electrónica y servicio no. 44 - artpecuador.comartpecuador.com/revistas/electronica y servicio...

Nueva tecnología de pilas recargables ......... 5

Buzón del fabricante

Curso básico de instalación de

autoéstereos Sony ....................................... 10

Sony Corp. of Panama

Leyes, dispositivos y circuitos

Acondicionamiento de señales

y transductores ............................................ 21

Alberto Franco Sánchez

Servicio técnico

El analizador de espectro gráfico ............. 31

Alvaro Vázquez Almazán

Cómo detectar fallas indicadas por el

código F61 en componentes de audio

Panasonic .................................................... 37

Armando Mata Domínguez

Ajustes de servo en equipos Aiwa............ 44


Fuente de alimentación de

televisores Zenith chasis GX

(segunda y última parte) ............................ 52

Javier Hernández Rivera

Medidor universal de

componentes Tic800 .................................. 59


Amplificador de audio en

televisores Wega ......................................... 64


Proyectos y laboratorios

Control de motor de pasos

para PIC 12C508 .......................................... 72

Wilfrido González Bonilla

Diagrama

DIAGRAMA DE MINICOMPONENTE

SANYO DC-D40

CONTENIDO www.electronicayservicio.com

FundadorProf. Francisco Orozco González

Dirección generalProf. J. Luis Orozco Cuautle([email protected])

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Editor asociadoLic. Eduardo Mondragón Muñoz

Colaboradores en este númeroIng. Wilfrido González BonillaProf. Armando Mata DomínguezIng. Alberto Franco SánchezProf. Alvaro Vázquez AlmazánIng. Javier Hernández Rivera

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Electrónica y Servicio es una publicación editada por México Digital Co-municación, S.A. de C.V., Noviembre de 2001, Revista Mensual. EditorResponsable: Felipe Orozco Cuautle. Número Certificado de Reserva deDerechos al Uso Exclusivo de Derechos de Autor 04-2001-092412151000-102. Número de Certificado de Licitud de Título: 10717. Número de Certi-ficado de Licitud en Contenido: 8676. Domicilio de la Publicación: EmilianoZapata Sur S/N Edif. B Depto. 001, Fracc. Real de Ecatepec, 55000,Ecatepec, Estado de México, Tel (5) 787-35-01. Fax (5) [email protected]. Salida digital: FORCOM, S.A. de C.V.Doctor Atl No. 39, Int. 14, Col. Santa María la Ribera, Tel. 55-66-67-68 y55-35-79-10. Impresión: Impresos Publicitarios Mogue/José Luis GuerraSolís, Vía Morelos 337, Col. Santa Clara, 55080, Ecatepec, Estado deMéxico. Distribución: Distribuidora Intermex, S.A. de C.V. Lucio Blanco435, Col. San Juan Ixhuaca, 02400, México, D.F. y México DigitalComuncación, S.A. de C.V. Suscripción anual $540.00, por 12 números($45.00 ejemplares atrasados) para toda la República Mexicana, por co-rreo de segunda clase (80.00 Dlls. para el extranjero).Todas las marcas y nombres registrados que se citan en los artículos, sonpropiedad de sus respectivas compañías.Estrictamente prohibida la reproducción total o parcial por cualquier me-dio, sea mecánico o electrónico.El contenido técnico es responsabilidad de los autores.

Tiraje de esta edición: 11,000 ejemplares

No. 44, Noviembre de 2001

5ELECTRONICA y servicio No. 44

NUEVA TECNOLOGIA DE

PILAS RECARGABLES

Un ahorro que después cuesta

Para un fabricante de aparatos electrónicos, re-presenta un gran ahorro realizar sus diseños paraque trabajen con pilas; así no es necesario ins-talar una fuente de poder. Y aunque este ahorrotambién llega al consumidor, que entonces pue-de comprar aparatos cada vez más baratos, a lalarga los costos son mayores por los juegos depilas que continuamente debe estar adquirien-do. Y sobre todo en el caso de aparatos que de-ben usar pilas alcalinas (como los Discman y lascámaras fotográficas) es notorio el gasto adicio-nal.

Con el uso de pilas recargables, esta situa-ción puede mitigarse al menos de manera par-cial; sin embargo, esta tecnología presenta algu-nos problemas, como explicaremos enseguida.

Ventajas y desventajas de las tradicionalespilas de níquel-cadmio (NiCd)

Prácticamente todas las pilas recargables que sevenden en la actualidad son del tipo NiCd, que sibien poseen múltiples ventajas no dejan de te-ner inconvenientes. Por supuesto, la ventajaprincipal es la posibilidad de usar el mismo jue-

6 ELECTRONICA y servicio No. 44

go de pilas una y otra vez, simplemente recar-gándolas entre un uso y el siguiente.

Las pilas de NiCd son considerablemente máscaras que sus equivalentes alcalinas; en prome-dio, una pila recargable cuesta entre 5 y 10 ve-ces más que una pila alcalina del mismo tipo.En condiciones normales, una pila recargable sepuede usar más de 500 veces; en cambio, laspilas alcalinas se desechan una vez que consu-men toda su carga; o sea que a pesar del gastogrande que hace al principio, a la larga el usua-rio ahorra mucho dinero por preferir las pilas deNiCd en vez de las tradicionales.

Entre los inconvenientes de esta tecnología,resalta la lentitud con que se recargan las pilas;por lo general, es necesario dejarlas en el carga-dor durante aproximadamente 6 a 8 horas paraque recuperen toda su carga; pero comienzan adescargarse cuando son retiradas de su carga-dor; así que una vez cargadas, no es posible de-jarlas sin usar, pues habría que volver a cargar-las.

Tampoco es posible que las pilas de NiCd es-tén todo el tiempo en el cargador hasta que senecesiten, ya que pueden dañarse si se les apli-ca un exceso de carga; esto provoca que se re-duzca su vida útil y, en el peor de los casos, queexploten (con lo que se dañarían las pilas adya-centes y el propio cargador).

Por si fuera poco, las pilas de NiCd tienen uninconveniente que es quizá todavía más gran-de: el “efecto de memoria”. Si las recargamospara usarlas en un determinado aparato sin an-tes haberlas descargado por completo, una vezque sean instaladas desarrollarán una especiede “memoria”, que les indica que la última vezque fueron usadas no se consumió toda su ener-gía total; y, por lo tanto, proporcionarán única-mente la cantidad de carga empleada en aque-lla ocasión. Esto se traduce en pilas que sedescargan más rápido y que requieren recargasmás frecuentes. Y aunque para solucionar esteproblema basta con descargar por completo laspilas antes de volverlas a recargar, muchos usua-rios no están conscientes de dicha situación; asíque para efectos prácticos, sus pilas cada vezduran menos tiempo.

A todo esto hay que añadir un hecho indiscu-tible: las pilas de NiCd son incapaces de propor-cionar niveles de energía iguales a los de unapila alcalina. Esto es fácilmente apreciable porlos fotógrafos, pues el flash electrónico es unode los dispositivos que con mayor rapidez con-sume la energía de las baterías. Mientras que unjuego de baterías alcalinas nuevas puede pro-porcionar alrededor de 100 destellos, un juegorecién cargado de pilas de NiCd difícilmente escapaz de suministrar más de 50-60 destellos; deahí que los fotógrafos serios siempre deban por-tar dos juegos de pilas recargables, en vez delúnico par de pilas alcalinas que normalmentellevaban.

Steren presenta el PowerBank

Steren, la compañía mexicana líder en compo-nentes electrónicos, ha empezado a comerciali-zar en nuestro país un nuevo tipo de tecnologíade pilas recargables, conocida como baterías deNiMH (híbrido de níquel-metal), las cuales ofre-cen muchas ventajas frente a la tecnología co-mún de NiCd; e incluso compiten favorablementecon las alcalinas. Entre sus principales ventajastenemos:

• Capacidad de carga considerablemente mayorque la de las pilas de NiCd, hasta en 50%. Enrendimiento energético, incluso pueden supe-rar a las pilas alcalinas; una pila de NiMH haríaque el famoso “conejito” de los comercialesfuncionara durante más tiempo que el permiti-do por una pila alcalina convencional.

• Pueden proporcionar grandes flujos de corrien-te. Esto las hace ideales para aplicaciones dealto consumo: motores, flashes electrónicos,discman, etc.

• Como mantienen su carga durante más tiem-po que las de NiCd, es posible cargarlas, ex-traerlas del cargador y, sin que haya una caídasignificativa de carga, usarlas un par de díasdespués.

• Gracias a su circuitería especial, el cargadorPowerBank puede detectar en qué momento lapila se ha cargado por completo; y cuando estosucede, corta el suministro de corriente –con


lo cual el usuario puede dejarla en el cargadorpor tiempo indefinido sin riesgo de daño. Si estelapso se prolongara tanto que las pilas comen-zaran a descargarse, el PowerBank detectaríala situación y volvería a activar la corriente decarga. Así, usted puede dejar sus pilas en elcargador todo el tiempo que quiera, con la ple-na seguridad de que no explotarán o sufriránalgún daño (como las de NiCd); y además, siem-pre estarán disponibles con carga completa.

• El singular diseño del PowerBank, permite car-gar paquetes de dos pilas. Si usted no va aemplear las cuatro en un momento dado, pue-de cargar sólo dos; esto le permite, por ejem-plo, hacer que su equipo trabaje con un par depilas, mientras el otro par se carga; así, su equi-po siempre estará en funcionamiento.

• Las características funcionales de las bateríasde NiMH, permiten recargarlas alrededor de700-1000 veces. Esto implica un gran ahorrode dinero a la larga, si consideramos que seevita la necesidad de comprar de 700 a 1000paquetes de pilas alcalinas.

• Dado que las pilas de NiMH no sufren el “efec-to de memoria”, no es necesario descargarlaspor completo para que vuelvan a cargarse aplena capacidad. Esto redunda en tiempos derecarga más cortos, cuando no se ha utilizadotoda la energía anterior de la pila.

Veamos ahora algunos puntos comparativos quele permitirán percatarse de la enorme ventajaque implica la adquisición del PowerBank:

anilaclA

tsE á radn

anilaclA

artlU

anilaclA

hceTiH

anilaclA

elbagraceR

HMiNPG

CHAA031

4.371 342 042 52x5.971 005x5.502

.)osuedodoireplesotunimneacificepseeS(

1. Su rasuradora funcionará por más de 205,000 minutos.

En condiciones normales, su rasuradora trabaja con dos baterías AA.

2. Podrá obtener más fotografías con su cámara: 191,000 o más.

En condiciones normales, una cámara fotográfica funciona con dosbaterías AA

anilaclA

tsE á radnartlUanilaclA hceTiHanilaclA

anilaclA

elbagraceR

HMiNPG

CHAA031

561 972 072 52x601 005x483

.)sodnuges51adachsalfnocsadamotsaífargotofedoremúnleacificepseeS(


Diversas investigaciones han demostrado quelas pilas de NiMH son superiores a las alcalinasde ciclo único.

Modo de operación

• Conecte su PowerBank a la toma de 110 VCA.• Coloque sus cuatro baterías. La primera carga

es de aproximadamente 16 horas.• Retire las baterías cargadas, y coloque las cua-

tro que están descargadas.

• Repita el último paso, para que siempre tengacuatro baterías cargadas y listas para su usoinmediato.

Conclusiones

Como ha podido ver, las ventajas de las pilas deNiMH las hacen una alternativa extremadamen-te atractiva para quienes hacen un consumomediano o alto de pilas. Para mayores informes,favor de contactarse con su representante Sterenmás cercano.

3. La música no deja de sonar, porque su reproductor de discos compactosfuncionará por más de 17,000 horas.

En condiciones normales, un discman funciona con 2 pilas AA.

anilaclA

tsE á radnartlUanilaclA

anilaclA

hceTiH

anilaclA

elbagraceR

HMiNPG

CHAA031

69.8 39.8 49.8 52x45.4 005x56.8

.)nóicarepoedsarohsalnacificepseeS(

4. Disfrutará de más diversión, ya que los carros a control re-moto recorrerán hasta 950 Km.

En condiciones normales, un carro de control remoto utiliza 2 pi-las AA.

anilaclA

tsE á radnartlUanilaclA

anilaclA

hceTiH

anilaclA

elbagraceR

HMiNPG

CHAA031

856 807 866 52x922 005x779

.)sodirrocersortemsolnacificepseeS(


CURSO BASICO DE

INSTALACION DE

AUTOESTEREOS SONY

Consumo corriente de las bocinas XES

Con un sistema de cuatro vías, formado por XES-P1, X1, T1, M1x4, M3x1 y C1:

a) Cuando se encuentra en estado de espera(idle), con volumen mínimo y un voltaje de13V (durante el funcionamiento del reproduc-tor de CD): 12.7A.

b) En reproducción musical (cuando el sonidoproviene del reproductor CD) y con un voltajede 13V: 14 a 16A (máximo 20A).

Cómo suministrar potencia para demostracio-nes y otras ocasiones especiales

Asegúrese que la batería (ya sea la que original-mente traía el vehículo o la que sea colocadasólo para la demostración) mantenga un nivelde voltaje con capacidad cercana a 30A.

Fije en 14.5V el voltaje suministrado por lafuente, y el limitador de corriente en una corrien-te que equivalga a una décima parte de la capa-

El presente curso de instalación deautoestéreos, fue elaborado en Japón

con el propósito de capacitar a losespecialistas de la red mundial de

Sony, en las cuestiones técnicasrelacionadas con el montaje de estos

equipos. Es por ello que seconsideran temas como la acústica

de los vehículos a motor, losprocesos mecánicos y eléctricos de la

instalación, el montaje del sistemamulti-canal, medidas para reducir elruido eléctrico, etc. Sin duda, es un

trabajo muy completo y de granutilidad para quien se dedica a este

tipo de servicios. La versión enespañol ha sido elaborada por el

Departamento de Ingeniería de SonyCorp. of Panama, y entregada a“Electrónica y Servicio” para su

publicación.

CURSO BASICO DE

INSTALACION DE

AUTOESTEREOS SONY

Tercera de cuatro partes

Colaboración de Sony Corp. of Panama


cidad de la batería (+16A). En el caso de unabatería 55AH, por ejemplo, posicione para 21.5A(55 x 1/10 +16A); y entonces, fije el voltaje en14.5V.

SECCION 4. CONSIDERACIONESRELACIONADAS CON EL RUIDOEN EL CARRO

Medidas para reducir el ruido en el carro

Acerca del ruido en el carro

El ruido que se oye en el carro proviene de va-rias fuentes, entre las cuales se incluye la circui-tería eléctrica (por ejemplo, el sistema de igni-ción y el alternador). Y otros ruidos aparecendurante la marcha.

El ruido cubre un amplio rango de frecuen-cia, proviene de muchas fuentes y se producebajo una gran variedad de condiciones.

El ruido más prominente proviene del siste-ma de ignición: la bobina de ignición, el distri-buidor y el cable que los enlaza.

Para producir las descargas de chispa de 10 a20 KV, se requiere de pulsaciones de corrienteextremadamente pronunciadas. Las caracterís-ticas de transición dependen de factores queafectan la circuitería eléctrica, entre las que es-tán, por supuesto, el tamaño del motor, las re-voluciones por minuto, la secuencia de encen-dido de la ignición, el tipo de composición delaire, y la presión del aire y la humedad; tambiéninfluye la temperatura de la bujía (que producechispas), el tipo y la separación de sus contac-tos, el material con que éstos se fabrican y quétan sucios se encuentran.

Como las pulsaciones ya mencionadas sonmuy altas, cubren un amplio rango de frecuen-cias. Y en vista de que esto causa que los cablesde alto voltaje actúen como antenas y emitanflujo electromagnético, sobra decir que tal he-cho afectará no solamente otra circuitería eléc-trica sino también la bomba de la línea de fuel,la transmisión y la carrocería del carro,excitándolas de acuerdo con sus constantes eléc-tricas y haciendo que transmitan hacia el exte-rior (o sea, que actúen como antenas).

Consecuentemente, a diferencia de los ruidosproducidos por cortas longitudes de onda mediao corta, los ruidos significativos más corrientesson aquellos producidos por longitudes de ondamuy cortas. Esto ocurre porque las dimensionesde la lámina metálica y el alambrado en los ca-rros son similares a dichas longitudes de onda,lo cual aumenta su efectividad como antenas.

Las ondas de radio que llevan ruido y se pro-ducen en esta forma, pueden aparecer en longi-tudes de onda muy cortas pero también interfe-rir en el comportamiento del aparato receptor.Cuando estas ondas se combinan con armóni-cos locales, causan ruido de entrecruzamientode frecuencias y fácilmente pueden manifestar-se como un ruido degradante de recepción en labanda MW y a frecuencias intermedias. Por lotanto, las medidas para combatir el ruido en labanda VHF son aún más críticas que las que seusan para luchar contra el ruido en la banda MW.

En realidad, muchas medidas efectivas parareducir el ruido no pueden explicarse simplemen-te en términos de ruido en la banda MW. Tam-bién tienen que ver con ello acciones tales comocolocar una bobina de choque en el circuito deantena (las pulsaciones de alta frecuencia en lacircuitería de suministro de potencia se debenal ruido de longitud de onda ultra corta), mejo-rar las uniones en los contactos del chasis o ha-cer la línea de tierra tan corta como sea posible,que son muy similares.

El ruido aparece cuando el carro, al estar enmovimiento, crea una carga eléctrica en la quese incluye la operación del alternador, del mo-tor del limpiador del parabrisas, del calentador,del acondicionador de aire, del regulador, delmedidor de calor, de la luz direccional y delclaxon, así como el arrastre entre las llantas y lavía y la fricción del freno. El ruido se producetambién por descargas eléctricas, fricción entrecontactos, vibraciones en las conexiones, etc.

Además, como los automóviles usanalternadores para generar electricidad, inevita-blemente surgen picos de corriente de transfe-rencia cuando la corriente AC trifásica pasa através de los diodos del rectificador. Esos picosson conducidos a través de amarres hacia la


fuente de potencia del amplificador, en dondese convierten en ruido.

Recientes avances en el control del compor-tamiento de los componentes del automotor (ta-les como obtener una respuesta de frecuenciamás amplia) han hecho que el ruido sea todavíamás perceptible. Esto es particularmente ciertoen componentes tales como los reproductoresde discos compactos y de DAT, cuyos bajos ni-veles de ruido residual contribuyen a que cual-quier ruido externo se note más.

Puntos clave relacionados con el trabajo

1. Puntos clave generalesa) Cuando se retiran los asientos y otras partes

del vehículo, debe tenerse cuidado para norayar otros objetos.

b) Para no ensuciar los asientos y otras partes delvehículo, asegúrese que los tapetes y demáscubiertas que use no estén sucios o aceitosos.

c) Procure usar ropa que carezca de botones,hebillas u otras piezas similares que quedenexpuestas.

d) Despójese de su reloj de pulso, mientras estébuscando cosas detrás del panel de instru-mentos. Si el extensible de su reloj es metáli-co, puede provocar cortocircuitos y hasta in-cendios en una terminal. Se sabe de casos enque esto ha sucedido.

e) Mientras esté trabajando dentro del carro, nouse zapatos sucios.

f) Sea cuidadoso al instalar o retirar la unidadreproductora de audio, para no rayar la con-sola.

2. Puntos clave relacionados con el vehículoa) Antes de empezar, ponga la palanca de cam-

bios en NEUTRO, detenga el motor y apliqueel freno de emergencia. Los carros con trans-misión automática deben dejarse en “estacio-namiento”.

b) Antes de que empiece a verificar si hay ruidoy de dónde proviene, asegúrese que la etapadel motor esté cerrada, que la palanca de cam-bios esté en NEUTRO y que su pie esté en elembrague. Si arranca el motor con la tapaabierta, ocasionará que los resultados de la

prueba sean erróneos; incluso puede llegar aherir a alguno de sus compañeros de trabajo,cuando por ejemplo el ventilador empiece agirar repentinamente. Bajo ninguna circuns-tancia acelere el motor; si lo hace, incomo-dará a la gente que esté a su alrededor y cau-sará errores al momento de realizar pruebasde ruido. Recuerde que el ruido del alterna-dor y la ignición son muy fuertes (alrededorde 3,000 rpm).

c) Deposite en una caja todos los tornillos yarandelas retirados, para no perderlos. Y unavez terminada la prueba, asegúrese que to-dos queden instalados en su respectiva posi-ción original y correctamente apretados. Noes posible que “le sobren piezas”; así que ase-gúrese de colocar cada una en el sitio que lecorresponde.

d) Verifique el sistema eléctrico del carro, cuan-do haya terminado la prueba: luces principa-les (normales, claras, de paso), claxon, lim-piadores del parabrisas y fluido del limpiador,luces de freno, luces traseras, iluminación dela placa de licencia, quita-niebla de la venta-na, calentador, acondicionador de aire, espe-jos eléctricos, luces de advertencia, luces deestacionamiento, asientos eléctricos, etc.

