issn: 1514-5697 aÑo 20 nº 234 argentina: $199

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ISSN: 1514-5697AÑO 20 Nº 234

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Saber Electrónica Nº 310 67

ConstruCCIón Del entrenADor De PICAXe-08

Tal como mencionamos en el Artículo de Tapa deesta edición, para aprender a utilizar el sistema PICAXEconviene comenzar por el componente básico de lafamilia, el PICAXE-08. Este chip posee 8 terminales, 5de los cuales permiten la conexión con el exterior (puer-tos I/O).

En la figura 1 tenemos una imagen del PCB con ladisposición de los componentes y la vista real del mon-taje del entrenador propuesto.

El microcontrolador Picaxe08 es el más pequeño dela familia y aunque tiene poca memoria para almacenarlíneas de programa, su simplicidad permite incluso rea-lizar un entrenador en una placa de prototipos. Lascaracterísticas de este circuito se describen en lafigura2.

Debe tener presente que el pin 3 es de sólo entraday el pin 0 es de sólo salida.

Se puede alimentar el circuito con una tensión com-prendida entre 3 y 6V (aunque las especificaciones

MontajeMontaje

Proyectos con PIcAXePlAcA entrenAdorA PIcAXe-08 – dAdo electrónIco

MIcroBot – terMostAto ProgrAMABle – MAscotA electrónIcA

Aprovechando el entrenador de

PICAXE-08 descripto en el Artículo

de Tapa de esta edición, propone-

mos la realización de una serie de

prácticas tendientes a familiari-

zarse con los microcontroladores

PICAXE y que también permiten la

realización de montajes de mucha

utilidad. Desde una cyber mascota

hasta un dado electrónico,

pasando por proyectos d e ilumina-

ción, en esta entrega veremos

cómo de forma sencilla puede pro-

gramar un PICAXE-08 y con la

ayuda de pocos componentes

externos obtener los montajes

mencionados.

Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejo e-mail: [email protected]

Figura 1

Mont - Proyecto con Picaxe:ArtTapa 17/04/13 10:44 Página 67

admiten sólo hasta 5V, si se ali-menta con 4 pilas de 1,5V enserie, el circuito responde bien).

El pin 0 tiene doble función,se utiliza para la descarga delprograma y como pata o pin desalida. Por este motivo, es nece-sario colocar un conmutador o unjumper para seleccionar la fun-ción del terminal.

Este circuito puede suminis-trar unos 25mA por cada salida,por lo que sólo se deben conec-tar directamente pequeñas car-gas (Led, buzzer, parlantepequeño, etc.). Para conectarcargas que consuman corrientessuperiores a 25mA se debe inter-calar un transistor, relé o circuitosimilar.

En la figura 3 se puede obser-var el circuito de operaciónbásico del PICAXE-08 con elcable de programación. Note lapresencia de las dos resistencias(10kΩ y 22kΩ), indispwensablespara el funcionamiento del chip.

En la figura 4 podemos obser-var un esquema mejorado, querepresenta el circuito básico, alque se le han añadido cuatroLED para indicar el estado de lassalidas, un microparlante conec-tado a la salida 0 y unLED indicador de fun-cionamiento.

En la figura 5 tene-mos el diagrama de cir-cuito impreso entamaño real con la ubi-cación de los compo-nentes mientras que enla figura 6 pude obser-var la lista de materia-les necesaria para elmontaje del entrenador.

En la figura 7 seobserva una vistaampliada de la placaentrenadora (gentilezade Roberto RodríguezBoero) con una des-cripción de los compo-

Montaje

68 Saber Electrónica Nº 310

Figura 2

Figura 4

Figura 3


nentes “sensibles” para el armado de proto-tipos. Note la presencia de un jumper en laplaca, el cual no es necesario ya que fuereemplazado por una pista de cobre en eldiseño propuesto de la figura 5.Una vez que haya montado el entrenador,para comprobar el correcto funcionamientodel circuito seguimos los siguientes pasos:

1) Conecte la alimentación (5V).

2) Conecte el cable de programación a la

placa y a la computadora.

