es brindar elemen-tos a nuestros lectores para que puedan seleccionar un osciloscopio

de acuerdo a cada situación parti-cular.

Prestaciones a tomar en cuenta

Ya que sabemos para qué sirve un osciloscopio y cómo puede ayudar-

Forma de onda de ignición primaria y secundaria

Forma de onda de inyector

Forma de onda de sensor ABS

Forma de onda del CAN-Bus

Forma de onda del pedal de aceleración



Figura 2

nos en el diagnóstico automotriz; veamos ahora a qué factores debe-mos prestar especial atención al momento de adquirir alguno.

Básicamente, podemos decir que los principales aspectos que se de-ben cuidar al adquirir un oscilosco-pio son los siguientes:

• Ancho de banda• Digital o convencional• Resolución• Número de canales• Autónomo o interfaz para PC• Mediciones automáticas posibles• Tamaño y portabilidad• Otros factores

Vayamos paso por paso, para que vea la importancia de cada uno de ellos.

Ancho de banda

Representa la frecuencia máxima de señales que se pueden visualizar confiablemente en el osciloscopio, y por lo general se mide en el rango de miles de ciclos por segundo (KHz

o kilohertz), llegando a varios mi-llones de ciclos por segundo (MHz o megahertz). Obviamente, entre mayor sea este factor, más costoso y preciso será el osciloscopio, pero para el caso específico de aplicacio-nes automotrices, este factor no es tan crítico. Veamos por qué.

En primer lugar, en los sistemas automotrices las frecuencias son mucho menores que las que se ma-nejan en los aparatos electrónicos, como en un televisor LCD, por ejem-plo. En un auto el motor trabaja a velocidades que rara vez exceden las 5,000-6,000 RPM; y si dividimos este valor entre 60 (para calcular los ciclos por segundo), encontra-remos que incluso a 6,000 RPM ape-nas tendríamos unos 100 ciclos, y esa frecuencia la puede medir in-cluso el osciloscopio más sencillo que se fabrica actualmente.

Claro que no todas las medicio-nes que vamos a hacer están rela-cionadas directamente con la velo-cidad de giro del motor; también debemos ser capaces de medir el flujo de señales por las líneas de co-

municación, los pulsos que inter-cambia la computadora con sus ac-tuadores, las señales que provienen de los sensores, etc. Aún así, si us-ted tiene a la mano un osciloscopio capaz de expedir señales de al me-nos 100 KHz, serán muy pocas las mediciones que no pueda realizar, y estas serán demasiado especiali-zadas (por ejemplo, para revisar el comportamiento de los circuitos dentro de la computadora).

Por ejemplo, en figura 2 tenemos la imagen típica de la señal de sali-da del sensor de velocidad del eje del cigüeñal, el cual trabaja por me-dios magnéticos. Note que en la ba-rra de escalas se indica claramente una escala de 5 milisegundos por división, y en cada división encon-tramos poco más de 6 pulsos del sensor, lo que significa que el perio-do de cada pulso es de alrededor de 0.8 milisegundos, lo que a su vez se traduce en una frecuencia de 1,250 ciclos por segundo, por lo que si cuenta con un osciloscopio de 100KHz, esta medición la podrá realizar sin ningún problema.

Entonces, si usted adquiere un osciloscopio para revisar todas las líneas que entran y salen de la com-putadora de a bordo, cuide que el instrumento tenga un ancho de ban-da mínimo de unos 100 KHz, aun-que si puede comprar uno de un va-lor superior, es mejor, pero siempre cuide el aspecto del costo y de sus necesidades. De cualquier modo, en el próximo artículo mostramos los requerimientos principales en cuan-to a ancho de banda y número de canales requeridos para los princi-pales sensores y actuadores del ve-hículo.

05


Digital o convencional

En la actualidad, casi todos los os-ciloscopios que se venden son de tipo digital; esto es, toman la señal a la entrada de sus puntas de prue-ba, la convierten en pulsos digita-les, y de ahí en adelante todo el pro-ceso se lleva a cabo por medio de circuitos lógicos, lo que les da una gran confiabilidad. Sin embargo, to-davía se consiguen osciloscopios análogos que procesan sus señales usando amplificadores simples, y que expiden su señal en un tubo de rayos catódicos (similar al que se usaba en televisores antiguos, figu-ra 3A).

Estos osciloscopios convencio-nales son capaces de expedir seña-les mucho más fieles a la original que los digitales, pero tienen el in-conveniente de que son grandes, pesados, estorbosos y muy frágiles, además de que se desajustan con relativa facilidad.