3. Puntos clave relacionados con el suminis-tro de potencia para los componentes delautomotor

La potencia para los componentes del automo-tor siempre debería obtenerse del circuito acce-sorio que normalmente se emplea para la radio,el calentador, etc.; y la conexión debería estarcomplementada con un fusible. Cuando es así, apesar de que uno de los componentes de audiocause que el fusible sea quemado, la operabilidaddel carro no se verá afectada.

Si –por ejemplo– la potencia para los compo-nentes de audio fuese obtenida del sistema deignición y esto causara que su propio fusible sequemara, el motor se pararía; a su vez, esto in-terrumpiría la potencia suministrada al sistemade dirección y al freno de potencia (con los quemuchos carros actuales están equipados). Siem-pre que el motor deja de trabajar súbitamente,se vuelve más difícil girar la dirección y el freno


no puede ser accionado. Y por lógica, esto pue-de provocar un serio accidente; sobre todo cuan-do ocurre por ejemplo en una curva o en un ca-mino cuesta abajo.

Igualmente peligroso resultaría obtener de lacircuitería del limpiador de parabrisas la poten-cia necesaria para los componentes de audio.Imagine usted qué pasaría si los limpiadoresdejaran de funcionar a causa de la lluvia. Por lotanto, dicha alimentación siempre debe prove-nir del circuito accesorio y la conexión debe es-tar equipada con un fusible.

4. Puntos clave relacionados con la verifica-ción de los niveles de ruido

a) Verifique el nivel de ruido cuando el controlde volumen de la unidad está posicionandoen MIN (mínimo) y cuando está posicionadoen MAX (máximo).

b) Si el ruido aumenta a medida que se eleva elvolumen, habrá que determinar el nivel en quese vuelve insoportable y poner en prácticamedidas apropiadas para contrarrestarlo.Por ejemplo, suponga que hay ruido durantela recepción de FM. Aunque el sonido no esincómodo cuando la señal es fuerte, se vuel-ve un problema cuando ella se debilita. Eneste caso, pese a que se reduzca el ruido pro-ducido por el carro, el problema no será re-suelto.Use audífonos cuando verifique el ruido. Asíserá más fácil y precisa la acción de oír el rui-do menos prominente; qué hacer con respec-to a éste, es una cuestión aparte.

5. Puntos clave relacionados con las partes des-tinadas a reducir el ruido

a) Asegúrese de conectar los cables de conduc-ción rojos del XA-50 y XA-55 a la unidad, ylos conductores naranja al suministro de po-tencia del carro. Conectarlos en otra forma,hará que se reduzca la efectividad de la ope-ración y que aumente el ruido.

b) Otras veces, resulta más efectivo no conectarel cable de tierra a la tierra del chasis.

c) Y aunque hay cierta libertad para elegir la co-rriente que usarán los componentes de audio,es preciso tener mucho cuidado.

Conexiones del suministro de potencia paraestéreos y sistemas de audio de carro

1. Salida de baja potencia (salida hasta aproxi-madamente 30W x 4 desde el amplificador dela unidad o desde un amplificador de poten-cia de salida pequeña)Los fabricantes de autos, tanto japonesescomo de otros países, usan fuentes de podery conectores estándar para sus propios radiosy bocinas, respectivamente. Por su parte, losfabricantes de estéreos de carro vendenconectores diseñados específicamente paraciertos modelos de automóviles japoneses.Sin embargo, como esos conectores y demásaccesorios pueden variar de un año a otro aunsiendo para un mismo fabricante de automóvi-les, es fundamental especificar la marca y elmodelo del vehículo para el cual se necesitan.Si se usan conectores compatibles, los alam-bres de la bocina del carro pueden usarse talcomo vienen. Esto permite ahorrar tiempo yesfuerzo en la instalación de la misma. Ob-serve que los contactos para los conductoresde control de la antena automática y el cablede entrada del amplificador de la misma seincluyen también en el conector.

2. Salida de alta potencia (sistemas que incor-poran amplificadores de salida de potenciamedia separados -salida media hasta cercade 200W)Generalmente, la potencia para este tipo desistemas se obtiene de la batería. Esto tienelas siguientes ventajas:

a) El ruido que hay en esta fuente es inferior alde cualquier otra parte, en el alambrado desuministro de la potencia del carro.

b) El voltaje que hay en esta fuente es más esta-ble que el de cualquier otra parte, en el alam-brado de suministro de potencia del carro.

c) El alambrado para el equipo de audio puedeconservarse completamente separado delpropio alambrado del carro. Cuando se pro-cede de esta manera, el equipo de audio re-sulta menos afectado por la interferencia queviene desde el sistema eléctrico del vehículo.


Sin embargo, deben observarse las siguien-tes reglas:

• Cerca de la batería, instale un fusible de capa-cidad apropiada para el consumo total de co-rriente del sistema. Este es un punto extrema-damente importante.

• No conecte el cable de suministro de potencianegativo (tierra) a la terminal negativa de labatería. Las líneas de tierra para todos los com-ponentes del sistema deberían conectarse a lí-neas de tierra comunes, las cuales, a su vez,tendrían que estar conectadas al chasis. Nor-malmente, el equipo de audio de cualquier ca-rro tiende a generar ruido si el conductor desuministro de potencia negativo se conecta a laterminal negativa de la batería. Este ruido nose puede eliminar con facilidad, y es particu-larmente agudo en unidades que combinan unaradio y un reproductor de audiocasetes.

• Si se requiere de un suministro de potencia ac-cesorio adicional, no debería conectarse direc-tamente a la batería (siempre encendido) sinoque debería conectarse vía relevo. Sin embar-go, todo el suministro de potencia se obtienede la batería. El relevo debería ser controladopor el suministro de potencia accesoria, cuyosconectores están localizados en el conectornormal de radio.

La potencia para todos los elementos relacio-nados con el sistema de sonido e instalados enel tablero de instrumentos, debería obtenersede la batería. De otra forma, hay peligro de quese genere ruido no deseado.

3. Salida de potencia muy alta (sistemas con sa-lida de potencia de 300 W o más)En casos como éste, es necesario verificar sila salida del alternador es capaz de soportarel consumo de corriente del sistema. Muchosalternadores de corriente entregan alrededorde 60A. durante operación normal. Y gene-ralmente, la salida cae por debajo de este ni-vel cuando la temperatura se eleva. Si las lu-ces principales están encendidas de nochejunto con el acondicionador de aire o el qui-ta-niebla y las revoluciones por minuto delmotor (velocidad rotacional del generador) noestán en el rango amplio, no habrá suficientepotencia para operar el sistema de audio entodo su nivel. Esto causa un drenaje en labatería.En casos como éste, tendrá que instalarse unabatería exclusiva para el sistema de audio; en-tonces debe usarse un aislador para conser-var independientes las dos baterías entre sí.Tan sólo con alambrar las dos baterías enparalelo, aparecerá el efecto de acortamien-

-

+

-

+

Estos cables deben

manejar un flujo de

corriente superior a

60A. Asegúrese que

el cable pueda

manejar tal carga.

Alternador (generador)

Si es posible, reemplácelo por otro de suficiente capacidad

Terminal de salida del alternador

* Aislador de la batería (debe ser el adecuado para la

corriente de carga que la batería va a usar)

Fusible

Cargas

Batería de carro Batería del audio

(instalada en el baúl)

Hacia

la fuente

del audio

Cable básico para el suministro

de potencia de los amplificadores

Figura 28


Voltaje de la batería(cuando es normal)

Voltaje anormal

Electromagnetismo

Ruido eléctrico

1. Cuando el motor se apaga (nota 1): 10V – 16V JASO (Japón) 10V–16V SAE (USA) 9V–16V2. Voltaje cuando el motor ha arrancado: (nota 2): JASO 6V–8V(-25grados C) SAE 4.5–6V (-40º

C)3. Voltaje después que el motor ha arrancado: 16V a regulador de tipo contacto, 14.5V a ICs

(nota 3).4. Sobrevoltaje

Arranque de cable del saltador JASO: 24V, prueba por 4 minutos; SAE: prueba por 5 min.

Falla del regulador: 18V (siempre que la batería esté desconectada).

2. Polaridad contraria: terminales de la batería conectadas al contrario. JASO: 13V, 1 minuto,SAE: 12V.

3. Voltaje transitorio

a)Sobretensión por efecto de amortiguamiento de carga (nota 4) JASO: 70V, 400ms SAE: 122V,188ms

b) Sobretensión en la ignición (bobina) – SAE: 75V, 90 micro-seg. 80V, cerca de varias docenasde ms.

c) Sobretensión cuando el interruptor de ignición está apagado.d) Decaimiento de campo del alternador: - JASO: 80V, 140ms, SAE: 90V, 83 micro seg. También, sobretensión en la bobina de magneto iniciadora y válvula del solenoide.

Fuertes campos eléctricos: Cuando un carro con una unidad de radio móvil pasa por un áreadonde se transmiten señales de radio, la influencia de la banda de frecuencia que afecta a loscomponentes electrónicos del automotor se vuelve más crítica a medida que la longitud de ondase acorta y las frecuencias por encima de 30 Mhz las afectan.

El sistema de ignición, el regulador, el alternador, el claxon, el motor “flasher” y el microcomputadorgeneran chispas eléctricas cuando la corriente se enciende y se apaga: rizos (sobretensiones)en el suministro de potencia y corriente de alta frecuencia que tiene que ver mucho con el ruidoeléctrico.

Nota 19 voltios, cuando la carga pesada que se aplica bajo condiciones de inactividad y la descarga de batería se toman en cuenta.Normalmente, 9 a 10V es el peor valor posible cuando el voltaje final de descarga bajo condiciones normales de uso debatería y el voltaje con que puede arrancar el motor se toman en cuenta (usualmente 13V).Considerando que muchos de los conductores instalados dentro del carro están a distancias superiores a 5 metros delongitud, puede ocurrir una caída de voltaje de 1V o más.

Nota 2En el caso de un carro de pasajeros potenciado a diesel, el voltaje cae a aproximadamente 4V cuando el motor se arrancaen áreas frías.

Nota 3Los circuitos integrados (ICs) tienen mejor respuesta que las partes mecánicas (partes con contactos).

Nota 4Esto resulta de la desconexión o fallas de contacto de una terminal de batería: la corriente de campo del alternador se corta,y la energía acumulada en la bobina de campo genera una sobretensión negativa que se aplica a la línea de potencia.Montada en voltaje pico de carro de 80V, el tiempo de sostenimiento es de varios ms.

Tabla 1

to del tiempo de vida útil de la batería quetenga la carga máxima (lo cual es muy peli-groso). Como las baterías tienen baja impe-dancia y no son exactamente iguales, no de-ben conectarse en paralelo.La solución ideal es reemplazar el alternadorpor otro de suficiente capacidad de suminis-

tro, para acondicionar el consumo de corrien-te del sistema de audio (figura 28).Tenga en mente que el conocimiento básicorequerido para realizar las alteraciones reciénmencionadas incluye una comprensión de laforma en que debe tratarse el ruido. Antes deproceder, las secciones relacionadas con eltema deben ser bien comprendidas.


Debido a la baja impedancia de la batería, uncorto accidental puede ocasionar fácilmentehumo o fuego. Si va a usar filtro para ruido,asegúrese de que sea adecuado para el con-sumo de corriente del sistema de audio. Unfiltro de ruido con insuficiente capacidad (elfuncionamiento del sistema procesador deruido que usa componentes donde existenbobinas, cae cuando se aplica corriente enexceso) podría calentarse o empezar a hu-mear. Se estima que la vida útil de una batería deautomóvil es de aproximadamente un año,cuando de ella se obtiene la alimentación paraun sistema de alta potencia. Lo mejor es queéste sea alimentado por una batería exclusi-vamente instalada para tal efecto.Los aisladores de la batería son vendidoscomo accesorios.

Ambiente eléctrico para componentesde automotores

Las partes eléctricas de cualquier automóvil de-ben operar normalmente aun ante condicionescomo las que se describen en la tabla 1, y nodesarrollar defectos críticos. Entre dichas con-diciones, también se ha considerado la carga

pesada mientras el automóvil está encendidopero no en marcha.

Compartimientos eléctricos del automóvilEn la figura 29 se muestra los compartimientoseléctricos del automóvil. Y en la figura 30 fuen-tes de ruido y rutas de propagación de interfe-rencias.

Suministro de potencia de carro

1. Relación entre la batería y el generador delcarroComo un motor no puede arrancar a menosque se suministre potencia desde una fuenteexterna, cada tipo de motor se arranca por me-dio de un motor de auto-arranque u otra fuen-te. En los carros normales, una corriente dearranque de cerca de 300A, suministrada porla batería, se requiere por un corto periodo.Una vez que el motor arranca, la potencia delcarro es suministrada por el generador. Y du-rante el día, éste produce suficiente potenciapara que la batería sea recargada.Durante la noche, la batería alimenta las lu-ces. En tanto, el acondicionador de aire pro-vee potencia suplementaria. Y la potencia de-sarrollada por el generador no es suficiente,

Motor• Control electrónico del sistema de encendido• Sistema electrónico de inyección de gasolina• Control electrónico del carburador• Sistema dual de entrada de aire• Sistema de control de tiempo del encendido• Sistema de control de la emisión• Regulador de voltaje• Encendido• Sistema de control de temperatura del escape• Sistema de arranque automático

Panel de instrumentos• Limpiabrisas intermitente• Indicador de control de luces esternas (farolas-cocuyos, etc.)• Tacómetro• Velocímetro• Reloj de cuarzo• Indicador de control de funciones computarizado• Unidad de control de tiempo• Sintonizador de luz• Monitor de control (de parte frontal, baúl, puertas, velocidad, etc)

Interior• Aire acondicionado automático • Ventilación automática• Sistema de audio• Asientos eléctricos• Lámpara de cortesía• Cojín de aire de protección• Correa de seguridad• Teléfono

Frente• Control de farolas• Parabrisas de la farola• Limpiafarolas• Sistema de radar para aviso de colisión

Sistema de manejo• Sistema antideslizante• Monitor de control de presión en las llantas • Sistema de mantenimiento horizontal• Control de marcha

Puertas• Seguros eléctricos• Ventanas eléctricas• Sistema de cerraduras del vehículo

Parte trasera• Lámpara trasera y de freno• Antena automática• Sonar trasero

Figura 29


cuando por ejemplo en una esquina se está es-perando a que la luz del semáforo sea verde.

2. Suministro ideal de potencia para componen-tes electrónicos del automotor (figura 31)En términos de lo que se muestra en la figura31, el nivel de ruido más alto está en C; luegole sigue el nivel de ruido del punto B, y final-mente el del punto en A. O sea, C es mayorque B, y B es mayor que A.Lo mismo sucede en el caso de los niveles deruido de la línea de tierra. Entonces, C esmayor que B, y B es mayor que A). Cuando lacarga bajo B es una unidad de sistema de ig-nición, ésta generará de tal manera un ruidode ignición, que los niveles de ruido estaránen el orden de D mayor que B, y B mayor queA. Si en el punto C se suministra potencia aun motor de calentador, una gran parte de

ruido será generada aquí pues el ruido de es-cobilla generado en dicho motor se superpo-ne al ruido de ignición.Además de esto, los alambres eléctricos delcarro se extienden por un largo camino des-de la batería. Y como son relativamente del-gados, tienden a aumentar los cambios en elvoltaje a causa de fluctuaciones en la carga.En vista de esos puntos, puede decirse, enconclusión, que la terminal positiva de la ba-tería es el sitio ideal de un carro para obtenerla potencia de +12V que alimenta a los com-ponentes electrónicos del automotor. Y aquí,ideal significa mínimo ruido y mínimas fluc-tuaciones de voltaje.En el caso de los sistemas de automotor ac-tualmente disponibles, el conector negativose conecta al chasis; pero la alimentación deeste conector no puede obtenerse de la ter-

(Mal funcionamiento)



(Mal funcionamiento del microprocesador)

(Mal funcionamiento del

controlador)

Sensor de datos

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Ruido de

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Ruido de

switching

Ruido de

switching

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Transferencia

de sobretensión

Batería

+ -

Reloj de alta

frecuencia

Controlador

eléctronico

del motor

Guía para los símbolos

Suministro deenergía o equipode señal

Ruta de propagaciónde ruido

Tipo de interferencia

Fuente del ruido

Reloj de alta frecuencia

Acondicionador de aire

automático equipado

con microprocesador

Reloj

Micro-

procesador Control de tiempo

Varios relays

Convertidor DC-DC

para el tablero de

información

Motores de

ventanas eléctricas

Reloj Reloj de alta

frecuencia

Radio

estéreo

Teléfono

automático

Motor de los

limpiabrisas

(introducción de ruido)

(introducción de ruido)

Ruido

del motor

Ruido

del motor

Pulsos de alta

frecuencia

Radio-móvil

transmisor

Radio

emisión

Semáforos

Regulador

Figura 30


minal negativa de la batería. Esto se debe aque el ruido tiende a generarse fácilmentecuando se conectan a tierra múltiples pun-tos. Con estéreos de carro, entre otras unida-des reproductoras de audio, la carrocería seusa normalmente como la terminal negativa.Un punto que debe tenerse en cuenta cuandose obtiene potencia positiva de la batería, esque la capacidad de corriente del fusible debeser suficiente para manejar la carga que se leva a conectar.

3. Precauciones relacionadas con el suministrode potencia para los componentes electróni-cos del automotorEn el apartado 2, se dijo que el mejor sitio delcarro para obtener potencia es la batería. Sinembargo, es práctica común suministrar po-tencia a las unidades de baja corriente desdeuna caja de fusibles.Considerando la posibilidad de que el equipocause que un fusible sea quemado, un aspec-to que debe tomarse en cuenta cuando se su-ministra potencia, es que ésta sea proporcio-nada desde aquellas terminales internas dela caja de fusible que no interfieran con laconducción del carro. Entre dichas termina-les, están las del radio, las del calentador olas del acondicionador de aire. El motor separará, en caso de que la potencia se sumi-nistre desde el sistema de ignición; entonces,

por error, el cliente insertará un fusible conun amperaje más alto, en su afán de reem-plazar el fusible quemado de la unidad y so-lucionar el problema; pero en vez de esto, cau-sará que el fusible del vehículo se queme.Esto significa que como toda la potencia parala dirección y para el cilindro maestro del fre-no es entregada corrientemente por el mo-tor, la rueda de dirección se tornará rígida ylos frenos se volverán mucho menos efecti-vos. Y naturalmente, esta situación puede pro-piciar un serio accidente; sobre todo si ocu-rre cuando se conduce montaña abajo, sobreuna vía con muchas curvas. De manera simi-lar, el conductor y el vehículo estarían expues-tos a gran peligro si se permitiera que la po-tencia fuese tomada desde el sistema dellimpiador de parabrisas.Por las razones recién señaladas, la potenciapara el estéreo del carro DEBE obtenerse deuno de los fusibles de la caja de los mismosde la terminal del circuito ACC; y consideran-do el riesgo de que el fusible se queme, DEBEproveerse desde terminales que no interfie-ran de ninguna manera con la conducción delvehículo.

En las tablas 2 y 3 se muestran las caracterís-ticas y descripción de diferentes tipos de ruido.

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Unidad del

sistema

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(Guía de símbolos)

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Figura 31


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Tabla 2


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Tabla 3

(♦) Es digno de atención o muy propenso a ocurrir.

(∑) No es tan importante como ♦ , pero molesto una vez advertido.

(x) Gradualmente es el menos importante.CONCLUYE EN EL PROXIMO NUMERO


ACONDICIONAMIENTO

DE SEÑALES Y

TRANSDUCTORES

Señales eléctricas

En términos generales, una señal es un estímu-lo que predispone a un receptor (persona o sis-tema) a actuar de cierta manera. Por ejemplo,los humanos nos comunicamos por medio deestímulos auditivos (palabras), visuales o tácti-les, que provocan una reacción, un reflejo de loaprendido con los años o por instinto.

La reacción a los “estímulos” (señales eléctri-cas) que reciben los sistemas electrónicos, de-pende del diseño o tipo de cada uno de ellos. Yeste mismo factor es clave para que su compor-tamiento sea afectado a corto o largo plazo porla llegada de las señales eléctricas. En electró-nica, como ya mencionamos, las señales soncorrientes o voltajes que contienen información,sobre todo cuando se modifican. Si, por ejem-plo, conectamos una radio a la línea comercial(120VCA), obtendremos señales de audio quepueden percibirse. Tal es el objeto fundamental

ACONDICIONAMIENTO

DE SEÑALES Y

TRANSDUCTORES

Alberto Franco Sá[email protected]

Siempre que vaya a medir una señaldebe considerar, entre otras cosas,

su tipo y valores máximos y mínimos,a fin de saber qué instrumento de

medición se requiere y si ella essusceptible de medición. Puesto que

hay muchos casos en que la señaldebe ser “preparada” para medirse

confiablemente, es indispensableconocer la forma apropiada de lograr

esto. Tal asunto es el tema centraldel presente artículo, en el que

además se describen algunoscomponentes electrónicos

para este fin


de transformar las señales eléctricas: obtener uncierto resultado.