3) Coloque el interruptor “cargar programa”

en posición de carga.

4) Ejecute el editor de programas

(Programming Editor) en su PC e indique el

tipo de chip que está usando (Picaxe-08).

5) Escriba uno de los programas de prueba

y pulse el botón “cargar” en el Programming

Editor.

6) Cambie la posición del conmutador de

carga y verifique que los actuadores (Leds

y/o parlante) hagan lo que indica el pro-

grama que cargó en el PICAXE.

PruebA De lAs sAlIDAs

De lA PlACA entrenADorA

El programa que mostramos a continuaciónprueba las salidas. Es necesario colocar eljumper que habilita los LED en la posicióncorrecta. Siga los pasos descriptos anterior-mente y en el paso (5) escriba lo siguiente:

prueba: 'sentencia para inicio de programa

high 0 'enciende LED en pin 0

wait 1 'retardo 1 segundo







Una vez cargado el programa, y estando elinterruptor de carga de la placa entrenadoraen la posición que habilita la salida “0” losLeds se encenderán de a uno con períodosde un segundo para quedar todos encendi-dos al culminar el programa. Cada vez quequite la alimentación de la placa y vuelva acolocarla se reiniciará el proceso.

Proyectos con PICAXE


Figura 5

Figura 6


Prueba del Parlante

A continuación mostramos el programa que deberácargar en el PICAXE-08 y que prueba el altavoz conec-tado a la salida 0 de la placa entrenadora. Es necesa-rio colocar el jumper que habilita el altavoz en la posi-ción correcta. Siga los pasos descriptos anteriormentey en el paso (5) escriba lo siguiente:

prueba: 'máscara para retorno del programa

sound 0, (100,20) 'sonido en la salida 0 de tono 100Hz y

‘duración 20 milisegundos

pause 100 'retardo de 100 milisegundos


‘duración 30milisegundos



‘duración 40 miliseguindos



‘duración 50milisegundos

goto prueba 'vuelve al principio del programa

Cuando haya cargado el programa y haga la pruebacorrespondiente (el interruptor de carga debe estar dellado de la habilitación de la salida 20”) el buzzer o par-lante emitirá un sonido variable en tono.

VerIfICACIón De lAs entrADAs

Realizaremos un programa para verificar el funcio-namiento de las entradas de la placa. En el ejemplo seha hecho para la entrada 1, pero deberá repetirlo parael resto (entradas 2, 3 y 4).

Una vez cargado el programa, se conecta un trozode cable al positivo de la alimentación y una resistenciade 10kΩ entre la entrada a probar y masa. Para probarla entrada en cuestión hay que tocar con el extremo delcable al borne de dicha entrada.

Al hacer esto debe cambiar el sonido emitido por elbuzzer.

Siga los pasos descriptos al comienzo y en el paso(5) escriba lo siguiente:

prueba: 'sentencia de inicio

sound 0, (7, 10) 'sonido inicial de espera

pause 300 'retardo 300 milisegundos

if input1 is on then sonido 'Si la entrada 1 está anivel'alto, se ejecuta la subrutina "sonido"

goto prueba 'vuelve al inicio del programa

sonido: 'subrutina sonido

sound 0, (120, 10) 'sonido agudo en 0 de duración 10










Montaje


Figura 7


Este proyecto utiliza un entre-nador básico PICAXE-08conectado a una placa proto-tipo en la que se han montadolos componentes necesarios:LEDs, resistencias, pulsadory conector. En la figura 8 se puede apre-ciar el diagrama en bloquesde este proyecto y en la figura9 el circuito eléctrico para queusted pueda guiarse en elmontaje.