Para el trabajo continuo en un taller mecánico, definitivamente son más recomendables los oscilos-copios digitales (3B), que son más ligeros, portátiles, no se dañan tan fácilmente y soportan un uso más pesado. Además, hoy en día ya re-sultan más económicos que los tra-dicionales; de hecho, si comentamos

Figura 3

A B

Señal originalPocos bits de

resoluciónMayor número debits de resolución

Figura 4

este aspecto, es sólo como mera re-ferencia para que usted disponga de elementos de decisión.

Resolución

Para el caso de un osciloscopio di-gital, hay que tomar en cuenta su resolución, la cual se mide en bits, y representa el número de bits que se utilizan para representar a la se-ñal análoga.

Evidentemente, conforme ma-yor sea el número de bits utilizado, la señal se representará de forma más fiel a la original. No se confor-me con un aparato de menos de 8 bits de resolución, y si puede de más, mejor.

Por ejemplo, vea en la figura 4 una secuencia de señales; en primer

lugar, la señal original; enseguida la misma señal digitalizada a muy pocos bits de resolución; y a la de-recha una digitalización a un mayor número de bits. Resulta evidente que la tercera representa de mane-ra más fiel a la señal original, y es por eso que debe buscar que su os-ciloscopio tenga la mayor cantidad de bits de resolución.

Número de canales

Se refiere al número de señales que se pueden visualizar de manea si-multánea y en tiempo real. La ma-yoría de los aparatos de nivel medio y superior poseen por lo menos dos canales (figura 5), aunque algunos de los más sencillos sólo pueden ex-pedir una señal en pantalla.



Figura 5 Figura 6

Osiloscopio de alto rango, de 500 MHz y 4 canales. Peromite el análisis de 4 señales simultáneamente

SuperScope 22, osciloscopio para PC de 40 MHz y 2 canales

Figura 7

07


Para las aplicaciones automotri-ces de hasta hace algunos años, no eran muchas las situaciones en las que se necesitaba analizar más de una señal, por lo que si el presu-puesto era limitado, recomendába-mos comprar un equipo con sólo un canal. Sin embargo, también reco-mendábamos que si el presupuesto no era un obstáculo, era mejor un aparato de dos canales, para que el equipo no quedara obsoleto ante el surgimiento de nuevas necesidades de diagnóstico.

Vea en la figura 6 la compara-ción entre las salidas de dos de los embobinados del alternador, las cuales son prácticamente idénticos (lo cual es correcto); si en algún momento sospecha de una falla en este elemento y al comparar las sa-lidas de sus embobinados alguna de ellas se ve muy distinta, definitiva-mente el alternador ya necesita re-paración o reemplazo.

Osciloscopio independiente o interfaz para PC

Aunque para muchos esto podría ser una elección obvia (prefieren un equipo autónomo que uno “ama-rrado” a la PC), no podemos dejar de mencionar que una interfaz para PC resulta más económica que un osciloscopio completo; además, con el uso de las computadoras portá-tiles y la creciente oferta de inter-faces de escáneres, la alternativa de osciloscopio para PC es cada vez más atractiva (figura 7).

Ahora que un osciloscopio inde-pendiente también tiene sus venta-jas, así que evalúe pros y contras, para elegir el que mejor se acomode a sus necesidades específicas.

Pero también existe una tercera opción: algunos multímetros y es-

Figura 8

Figura 9

cáneres ofrecen la funcionalidad de osciloscopio digital entre sus pres-taciones (figura 8).

Mediciones automáticas posibles

Una gran ventaja que tienen los os-ciloscopios digitales es que, gracias a sus circuitos lógicos, son capaces de realizar mediciones de forma au-tomática, para facilitarle la vida al usuario; por ejemplo, si usted no comprende bien la cuestión de las divisiones y las escalas, simplemen-te coloca un par de cursores en los puntos entre los que desea hacer su medición, y en la pantalla del osci-loscopio aparece el voltaje, la fre-cuencia o el valor que a usted le in-terese (figura 9).

Dependiendo de la calidad de su osciloscopio, la cantidad de medi-ciones que pueden hacerse es mayor o menor, pero todos los aparatos digitales pueden mostrar al menos los parámetros más útiles en el ta-ller, como es el voltaje pico a pico, la frecuencia, el ciclo de trabajo, etc.