Luego entonces, podemos concluir que todaslas señales contienen información. Y al igual queen cualquier otra área del conocimiento, debeninterpretarse de acuerdo con determinadas con-venciones, códigos, etcétera, para estandarizarsu interpretación.

CaracterísticasLas características más importantes de las se-ñales eléctricas son:

La formaPueden ser senoidales, triangulares, cuadradas,tipo diente de sierra, etcétera (figura 1A).

La amplitudEsta característica determina los valores máxi-mo y mínimo de voltaje o corriente (figura 1B).

La frecuenciaEs determinada por la cantidad de ciclos com-pletos que se presentan en un intervalo de tiem-po (figura 1C).

La faseEs el tiempo de atraso o adelanto de una señalcon respecto a otra. Para determinar esteparámetro, generalmente se utiliza una referen-cia (figura 1D).

Desde unos cuantos ciclos por segundo has-ta billones de ellos, la frecuencia de las señalespuede variar. Este es un tema casi de uso diario,en aplicaciones relacionadas con las comunica-ciones o la computación; por ejemplo, el proce-sador Pentium 4 de Intel trabaja a más de 1.5GHz (1,500 millones de ciclos por segundo).

En la tabla 1 se observa el espectro de fre-cuencias normalmente utilizado en electrónica,que va de los 20 Hz hasta los 30 GHz.

De acuerdo con el sistema, dispositivo o com-ponente al que estén “estimulando” (al que seanaplicadas), todas estas señales se comportan dedeterminada manera. Por ejemplo:

1. En la figura 2 se muestra el comportamientode una señal alterna que se aplica a los tresprincipales elementos electrónicos pasivos(resistencia, capacitor y bobina) Observe quela señal alterna mantiene su fase en el resistor,

FORMA

AMPLITUD

x v

tt

FRECUENCIA FASE

Características de las señales

V

V

max

min

A

B

C D

SAICNEUCERFEDORTCEPSE

ADNAB NOICANIMONED )zH(OGNAR

FLV ajabyumaicneucerF K03atsaH

FL ajabaicneucerF K003atsahK03

FM aidemaicneucerF M3atsahK003

FH atlaaicneucerF M03atsahM3

FHV atlayumaicneucerF M003atsahM03

FHU atlaartluaicneucerF zHG3atsahM003

FHS atlarepusaicneucerF zHG03atsahzHG3

FHE atlaetnemadamertxeaicneucerF zHG03>

Figura 1 Tabla 1


porque la resistencia de éste no varía sea cualsea la frecuencia de trabajo.

2. Para un inductor o bobina, la señal alterna delvoltaje se adelanta a la corriente. En tanto, laimpedancia presentada por el dispositivo au-menta en proporción directa a la frecuenciade trabajo.

3. En el caso de los capacitores, la señal alternade corriente se adelanta a la del voltaje. Y laimpedancia varía de manera inversa a la fre-cuencia, es decir, entre más alta sea la fre-cuencia menor será la impedancia que pre-sente el capacitor.

Como puede deducirse, del elemento al que seaplique la señal depende la respuesta que se

obtenga. Y con todos los componentes señala-dos podemos hacer una configuración o diseñoespecial, para tener un sistema complejo; tantocomo la función a realizar lo amerite.

Sistema electrónico

Un sistema electrónico se puede definir comoaquel que, de acuerdo con una función de trans-formación, modifica un impulso de entrada. Enla figura 3 se muestra el principio básico de unsistema electrónico.

El desarrollo tecnológico ha permitido que lossistemas electrónicos sean de lo más simple po-sible, pero cumpliendo con las características desalida.

Cuando se trabaja con señales cuya informa-ción consiste en parámetros de índole no eléc-trica, es necesario transformar el voltaje, la co-rriente o la resistencia. El dispositivo que haceesta conversión se llama transductor, o sea, esel elemento que traduce cualquier señal físicaen impulsos eléctricos.

Transductores

Existe una gran variedad de transductores. Paracada tipo de fenómeno “medible”, existe untransductor que permite convertirlo directa oindirectamente en impulsos eléctricos; tal es elcaso de las antenas o sistemas de sintonía delos radios, los cuales convierten las señales deradio (que viajan por el aire) en pequeñas seña-les que pasan por etapas de amplificación y sonprocesadas; y lo mismo sucede con los micrófo-nos, que contienen una “pastilla” que mediantelas vibraciones mecánicas producidas por la vozgenera pequeños impulsos eléctricos; y a su vez,éstos pasan a la etapa de amplificación y luegose procesan para grabar o salir hacia bocinas.

Los ejemplos anteriores se refieren a señalesde audio; pero también existen transductores detemperatura, instalados en diversos aparatos deuso doméstico. En el refrigerador, por ejemplo,hay un sensor de temperatura que regula el gra-do de enfriamiento o congelación. En los calen-tadores de agua sucede algo similar, pues deter-minan el grado de calentamiento de la misma.

f

z

f

z

f

z

t

t

t

v e i están en fase z = impedanciade la resistencia

v se adelanta a i en los inductores

La impedancia z variadirectamente con lafrecuencia

i se adelantaa v en el casode los capacitores

v,i

v,i

K=R

v

i

v i

v,i

vi

Comportamiento de las señales

en los 3 elementos básicos

Figura 2


En los sistemas de seguridad podemos encon-trar un sinnúmero de transductores, entre loscuales están los sensores de movimiento quetransforman la detección de un cambio de posi-ción en impulsos eléctricos.

En los automóviles se cuenta con sensoresde impacto, mismos que activan las bolsas deaire para proteger a los ocupantes.

Sin duda, estamos rodeados de transducto-res en casa. Pero incluso cada uno de nosotrostiene un transductor muy grande y sensible: lapiel. Mediante la piel o lo que llamamos el senti-do del tacto, recibimos infinidad de señales ex-ternas que se convierten en impulsos eléctricosy hacen que el cerebro responda cuando se pre-sentan; por ejemplo, reaccionamos rápidamen-

te al tocar objetos calientes o al sentir frío (figu-ra 4).

En combinación con las experiencias vividasy asimiladas, todo esto genera los hábitos quefinalmente seguimos; de modo que nos abriga-mos al sentir frío, evitamos acercamos a objetoscalientes, etcétera.

Mas existe un problema con la mayoría de lasseñales que, por medio de transductores, se ob-tienen de fenómenos físicos: son muy pequeñas.Por eso los sistemas de audio requieren de am-plificadores y filtros, para procesar o acondicio-nar la señal antes de que ésta continúe su cami-no hacia las salidas de audio. Esto sucede tantoen aparatos de uso doméstico como en sistemascomplejos de uso industrial.

Pelo

Epidermis

Dermis

Glándula sebácea

Músculo erector de pelo

Glándula sudorípara

Capa subcutánea

Poro

Papila de la dermis

Receptor de frío

Receptor de calor

Vasos sanguíneos

Tejido conectivo

NervioLóbulos de grasa

A B C

La piel es propiamente un transductor de tipo biológico. Cuando se recibe un estímulo (figura 4A) los receptores

nerviosos (4B) lo transforman en una minúscula señal eléctrica que es enviada al cerebro, donde se interpreta como

dolor en cierta zona del cuerpo (4C).

Figura 4

Las entradas son señales análogas al fenómeno físico (temperatura, presión, flujo, voz, etc)

ENTRADAS

TRANSDUCTOR

TRANSDUCTOR

Señaleseléctricas

SISTEMAELECTRONICO

Señaleseléctricas

SALIDAS

Las salidas dependen del sistema pero también sonrepresentación (están en función) de las entradas

(v, i) (i, v)

Sistema electrónico

Figura 3


En el control industrial se requiere, por ejem-plo, de mayor precisión en el monitoreo de lasseñales; pero no se trata de un calentador deagua, sino de los niveles de temperatura de unreactor nuclear o de una caldera que trabaja enprocesos críticos. A final de cuentas, el principiode operación es igual en uno y otro sistema:transformar fenómenos físicos en señales eléc-tricas; sin embargo, la precisión con que éstassean manejadas determinará la aplicación decada uno de ellos.

Es preferible que el calentador de agua semantenga encendido dos minutos más de lonormal y que enseguida se apague (quizá ni si-quiera notemos que lo hizo) a que se incrementeen exceso la presión de una caldera debido alaumento de la temperatura.

Acondicionamiento de señal

Esta es una etapa esencial en todo sistema queutilice transductores. Si el acondicionamiento deseñal es adecuado, puede garantizarse que laseñal está representando fielmente al fenóme-no físico correspondiente.

¿Pero qué significa exactamente “acondicio-nar una señal”? El término acondicionar se refie-re al proceso de preparación a que se someteuna señal para ser analizada o procesada porun sistema electrónico complejo; y tiene que seracondicionada, porque los sistemas electrónicostienen una impedancia de entrada que es muyalta en comparación con los niveles de señalmanejados por los transductores; o sea, los sis-

temas electrónicos no detectarán nada en casode que el transductor y el sistema de adquisi-ción de datos se conecten en forma directa.

Otro punto importante a resaltar, es que TO-DAS las señales de los transductores sonanalógicas; y en la actualidad se procesan y con-vierten en señales digitales, sin que por ello de-jen de existir los sistemas analógicos.

El sistema de adquisición de datos basado enPC (DAQ), utiliza transductores de cualquier tipo.Sin embargo, muchos de estos sensores no ofre-cen el nivel de señal que se requiere para poderprocesarlos directamente.

Antes de que llegue a las tarjetas DAQ, es pre-ciso que la señal se amplifique, se aísle y se fil-tre; y cuando se tengan varios transductores co-nectados a la vez en la tarjeta, serán verificadosmediante un multiplexor.

En al figura 5 se presenta el esquema generalde la configuración de adquisición de datos pormedio de PC.

Transductores más comunes

TermoparEl termopar es el transductor más popular paramedir temperatura, porque es barato, puede ope-rar en una amplia gama de temperaturas y es unsensor muy versátil.

El termopar trabaja de acuerdo con el princi-pio de que la unión de dos metales distintos ge-nera un voltaje cuando varía la temperatura. Peroes difícil medir este voltaje, porque la unión conlos cables o líneas conductoras genera una unión

Fenómenofísico

Acondicionamientode señal

Tarjeta DAQ

Transductores

+_

Requerimientos básicos para un sistema de adquisición de datos basado en PC

Figura 5


termoeléctrica adicional, es decir, una unión fría(figura 6).

Dado que estas uniones adicionales actúancomo termopares, producen sus propios voltajes;y así, el voltaje final incluye los voltajes deltermopar y los voltajes de la unión. Esto se utili-za en métodos de compensación de unión fría.Es algo similar a la señal de offset (o desplaza-miento de la señal respecto al origen) de algu-nos aparatos de medición o componentes diná-micos, en donde la clave está en simplementeagregar una señal que contrarreste las señalesadicionales inherentes a la medición.

Compensación de la unión fríaExisten dos formas para lograr esta compensa-ción: por medio de hardware y por medio de soft-ware.

En la compensación por hardware, se empleaun circuito especial que aplica el voltaje apro-piado para cancelar el voltaje de la unión fría.Aunque no se requiere de ningún software paracompensar el hardware, cada tipo de termopardebe tener su propio circuito de compensación.

En cambio, la compensación de la unión fríapor software es muy flexible y sólo exige cono-cer la temperatura ambiente.

Compensación de unión fría por softwareEsta compensación se realiza de la siguientemanera:

1. Mide la temperatura de la unión, para calcu-lar el voltaje equivalente del termopar me-

diante tablas de estándares o algunas opera-ciones matemáticas.

2. Mide el voltaje de salida, y le suma el voltajede referencia calculado en el paso 1.

3. Mediante tablas estándares de termopares opolinomios, convierte en temperatura el vol-taje resultante.

Muchos paquetes de software incluyen rutinasque realizan estos cálculos para los diferentestipos de termopares existentes.

SensibilidadLa sensibilidad, otra de las características deltermopar, también debe tomarse en cuenta paramedir temperatura.

Las salidas del termopar son de muy bajo ni-vel, y sólo cambian de 7 a 50µV por cada gradocentígrado en que varíe la temperatura.

La sensibilidad del sistema se puede aumen-tar con un amplificador de bajo ruido o un am-plificador de alta ganancia. Por ejemplo, en suentrada analógica de ±5V, la tarjeta DAQ tieneun rango, un amplificador con ganancia 100 yun convertidor analógico/digital (DAC) de 12bits. Con todo esto, se tiene la siguiente resolu-ción:

10 V/(212)100 =24.4µV/bit

Sin embargo, las propias tarjetas DAQ cuentancon una ganancia de amplificador de 1,000. Ytienen una resolución de 2.4µV/bit, que corres-ponde a una fracción de un grado centígrado.

RTDEs otro transductor de temperatura ampliamen-te utilizado, y consiste en un rollo de alambre opelícula de metal, cuya resistencia aumenta conla temperatura.

El RTD o detector de temperatura por resis-tencia, es conocido por su estabilidad, exactitudy amplio rango de temperaturas.

Aunque los RTD se construyen con diferentesmetales y resistencias, el de platino es más utili-zado y tiene una resistencia nominal de 100ohmios a 0 grados centígrados.

+

-

Uniónfría

La conexión del termo par con las líneas conductorasproduce una unión termoeléctrica adicional

Figura 6


Puesto que un RTD es un elemento resistivo,tiene que ser atravesado por una corriente paradeterminar la temperatura que se está midiendo.

Los RTD tienen resistencia relativamente baja(100 ohmios), la cual cambia, muy poco por cier-to, según sea la temperatura (menos de 0.4ohmios por cada grado centígrado). Así que serequiere de configuraciones especiales para de-terminar el valor de resistencia y, por lo tanto,de temperatura.

Por ejemplo, consideremos la medición de unRTD mediante la configuración de dos líneas (fi-gura 7). Observe que mediante la corriente deexcitación, se genera un voltaje en el RTD; y quela caída de tensión en las resistencias RL agregaun pequeño voltaje.

Cuando se requiere de distancias mayores, yque por lo tanto el conductor sea más grande,es recomendable utilizar la configuración decuatro líneas. En este caso, dos alambres llevanla corriente hacia el dispositivo de medición ylos otros dos se utilizan como alimentación decorriente. Gracias a esta configuración, dismi-nuye el consumo de corriente.

Medidor de tensión

El medidor de tensión es el dispositivo que másse emplea en la comprobación mecánica y demedidas. El tipo más común es el medidor detensión de resistencia garantizada, que constade una reja de lámina muy fina o alambre.

La resistencia eléctrica de la reja varía lineal-mente con la tensión aplicada al dispositivo. Alusar una medida de tensión, ésta se une al dis-positivo sujeto a prueba y también se aplica fuer-

za; y al medir la tensión, se descubre que la re-sistencia ha cambiado.

Los medidores de tensión también se usan ensensores que detectan fuerza u otras cantidadesderivadas; por ejemplo, aceleración, presión, yvibración. Y, por lo general, estos sensores con-tienen un diafragma en el que, por presión, sededucen las medidas de tensión.

Debido a que el registro del cambio de ten-sión implica apreciar cambios relativamente pe-queños de resistencia, se utiliza una configura-ción de resistencias en puente de Wheatstone.Este circuito consiste en cuatro elementos re-sistivos con un voltaje de excitación aplicado alos extremos del puente. Para que las medidasde tensión puedan ocupar uno, dos o cuatro bra-zos del puente, en los demás sitios de éste secolocan resistencias fijas.

En la figura 8 se muestra una configuracióncon una medida de tensión en medio del puente.

Esta configuración consiste en dos elemen-tos de tensión (RG1 y RG2), combinados con dosresistencias fijas (R1 y R2). Cuando la propor-ción de RG1 a RG2 es igual a la proporción de R1a R2, el voltaje moderado VO es de 0 (cero) vol-tios. Es cuando se considera que el puente estáequilibrado.

Cuando la tensión se aplica, cambia el valorde resistencia del puente y, por lo tanto, cambiael valor de voltaje.

Para un diseño de medición por puente conmáxima sensibilidad, se colocan en direccionesopuestas los elementos de medida de tensión.Por ejemplo, la medida de tensión especificada

R

R

R

+

-r

L

L

i ext

v0

Valim

G1

G2

1

2

R

R R

R

+-0V

Medidor de tensión tipopuente con aplicaciónde un voltajede alimentación

Figura 7

Figura 8


en la figura 8 incluye un elemento RG1 que seinstala para que su resistencia aumente con ten-sión positiva; también incluye un elemento RG2,cuya resistencia disminuye con tensión positi-va. El V0 resultante responde con una sensibili-dad dos veces mayor que una configuración quesólo tiene un elemento RG.

Algunos acondicionadores de señal contienenfuentes de voltaje, así como todo lo necesario parael puente. Recuerde que las resistencias utiliza-das deben ser muy precisas y estables, ya que sise quiere medir tensión en este tipo de circuitosresulta difícil equilibrarlos perfectamente.

Algunos acondicionadores de señal manejanun proceso en el que, para equilibrar y quitarcualquier voltaje offset DC inicial, se ajusta laproporción de resistencia del puente.

Una alternativa para lo anterior, consiste enmedir este voltaje de offset inicial y usarlo paralas rutinas de conversión, así como compensarel valor de desequilibrio inicial.

Señales de corriente

Muchos sensores empleados en procesos de con-trol y monitoreo aplican a sus salidas una señalde corriente, que por lo general es de 4 a 20mAó de 0 a 20mA. Y a veces se utilizan estas seña-les de corriente, debido a que son menos sensi-bles a errores (por ejemplo, el ruido que se pro-duce por irradiación).

Para hacer de manera simple se hace pasar,una señal de corriente a través de una resisten-cia (figura 9).

Así pues, se puede usar una tarjeta DAQ paramedir el voltaje V0 generado en la resistencia.

Es obvio que en este tipo de aplicaciones seutilizan resistencias de valor óhmico y potenciaadecuados, las cuales también deben ser de pre-cisión y tener un bajo coeficiente de temperatura.

Acondicionamiento de señales en general

Cualquiera que sea el tipo de sensores o trans-ductores que se estén usando, el sistema deacondicionamiento de señal tiene que ser de altacalidad y ofrecer un desempeño adecuado.

Tal como ya se dijo, las funciones de acondi-cionamiento de señal son amplificación, filtra-do y aislamiento. Veámoslas por separado.

AmplificaciónLos problemas causados por el ruido, puedenafectar la exactitud de la medición de sistemasbasados en PC.

Cuando se reduce al máximo el ruido, se ob-tiene una resolución mayor, de mayor calidad.Si hay ruido, puede acentuarse en la salida delamplificador; y éste se puede encontrar tanto enla tarjeta DAQ como en la tarjeta externa deacondicionamiento de señales. En la tarjeta DAQse localiza un convertidor A-D (ADC), medianteel cual la señal analógica amplificada se con-vierte en datos digitales; y con éstos, se realizantodos los procesos de análisis de la PC.

FiltradoComúnmente, el ruido tiene que ser eliminado através de filtros que se diseñan para no dejar pa-sar frecuencias que están en rangos bien defini-dos. Por ejemplo, los circuitos pasa-bajos estándiseñados para detener señales con frecuenciasmuy altas, con lo cual se elimina el ruido.

El ancho de banda de los filtros debe selec-cionarse con mucho cuidado, o de lo contrariose pueden ocasionar retrasos o pérdidas de al-guna parte de la señal que estamos midiendo.

Como una precaución adicional, es posibleemplear software que promedia la señal paraeliminar el ruido adicional. El promedio por soft-ware es una técnica simple y eficaz de filtrar lec-turas adquiridas digitalmente.

R

V = i R0 s

si

Dispositivo consalida de corriente

Señales de corrientesacondicionamiento de señal

Figura 9

AislamientoCuando el sistema de DAQ es conectado inade-cuadamente a tierra, provoca problemas en lasmediciones y hasta puede ser causa de dañosen tarjetas. Dichos acondicionadores de señalpueden prevenir la mayoría de estos problemas;y para ello, sin una conexión galvánica o física,pasan la señal de su fuente al dispositivo demedición.

En los métodos tradicionales de aislamientose ocupan medios ópticos (optoacopladores) ymagnéticos (transformadores y aisladorescapacitivos), que modulan la señal para que devoltaje pase a ser una frecuencia.