El proyecto final tendrá una aparienciasimilar a la imagen de la figura 10,donde:

· Output – pin0 (patita 7) esta conec-

tada a LEDs 0


tada a LEDs 1


tada a LED 2


tada a LEDs 4

· Input – pin3 (patilla 4) esta conectada

al pulsador

Podrá hacer una prueba de los Ledsdel dado para lo cual deberá cargar enel pICAXE-08 el siguiente programa:

arranque:

low 0

low 1

low 2

low 4

inicio:

let pins = 23 ' todos los LEDs on (16+4+2+1)

wait 1 ' espera de 1 segundos

let pins = 0 ' todos los LEDs off


let pins = 1 ' todos los LEDs pin 0 on, resto off







dAdo electrónIco

Figura 8

Figura 9

Figura 10





let pins = 0 ' todos los LEDs off


goto inicio ' repite el bucle

Recuerde no confundir el número de la "patita" del

chip con el número del pin de entrada/ salida. Tambiéndebe recordar que en la placa prototipo PICAXE-08cuande se cargue el programa deberemos ajustar eljumper (o el interruptor de carga) correctamente, al igualque para ejecutar el programa.

En la siguiente tabla se brinda el programa quedeberá tipear en el “Programming Editor” para luegocargar en el PICAXE.

Montaje


Ante la demanda por parte de muchos de los visitan-tes de la pagina de algún proyecto sencillo de micro-robot, www.tecnologiafacil.net publicó un pequeño"bichillo" que además de ser completamente analógico

es muy veloz (sorprendente). Es ideal para estudiantesque quieran iniciarse en la robótica o como una practicaescolar para niños.

Como puede imaginar, este micro-bot sigue la luz,

MIcroBot “cokIe-luz”

Figura 11


esta provisto de dos LDR en la parte delantera lo que leda una apariencia de antenas. Es posible regular la sen-sibilidad lumínica con los dos resistores ajustables en elcircuito, aunque también puede ser necesario cubrir concapuchas opacas las LDR si es que el nivel de luz esexcesivo y COKIE-LUZ corre descontrolado.

COKIE-LUZ No lleva ruedas, se apoya en la partedelantera sobre los ejes de los motores de 3V DC y enla parte trasera sobre un alambre de cobre rígido de 2,5

mm. Los ejes delos motores tie-nen dos pedaci-tos de funda plás-tica para que seagarren al suelo.El circuito, mos-trado en la figura11, lo componen4 transistores de

bajo consumo estándar un par de resistencias dos ajus-tables y las LDR propiamente dichas, lo que hace quesu fabricación sea sumamente barata. La lista de mate-riales y el aspecto físico de cokie lo puede ver en lafigura 12.

Cuando realice el montaje (puede hacerlo en placade circuito impreso tipo universal, figura 13) debe tenerla precaución de cruzar las LDR por la parte de abajo,es decir, la LDR de la derecha formara parte del circuitode la izquierda actuando sobre el motor izquierdo y laLDR de la izquierda debe actuar sobre el motor dere-cho.

En la figura 14 puede ver un detalle del armado deeste robot sobre una placa de circuito impreso tipo uni-versal.

Ahora bien, el mismo circuito puede montarse pro-gramando un PICAXE-08 lo que permitirá que el lectorpueda practicar cambiando el programa para que elrobot se desplace en forma distinta a la explicada. En lafigura 15 se tiene el circuito eléctrico del cokie-luz conPICAXE y en la figura 16 se reproduce el diseño PCBpara este montaje, que incluye el espacio para el porta-pilas de 2 pilas “AAA”.

Figura 13



Figura 12

Figura 14


El programa que deberácargar en el PUCAXE-08 esel siguiente:

'**************************

'** Cokie Luz ***********

' Robot seguidor de luz

'***************************

principal:

low 1

low 2

if pin3 = 0 then dcha

if pin4 = 0 then izda

goto principal

dcha:

high 2

goto principal

izda:

high 1

goto principal

Montaje


Figura 16

Figura 15


El DS18B20 es un sensor digital de temperatura conun rango de -55ºC a +125ºC, figura 17. Tiene la ventajade utilizar únicamente 3 cables de conexión y produceuna salida digital de alta precisión con una resolución0,5 ºC, sin necesidad de utilizar un convertidor analó-gico / digital (ADC). La salida es lineal en función de latemperatura. Es ideal para la realización de sencillostermostatos electrónicos.

El protocolo de comunicación del sensor es compli-cado, dado que los datos son enviados en ambas direc-ciones uno tras otro al utilizar únicamente un cable, por

ello es habitual utilizar un microcontrolador para lacomunicación.