Tamaño y portabilidad

Este es un factor importante en el taller mecánico, ya que no todos cuentan con el espacio como para tener instrumentos demasiado gran-des o voluminosos, o con un sitio seguro donde guardarlos al finali-zar el día. En este caso se venden osciloscopios miniatura que caben perfectamente en la bolsa de la ca-misa, y que aún así pueden dar me-diciones muy confiables (figura 10).



Figura 5

PortaScope 22, osciloscopio portátil y económico de 1 MHz y 1 canal, con interfaz a PC para grabar las señales

Figura 10Claro que este tamaño reducido tiene sus inconve-

nientes, como lo es el pequeño tamaño de la pantalla de visualización; pero se compensa por lo fácilmente que puede llevar el aparato a todos lados (incluso en trabajos “a domicilio”). Ahora que si el espacio no es problema, un osciloscopio normal o una interfaz para PC podrían ser lo mejor, así podrá observar con mucho más detalle sus formas de onda.

Otros factores

Existen otras consideraciones que podemos tomar en cuenta al momento de elegir un osciloscopio; por ejem-plo, si necesita de la línea de AC para funcionar o pue-de hacerlo con baterías; si se cumple esto último, si dichas baterías son desechables o recargables, si el equipo posee capacidad para guardar formas de onda para estudiarlas en detalle más tarde, si puede com-parar una señal “en vivo” con una almacenada, si guar-da sólo imágenes fijas o puede guardar una secuencia de tiempo, etc.

Sin embargo, todos estos ya son usos muy especia-lizados del osciloscopio, que usted comenzará a buscar una vez que domine por completo el funcionamiento básico del mismo.

Estos son los factores básicos en los que debe fijar-se al momento de elegir un osciloscopio para su taller mecánico. En el siguiente número de esta serie, vere-mos el manejo básico de los principales controles de un osciloscopio típico.

Libros de texto para escuelas técnicasLibros de texto para escuelas técnicas

www.tutallermecanico.com.mxAdquiérelos en: www.tutallermecanico.com.mxAdquiérelos en:

Desensamble y diagnóstico de motores

Reparación del sistema de carga y arranque

Ajuste y reparación de motores a gasolina El sistema de

inyección electrónica y de control de emisiones

Sistema de encendido electrónico

Rep. del sistema de frenos convencionales y ABS

Los sistemas de dirección, suspensión y transmisión

Sist. de combustible con carburador e introducción a la inyección electrónica

Revisa características en:


Los osciloscopios adecuados a tu presupuesto y a tus

necesidades


necesidades


necesidades

Completamente portátil y ligero, puede llevarlo en la bolsa de la camisa (105mm x 53mm x 8mm)Puede visualizar un canal a la vezPantalla a color LCD de 2.8 pulgadas, 320x240 pixeles

Almacenamiento de formas de onda en tarjetas MicroSDRazón de muestreo de 1Msps, con una resolución de 12 bitsComparación de la señal medida y una señal almacenada en memoriaFrecuencia máxima de entrada de 200KHzAlta sensitividad de entrada (hasta 10mV/Div en 19 escalas)

Para conectarse directamente a la PC a través de cable USBTamaño reducido para gran portabilidad: dimensiones (mm): 190 (l) x 100 (W) x35 (h), fácil de transportar.Hasta dos canales en pantalla simultáneamente, para comparación de señales en tiempo real.

Formas de onda visualizadas en el monitor de la PC.Alto rendimiento: 100 Msps de muestreo en tiempo real a 8 bits; ancho de banda de 40MHz.Para sistema operativo: Windows 98, Windows Me, Windows NT, Windows 2000, Windows XP y Vista.

Amplio rango de despliegue de tiempos (de 1uS/Div hasta 10S/Div en 22 escalas)Diversos marcadores para medición (voltaje, tiempo, frecuencia, etc.)Varios modos de disparoSeñal interna de auto-pruebaBatería recargable por USB

23 funciones de medida, pasa/no pasa de verificación. Forma de onda media, persistencia, intensidad, invertir, suma, resta, multiplicación, división, la trama XY.Opción de guardar forma de onda como: archivo de texto, archivo gráfico JPG/BMP, MS Excel. Las formas de onda se graban en la PC.

Incluyenvideo de manejo e

instructivoen español

SuperScope 22 Osciloscopio para PCSuperScope 22 Osciloscopio para PC

PortaScope 22 Osciloscopio ultra portátilPortaScope 22 Osciloscopio ultra portátil

¿cómo seleccionar un osciloscopio para el trabajo automotriz?

Documents