Sin una conexión física directa, la frecuenciapuede transmitirse entonces por medio de untransformador o un condensador, ANTES de con-vertirse nuevamente en un valor de voltaje.

Cuando el sensor (transductor) o los equiposson conectados a tierra, se observa cualquierdiferencia potencial en las tierras de ambas en-tradas al sistema de DAQ. Este voltaje se llamavoltaje de modo común.

Como sabemos, en todo equipo electrónicose cuenta con máximos permitidos de entradade señal. Sin embargo, por algún mal funciona-

miento, no dejamos de estar expuestos a estetipo de señales provenientes de la línea.

Y como ya señalamos antes, muchos de lossistemas de adquisición de datos se aprovechanal máximo. Así que se pueden conectar variostransductores con la misma tarjeta de acondi-cionamiento, la cual maneja tal información pormedio de la multiplexación; o sea que de cadaentrada toma “una pequeña muestra”, y la de-vuelve en el mismo orden; y con la suficientevelocidad, el muestreo de cada entrada puedehacerse casi al mismo tiempo.

De manera global, se han especificado las másimportantes características de algunos de lostransductores más usados en la industria, asícomo el acondicionamiento de señales previo ala conversión analógico/digital que realiza latarjeta DAQ.

El acondicionamiento de las señales, es tanimportante como cada una de ellas. Si se carecede señal adecuada o de la verdadera señal, losdatos que mediante software se analicen en com-putadora serán siempre erróneos. Y en la mayo-ría de las aplicaciones se tienen procesos críticos,donde la precisión es un factor muy importantepara el control y la automatización.

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EL ANALIZADOR

DE ESPECTRO

GRAFICO

Introducción

El analizador de espectro de un minicomponenteconsiste en una serie de gráficas que varían cons-tantemente de acuerdo con el ritmo de la señalde audio reproducida. Así, el usuario puede ob-servar que la señal coincida perfectamente conel audio reproducido por las bocinas.

De manera muy sencilla, podemos decir quela estructura de un analizador de espectro típicoesta integrado por un circuito digital/analógico,controlado por un microprocesador (figura 1).

Para comprender mejor el funcionamiento deeste sistema, veamos cómo funcionan por se-parado cada una de sus partes.

El sistema de control

Como usted sabe, el sistema de control se en-carga de controlar todas y cada una de las fun-ciones que se procesan en el sistema; tal es elcaso de la sintonía de estaciones, el control devolumen, la reproducción de discos compactosy la reproducción y grabación de cintas magné-ticas de audio, entre otras.

EL ANALIZADOR

DE ESPECTRO

GRAFICO


A través de las gráficas de señalesluminosas que constantemente

suben y bajan, los modernosminicomponentes de audio ofrecen

la posibilidad de observar en eldisplay información correspondiente

al audio reproducido. Estacaracterística recibe el nombre de“analizador de espectro”. En este

artículo analizaremos la estructurabásica de esta sección, con el fin de

que el técnico conozca sufuncionamiento y obtenga las basespara localizar fallas más fácilmente.


Para trabajar adecuadamente, el sistema decontrol requiere de algunas señales específicas;que si bien no son las únicas, resultan indispen-sables para descartar al sistema de control comoel principal sospechoso de alguna anomalía enel funcionamiento general del equipo.

Apoyos para el sistema de controlAntes de entrar en materia, conviene aclarar quelas señales indispensables que debe recibir elsistema de control sólo son suficientes para queéste realice operaciones básicas (o sea, tareasrelativamente sencillas). Ellas son el voltaje dealimentación, la señal de reinicio o reset y laseñal de sincronización o reloj (figura 2); vea-mos la aportación de cada una de estas señales.

Voltaje de alimentaciónEs indispensable para el correcto funcionamientode cualquier circuito electrónico, ya sea circuitointegrado o circuito discreto. Si no hay voltajede alimentación, definitivamente el circuito nofuncionará.

Cuando se trata de circuitos digitales, el vol-taje de alimentación debe ser de 5 voltios decorriente directa y sin rizo (figura 3).

Señal de reinicio o resetDebido a que el sistema de control es un circui-to de alta escala de integración, en su interiortiene una ROM (Read Only Memory o memoriade sólo lectura).

Esta memoria cuenta, entre otras cosas, conun programa de instrucciones que suministra alsistema de control información sobre las carac-terísticas más importantes del equipo en queambos están instalados. De esta manera, losdatos generales que acerca del minicomponenterecibe el sistema de control, se refieren a la exis-tencia o no de entrada auxiliar, al tipo detocacintas disponible (reversible, con una o qui-zá dos caseteras), a la opción o imposibilidad dereproducir discos compactos, a la presencia dereloj en tiempo real, etcétera. Y obviamente, re-cibirá información e instrucciones más específi-cas de acuerdo con la marca y modelo del apa-rato en que se encuentre.

6.3 VCA

Vdd

Reset

-32 VCD

Audio

Analizador de espectroSistema de control

Display

Fuente de alimentaciónpermanente

Reset

Sistema de control

Figura 1

Figura 2


La memoria ROM también contiene una seriede instrucciones especiales, las cuales debencumplirse antes de que el sistema de controlempiece a procesar las señales de entrada pro-venientes del teclado o del sensor remoto.

La señal de reinicio, justamente, hace que lamemoria ROM se coloque en el inicio de dichaserie de instrucciones que aloja. Cuando el sis-tema de control no empieza a leer desde la pri-mera instrucción, es incapaz de interpretar lasórdenes dadas por el usuario y, por lo tanto, detrabajar; sólo en contadas ocasiones puede fun-cionar.

La señal de reinicio es un pulso de 5 voltiosque se presenta en el momento de conectar elequipo a la red eléctrica, y que se desvanececuando todos los voltajes de la fuente de alimen-tación permanente se estabilizan (figura 4).

Señal de sincronización o relojPuesto que el sistema de control realiza un sin-fín de funciones, es necesario sincronizar todasy cada una de las instrucciones que recibe y

sincronizar también las que envía a los diferen-tes circuitos electrónicos.

Precisamente para llevar a cabo dicha tareade sincronización, se utiliza a la señal de reloj.Se trata de una señal de tipo senoidal y de altafrecuencia (figura 5).

El visualizador o display

Si no existiera un medio de visualización tangráfico y colorido como los displays de tubo fluo-rescente, el analizador de espectro tal vez no sehubiera popularizado.

Los visualizadores de este tipo basan su fun-cionamiento en el principio de las válvulas devacío, mejor conocidas como bulbos (figura 6).

Para que un display de tubo fluorescente pue-da funcionar, es necesario que los filamentos deeste último reciban un voltaje de alimentación(generalmente 6.3 voltios de corriente alterna,provenientes de la fuente de alimentación). Tam-bién deben estar presentes las señales de exci-

5 VCD

Voltaje 2

Voltaje

Tiempo

Reset

Voltaje 1

Figura 3

Figura 5

Figura 4

Figura 6


tación de las rejillas, provenientes del circuitoexcitador de display (mismo que generalmenteviene dentro del propio sistema de control). Ypor último, es preciso que el display reciba lasseñales correspondientes a las terminales dedatos (en la figura 7 se muestra el diagrama deconexiones de un visualizador de tubo fluores-cente utilizado en un minicomponente Pioneermodelo XR-A660 y similares).

El analizador de espectro

En el minicomponente de audio Aiwa modeloNSX-S555, el circuito integrado BA3835F se em-plea para realizar la función de analizador deespectro. Remítase a la figura 8, y observe queeste circuito recibe por sus terminales 8 y 9 la

• Grid Assignment

REC ASESREC ASESRPT - 1 PGM RDMRPT - 1 PGM RDM KEY LRKEY LR

EQEQSURR.SURR.P. BASSP. BASS

V-CDV-CD

PBCPBC

53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27

26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 NX NP NP F1 F1

F2 F2 NP NP NX 1G 2G 3G 4G 5G 6G 7G 8G 9G 10G 11G 12G 13G 14G NX NX P1 P2 P3 P45 P5 P6

• Pin Connection

Pin No.

Connection

Pin No.

Connection

NOTE

(2G to 9G)(10G) (14G)

12G9G8G7G6GDp2

R2R4

R6

R8

R10 R12

L1L3

e

t

g

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d1 d2

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B17 B9 B1 B1 B17 B9 B1

B8B16B24B8B8B16B24

10G 11G 12G 13G 14G

L6L4

L2

L11 R3R1 R5 R7 R9 R11

RSLS

5G4G3G2G1G

1) F1, F2.......... Filamento

2) NP................ Sin terminal

3) NX............... Terminal sin extensión

4) DL................ Linea de datos

5) 1G to 14G... Reja

Figura 1

señal de audio analógica; y por sus terminales10, 11 y 12, las señales correspondientes a losdatos de control para el decodificador internodel analizador de espectro (provenientes del sis-tema de control); finalmente, vea que en la ter-minal 17 se obtiene la salida del circuito anali-zador de espectro.

Con todas estas señales, el circuito integradoanalizador de espectro ejecuta acciones inter-nas tales como la separación de los diferentesespectros de frecuencias (de ahí el nombre deanalizador de espectro) y la separación de la se-ñal de audio que ingresa a él mismo.

Una vez que esta última señal es separada ensus diferentes rangos de frecuencia, el circuitoanalizador de espectro envía cada parte a un cir-cuito mantenedor de picos; y finalmente envía

los datos a un multiplexor, para que éste mezcletodas y cada una de las señales provenientes delos diferentes filtros pasa-banda y entregue losresultados por la terminal 17 en forma de datosdigitales.

La señal que sale del circuito analizador deespectro es enviada al sistema de control, el cual,después de procesarla, la envía al excitador delvisualizador; desde aquí se enviarán alvisualizador las señales correspondientes, paraque este dispositivo proceda a encender los seg-mentos indicados y entonces se realice el des-pliegue de datos.

Como se podrá dar cuenta, la velocidad detransmisión de datos entre el circuito analiza-dor de espectro y el sistema de control tiene que

ser elevada. Esto obedece aque el visualizador debe ex-pedir en forma gráfica elaudio reproducido en tiem-po real. Y ambas condicio-nes se cumplen (alta veloci-dad de transmisión de datos,así como expedición de re-sultados en tiempo real),gracias a que la señal de re-loj del sistema de control ge-neralmente es de 4 MHz o 4millones de ciclos por se-gundo, y hasta más (lo cualcontrasta con los 20 KHz o20 mil ciclos por segundo dela señal de audio).

Comentarios finales

¿Ya se dio cuenta que el fun-cionamiento de un sistemaanalizador de espectro no estan complicado como apa-renta? Si no está totalmentede acuerdo, sólo recuerde

que la mayoría de los procesos involucrados enla ejecución del sistema se encuentran dentrode circuitos de alta escala de integración; y és-tos, por lo general, son de montaje superficial yrara vez tienen fallas.

Cuando usted enfrente algún problema eneste circuito, proceda a medir los voltajes de ali-mentación que se suministran a los diferentescircuitos involucrados en el sistema; y verifiquela presencia de las señales de entrada (tanto enel circuito analizador de espectro como en el sis-tema de control), de las señales de control pro-venientes del sistema de control, y de las seña-les de salida (tanto del analizador de espectrocomo del circuito excitador del display).

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BIAS

VREF

REFERENCE CURRENT

IC, BA3835F

BJASC

VREFC

RREF

N.C.

N.C.

DIFOUT

CIN

AIN

VCC

A-C

C

A

105 HzBPF

PEAKHOLD

PEAKHOLD

PEAKHOLD

PEAKHOLD

PEAKHOLD

340 HzBPF

1 KHZBPF

3.4KHZBPF

10.5KHZBPF

DIF

DECRES

RES

RES

RES

RES

MPX

GND

AOUT

TEST

N.C.

N.C.

SEL

C

B

A

Figura 1

Para mayoresinformes diríjase a:íTels. (5) 7-87-93-29 y (5) 7-87-96-71Fax. (5) 7-87-53-77

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El número de asiento será de acuerdo al orden de reservación. Reserve a la brevedad

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Temario para CD:Procedimiento para desarmar, armar y ajustar mecanismos de carrusel

de 1, 3 y 5 discos de las marcas SONY, SHARP, PIONEER, SAMSUNG, LG

y AIWA.

Procedimiento para armar, desarmar y ajustar mecanismos de magazine

de 7 discos y más, incluyendo 24 y 51 CD de las marcas PANASONIC,

JVC, SONY y AIWA.

Cómo sustituir funciones del microprocesador para efectos de

comprobación de los mecanismos de CD.

Fallas que provocan los motores de carga, deslizamiento y de giro de

disco.

Procedimiento práctico y eficiente para realizar ajustes de los

servomecanismos de enfoque y seguimiento en cualquier reproductor de

CD.

Método práctico de trazado de señales en todo el reproductor de CD.

Los circuitos integrados más comunes en los reproductores de CD.

Qué hacer cuando el display marca NO DISC.

Solución de fallas de salto de canciones, efecto de disco rayado, lectura

sólo de las primeras canciones, giro desbocado del disco, giro al revés del

disco, lectura tardía y lectura sólo de algunos discos.

Tres procedimientos de ajustes en el reproductor de CD:

• Con osciloscopio • Sin osciloscopio • Con disco estroboscópico.

Fallas comunes en servomecanismos y procedimientos de reparación.

Procedimiento para descifrar matriculas de transistores y diodos de

montaje de superficie (sustitutos comerciales).

Temario para DVD:Características técnicas, conexionado y modo de operación de los

reproductores de DVD.

Estructura de los reproductores de DVD.

Método de servicio de mantenimiento y ajustes en los reproductores de

DVD (incluye ajustes mecánicos).

Procedimiento para cambio de región en el DVD (de región 1 ó 4 a

multiregión en los DVD Sony, Panasonic, Samsung, Pioneer, etc.)

Reparación dereproductoresreproductoresde CD y DVDde CD y DVD

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Av. Plan de Ayala N° 103

Col. El Vergel Tel. (0173) 18 46 63

México, D. F.14 y 15 de Diciembre 2001

Escuela Mexicana de Electricidad

Revillagigedo N° 100

Centro, a una cuadra

del metro Balderas

Guadalajara, Jal.30 de Noviembre y

1˚ de Diciembre 2001Hotel "Aranzazú Catedral"

Revolución No. 110Esq. Degollado

Centro

NUEVAFECHA

•N

UEV

AFE

CH

A•

N

UEVA FECHA • NUEVA FECHA

•N

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AFE

CH

A•

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UEVAFECHA•


Introducción

En los modelos más recientes de componentesde audio Panasonic, el código F61 aparece cuan-do se detecta un error en el funcionamiento elec-trónico del aparato. Este aviso, con el que se pro-tege a la circuitería de salida de audio y de fuentede alimentación, llega a aparecer ocasionalmen-te cuando se le da servicio al equipo; sobre todocuando las tarjetas de circuito impreso sedesensamblan y luego son reinstaladas, pues ellopuede provocar algún corto entre las terminalesde los conectores, sin que el técnico lo advierta.

Para explicar de la mejor manera posible elfuncionamiento de los circuitos de protección yel procedimiento de aislamiento de averías, nosapoyaremos en los diagramas de los componen-

En los modelos más recientes decomponentes de audio Panasonic el

código F61 aparece cuando sedetecta un error en el

funcionamiento electrónico interno.Este aviso, con el que se protege a lacircuitería de la sección de salida de

audio y fuentes de alimentación,llega a aparecer ocasionalmente en

el momento de dar servicio alequipo. En el presente artículoanalizamos el origen de dicho

código, así como un procedimientoútil para aislar la falla que pudiera

ocasionar su aparición.

Encendido

Código F61

Cambiar IC Amp.

Checar bocinas

Checar fuente dealimentación 515.6V

Medir a la salida deconectores de bocinas

si hay voltaje de DC

Desconectar DC DETde pista lateral

Activar RLY502 cortoen platinos RLY500corto CYEQ505+

Desconectar DC DETde microprocesador

Enciende Display

Checar 5V REF.

Marca

Sí

No

Sí

No

No

No

COMO DETECTAR

FALLAS INDICADAS

POR EL CODIGO F61 EN

COMPONENTES DE

AUDIO PANASONIC

COMO DETECTAR

FALLAS INDICADAS

POR EL CODIGO F61 EN

COMPONENTES DE

AUDIO PANASONIC

Armando Mata Domínguez


tes SC-AK22, SC-AK33, SC-AK44 y SC- AK55, queson muy similares entre sí; y aunque su circuite-ría es igual a la de otros modelos de la mismamarca, existen diferencias en el número de iden-tificación de sus componentes; por lo tanto,muchos de los datos que proporcionemos per-tenecen también a otros modelos de equipos deaudio Panasonic.

Origen del código F61

Una vez que se da la orden de encendido delequipo, el código F61 se despliega automática-mente en el display e impide que se realice cual-quier otra función (reproducción de CD, TAPE oTUNER). Esto se debe a que una de las dos ter-minales del microprocesador (DC-DET 1 ó DC-DET 2) sufre una disminución de su voltaje no-minal de 5 voltios (nivel lógico alto, figura 1).

La disminución de voltaje en la línea DC-DET1 ocurre cada vez que, a causa de un excesivoconsumo de corriente de algún dispositivo da-ñado (corto total o parcial), se produce una dis-minución de voltaje en las líneas de la fuente dealimentación de CD (7.5 V), MO (10V), LED (9V)y del ánodo del diodo D312(7.5V).

En tanto, la disminucióndel voltaje de DC-DET2 ocu-rre cuando se reduce el vol-taje de la fuente de alimen-tación en las líneas de B+25V, B- 25V, B+ 9V, B- 9V, B+15V, y SW 5V. Esto último sedebe a un corto parcial ototal causado por algún dis-positivo asociado a cual-quiera de estas líneas.

El voltaje de la línea DC-DET 1 también dis-minuye, cada vez que lo provoca o lo indica elcircuito protector de CD. Cuando éste detecta queexiste voltaje de CD en las bocinas, las protege yevita que sean dañadas; serían afectadas, cuan-do sufriera daños el circuito integrado amplifi-cador de potencia de audio.

Operación de los circuitos de protección

El circuito DC-DET 1 se encarga de proteger alas líneas de la fuente de alimentación (7.5, 9 y10V), por medio de D308 y D310 (figura 2A).Cuando estos diodos detectan que hay un exce-sivo consumo de corriente (lo cual provoca ladisminución de los 5V de referencia de la líneaDC–DET 1), a través de la terminal 33 del micro-procesador “avisan” a éste que existe un erroren la fuente de alimentación; y así, finalmente,aparece el tan mencionado código F61.

El circuito protector DC-DET 2 (figura 2B) esresponsable de detectar cualquier anomalía quesurja en las líneas de alimentación (5VSW, 9 V y15V). Esto lo hace a través de los diodos D307 yD309, que determinan que el consumo de ener-gía es excesivo cuando disminuyen los voltajesen las terminales de cátodo de dichas líneas (locual, a su vez, provoca que el nivel de voltaje de5 voltios de la terminal 34 del microprocesadordisminuya y que, en consecuencia, aparezca elcódigo F61).

Asociado también a la terminal 34 del micro-procesador, queda Q307. Por medio de su termi-nal de base, este transistor sensa las variacio-

CPU

Cto. deprotección

Fuente dealimentación

Cto. deprotección

Cto. deaudio

DC DET 1

DC DET 2

Figura 1

CD7.5 V B+15 V LED9V

MO10 V

DC DET1

DC DET2

D308DAP202KT146 D310

DAP202KT146 D307DAP202KT146

D309

1S

S355T

E17

R313 39k

R316 15kC33150V4.7

+

-4.0V 3.74V

-3.94V((-4.02V))

-4.02V

(5.32V)<5.06V>

5.27V

(5.34V)

0.0V

Q307KRC111STASWITCHDC DET

Figura 2


nes de voltaje de las líneas de +7.7 y –7.9V, quepolarizan al circuito integrado reforzador deaudio. Cuando este circuito tiene daños, provo-ca la disminución de voltaje de cualquiera de lasdos líneas y que, como resultado, el propio Q307se condicione en modo de conducción (cerrado)y finalmente aparezca el código F61.

Dependiendo del modelo de equipo, el circuitoprotector de CD, que protege a las bocinas, vaasociado a la línea DC-DET 1 ó DC-DET 2.

Circuito protector de CD

El circuito protector de CD, también evita que lallegada de voltaje de corriente directa queme lasbobinas de voz del circuito amplificador de po-tencia. En este sentido, recordemos que las bo-cinas no deben recibir voltaje de CD; positivo onegativo, el nivel que del mismo haya en una uotra bocina se reflejará en la base y emisor deQ501 y Q503 (figura 3A); y, como sabemos, talhecho provocará que cualquiera de estos dostransistores conduzca y que disminuya el volta-je en la terminal DC-DET del microprocesador; yentonces aparecerá de inmediato el código F61(lo cual, a manera de protección, impedirá queel equipo funcione para propiciar que el usuariolo lleve a un centro de servicio).