El circuito básico para el control del sensor de tem-peratura es el mostrado en la figura 18.

La lista de materiales para este proyecto es lasiguiente:

R1 4K7 (amarillo, violeta , rojo)

R2 1K (marrón, negro, rojo)

R3 330 (naranja, naranja, marrón)

R4,R5 10K (marrón, negro, naranja)

R6 22K (rojo, rojo, naranja)

D1 1N4001 Diodo

C1 100nF condensador de poliester

LED1 LED 5mm

Q1 BC547 transistor

PZ Altavoz piezoeléctrico

CT2,3 Pines con jumper

CT4 Pines con jumper

IC1 PICAXE-08M microcontrolador

IC2 DS18B20 sensor digital de temperatura serial

PCB Placa prototipos

Es un circuito completoque puede ser usado,por ejemplo, como untermostato que a unatemperatura determi-nada active el disposi-tivo conectado en lassalidas (output) y/o almismo tiempo indiquemediante señales acús-ticas y/o luminosas quela temperatura ha alcan-zado el umbral progra-mado.El circuito está basadoen un microcontroladorde 8 pines PICAXE-08Me incluye diferentescomponentes, para dis-tintas funciones, talcomo se describe en latabla 1.Si desea realizar estediseño simplementecomo práctica, puede



terMostAto ProgrAMABle

Figura 17

Tabla 1

Figura 18


montar el circuito en una placa de prototipos y conec-tarle el entrenador PICAXE-08 a la que previamente sele sustituyó el PICAXE-08 por el PICAXE-08M.

El código que deberá escribir en el “ProgrammingEditor”, para luego descargar en la memoria delPICAXE se muestra a continuación:

Montaje


Con este montaje se pretende introducirnos en elmundo de la robótica BEAM. El cerebro está constituidopor un microcontrolador PICAXE-08. Dispone de 3 sali-das: 2 Leds y un parlante piezoeléctrico, asimismo, dis-pone de dos entradas: un sensor de luz (LDR) y un pul-sador. Con la programación adecuada podemos dar res-puesta a estímulosluminosos o mecánicos,esta respuesta puedeser de forma visible(Leds) o acústica (par-lante piezoeléctrico).

El circuito eléctricose muestra en la figura19, note la presencia deuna resistencia variablecon la luz (LDR) conec-tada en una de lasentradas del PICAXE,este componentedetectará la luz y podráhacer que la “mascotaelectrónica” actúe enconsecuencia. Porejemplo, podría progra-marse el chip para quede día la mascota estédespierta (Leds encen-didos) y de noche dicha

mascota se duerma (se apaguen los Leds).Dependiendo la hora del día la mascota podría emitirsonidos (a través del parlante) indicando que tiene ham-bre o que es hora de su paseo diario. Cuando el “amo”cumple con los requerimientos de su mascota (lo haceapretando el pulsador), ésta se calla.

cIBerMAscotA (cIBerPet)

Figura 19


Lo explicado constituye simplemente una “idea” delo que podría programarse y el lector deberá “encontrar”las sentencias adecuadas, es decir, realizar el programade acuerdo con sus propias ideas.

Para programar la mascota deberá escribir el pro-grama en el “Programming Editor”, una vez que lo eje-cute en su PC y luego descargar la aplicación en lamemoria del PICAXE utilizando el cable de programa-ción, siguiendo los pasos que hemos explicado al

comienzo de esta nota cuando presentamosa la tarjeta entrenadora PICAXE-08.

En la figura 20 se tienen imágenes de laplaca de circuito impreso. El montaje noreviste consideraciones especiales y para lafabricación de la placa de circuito impresopuede seguir las indicaciones dadas en elartículo sobre “Ayuda al Principiante” dadaen esta misma edición.

PráCtICA 1

Una vez armada la placa, proponemosque comience a practicar con su mascotavirtual. El siguiente programa realizará elencendido y apagado de forma intermitentedel Led conectado a la pata 7 del PICAXE-08 (salida: Pin0). Usted podrá escribir elcódigo BASIC o hacer el diagrama de flujo yluego realzar la compilación, tal cual lohemos explicado, para luego descargar laaplicación en el interior del PICAXE-08.