Sobre la misma línea DC-DET se asocia el cir-cuito protector de sobreconsumo, encargado deverificar cualquier variación de voltaje en las lí-

neas de voltaje de –25 y de +25V. El voltaje deuna u otra puede disminuir, debido a un excesi-vo consumo de corriente por parte del circuitointegrado amplificador de potencia de audio.

El circuito protector de sobreconsumo estáformado por los transistores Q506 y Q507, loscuales, en sus terminales de base, reciben di-rectamente de la fuente de alimentación las lí-neas de voltaje (figura 3B). Y cada vez que a cau-sa de estar dañado el circuito integradoamplificador de potencia consuma corriente enexceso, provocará que disminuya el voltaje encualquiera de las dos líneas (+25 ó –25V). Estopropiciará que Q506 ó Q507 empiecen a condu-cir y que, como resultado, se reduzca el nivel devoltaje normal (5V) de la terminal DC-DET delmicroprocesador; y entonces, de inmediato –loadivinó usted– aparecerá el código F61 en el dis-play del equipo (impidiendo el funcionamientode éste, para proteger contra daños mayores ala fuente de alimentación).

Aislamiento de averías

Para aislar eficazmente cualquier avería, es re-comendable que se ejecute el procedimiento in-dicado en la figura 4. El objeto principal es aislarproblemas en la fuente de alimentación, en cual-quiera de los circuitos de protección e inclusoen el microprocesador; pero recuerde que cual-quier problema en los mecanismos de los

DC DET

Q501

Salida de audioizquierda, derecha

B+ 25VCátodo D517, 515

B- 26VAnodo 518, 516

KCT3199GRTACircuito de protección

Q506, Q507

Q506

Q507

D519-D522MTZJ20BTA

D519

D520R54447K

Q5030.01 V

(5V)<5V>

5V((5V))

[5V]

(5V)<5V>

5V((5V))

[5V](0V)<0V>

0V((0V))

[0V]

(0V)<0V>

0V((0V))

[0V]

(5.14V)

<5.16V>

5.16V

(-0.05V)<0.06V>

0.06V((0.06V))

[-0.06V]

(0V)<0V>

(1V 0V))

[0V]

(5.16V)<5.16>

5.16V((5.17V))

[5.15V]

KTC3199GRTASWITHDETECTOR DE DC

Q501, Q503

(0.0V)

(0.0V)

R545

D521

D522

Figura 3


RU

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+ #

Figura 4


reproductores de CD o de audiocasete puede pro-vocar la aparición del código F61, debido al for-zamiento del motor correspondiente; por eso esnecesario verificar las condiciones operativas decada uno de los mecanismos, en caso de que lacausa no se encuentre mediante el procedimien-to descrito; y si bien éste es aplicable sobre todoa los modelos inicialmente mencionados, tam-bién sirve para otros modelos –tomando en cuen-ta que lo único que cambia es el número de iden-tificación de sus dispositivos.

Debido a que con frecuencia resulta dañadoel circuito integrado amplificador de potencia deaudio, es necesario verificar que los niveles devoltaje que polarizan a cada una de las termina-les sean correctos. También se recomienda com-probar que, con respecto a chasis, no haya cortocircuito en las terminales aisladas; con este pro-pósito, adopte la tabla B como un medio de re-

305NC

.ONNIP SMHO EJATLOV

1 M8.3 V0.0

2 K15.8M8.3 V0.0

3 K75.8 V3

4 K3 V7

5 OTINIFNI V0.0

6 M92.11 V96

7 OTINIFNI V1-

8 K8.1 V7

9 M6.4 V5.01

01 K392 V8.6

11 OTINIFNI V0.0

21 OTINIFNI V0.0

405NC

.ONNIP SMHO EJATLOV

1 OTINIFNI V3.6

2 K59 V41

3 M3 V7.7

4 0 V0.0

5 M01 V0.0

6 M01 V0.0

7 M4 V0.0

8 M01 V0.0

9 M01 V0.0

01 OTINIFNI V0.0

11 1.3 V0.0

21 M4 V0.0

306NC

.ONNIP SMHO EJATLOV

1 OTINIFNI V6.5

2 OTINIFNI V9.1

3 M3.\V5 V0.0

4 M3.5 V2.0

5 M5 V8.4

6 OTINIFNI V5.0

7 OTINIFNI V6

8 K7.5 V0.0

9 OTINIFNI V0.0

01 K7.5 V72.5

11 OTINIFNI V5.0

21 OTINIFNI V3.8

31 OTINIFNI V3.2

41 OTINIFNI V9.0

51 OTINIFNI V3

61 OTINIFNI V0.0

71 K7.3 V6.4

81 M5.1 V0.0

91 0 V0.0

02 M2 V0.0

406NC

.ONNIP SMHO EJATLOV

1 k8.68 V0.0

2 0 V0.0

3 K005 V5

4 K8.1 V4

5 M11- V92-

6 OTINIFNI V0.0

7 K003 V3.0

8 K071 V0.0

9 OTINIFNI V8.4

01 M5 V1.0

11 OTINIFNI V0.0

21 K001 V0.0

31 M61.3 V2.0

41 M3 V3.0

51 K01 V3.0

61 M52.3 V3.0

71 M52.3 V3.0

Tabla 1

Mediciones óhmicas y de voltaje de tarjeta lateralconectada a la tarjeta de power

ferencia correspondiente a mediciones realiza-das en el circuito integrado matrículaRSN311W64A-P. Le recordamos que esta fuentede consulta es útil también para circuitos de di-ferente matrícula, empleados en otros modelosde equipos de audio Panasonic.

Consideraciones finales

Las tablas que enseguida se muestran, son otromedio de consulta útil para el servicio a estosaparatos; en ellas se especifican niveles de vol-taje y valores óhmicos medidos con respecto atierra, tanto de los diferentes conectores asocia-dos en las tarjetas de circuito impreso lateral yfrontal, como de los conectores de la fuente depoder correspondientes a los modelos AK-22,AK- 33, AK-44 y AK-55.

.oNNIP SMHO EJATLOV

.LOS.1 K74 V0.0

.ROS.2 K5.05 V0.0

IHCCV+.3 M56.3 V5.95

IHCCV-.4 K067 V06-

TUOL.5 K0.3 V0.0

WOLCCV+.6 K7.58 V9.82

WOLCCV-.7 K06 V92-

TUOR.8 K0.3 V0.0

NICA.9 K22 V0.0

DNG.01 0 V0.0

TUOC-.11 K5.04 V0.0

TUOC+.21 K62 V0.0

TUMHPSID-.31 K01 C/S

TEDHI.41 K084 V3.0-

SNESID+.51 K005 V92

SNESID-.61 K006 V7.92-

YALER.71 K8.21 C/S

NC+.81 K7.51 V0.0

NC-.91 K6.3 V0.0

DV-.02 M2.2 05-

DV+.12 M1.2 V6.05

NIR.22 K9.31 V0.0

NIL.32 K7.31 V0.0

DNGNI.42 0 V0.0

RIS.52 K71 V0.0

LIS.62 K71 V0.0

005PC

.ONNIP SMHO EJATLOV

V4.8DEL.1 OTINIFNI V8.8

V5.41.2 .SEDY.GRAC V4.41

V5.7DC.3 OTINIFNI V3.2

DNGS.4 0 V0.0

HC-L.5 K75.21 V0.0

HC-R.6 K99.21 V0.0

HC-LS.7 K27.31 V0.0

HC-RS.8 K20.41 V0.0

NIC+.9 5803 V0.0

C/S.01 OTINIFNI V0.0

2DNG.11 0 V0.0

NAF.21 .SEDY.GRAC V0.0

105PC

.ONNIP SMHO EJATLOV

DNGP.1 0 V0.0

DNGP.2 0 V0.0

RENUT.3 K22 V0.0

V0.7-.4 M97.2 V3.7-

C/S.5 OTINIFNI V0.0

8-.6 M6.21- V97-

TNOCP.7 M6 V6.2-

V5.7.8 M17.2 V3.7

V5.9OM.9 M4.1 V7.01

TEDCD.01 OTINIFNI V0.0

C/S.11 OTINIFNI V0.0

WSPH.21 OTINIFNI V2.3-

Tabla 2

Mediciones óhmicas y de voltaje con

respecto a tierra del IC501

Mediciones

óhmicas y de

voltaje de los

conectores de

tarjeta power con

respecto a tierra

S/tarjeta lateral.


AJUSTES DE SERVO

EN EQUIPOS AIWA

Introducción

Como sabemos, los servomecanismos son loscircuitos encargados de controlar la lectura dela información grabada en el disco compacto;es decir, su principal función radica en mante-ner enfocado correctamente el haz de luz sobrela superficie del mismo.

Todos los reproductores de discos compac-tos cuentan con cuatro tipos de servomecanis-mos: de enfoque, de seguimiento, de desplaza-miento y de giro de disco. Dichos circuitos trabajanen conjunto, por lo que cualquier falla en uno deellos afecta a los demás; y a su vez, esto provocaque la reproducción del disco no sea adecuada.

Servomecanismo de enfoque

El servomecanismo de enfoque es responsablede colocar la lente del recuperador óptico a unadistancia que permita el enfoque adecuado enla superficie de datos del disco. Así se compen-san, en la medida de lo posible, los defectos de

AJUSTES DE SERVO

EN EQUIPOS AIWA


Actualmente, el ajuste delservomecanismo es uno de los

principales problemas en lalocalización y reparación de fallas deun reproductor de discos compactos.

En este artículo presentamos,además de una revisión teórica delfuncionamiento de cada servo, los

procedimientos para realizar elajuste de los mismos a través del

modo de servicio; utilizaremos paraello, un modelo de la marca Aiwa.


fabricación que pudiera tener el disco compacto(figura 1).

Como usted sabe, dentro del recuperador óp-tico existen diversos elementos cuya función esdoble: generar el rayo de luz láser que se envíaa la superficie de datos del disco y convertir enseñal de RF o señal de diamante la luz “rebota-da” por el disco. Los elementos encargados dedicha conversión son los fotodetectores (figura2).

Los fotodetectoresSon dispositivos sensibles a la luz, que convier-ten ésta en voltaje. El valor de ese voltaje depende de la magnitud de luz que se les aplique a

los propios fotodetectores.Cada reproductor de discos compactos posee

un conjunto de seis fotodetectores, de los cua-les los fotodetectores A, B, C y D se utilizan paradetectar el enfoque correcto (figura 3) y los otrosdos se utilizan para el seguimiento.

Enfoque correctoSe logra cuando el voltaje a la salida del compa-rador es cero, debido a que el voltaje que entre-gan los fotodetectores A y C es igual al que en-tregan los fotodetectores B y D (figura 4A).

Disco muy cercaEl voltaje a la salida del comparador es positivo,debido a que el voltaje entregado por losfotodetectores A y C es mayor que el voltaje queentregan los fotodetectores B y D (figura 4B).

Disco muy lejosEl voltaje a la salida del comparador es negati-vo, debido a que el voltaje entregado por losfotodetectores A y C es menor que el voltaje que

+

+

+

_

A

D

B

C

Comp.

Fotodetectores

Lente cilíndrica

Lente de enfoque

Rejilla de

difracción

Diodo láser

Lente

colimadora

Espejo

semitransparente

A

C

B

D

E

F

Fotodetectores en un OPU típico

En este mosaico de diodos semiconductores (llamado

"detector de 4 elementos") se recibe el rayo láser

principal que retorna del disco y se traduce en una señal

eléctrica, en la cual se incluyen los datos musicales.

Este mosaico también ejerce una función de auto-

control, pues cuando el haz láser no se encuentra

correctamente enfocado sobre la superficie de datos el

patrón de luz que se forma no es perfectamente circular,

lo que induce al servomecanismo de enfoque a ejercer

su acción correctora.

Estos fotodiodos reciben

la información de los

haces secundarios. Su

función es detectar

cuándo el láser está

fuera de la pista

correcta, en cuyo caso

inducen al

servomecanismo de

"tracking" a ejercer

su función correctora.

Figura 1 Figura 3

Figura 2


entregan los fotodetectores B y D (figura 4C).Dependiendo de la magnitud de voltaje a la sali-da del comparador, el circuito servomecanismoajusta la posición de la lente de enfoque. Estogarantiza que el haz de luz láser permaneceráenfocado.

Servomecanismo de seguimiento

Su función es procurar que el haz de luz láser semantenga siempre sobre la pista de informacióncorrecta. Para el efecto, se auxilia de losfotodetectores E y F (figura 5).

A B _

+

_

+

_

+

Rejilla de

difracción

Rejilla de

difracción

Semi-espejo

Semi-espejo

Lente

colimadora

Lente

colimadora

Lente

colimadora

Dispositivo de 2 ejes

(lente objetivo)


(lente objetivo)

Disco

Disco

Disco

Lente

cilíndrica

Lente

cilíndrica

Detector

Detector

Detector de

4 diodos

(B+D)

(A+C)

(B+D)

(A+C)

OVdc

Amplificador

excitador

Amplificador

excitador

D C

A B

D C

Enfoque correcto

Disco muy cerca

Disco muy lejos

+Vdc

Rejilla de

difracción

Semi-espejoDispositivo de 2 ejes

(lente objetivo)

Lente

cilíndrica

Detector (B+D)

(A+C)

Amplificador

excitador

A B

D C -Vdc

Diodo láser

Diodo láser

Diodo láser

Haz láser

1.7 µm

Haz láser

Menor que 1.7 µm

Haz láser

Mayor que 1.7 µm

El recuperador óptico realiza una función equivalente a la del fonocaptor (en un disco de acetato convencional)

o una cabeza magnética (en un cassette); esto es, recoge la información previamente grabada en el medio de

almacenamiento.

A

B

C

Figura 4


FuncionamientoCuando el haz principal (que se utiliza para de-tectar el enfoque) está en posición correcta delectura, la luz reflejada por los rayos secunda-rios (que se dirigen hacia los fotodetectores E yF) es idéntica. Entonces, a la salida del compa-rador el voltaje será de 0 voltios y, por lo tanto,

no será necesario realizar ningún ajuste (figura6A).

Cuando el haz principal se desvía de su posi-ción correcta, alguno de los fotodetectores reci-be menos luz. Esto provoca que la salida delcomparador pierda el equilibrio, y que, depen-diendo del fotodetector que esté recibiendo me-nos luz, entregue un voltaje positivo o negativo(figura 6B y 6C).

Servomecanismo de desplazamiento

Trabaja en coordinación con el servomecanis-mo de seguimiento, pues detecta la magnitud dela señal de error de seguimiento (TE) y la com-para con un valor específico de voltaje. Si la se-ñal de error de seguimiento se encuentra porencima del voltaje de referencia, el servomeca-nismo de seguimiento enviará, a través del ex-citador, un pulso de voltaje al motor de despla-zamiento; entonces se moverá todo el bloqueóptico, para asegurar el seguimiento de las pis-tas de información del disco (y de esta manera,en una serie de pasos secuenciales de ajuste y

Haz lateral

Haz principal

Haz lateral

Bobina de

enfoque

Bobina de

tracking

Imán para

tracking

Imanes para enfoque

Imán para

tracking

Lente

objetivo

Bobina

de tracking

(Recuperador

óptico)

E

Detectores

F

D A

C B

—

+

Fuera del tracking Tracking correcto

Aprox. 2.0µm

Aprox. 2.0µm


Figura 5

Tracking

correcto

Tracking

cargado a la

derecha

Tracking

cargado a la

izquierda

A B C

Figura 6


desajuste de seguimiento), el recuperador ópti-co se va desplazando poco a poco y de adentrohacia fuera, sobre toda la superficie del disco (fi-gura 7).

El servomecanismo de giro o CLV

Este circuito es el encargado de que la veloci-dad lineal de giro de disco (CLV) sea constante.Durante la lectura de los tracks iniciales, estavelocidad debe ser de 500 rpm y de 200 rpm enlos tracks finales. Para lograr esto, debe contro-lar el voltaje aplicado al motor de giro (tambiénconocido como motor spindle).

Con el fin de llevar a cabo el ajuste de veloci-dad que en su caso sea necesario, este servo-mecanismo tiene que detectar con exactitud la

velocidad a la que gira el motor de giro. Para de-tectar esta velocidad y detectar así también lavelocidad a la que gira el disco, compara la señalde radiofrecuencia con una señal de referencia.

Operación conjunta de loscuatro servomecanismos

Analicemos el funcionamiento de los cuatro ser-vomecanismos en conjunto:

1. Cuando se coloca un disco y se da la orden dePLAY, el equipo inicia un modo de búsquedade enfoque (focus search). Si el haz de luz lá-ser logra enfocarse correctamente, se podránactivar los demás circuitos sin ningún proble-ma.

2. Una vez enfocado el haz de luz láser, empie-za a funcionar el servomecanismo de CLV, conlo que el disco empieza a girar.

3. Se activa el servomecanismo de seguimiento,para localizar la pista de datos e iniciar la lec-tura de los mismos. En ese momento, bajo elcontrol de los servomecanismos de enfoquey seguimiento, el haz de luz láser se sitúa so-bre la superficie de datos del disco y se em-pieza a controlar la velocidad de giro de éste.

4. Finalmente, conforme avanza la reproduccióndel disco, siguen en funcionamiento los tresservomecanismos anteriores y comienza a ope-rar el servomecanismo de desplazamiento.

Ajustes de servomecanismos

En los reproductores de discos compactos Aiwa,el ajuste de los servomecanismos se realiza deforma automática dentro de su respectivo cir-

FE

Disco (vista lateral)

Motor

de sled

OPU

Servo focus

AMP

RF

TE

Servo tracking

Servo sled

Figura 7

Figura 8


/ODOM

OREMUN

EDALCET

NOICNUFNOICACIDNI NOICAREPO RACEHCASOTIUCRIC

oiciniedodoMNú 1orem

salsadoTlá sarapm

sadidnecnesodidnecnesotnemalifsolsodoT*

sotnemalifsolacehC*lortnocedametsisleabeurP*

edodoMadeuqsub

Nú 2oremPOTS DC

lodoiD* á tseerpmeisres á odidnecneicareponeeuqofneedadeuqsúB* ón

aunitnocetnatsnocneorigedrotoM*

otneimivom

CPAotiucricleebeurP*lledetneirrocalediM* á res

euqofneedotneimiugesedadnoedamrofalediM*euqofneedrorreedadnoedamrofalediM*

bedodomleetnarudodarongiseRPD( ú )adeuqs

edodoMnóiccudorper

Nú 3oremYALP lamroN

iccudorpeR* ó lamronnaunitnocseeuqofneedadeuqsúbaL*

adíelresedeuponCOTalis

ovressotiucricsolsodotabeurpmoC*RPDotiucricleabeurpmoC*

lasrevsnartodoMNú 4orem

ESUAP lamroN

edovresledodagapayodidnecnE•otneimiuges

alodnaucagapaesoedneicneeS•adanoiserpseESUAPalcet

otneimiugesedecnalableabeurpmoC•

edodoMotneimazalpsed

Nú 5orem

FF TSETDCrodarepucerlE• ó odazalpsedseocitp

ocsidledairefirepalaicahotneimazalpsededotiucricleabeurpmoC•

otneimiugesedotiucricleabeurpmoC•icarepoalabeurpmoC• ó omsinacemledn

UPabeurpmoC•DWR TSETDCrodarepucerlE• ó odazalpsedseocitp

ocsidledanretnietrapalaicah

origedodoMNú 6orem

EPATCER

salsadoTlá sarapm

sadidnecne

oahceredalaicaharigrotomlE•alcetalranoiserplaadreiuqzialaicah

etneidnopserroc

origedotiucricleabeurpmoC•origedrotomabeurpmoC•

CGAFRodoMNú 7orem

RENUT FFO/NOCGA

zevadacagapaesoedneicneeS•alcetalemirpoeseuq

,laiciniodomlarasergeraraP•secevsertDCalcetalenoiserp

neartneucneesCPleisabeurpmoC•odatseneub

FRedrodacifilpmaotiucricleabeurpmoC•

Pá )0=ODAGAPA,1=ODIDNECNE(etsujaedortemar )lamicedaxehse*(etsujaotualeropodagelpsedrolaV

F TESFFO SAIB NIAG F TESFFO SAIB NIAG

F 0 0 0 F eugeilpsedniS eugeilpsedniS eugeilpsedniS

F 1 1 1 F ** ** **

F 1 1 0 F ** ** eugeilpsedniS

F 1 0 1 F ** eugeilpsedniS **

F 1 0 0 F ** eugeilpsedniS eugeilpsedniS

F 0 1 1 F eugeilpsedniS ** **

F 0 1 0 F eugeilpsedniS ** eugeilpsedniS

F 0 0 1 F eugeilpsedniS eugeilpsedniS **

Tabla 1

Tabla 2

cuito integrado. Por tal motivo, gracias a la in-corporación de los modos de servicio, en estasección es muy fácil localizar la falla en cues-tión, y, relativamente, se requiere muy poco delservicio técnico.

Para entrar al modo de servicio del reproduc-tor de discos compactos, ejecute el siguiente pro-cedimiento:

1. Conecte el equipo a la red eléctrica; al mismotiempo, mantenga oprimido el botón de fun-ción CD; después de algunos segundos(aproximadamente 4), aparecerá en display elmensaje TEST; esto indica que nos encontra-mos en el modo de servicio (figura 8).

2. Utilizando las teclas del control remoto, pue-de activar las funciones y aplicaciones nece-

Pá )0=ODAGAPA,1=ODIDNECNE(etsujaedortemar )lamicedaxehse*(etsujaotualeropodagelpsedrolaV

T TESFFO ECNALAB NIAG T TESFFO SAIB NIAG

T 0 0 0 T eugeilpsedniS eugeilpsedniS eugeilpsedniS

T 1 1 1 T ** ** **

T 1 1 0 T ** ** eugeilpsedniS

T 1 0 1 T ** eugeilpsedniS **

T 1 0 0 T ** eugeilpsedniS eugeilpsedniS

T 0 1 1 T eugeilpsedniS ** **

T 0 1 0 T eugeilpsedniS ** eugeilpsedniS

T 0 0 1 T eugeilpsedniS eugeilpsedniS **

Tabla 3

sarias para lograr el ajuste del servomecanis-mo (tabla 1).

3. Para salir del modo de servicio, basta oprimirel botón POWER.

Despliegue de datos en el modo autoajuste de servomecanismo

Para visualizar en display el resultado del pro-ceso de auto-ajuste, ejecute el siguiente proce-dimiento:

Ajuste de enfoque1. Coloque el equipo en modo de servicio.2. Presione la tecla de función TAPE, hasta que

en el display aparezca el mensaje “F***”.3. Seleccione ON u OFF, para realizar los ajustes

seleccionados (tabla 2).4. Presione la tecla PLAY, para reproducir un CD

de audio.5. Presione dos veces la tecla de función CD.6. Los valores del auto-ajuste “F******” apare-

cerán en el display.7. Oprima dos veces la tecla de función CD, para

regresar al modo normal.Ajuste de seguimiento1. Coloque el equipo en modo de servicio.

2. Presione la tecla de función “AUX” hasta queaparezca “T***” en el display.

3. Seleccione ON u OFF para cada ajuste (tabla3).

4. Presione la tecla PLAY para reproducir un CD.5. Presione la tecla de función CD dos veces.6. Los valores de auto ajuste “T******” aparece-

rán en el display.7. Oprima la tecla de función una vez, para re-

gresar al modo normal.

Comentarios finales

Esperamos que con este artículo, sea más fácilpara usted reparar reproductores de discos com-pactos Aiwa.

Y le recordamos que si quiere profundizar enel tema, asista al curso intensivo que en variasciudades de nuestro país está impartiendo el pro-fesor Armando Mata Domínguez; pida informesa los teléfonos 57-87-93-29 y 57-87-96-71; porfax, al 57-87-53-77; por correo electrónico, [email protected] ; y no dejede visitar nuestra página:

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Temas principales:Estructura de una fuente de alimentación conmutada.Qué hacer cuando se dañan los transistores, circuitos integrados,diodos o capacitores de la fuente.Fallas comunes y soluciones en las fuentes de alimentación conmutadas de las siguientes marcas de televisores (incluye información técnica):• Sony: tres modelos (incluye Wega) • Panasonic • Toshiba • Sharp y Broksonic (con uno o dos SCR) • Philips • Zenith (STR53041) • LG FlatronInformación técnica de fuentes conmutadas de aparatos: Aiwa, Daewoo, Elektra, Emerson, Fisher, Funai, GE, Hitachi, JVC, Konka, LG, Magnavox, Memorex, Mitsubishi, Mitsui, Orion, Packard Bell, Panasonic, Philips, Philco, Portland, Quasar, RCA, Samsung, Sanyo, Sansui, Sears, Sharp, Singer, Sony Wega, Symphonic, Toshiba y Zenith.Protecciones en las fuentes de alimentación OVP y OCP.Análisis de circuitos integrados más comunes.Qué hacer cuando el transistor de salida horizontal se calienta o se daña continuamente.Forma de comprobar los transistores driver y salida horizontal, el fly-back y el yugo de deflexión (todo instalado en el televisor).Fallas que provocan los circuitos ABL y Pincushion, y procedimientos de reparación.Medición de voltaje de pico a pico con un multímetro convencional.Nuevas aplicaciones del televisor Long.Procedimientos para reparar fácilmente la sección de barrido vertical.Sustitutos de transistores.Qué hacer si se apaga el televisor al encenderlo (sistema de protección).Análisis y solución de fallas comunes en fuentes, y en secciones vertical y horizontal.

Toluca, Méx.23 y 24 de Noviembre 2001Hotel "San Francisco"Rayón Sur N° 104, Centro

México, D. F.30 de Noviembre y1 Diciembre 2001Escuela Mexicana de ElectricidadRevillagigedo N° 100 Centro (a una cuadrametro Balderas)

Zamora, Mich.19 y 20 de Noviembre 2001Hotel "Fénix"Madero Sur N° 401Centro

Morelia, Mich.21 y 22 de Noviembre 2001Hotel "Morelia Imperial"Guadalupe Victoria N° 245Centro

Tapachula, Chis.5 y 6 de Diciembre 2001Informes en 3a. Oriente N° 1-3Centro Tel. (0196) 21 69 01

Tuxtla Gutiérrez, Chis.7 y 8 de Diciembre 2001Hotel "María Eugenia"Av. Central Oriente N° 507, Centro

Puebla, Pue.21 y 22 de Diciembre 2001Hotel "Aristos"Reforma N° 533 entre 7 SurCentro Historico

Tepic, Nay.7 y 8 de Noviembre 2001Hotel "Ejecutivo Inn"Av. Insurgentes N° 310 Pte.Centro

Guadalajara, Jal.9 y 10 de Noviembre 2001Hotel "Aranzazú Catedral"Revolución N° 110esq. Degollado, Centro


FUENTE DE

ALIMENTACION DE

TELEVISORES ZENITH

CHASIS GX

Encendido inicial y oscilaciónEl funcionamiento del circuito se basa en loscambios de voltaje que se inducen en el secun-dario del transformador y que ocurren cuandovaría la frecuencia de switcheo del circuito re-sonante LC, que se forma básicamente con lainductancia L, la cual presenta el devanado pri-mario del transformador de poder TX3404 juntoa la capacitancia de CX3415 (figura 5).

Cuando la frecuencia del circuito osciladordisminuye, aumenta el voltaje generado Vo.Cuando dicha frecuencia aumenta, disminuyeeste voltaje (figura 6).

Por lo general, este circuito funciona en unafrecuencia de entre 28 y 40KHz aproximadamen-te, que varía con respecto a la variación presen-tada por las cargas y frente a las variaciones delvoltaje de línea. Al aplicar el voltaje de polariza-ción de B+ sin regular, éste llega al ICX3431 pormedio del devanado primario del transformadorTX3401, en donde el transistor interno del inte-grado se encuentra inicialmente en estado decorte. Al mismo tiempo, el voltaje B+ provoca

FUENTE DE

ALIMENTACION DE

TELEVISORES ZENITH

CHASIS GX

Segunda y última parte

Javier Hernández Rivera

En la primera parte de este artículose describió la estructura general de

la fuente de alimentación de lostelevisores Zenith chasis GX. En este

segundo artículo analizaremos eltrabajo que realiza dicha fuente,

considerando flujos de corriente yhaciendo una descripción de los

diagramas. Además, al igual que enla primera parte, al final podrá

encontrar algunas recomendacionesútiles que le ayudarán a localizar ysolucionar más prontamente fallas

en estas fuentes.


una circulación de corriente Ib por RX3404, quepolariza directamente al transistor Q SWT en suunión BE del circuito ICX3431 en sus terminales2 y 4.

De esta manera, el circuito se cierra a tierrapor medio de RX3403; y en ese momento el QSWT (interno de IC) se activa, permitiendo quecircule una cantidad considerable de corrienteen el primario del transformador de poder Ic;dicha corriente provoca un campo magnéticodentro del mismo transformador, permitiendoque se genere un Vo en el secundario del trans-formador. Hasta este momento sólo ha trabaja-do el transistor de poder Q SWT del circuito in-tegrado.

Corte del transistor de poder

Al circular corriente por el primario del transfor-mador de poder, se inducen voltajes en los de-vanados secundarios; y de uno de ellos, se recti-fica su periodo negativo para obtener un voltajede control. Esto es, en las terminales 11 y 14 deltransformador se induce el pulso negativo, elcual se rectifica y se filtra a través del diodoD3409 y el capacitor C3413, respectivamente.

En la figura 7 se muestra el diagrama dondese ilustra el flujo de corriente que se lleva a cabocuando se obtiene el voltaje de -41 voltios. Ob-serve que dicha corriente va desde tierra GNDhacia 150 V. Al circular la corriente note que enla resistenica Ras (resistencia antisaturación) segenera un voltaje que se refleja a la unión E-Bde Q LIM, provocando su activación y llevándo-lo a la saturación plena.

Como sabemos, en ese momento la resisten-cia de la unión CE se vuelve muy baja (casi ceroohms) y se refleja hacia la unión BE del transis-tor Q SWT; entonces dicha unión se pone "encorto" y hace que Q SWT se desactive o pase alestado de corte; a su vez, esto hará que se inte-rrumpa la corriente de colector, que es la mismaque circula por el devanado primario del trans-formador TX3404.

Al suceder esto, el campo magnético se co-lapsa internamente en el transformador, indu-ciendo un voltaje de polaridad opuesta en lasterminales 11 y 14 del circuito de control de re-gulación y provocando que regrese al estado ini-cial (cuando no hay circulación de corriente enel transformador TX 3404, el transistor Q SWT y

Circuito equivalente de encendido inicial

+ 150 V

Sin reg.

RX3404

Ib2

+

—VBE

RX3403

C

Vo

QSWT

ON

IC3431

3 Ic

L

+

—

4

TX3404

Curva de resonancia de un circuito LC

Zona de trabajo

f (kHz)

28 40

BA

frVo

Circuito equivalente del ciclo de corte de Q SWT

+ 150 V

GND RX3404

TX3404

2

RX3403

QSWT

OFF

3Ic = 0

I = 0

4

111

ON =

– RAS +

VEB

+

–

QLIM

RB

REG

REG

-41V

14D3409CX3413

+

__V04

+

Figura 5 Figura 6

Figura 7


Q LIM desactivados y Vo igual 0 voltios). En esteinstante, el circuito se encuentra en las condi-ciones que se muestran en la figura 5; es decir,en estado de encendido inicial, y a partir del cualel proceso se repite.

Este ciclo se repetirá una y otra vez, mientrasel aparato esté conectado a la red de CA de lí-nea. Es así como se produce el proceso de osci-lación del circuito.

Regulación

El voltaje que se induce en las terminales 11 y14 del transformador de poder es directamenteproporcional a los demás voltajes secundariosinducidos. Así que las variaciones que se pro-duzcan en éstos, también se producirán en estedevanado de control.

Dichas variaciones se rectifican y filtran en elcircuito formado por D3409 y CX3413. Y enton-ces generan el voltaje de retroalimentación quedebe inyectarse al circuito integrado reguladorpor su terminal 1, para provocar los respectivoscambios de frecuencia que ajustarán el voltajede salida con el fin de mantenerlo dentro de unnivel adecuado de regulación.

Como vimos en la figura 6, los aumentos defrecuencia que sufra el circuito de conmutaciónprovocarán una disminución de los voltajes desalida. Estos mismos voltajes aumentarán cuan-do disminuya dicha frecuencia, porque este cir-cuito se encuentra trabajando en la zona B de lacurva de respuesta a la frecuencia de un circuitoresonante LC.

Protección de sobrecorriente (OCP)

Este circuito se encarga de sensar los niveles decorriente I que circulan por el primario del trans-formador. Esta corriente, que es la misma quecircula por el transistor de poder Q SWT internodel circuito integrado, cortará la oscilación cuan-do su nivel alcance niveles peligrosos que pu-dieran dañar al circuito.

La resistencia RX3403 cuantifica la corrienteque circula a través de ella; con esto, genera unvoltaje que es directamente proporcional a loscambios de corriente que la atraviesan (figura 8).

En el momento en que por una falla de cual-quier componente del circuito llegara a aumen-tar la corriente del primario del transformador Ihasta un nivel elevado, se produciría una caídade voltaje a través de las terminales de RX3403;y si esta caída llega a ser de unos 0.6V, provoca-rá que una corriente circule a través de la uniónBE de QX3401; a su vez, esto hará que se activedicho transistor y que la resistencia de la uniónCE baje a casi cero ohmios.

Como podemos darnos cuenta, esta condiciónprovoca que la base del transistor Q SWT (den-tro de ICX3431) llegue a un nivel de cero voltioso tierra y que este mismo transistor se conmuteal estado de corte (o apagado). Entonces se in-terrumpirá el ciclo de la oscilación del circuito, yse detendrá la generación de voltajes secunda-rios.

Circuito de refuerzo de corrientede excitación

Este circuito sirve para inyectar una corrienteinstantánea adicional a la base del transistor QSWT, con el fin de garantizar una saturación ple-na de éste cuando se encuentra en estado acti-vo (figura 9). Para realizar esto, durante el pe-riodo inicial y los periodos de corte del transistorQ SWT, el diodo D3407 cargará al capacitorCX3416, almacenando la energía por medio decampos eléctricos internos a éste.

Por otro lado, durante los periodos de activa-ción o saturación del transistor Q SWT, la ener-gía almacenada se descargará por medio de la

Circuito equivalente en condición de OCP

+ 150 V

ON

OCP

ACTIVADA

QX3401

VBE

+

–

RX3406

I

OFF

QSWT

+

_

RX3403

TX3404

I

OVCD

I

Figura 8


resistencia RX3407, a través de la unión BE deltransistor QSWT; de esta manera se reforzará lacorriente de su base, garantizando que la co-rriente de su colector alcance un nivel adecua-do. Todo este proceso permite que los voltajessecundarios alcancen su nivel nominal. De talmanera que cuando exista una falla en este cir-cuito de refuerzo de corriente, los voltajes se-cundarios de la fuente bajarán.

Voltajes secundarios

Ahora bien, para explicar el proceso de losvoltajes secundarios, utilizaremos el diagramade la figura 10. Observe que en forma perma-nente, la fuente de poder produce tres voltajesprincipales:

a) +130V regulados, que se suministran a los cir-cuitos de deflexión, se generan por TX 3404/1 y 4; se rectifican y filtran por medio de D3410y CX3420, y se estabilizan por medio de unaresistencia que drena una mínima cantidadde corriente en condición de espera.

b) +15VSB, generados en TX3404/8 y 5, protegi-dos por FX3402 contra algún corto; rectifica-dos y filtrados por D3411, C3424 y L3407, y sesuministran posteriormente al relevador dedesmagnetización.

c) +8VSB, que se generan en TX3404/3 y 6; estánprotegidos por FX3403, y son rectificados y fil-trados por D3412 y C3422, respectivamente.

El voltaje de +5V necesario para energizar almicrocontrolador, a la EEPROM y al receptor decontrol remoto, se obtiene a la salida del circui-to integrado regulador lineal IC3442 (en su ter-minal OUT). Este circuito se alimenta con los+15V SB producidos por D3411 y C3424, los cua-les llegan también a este regulador a través deR3413.

Voltajes switcheados

En esta sección se obtienen los voltajes necesa-rios para alimentar al televisor, cuando éste re-cibe la orden de encendido (figura 11). En ese

Circuito simplificado de refuerzo de corriente

RX3407C3416

16

11 _

D3407

+

D3406

+

_

QSWT

I

RX3403OCP

1

4

D3410

D3411

CX3420

R3431

+130V regulados

+15V Stand by

R3413

IN OUT

5V

REG5VSB

8

5

FX3402

C3424

L3407

3

6

FX3403D3412 C3422

+8V Stand by

TX

3404

Figura 9

Figura 10


mismo momento, el microprocesador envía unpulso de nivel alto H (de 5V) con el fin de dejarpasar los voltajes switcheados al circuito y queéste empiece a funcionar. Al encender el televi-sor, aparece un voltaje que polariza directamentea la unión BE de Q3402; entonces éste se activa,y su resistencia se reduce de C-E a casi ceroohms; a su vez, esto provoca que de inmediatopase el voltaje positivo de +15 VSB a través delas resistencias R3414 y R3418, cerrando su cir-cuito a tierra por el transistor Q3402 (C-E).

Al circular corriente por la resistencia R3414,se produce una caída de voltaje que polariza di-rectamente a la unión BE de Q3403; entonceséste se activa y aparece el voltaje de +15V audio(que, como su nombre lo indica, alimenta a loscircuitos de salida de audio del televisor).

También habrá una circulación de corrientede tierra hasta +15 VSB, a través de los compo-nentes Q3402 (C-E), R3421 y R3422. Al igual queen el caso anterior, la circulación de corrientepor R3422 provocará la polarización directa deQ3404; entonces éste se activará, y permitirá elpaso de voltaje en su colector (llamado ahora+15 VSW).

En el momento de encender el televisor, estevoltaje aparecerá tal y como acabamos de expli-car; primero provocará que se active el circuitode desmagnetización y, al mismo tiempo, atra-vesará R3420 con destino a un regulador inte-grado de 9V (que se encarga de producir los+9VSW que se suministran a la jungla del televi-sor); entonces aparecerá la señal de excitaciónhorizontal, que es la encargada de activar el fly-back y generar entre otros los voltajes secunda-rios de B+ para los transistores de salida de vi-deo, el voltaje de alimentación para el circuitode deflexión vertical y el voltaje de filamentosdel cinescopio.

Fallas comunes

El televisor no enciendeRevise FX3401. Si se encuentra abierto, es muyprobable que haya un corto en el circuito. Peroantes de colocar un circuito en buen estado, conla ayuda de un óhmetro revise el circuito inte-grado ICX entre sus terminales 2 y 3; y 3 y 4,

respectivamente. Si la resistencia medida es delorden de algunos ohmios o de cero ohmios, sig-nifica que el transistor interno de poder está encorto; retírelo, y haga una inspección visual dela zona del regulador; si nota que alguna piezaestá quemada, sustitúyala de inmediato.

Una vez que haya retirado el IC, también conla ayuda del óhmetro mida las resistencias queforman parte de esta sección, para saber si seencuentra alguna dañada.

Si descubre que el IC está dañado, con la ayu-da del óhmetro revise también el transistor desalida horizontal. La finalidad de esto, es verifi-car que no se encuentre en corto. Y no olviderevisar otros componentes críticos de la secciónde deflexión horizontal. Cuando ya no encuen-tre nada anormal, proceda a reemplazar las pie-zas dañadas y conecte el televisor a un variacde CA con un voltaje de aproximadamente30VCA. Al ejecutar este paso, mida el consumode CA; además de ser bajo, debe permitir que eloscilador de la fuente se active y que se midanlos voltajes secundarios (sobre todo el B+).

Si hasta aquí todo se encuentra en orden,puede empezar a incrementar el voltaje de CAen pasos de 10 voltios, con el fin de ir monito-reando el B+ regulado. Si todo está bien cuandousted realice esto, el voltaje se “amarrará” en130V pese a que se haya incrementado el nivelde CA de entrada; de otro modo, el circuito noestaría regulando.

El televisor se apaga continuamenteEs un síntoma clásico de que, en primera ins-tancia, la fuente está empezando a dejar de re-gular; y de que los voltajes generados aumentana tal grado, que hasta se activa el circuito de pro-tección contra emisión excesiva de rayos X.

Cuando esto suceda, verifique si hay fuga enD3409, si se ha alterado el valor de RX3409 o siCX 3413 se ha desvalorizado. Es común que estefiltro se desvalorice, porque trabaja durante todoel tiempo que el televisor se encuentre conecta-da a la línea. Y cuando esto último ocurre, elvoltaje de los secundarios aumenta y activa alcircuito de protección; esto provoca que algu-nas veces, se llegue a dañar el transistor de sali-da horizontal; sustituya el filtro por un compo-


nente nuevo de buena calidad, para estar segu-ros de que esto no se repetirá pronto.