El código BASIC para esta práctica es elsiguiente:

inicio:



low 0 'apaga LED en pin 7

wait

goto inicio 'salto a inicio

En la figura 21 puede observar el dia-grama de flujo (flujograma) correspondientea esta práctica. En el Programming Editordeberá construir el esquema tal como semuestra (en el Artículo de Tapa de esta edi-ción se muestra cómo hacerlo). Sugerimosque realice ambas experiencias, es decir,comprobar el comportamiento del circuitocuando descarga el código BASIC y luegohacer lo mismo partiendo desde el flujo-grama.



Figura 20

Figura 21


PráCtICA 2

El código que escribimos a continuación permite elencendido y apagado de forma intermitente del Ledconectado en la patita 3 del PICAXE-08 (salida: Pin4)

inicio:




wait 3


El flujograma se muestra en la figura 22.

PráCtICA 3

Ahora proponemos el encendido y apagado alterna-tivamente de dos Leds conectados en las patitas 3 y 7(salidas: Pin4 y Pin0).

inicio:




wait 1


wait 1

low 4 'apaga led en pin 3

wait 1



PráCtICA 4

Para obtener sonido directamente del microcontrola-dor se puede conectar un zumbador piezoeléctrico entreel pin de salida y la masa.

El comando “sound” hace que el PICAXE genere unsonido en la pata de salida especificada en dichocomando, con una frecuencia y duración también espe-cificada en el commando. Por ejemplo:

sound 2, (50,100)

Esta sentencia indica que se va a generar un sonidoen el pin 2 (patita 7 del integrado) con un tono “50” y unaduración de 100 milisegundos.

El valor “0“ de la frecuencia se corresponde con unsilencio. Los valores del 1 al 127 son tonos cada vezmás agudos y del 128 al 255 sonidos limpios tambiéncada vez más agudos. La duración está indicada enmilisegundos.

Nuestra mascota electrónica, pese a ser muy senci-lla, posee componentes que permiten efectuar una seriede pruebas para que el lector compruebe la potenciali-dad de un PICAXE. En esta práctica se persigue lageneración de 3 tonos diferentes a través del parlantepiezoeléctrico conectado en la patita 5 del PICAXE-08(salida: Pin2).

Montaje


Figura 22

Figura 23


El código a escribir en el Programming Editor es elsiguiente:

inicio:

sound 2, (50, 100) 'sonido en altavoz piezo del pin 5,

‘out 2 tono (0..127), duración ms

sound 2, (100, 100) 'otro tono

sound 2, (120, 100) 'otro tono

pause 1000 'pausa de 1000ms = 1 seg

goto inicio


PráCtICA 5

En esta oportunidad vamos a verificar la acción delas entradas del PICAXE. Al descargar el siguientecódigo en el chip, si se activa el interruptor conectadoen la patita 4 (entrada: Pin3) enciende el Led conectadoen la patita 7 del PICAXE-08 (salida: Pin0).

Deberá escribir el siguiente código:

inicio:

if input3 is on then led 'si la entrada 3 es "1" salta a

‘subrutina led sino a inicio


led:

high 0 'enciende LED pin 7

wait 2 'encendido durante un retardo

‘de 2 segundos

low 0 'apagado LED pin 7

goto inicio


PráCtICA 6

Tenemos conectada una LDR en la patita 6 (entrada:Pin1) del PICAXE-08. Con el programa que propone-mos en esta práctica visualizaremos el valor que nos dael convertidor Analógico/Digital (DAC) a través del“Debug” de la aplicación (presenta el valor de las varia-bles b0..b13, tanto en valor decimal como digital).