El televisor sufrió una descargaCuando esto sucede, es común que se dañen eltermistor de entrada de línea de CA y el fusible;también, que C3401 se ponga en corto. Pocasveces, el problema afecta al regulador o al puentede diodos; aun así, es conveniente realizar lasmediciones de rutina con el televisor apagado,con el fin de detectar si otro componente estádañado; y como la resistencia RX3401 tambiénse ha llegado a abrir ante situaciones de este tipo,no estaría de más revisarla también.

El televisor está “muerto”Cuando esto sucede, el televisor cae en un com-pleto estado de inactividad. Y al hacerse una re-visión general, aparentemente todo está en or-den: fusible correcto, puente correcto, ICcorrecto, B+ sin regular correcto. Sin embargo,no puede lograrse que el conmutador principaloscile.

Usualmente, esta falla se debe a un descuidopor parte del técnico. ¿Cuál? Olvidó revisar laresistencia RX3404, que es responsable del ini-cio de la oscilación. Y es que, por lo general,pensamos que como se trata de una resistenciade valor elevado, es poco probable que se lleguea dañar; pero la realidad es muy diferente. Demodo que por no haber hecho esta medición,tenemos que trabajar de más; incluso, por no

haber hecho una sola medición de resistencia,nos hemos tomado el atrevimiento de pedir ayu-da a algún compañero.

Otra evidencia de que ha ocurrido esta falla,es que el televisor sigue “muerto” pese a que hasido reparado luego de recibir alguna descargao corto, que dañó al circuito regulador de poder.Si éste es su caso y pensaba solucionar el pro-blema con la sustitución del componente daña-do, debe considerar que muy comúnmente elregulador STR 53041 tenga defectos de fabrica-ción o que a veces se dañe al poco tiempo dehaber sido instalado. Trate de conseguir refac-ciones de buena calidad.

Comentarios finales

Damos por terminada la descripción de algunasde las fallas que con mayor frecuencia ocurrenen esta fuente conmutada. Es producto de la re-copilación de diversas experiencias que se hantenido en nuestro centro de servicio.

Si acaso usted recibe un televisor que presentauna falla diferente a las que hemos analizado, lerecomendamos que empiece con una revisiónminuciosa de los componentes de la fuente y delos circuitos que ésta alimenta; ahí puede estarel origen del problema.

Mientras tanto, continúe familiarizándose conel funcionamiento de los televisores modernos.Es una buena fórmula para que se le facilite sureparación.

+ 15 V

SBH ON 5V

L OFF 0V

+

_ VBE

Del microcontrolador

pulso de encendido

OUTIN

+ 9 VSW9V

REG

R3420

R3418

R3421+

_

VBE

R3422

Q3404

R3414+

_

VBE

+ 15V

audio

+15VSW

Q3403

Q3402

5V

Figura 11


MEDIDOR UNIVERSAL

DE COMPONENTES

Tic800

VDR y zener

Los VDR y los zener forman parte de las fuentesconmutadas. Normalmente se encuentran dis-puestos en la entrada de alimentación de corrien-te alterna, para formar una protección contrasobrevoltaje o fuertes descargas eléctricas enesta porción del circuito; y al evitar que talesmagnitudes de corriente lleguen al resto del mis-mo, protegen contra daños a otros componen-tes tales como transistores de potencia ycapacitores (figura 1).

Los diodos zener se localizan después de lasección de rectificación y filtrado, a la salida dela fuente de alimentación (figura 2). Por ejem-plo, en un televisor evitan que la sección de ba-

MEDIDOR UNIVERSAL

DE COMPONENTES

Tic800

Alberto Franco Sá[email protected]

El Tic 800 es un instrumento muyvalioso para comprobar el estado de

diversos dispositivos, tales comodiodos convencionales, zener, VDR,

capacitores, diodos de hornos demicroondas y transistores de

potencia. En el presente artículohablaremos de la forma en que se

prueban los VDR y los diodos zener.Este proyecto forma parte de las

herramientas e instrumentos puestosen práctica por el Prof. J. Luis Orozco

Cuautle para facilitar el serviciotécnico. En próximos números

hablaremos de otros proyectos.

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Al resto delcircuito

AC

RD

C

Zener

ACAlto

VoltajeProtección

Dispositivobajo prueba

Figura 1

Figura 2

Figura 3

rrido horizontal sea dañada por cualquier fallaque se produzca en la regulación de la fuente.Sin esta acción protectora de los diodos zener,se incrementaría en exceso el voltaje que salede la fuente, el cual se suministra a los circuitosdel aparato en cuestión.

Al llegar a su voltaje de ruptura, estos ele-mentos se disparan de inmediato; y se ponen encorto, provocando que se abran las proteccio-nes del circuito (fusible de línea o resistenciasde protección).

Probador de diodos VDR y zener

Para verificar los VDR y los diodos zener, se pue-de utilizar este proyecto, el cual fue diseñadopara trabajar como interfaz entre los dispositi-vos sujetos a prueba y el multímetro. De hecho,el Tic800 tiene básicamente dos funciones: me-dición y prueba.

MediciónEsta función es útil cuando se desea saber elvalor nominal de un dispositivo que está en bue-nas condiciones. Por ejemplo, no en todos losdiodos zener se graban sus valores de voltaje;otras veces, no se aprecia la nomenclatura.

El probador de VDR y zener permite conocerel valor del dispositivo en cuestión.

PruebaCuando un componente se extrae de algún apa-rato electrónico o es blanco de sospechas, ge-neralmente es medido con el multímetro; tal esel caso de las resistencias o diodos rectificadores;pero no es posible saber si un diodo zener con-serva sus características originales de funciona-miento. Precisamente para esto es útil el proba-dor de VDR y zener.

Estructura y operación del probador dediodos VDR y zener

Este dispositivo cuenta con dos bloques princi-pales: circuito generador de alto voltaje (500Vaproximadamente) y etapa de salida (figura 3).

Dicho circuito consta de una salida de aproxi-madamente 500VCD (que no es un voltaje críti-co), seguida por una resistencia limitadora devoltaje y de corriente (que sirve como protec-ción, para evitar la destrucción del dispositivosujeto a prueba).

Al componente en cuestión, se le ha de co-nectar en paralelo el voltímetro de corriente di-recta; y este aparato registrará directamente elvalor del voltaje de ruptura del dispositivo, yaque en este nivel empezará a conducir; enton-ces, finalmente, será posible verificar su valoren el multímetro.

Instrucciones de usoEl uso de este kit es muy simple: sólo hay queconectar adecuadamente el dispositivo sujeto aprueba y, en paralelo, conectar a éste el voltí-metro.

En la figura 4 se muestra la forma en que es-tos componentes deben conectarse para su co-rrecta medición. No olvide que en el valor regis-


A B

Figura 4

Figura 5 Figura 6

trado por el voltímetro puede haber una peque-ña variación, generada por el circuito con res-pecto al valor real de dispositivo; puesto queexiste un amplio rango de trabajo que va desdealgunos voltios (para el caso de los diodos zener)hasta más de 170V (que es el voltaje de trabajoen que comúnmente se encuentran los VDRempleados en televisores), cabe la posibilidad deque haya una variación de aproximadamente10% del valor real. En otras palabras, si un diodozener marca 3.4 ó 3.5V, en realidad se trata deun zener de 3.1V.

PrecaucionesNunca olvide que este circuito genera alto vol-taje; y aunque esto no es tan crítico porque nomaneja corrientes elevadas, siempre es un ries-go manejar tal nivel de voltajes. Por eso se hancolocado dos interruptores tipo push normal-mente abiertos, de manera que sea preciso opri-mir ambos al mismo tiempo para que el disposi-

tivo funcione (figura 5). Gracias a esto, se redu-ce considerablemente el riesgo de sufrir una des-carga por tocar las puntas de prueba.

Cabe señalar, además, que se trata de un cir-cuito que utiliza una serie de capacitores; demodo que por algunos instantes, el dispositivopuede almacenar energía; y cuando esto suce-de, debe ser descargado mediante una resisten-cia de 1 ohmio a 2W (figura 6). Esto también sedebe hacer cuando de inmediato vaya a medirseotro componente; y es que, tal como ya dijimos,el probador de diodos VDR y zener puede man-tener energía por algunos instantes; y esto, na-turalmente, llega a ocasionar que el valor obte-nido en la prueba sea erróneo. Incluso, podríalograr la descarga sólo con unir las puntas delprobador ya que contiene una resistencia en se-rie; es un poco más tardado pero también se lo-gra la descarga.

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e re

fere

ncia


AMPLIFICADOR DE

AUDIO USADO EN

TELEVISORES WEGA

Los amplificadores

En números anteriores de esta revista, ya hemoshablado acerca de diversos circuitos amplifica-dores de potencia e integrados que se usan enmodulares. Ahora estudiaremos un componen-te que, entre otras aplicaciones, se encuentra enlos televisores Sony Wega. Se trata del circuito in-tegrado TA8216H, fabricado por Toshiba, que con-tiene un par de amplificadores operacionales ypor eso se utiliza en sistemas estereofónicos. Acontinuación veremos más detalles sobre él.

El circuito TA8216H

Es un circuito amplificador de audio dual, quese instala en ciertos productos de consumo; pro-vee una potencia de salida de 13W por canal,con Vcc = 28V, RL = 8Ω (figura 1), y requiere demuy pocos componentes externos para su fun-cionamiento. Además, contiene un circuito de

AMPLIFICADOR DE

AUDIO USADO EN

TELEVISORES WEGA


Para su etapa de amplificación desalida de audio, los televisores SonyWega emplean el circuito TA8216H.

En el presente artículo describiremoslas características de funcionamiento

más importantes de este circuitointegrado, así como un circuito deprueba y un circuito de aplicación.

También analizaremos la sección desalida de audio de los televisores de

esta nueva serie creada por Sony.


audio muting y un circuito de protección térmi-ca.

Los rangos de voltaje de operación dependende la resistencia de carga (bocinas). Se trata de:

Vcc (op) = 10 - 37V para RL = 8ΩVcc (op) = 10 - 24V para RL = 4Ω

En la figura 2 se muestra el diagrama interno deesta salida de audio. Observe la forma en queestán conectados los amplificadores operacio-nales. Como usted sabe, la ganancia en los am-plificadores operacionales se define por la co-nexión de las resistencias asociadas. Aunquedicha configuración contiene valores predefini-dos de resistencias, sus condiciones iniciales sepueden modificar de acuerdo con lo que expli-caremos a continuación.

Ganancia de voltajeAl momento de cerrar el circuito (figura 3) la ga-nancia de voltaje está definida por las resisten-cias R1 y R2, según la siguiente expresión:

Gv = 20log (R1<+ R2)/R2 [dB] = 34 dB (Si to-mamos los valores predefinidos del circuito in-tegrado)

Amplificador con ganancia < 34dBEl cálculo anterior se hizo en el entendido deque no se agrega ninguna resistencia externa;por eso se obtiene la máxima ganancia. Sin em-bargo, los diseñadores de aparatos de consumoreconfiguran estos parámetros para que tengancierto margen de trabajo; es decir, para que so-porten cualquier alteración que ocurra.

En la figura 4 se muestra un ejemplo paracuando se coloca una resistencia (R3) externaen serie con R2 interna. R3 reconfigura el circui-to, y entonces provoca una reducción en la ga-nancia de voltaje tal como se muestra continua-ción:

Gv = 20log (R1 + R2 + R3)/(R2 + R3) [dB]Si, por ejemplo, R3 = 220Ω, entonces Gv = 30 dB

HZIP12-P-1.78B

6

4

5

3

1

2

8

9

7

10

12

11

RippleFilter Vcc

OUT 1

PW-GND

20kΩ400Ω

Pre-GND

400Ω 20kΩ

AMP 2

AMP 1

–

–

+

+

IN2

OUT2

–

+4 / 2

5 / 1

7 / 12– +

+

_

R2

400Ω 20kΩ

R1

+ _

INPUT

OUT PUT

–

+4 / 2

5 / 1

7 / 12– +

+

_

R2R3

400Ω 20kΩ

R1

+ _

INPUT

OUT PUT

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4


Si bien no sucede con frecuencia, cuando es-tas resistencias externas cambian de valor ha-cen que varíe el nivel de salida de audio.

Función de MUTE en el TA8216HEn este circuito integrado es posible tener la fun-ción de MUTING por medio de la terminal 11. Enla figura 5 se muestra la sección del diagramaesquemático en que se efectúa esta función.

Al reducir a 2.8V o menos el voltaje de la ter-minal 11, Q1 se enciende; y también disminuyeel voltaje de base de Q2, en el circuito diferen-cial fabricado con Q2 y Q3.

Así que con la reducción de voltaje en la ter-minal 11, el circuito de entrada se activa en estasección e interrumpe la señal de entrada.

En la terminal 8 se coloca el capacitor para lareducción del ruido; y en caso de que esta ter-minal no sea utilizada, se debe cortocircuitar conla terminal 11. El voltaje de esta última se fija en4V o más.

MUTING interno en Vcc OFFCuando Vcc = 8V o menos en Vcc OFF, la detec-ción del circuito en Vcc OFF se activa, el voltajede base de Q1 se reduce y el modo MUTING en-tra en operación.

Gracias a la detección de corriente de salidainterna y al circuito de protección, el circuito in-tegrado queda protegido contra cualquier co-

rriente inusual. Esta función causa que se inte-rrumpa el sonido, en caso de que haya una en-trada de voltaje excesiva; incluso cuando éstaapenas rebase el voltaje de alimentación reco-mendado (24V).

En la tabla 1 se especifican los valores máxi-mos de operación para este circuito, y en la ta-bla 2 los valores típicos de voltaje en cada unade sus terminales.

Circuito de prueba

En la figura 6 se propone un circuito de pruebapara determinar el funcionamiento de este cir-cuito integrado. Note que en la terminal 11 seha colocado un interruptor de 1 polo y 2 tiros; deestos últimos, uno va conectado a tierra y el otroa VTH =2.8V (pero puede ser de 3V para no estaren el límite del valor para la transición a MUTE).

11 8

9

2 / 4 1 / 5

7 / 12

THE DETECTION

CIRCUIT AT

VCC OFF

Mute

100Ω1kΩ

Q1Q2 Q3

I7 I1 I2 I3 I4 I5

D2D1

I6

20kΩOUTQ5Q4

Q6

400Ω

IN NF

VCC

+

_

Fuente de voltaje

Salida de corriente (pico/canal)

Disipación de potencia

Temperatura de operación

VCC

IO (peak)

PD

Topr

40

3.0

25

-20~75

V

A

W

˚C

Valores máximos (Ta=25˚C)

Características Símbolo Valor Unidad

Figura 5

Tabla 1


También se presenta como opcional la insta-lación de un capacitor en la terminal 8. Y aun-que usted puede elegir el valor de este compo-nente, se recomienda emplear uno de 1uF.

Observe también que no se han colocado re-sistencias externas en las entradas de los ampli-ficadores. Mas si lo desea, puede colocarlas paraexperimentar con el nivel de audio. Si lo prefie-re, puede experimentar con un potenciómetrolineal de 1 ó 10KΩ, con el fin de que aprecie losefectos de estas resistencias de entrada. Por úl-timo, observe la configuración de conexión paralas cargas (bocinas) que, como ya mencionamos,pueden ser de 4 u 8Ω.

Al final, usted obtendrá un circuito que le pue-de ayudar a entender el funcionamiento de estetipo de amplificadores de potencia. Y es que engeneral, estos amplificadores cuentan con almenos uno de los amplificadores operacionales.

Algunos de ellos se configuran para su ganan-cia desde el exterior; es decir, se requieren delas resistencias adecuadas para una ganancia es-pecífica.

Aplicación a la TV Sony Wega

Tal como ya se dijo, el TA8216H requiere de po-cos componentes externos para funcionar y paradarnos una potencia de salida considerable.

Veamos ahora un circuito práctico: el de laetapa de salida de audio del chasis AA-2U, quese utiliza en los televisores Wega precisamente.

En la figura 7 se presenta el diagrama a blo-ques de esta etapa. Observe que el circuito inte-grado central es IC1461, del cual se muestranlas líneas de salida (R out y L out) y sus respecti-vas entradas (R y L) en las terminales 2 y 4, res-pectivamente. También podemos ver un par de

interruptores electrónicos,que sirven para la funciónde MUTE del propio apa-rato. Y para la funciónMUTE del chip, se aplicaotro par de transistores.

Ahora veamos la sec-ción del diagrama esque-mático para la salida deaudio. Para que sea estaexplicación sea más clara,describiremos pequeñasporciones a la vez.

En la figura 8 se mues-tran las entradas de la se-ñal de audio para cada ca-nal. Observe que sólo serequiere de un capacitorde acoplamiento (C1465 yC1468) para que la señalde audio sea amplificada.En el otro par de entradas

6

3

8

9

7

10

12

11

RippleFilter

Vcc

OUT 1

PW-GND

20kΩ400Ω

Pre-GND

400Ω 20kΩ

AMP 2

AMP 1

–

–

+

+

IN2

OUT2

+

_47 µF

+

_1000 µF

+

_

4

2

5

1

2.2µF

2.2µF

_ +

IN1

+

–47µF

47µF

_

+

IN1

IN2 _ +

(*2) VTH = 2.8V(*1)

2.2Ω

2.2Ω

0.12 µF

0.12 µF

1000 µF

1000 µF

+ _

+ _

RL

RL

TYP. DC VOLTAGE OF EACH TERMINAL (VCC = 28V, Ta = 25˚C)

TERMINAL No.

DC Voltaje (V)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1.6 20m GND 20m 1.6 9.4 13.0 5.0 VCC GND 2.8 13.0

Figura 2

Figura 6


de los amplificadores operacionales encontra-mos dos resistencias externas que, como ya semencionó, modifican ligeramente la ganancia devoltaje establecida por el fabricante. Dichas re-sistencias son acompañadas por un par decapacitores que eliminan las componentes decorriente directa que pudieran presentarse.

En la figura 9 se muestra la sección de lostransistores de MUTE. Q1463 y Q1464 reciben laseñal desde el sistema de control. Estos transis-tores tienen la función de enviar a tierra la señalde audio, cuando reciben la señal de control;cuando ésta llega a la base de los mismos, lospolariza de tal manera que conmutan y llegan atrabajar como un interruptor que se cierra; y así,se realiza entonces la función de MUTE. La mis-ma acción es ejecutada por los transistoresQ1461 y Q1462, que controlan esta función parael integrado.

Todos estos transistores, algunas veces lla-mados transistores digitales, se diseñan especial-mente para la conmutación.

Ahora veamos las salidas de los amplificado-res operacionales (figura 10). La señal se envíaa las bocinas a través del capacitor C1475 (parael canal L) y del capacitor C1476 (para el canalR), ambos de 2200µF.

Ambas líneas de salida cuentan con una re-sistencia de 2.2KΩ que, junto con los capacitores,forma un filtro pasa-altas que ayuda a reducir elruido. También disponen de varios componen-tes adicionales (que estabilizan el funcionamien-to del circuito integrado y garantizan el menor

2

7

12

4

6

11

Q1462

MUTE

Q1461

MUTE

Q1464

MUTE

Q1463

MUTE

MUTE

IC1461

AUDIO AMP

L IN

R IN

R OUT

L OUT

1

2

3

4

R

E

E

L

1

2

3

4

5

6

AUDIO +B

AUDIO +B

AUDIO -

AUDIO -

NC

NC

CN1462

CN1463

SP. BOX (R)

SP. BOX (L)

T0 G BOARD

CN642

T0GABOARD

CN6006

(AUDIO AMP)

(AUDIO CNTL/SRS)

(2NDTUNER)

(S-LINK)

AK

3 65

IC1461

TA8216H

AUDIO AMP

_

_

++

L

L IN

S-G

ND

R IN

C1477

470

R1474

100

+C1478

470

+

+

R1475

100

C1468

1AUDIO-L

C1465

1+

AUDIO-R

1 2 4

R1474100 C1477

470

C1478470

+

+

+

AUDIO-L

C14651

+

GND01

R146210K

R14612.2k

C14611

+

Q1463DTC114EKAOFF MUTE

Q1464DTC114EKAOFF MUTE

R14820

R14830 R1471

1k

R146710k

Q14622SD601A

OFF MUTER1472

15k

R14731k

Q14612SD601A

MUTER146547k

R146647k

6 8 9 10 11 127

Vcc

R O

UT

PW

R-G

MU

TE

L O

UT+

_R

D1

46

7

MT

ZJ-T

-77

-22

B

D1

46

8

MT

ZJ-T

-77

-22

B

PS1461

C1464

0.1

25V

R1469

4.7

C1471

0.1

C1467

220

25VC1473

2200

C1472

0.47

C1474

0.1C1476

2200

+

R1470

4.7

C1475

2200

R1480

2.2K+

+ C1470

1AUDIO-L(+)OUT

AUDIO-R(+)OUT

AUDIO +B

R1481

2.2k

JW1433

5MM

Figura 7

Figura 8

Figura 9

Figura 10


ruido a la salida) y de un par de diodos zener(que estabilizan el voltaje de alimentación enaproximadamente 34.5V). Mediante el compo-nente PS1461, estos diodos, antes de abrirse, li-mitan la corriente hasta 2A (ya que esta líneaviene directamente de la fuente de alimentacióncomo un voltaje no regulado, según se observaen la figura 11).

Las entradas del puente rectificador provie-nen de uno de los secundarios del PIT (transfor-mador principal de la fuente conmutada), termi-nales 5 y 6.

Para concluir

Como se podrá dar cuenta, gracias a la interac-ción de los circuitos de amplificación de poten-cia del circuito integrado, esta sección es real-mente simple. Por eso, como ya dijimos, se

1

2

3

4

5

6

AU +B

AU +B

AU -E

AU -E

NC

NC

CN642

6P

WHT

:S-MICRO

TO AK BOARD

CN1643

D641

D4SBS4F

AUDIO-RECT

AU+B

+

+

C641

2200

R643

3.3

C644

470

25V

4

8

_ +

1

IC1402

NJM4558M-TE2

VAR-AMPR1412

47k

R1423

220

R1418

47k

R1407

10k

R1417

22k

C1429

4.7

+

_+R

L

VCC

R1415

100

R1416

22k

AUDIO-L

AUDIO-R

65

723C1428

4.7+

R1421

100

J2332P

L

R

R241470k

R2421k

Q2352SD601A

MUTE

C2440.47

+

R2441k

Q2362SD601A

MUTE

R243470k

GND01

C2450.47

R2602.2k

R2591k

R2582.2k

R3011k

R2571k

D248RD3.3SBLIMITER

VAR/FIX L

VAR/FIX R+

2SD601ABUFFER

Figura 11

Figura 13

Figura 12

reduce el número de componentes externos re-queridos en esta etapa.

Esto también contribuye a que la etapa seamás eficiente, porque en vista de que empleapocos componentes se reducen las posibilida-des de falla; y cuando alguna llega a ocurrir, esfácil localizarla.

Tal vez donde se puedan presentar mayoresdificultades, es en los circuitos anteriores a estaetapa de salida. Recuerde usted que existe unaserie de etapas transistorizadas que controlansalidas auxiliares de audio (figura 12). La mismaseñal de audio que se envía a la etapa de poten-cia, se toma para las entradas de estos amplifi-

cadores operacionales de menor potencia (yaque la salida no requiere de más).

Como puede darse cuenta, la ganancia delamplificador se establece por medio de resisten-cias externas (a diferencia del circuito anterior,que ya tenía preestablecida una ganancia devoltaje).

Esta etapa también cuenta con sus transisto-res de MUTE, como se muestra en la figura 13.La señal de control para estos transistores es lamisma que se usa para los transistores de la eta-pa de potencia; por eso concluimos que todaslas salidas de audio tienen el mismo proceso, yque lo único que varía es la potencia que entre-gan los amplificadores.

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702 Módulo de 4 dígitos con puerto RS232 $300.00 Display programado para registrar hasta 4 dígitos (incluye entrada para puerto serial)

703 Módulo de 5 entradas 3 salidas con relevadores $400.00 Tarjeta electrónica que sirve para automatizar máquinas y procesos

704 Módulo de 5 entradas 5 salidas con relevadores $500.00 Tarjeta electrónica que sirve para automatizar máquinas y procesos

705 Módulo de 5 entradas 8 salidas con relevador $1,500.00 Tarjeta electrónica que sirve para automatizar máquinas y procesos

706 Módulo de 17 entradas 16 salidas con relevador $2,000.00 Tarjeta electrónica que sirve para automatizar máquinas y procesos

707 Módulo de 8 salidas con relevador $580.00 Tarjeta electrónica que sirve para automatizar máquinas y procesos

708 Copiador de memorias 93xx66 $460.00 Copiador de memorias EEPROM 93xx66

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Clave Nombre y descripción del proyecto Precio

PIC Básico501 Programador de microcontroladores PIC $400.00 Tarjeta electrónica para grabar programas en circuitos PIC (incluye software)

502 Entrenador PIC16F84 $400.00 Tarjeta entrenadora para verificar programas quemados en microcontrolador PIC16F84 (compatible con el Programador de Microcontroladores PIC)

503 Control de motor de pasos $400.00 Tarjeta electrónica para aprender a controlar velocidad y dirección en motores de paso

504 Fuente regulada-cargador de baterías $300.00 Aprenda el funcionamiento de los reguladores de voltajes variables. Sirve como cargador de baterías de 12 ó 6V y como fuente de 0 a 24V

505 Programador manual para PIC16F84 $760.00 Tarjeta electrónica para programar manualmente circuitos PIC16F84 utilizando el programa Basic

507 Clon Stamp 1/4 $300.00 Tarjeta electrónica con la que se puede editar hasta 64 instrucciones utilizando el programa Basic

508 Timer Q $400.00 Tarjeta electrónica que permite controlar la duración de un proceso Timer

509 Entrenador PIC12C508 $300.00 Tarjeta entrenadora que sirve para verificar programas quemados en PIC12C508

510 Extensión del programador para PIC16F8xx $180.00 Extensión para el programador de microcontroladores PIC (clave 501) NUEVO

Clave Nombre y descripción del proyecto PrecioPIC Intermedio601 Circuito de una entrada Rx RS232 y dos salidas Tx RS232 $500.00 Tarjeta electrónica con conexión a computadora (Rx RS232), sirve para controlar hasta dos dispositivos con puerto serial (Tx RS232)

602 Entrenador RS232 $500.00 Utilizando el puerto serial de una computadora, usted puede enviar comandos, leer el estado de contactos, energizar luces, relés, etc.

603 Entrenador RS485 $500.00 Con esta tarjeta usted puede interconectar a un par de hilos varios microcontroladores

604 Clon Stamp 1 $550.00 Edite hasta 256 instrucciones en programa Basic y, con un solo clic, grabe sus proyectos en el PIC

605 Stamp 1 $620.00 Tarjeta electrónica que contiene el chip original de Stamp 1; permite editar programas utilizando Basic

606 Chip Stamp 1 $260.00 Paquete de dispositivos que incluye un chip original Stamp 1, un cristal de 4 MHz, dos capacitores de 15 pf y una resistencia de 3.3K

Fuente 9 V AC/DCEliminador de Batería

Transformador

PIC16F84Conector serial para la PC

Entrenador Clave 502

Programador Clave 501

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CONTROL DE

MOTOR DE PASOS

PARA PIC12C508

Antes de iniciar

Como ya mencionamos, entre los innumerablestipos de motores existentes a la fecha, los depasos son quizá los preferidos por los aficiona-dos y profesionales de la electrónica y de la ro-bótica. Esto se debe a que los motores de pasosson motores eléctricos que se mueven a partirde pulsos (figura 1).

Los motores de pasos se emplean en impre-soras, manejadores de discos, alimentadores depapel, plotters, controles en aviones, brazosmecánicos, robots, etc.

Clasificación de los motores de pasos

Los motores de pasos pueden ser de dos tipos:de reluctancia variable y de imanes permanen-tes. Como estos últimos son los más populares,serán objeto de estudio en el presente artículo.

CONTROL DE

MOTOR DE PASOS

PARA PIC12C508

Wilfrido González Bonillawww.electronicaestudio.com

Entre los innumerables tipos demotores, los de pasos son quizá los

preferidos por los aficionados yprofesionales de la electrónica y la

robótica. Sus usos son tan variados,que abarcan desde el área comercialhasta las aplicaciones industriales. Apesar de que los controles para este

tipo de motores se pueden diseñarbasándose en circuitos TTL, en el

presente artículo trabajaremos en laprogramación de un

microcontrolador PIC12C508, el cuálpuede ser utilizado como una opciónpara controlar este tipo de motores.

microEstudio


Los motores de pasos pueden considerarsecomo actuadores electromecánicos que muevensu flecha en función de los pulsos que reciben.Un pulso hace avanzar la flecha unos cuantosgrados; varios pulsos la hacen girar todavía unpoco más; por ejemplo, AIRPAX, fabricante demotores de pasos, señala en los datos de placade uno de sus motores:

STEP ANGLE: 7.5 Grados

Esto quiere decir que por cada pulso el motoravanza 7.5 grados; y obviamente, para dar unavuelta completa (es decir 360 grados) se requie-re de 48 pulsos. De tal manera, el avance de laflecha del motor depende del número de pulsos;y la velocidad de rotación, depende de su fre-cuencia.

Entre cada pulso, el motor de pasos mantie-ne su posición sin la ayuda de frenos o embra-gues. En realidad los pulsos no se aplican direc-tamente al motor, sino a través de un controlque a su vez energiza los devanados del motorcon una secuencia predeterminada; misma quesi se invierte hace que el motor también inviertasu sentido de rotación.

Los diversos devanados del motor tienen queenergizarse según una secuencia determinada,misma que al invertirse hace que él también in-vierta su sentido de rotación (figura 2).

Tipos de controles

Los controles para motores de pasos pueden serunipolares o bipolares (dependiendo si son o nocapaces de invertir el voltaje de alimentación enlos devanados del motor), o del tipo full step, halfstep o micro step. Veamos:

a) Los controles unipolares, que son los más sen-cillos y económicos, sólo pueden usarse conmotores de 5 ó 6 hilos. Cada devanado del mo-tor cuenta con un tap central.

b) Los controles bipolares, un tanto más sofisti-cados, pueden conectarse a motores de 4, 5 ó6 hilos. Esto se debe a que tienen la capacidadde invertir el sentido de la corriente que pasapor cada devanado del motor de pasos.

c) En los controles tipo full step, un pulso hacegirar el motor en una proporción igual a la delos grados nominales de este mismo.

d) En los controles half step, un pulso hace girarel motor en una proporción igual a la mitadde los grados nominales de este mismo.Retomando el ejemplo en que los grados porpaso del motor AIRPAX son 7.5, en este modode funcionamiento se requiere de 96 pulsospara que el motor realice una vuelta comple-ta.

e) En los controles micro step, un pulso hace gi-rar el motor en una proporción igual a la déci-ma parte de los grados nominales de este mis-mo.

Control de motor de pasos dePICmicroestudio

Aunque los controles para este tipo de motoresse pueden diseñar basándose en circuitos TTL,

Pulsos

DriverMotor de pasos

PIC

Figura 1

Figura 2


los microcontroladores modernos –como los PIC–son especialmente útiles para experimentar eneste tipo de aplicaciones. En este artículo estu-diaremos el controlador PIC12C508, de apenas8 pines, y que es la parte principal de la tarjetaControl de Motor de Pasos de la empresaPICmicro Estudio (clave 503, figura 3).

Driver L298Cabe mencionar que el control de este proyectoes de tipo bipolar y half step, en la figura 4 seilustran sus características. Observe que el dri-ver L298 se trata de un circuito que tiene dospuentes H, cada uno de los cuales se utiliza paraun devanado del motor de pasos.

Las líneas de control de cada puente H se co-nectan al PIC, el cual, según la secuencia reque-rida, hace que la corriente circule por los deva-nados.

PIC12C508Antes de seguir con la descripción de este con-trol, vale la pena hacer un paréntesis para pre-sentar brevemente al PIC12C508. Si bien es unode los microcontroladores más pequeños deMicrochip, no es menos poderoso que “sus her-manos mayores”; de tal suerte que, pude ser con-figurado en muchas formas y se puede adquiriren presentación OTP (para ser programado unasola vez) o EEPROM (para desarrollo de prototi-pos).

La versión económica OTP, se usa para pro-ducción. En cambio, la versión EEPROM, puedeser borrada con lámpara de luz ultra-violeta, yes la que vamos a utilizar durante el desarrollode este programa.

Una de las características más interesantesde este microcontrolador, es que tanto su relojcomo su reset pueden ser internos; y gracias aesto, podemos disponer de hasta 6 entradas/salidas; la única desventaja es que la terminal 4sólo puede ser configurada como entrada. En lafigura 5 se especifican los nombres de las termi-nales; observe que GPO a GP5 son las 6 entra-das/salidas.

La memoria del programa alcanza los 512registros y la memoria RAM tiene 25 localida-des. Cabe mencionar que Picmicro Estudio cuen-Control bipolar

Corriente

Devanadosdel motor

Driver L298

PIC12C508Control dedirección de rotación

Pulsos

Vss

GP0

GP1

GP2/TOCKI

VDD

GP5/OSC1/CLKIN

GP4/OSC2

GP3/MCLR/VPP

PIC

12

C5

00

PIC

12

C5

09

1

2

3

4

8

7

6

5

Figura 3

Figura 4

Figura 5

Figura 6


ta con un Entrenador para este PIC (clave 510),el cual se ilustra en la figura 6.

Descripción del proyecto

Retomando nuestro proyecto, en la figura 7 sepresenta el diagrama esquemático del circuitode la tarjeta Control de Motor de Pasos. Como yamencionamos, el driver L298 recibe dos voltajesde alimentación: +5 (terminal 6) para el funcio-namiento de señales de control, y +12 (terminal4) para alimentar las fases del motor. Cada líneaque se conecta al motor lleva dos diodos de pro-tección de tipo rápido, aunque en el caso de lafigura 7, sólo se está indicando la línea de la ter-minal 3.

El PIC12C508 se alimenta por la terminal 1, através de un transistor PNP. Este último, asocia-do con un diodo zener de 4.7 voltios, se utilizacomo protección contra bajos voltajes.

Las terminales 2 y 3 del microcontroladormanejan una fase del motor, y las terminales 6 y7 la otra.

L298

Fase motor

+ 12

+ 12

+

1 3 5 7 911

13 15

CLK

Fase motor

+

CLK

DIR

+

+

555

DIR

Velocidad

1

PIC12C508

++

Figura 7

En la siguiente tabla se muestra la lógica quesigue el PIC para energizar a los devanados delmotor de pasos, de acuerdo con la secuencia halfstep.

Pines del L298 5 7 10 12Pines del PIC 6 5 2 3

1 1 0 0 02 1 0 1 03 0 0 1 04 0 1 1 05 0 1 0 06 0 1 0 17 0 0 0 18 1 0 0 1

Funcionamiento del circuitoLas entradas del PIC son DIR (terminal 4) y CLK(terminal 5). DIR se utiliza para controlar el sen-tido de rotación; con una resistencia asociada,esta terminal se mantiene en “1” y cuando la ter-minal atornillable se conecta a tierra, pasa a “0”;esto da como resultado que el motor invierta susentido de rotación.


Motor de pasos

A la PC

Ajuste de velocidad

555

PIC12C508

L298

En tanto, CLK se utiliza para controlar el avan-ce del motor. En cada frente positivo, el motoravanza medio paso. Esta terminal se encuentraconectada a un puente que permite seleccionarla señal de avance entre externa o interna (veanuevamente la figura 7).

Cuando el puente se conecta al 555, éste ali-menta los pulsos y hace avanzar al motor. El

9 VAC

7805

AC Motor

+ 12

5 V+

A

B

Figura 8

Figura 9

potenciómetro del 555 hace variar la frecuenciade los pulsos; es decir, la velocidad de rotacióndel motor.

Con el puente conectado a la terminalatornillable, el usuario puede proporcionar lospulsos con otros equipos externos; por ejemplo,una PC. Efectivamente, basta conectar los bornesDIR, CLK y tierra al puerto paralelo de una PC,para controlar el motor.

Comentarios finales

En la figura 8 se muestra el diagrama de las fuen-tes de alimentación. Observe que la tarjeta in-cluye dos fuentes: una para alimentar la lógicadel circuito, y otra para alimentar al motor.

El par del motor varía conforme lo hace elvoltaje en los devanados. Este esquema nos per-mite experimentar con diferentes voltajes, paraoptimizar el par que se requiera.

En la figura 9 se muestra una fotografía delproyecto armado en nuestro laboratorio.

Para su comodidad, puede encontrar el soft-ware en www.electronicaestudio.com/articulosbajo el nombre de pic1-1c.zip.


;====== PIC1-1c.ASM =======================

;PARA MOTORES DE PASOS

;

;Para cambiar de direccion, esta se debe

cambiar durante la parte alta

;de CLK

;—————————————————————————

; LIST P=PIC12C508, R=HEX

;—————————————————————————

; destination designators

w equ 0

f equ 1

;—————————————————————————-

; cpu equates

pc equ 0x02

status equ 0x03

port equ 0x06

count equ 0x0c

ncount equ 0x0d

mcount equ 0x0e

;—————————————————————————-

; port equates

DIR equ 3

CLK equ 2

;—————————————————————————-

org 0

goto Inicio

Inicio org 0x40

movlw b’11111100' ;

OPTION ;

movlw b’00001100' ;define puerto

tris port

nop

nop

clrf port ;Apaga las salidas

clrf count ;Limpia contador a 0

;—————————————————————————-

Amarre movlw 0x08

Movwf count

movf count,w ;Mueve count a w

call tabla1 ;Lee tabla

movwf port ;Amarra motor

nop

CLK_Baja btfsc port,CLK ;CLK=0 ?

goto CLK_Baja ;NO, checa de nuevo

;Si

Checa_DIR btfsc port,DIR ;Checa DIR

goto Inc_Dir ;Vete a DIR0_Inc

para Incrementar

Dec_DIR decfsz count,f ;Decrementar

goto CLK_Sube ;No ha llegado a cero

;Si ha llegado a cero

movlw 0x08 ;Se popne count a 8

movwf count

CLK_Sube btfss port,CLK ;CLK=0...CLK=1?

goto CLK_Sube ;No, checa de nuevo

nop ;CLK=1, frente

positivo, sigue

Rota movf count,w ;Mueve count a w

call tabla1 ;Lee tabla

movwf port ;Dispaly resultado

goto CLK_Baja ;Checa el reloj de nuevo

;————

Inc_Dir incf count,f ;Incrementa

Movlw 0x09 ;Carga w=0x09

subwf count,w ;count-0x09

btfss status,2 ;count=0 ?

goto CLK_Sube ;No, vete a

movlw 0x01 ;Si, carga w=0x01

movwf count ;count=1

goto CLK_Sube ;

;——————— Tablas —————————————

—-

; b’XXxx00xx’ GP2 y GP3 son entradas

tabla1 addwf pc,f ;

retlw 0x00

retlw b’00000001'

retlw b’00100001'

retlw b’00100000'

retlw b’00100010'

retlw b’00000010'

retlw b’00010010'

retlw b’00010000'

retlw b’00010001'

;——————SUBRUTINAS —————————————

pause movlw 0x01

movwf mcount

loadn movlw 0x01

movwf ncount

decn decfsz ncount,f

goto decn

decfsz mcount,f

goto loadn

return

;—————————————————————————-

; org 0x1ff ;Graba en memoria

del programa el valor

; movlw 0x30 ;de calibración de OSC

end

;————————————————————————-

; AL PROGRAMAR

; IntRC, Quitar el Watchdog, Quitar MCLR

; Poner Code Protect ON

;————————————————————————-

Diciembre 2001PROXIMO NUMERO (45)

Búsquela consu distribuidorhabitual

Ciencia y novedades tecnológicas

Perfil tecnológico• Circuitos electrónicos de plástico

Buzón del fabricante• Instalación de autoestéreos Sony. Colaboración de Sony Corp. of Panama.

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Electrónica y computación• Todo lo que usted debe saber para ser un buen usuario de computadoras

Proyectos y laboratorio• Más sobre proyectos con microcontroladores PIC

Diagrama

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SELLO DEL CAJERO AL REVERSO BANCO

0 4 5 0 2 7 4 2 8 3

$ 6 4 0 . 0 0

$ 6 4 0 . 0 0

México Digital Comunicación, S.A. de C.V.

Banco BBVA

Fecha:

Importe Moneda Extranjera

Tipo de Cambio

Importe Efectivo

Importe Cheques

TotalDepósito/Pago

Guía CIE

Día Mes Año

Referencia

1

1 2

3 4

2

3

4

5

6

7

8

9

Tipos: Número de Cheque Importe

Suma

Referencia CIE

Cheques de otros Bancos:

Al Cobro

En firme Al Cobro días

Canadá

$

$

$

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

$

$

$

$

$

$

$

$

$

$

6 3 5 7 4 1 7

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MU

Y I

MP

OR

TAN

TE P

AR

A Q

UE

PO

DA

MO

S

IDE

NTI

FIC

AR

SU

DE

PO

SIT

O:

So

lici

te a

la c

aje

ra d

el b

an

co q

ue

ma

rqu

e e

n la

o

pe

raci

ón

su

nú

me

ro d

e r

efe

ren

cia

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