Escriba el siguiente código

inicio:

readadc 1,b0 'lee la señal analógica de LDR y

‘carga en variable b0

debug b0 'transmite el valor b0 a la pantalla del PC

pause 100 'pausa

goto inicio 'saltar a inicio

Al cargar el programa al PICAXE-08 se abrirá eldepurador (Debug) mostrando el valor de las variablesb0..b13. Deberemos fijarnos en el valor que toma lavariable b0 que es donde se almacena el valor gene-

rado por el convertidor DAC,anotaremos el valor justo en elmomento que la intensidad lumi-nosa que nos interesa detectarse presente. Cada muestreoserá indicado visualmente a tra-vés del Led conectado a la pata7 del PICAXE-08 (salida: Pin0).Terminamos el tema aquí, pero

Ud. puede realizar muchas más

prácticas. J



Figura 24

Figura 25


El MuNdo dE loS MicrocoNtroladorES: “coMpoNENtES BáSicoS dE la lógica digital”

Unidad Central de ProCesamiento

(Central ProCessor Unit - CPU)

Como indica su nombre, esto es una unidad

que controla todos los procesos dentro del

microcontrolador.

Consiste en varias unidades más pequeñas,

figura 1, de las que las más importantes son:

• Decodificador de instrucciones es la

parte que descodifica las instrucciones del pro-grama y acciona otros circuitos basándose enesto. El “conjunto de instrucciones” que es dife-rente para cada familia de microcontroladorexpresa las capacidades de este circuito;

• Unidad lógica aritmética (ArithmeticalLogical Unit - ALU) realiza todas las operacionesmatemáticas y lógicas sobre datos; y

• Acumulador o registro de trabajo. Es unregistro SFR estrechamente relacionado con el


Microcontroladores

eL MUndo de Los MicrocontroLadores

Sabemos que un microcontrolador es una “mini CPU” que posee en su interior un

microprocesador y componentes asociados. En esta lección explicaremos qué es una

unidad central de proceso y de qué elementos se vale para su funcionamiento, es

decir, explicaremos qué es un BUS y cómo se realiza la transmisión de datos.

www.mikroe.com

Lección 3:

eL entorno de La Unidad centraL de Proceso

Micro - Curso Micro 3.qxd:*Cap 4 - telefonia 18/04/13 15:43 Página 61

Microcontroladores

funcionamiento de la ALU. Es utilizado paraalmacenar todos los datos sobre los que sedebe realizar alguna operación (sumar, mover).También almacena los resultados preparadospara el procesamiento futuro. Uno de los regis-tros SFR, denominado Registro Status (PSW),está estrechamente relacionado con el acumula-dor. Muestra el “estado” de un número almace-nado en el acumulador (el número es mayor omenor que cero etc.) en cualquier instante dado.

BUs

El bus está formado por 8, 16 o más cables.

Hay dos tipos de buses: el bus de direcciones y

el bus de datos. El bus de direcciones consiste

en tantas líneas como sean necesarias para

direccionar la memoria. Se utiliza para transmitir

la dirección de la CPU a la memoria. El bus de

datos es tan ancho como los datos, en este caso

es de 8 bits o líneas de ancho. Se utiliza para

conectar todos los circuitos dentro del microcon-

trolador.

ComUniCaCión en serie

La conexión paralela entre el microcontrola-

dor y los periféricos a través de los puertos de

entrada/salida es una solución perfecta para las

distancias cortas “hasta varios metros”, figura 2.

No obstante, en otros casos cuando es necesa-

rio establecer comunicación entre dos dispositi-

vos a largas distancias no es posible utilizar la

conexión paralela. En vez de eso, se utiliza la

conexión en serie.

Hoy en día, la mayoría de los microcontrola-

dores llevan incorporados varios sistemas dife-

rentes para la comunicación en

serie, como un equipo estándar.

Cuál de estos sistemas se utili-

zará en un caso concreto,

depende de muchos factores,

de los que más importantes son:

• ¿Con cuántos dispositivos elmicrocontrolador tiene que inter-

cambiar los datos?• ¿Cuál es la velocidad del intercambio de

datos obligatoria?• ¿Cuál es la distancia entre los dispositivos?• ¿Es necesario transmitir y recibir los datos

simultáneamente?

Una de las cosas más importantes en cuanto

a la comunicación en serie es el “Protocolo” que

debe ser estrictamente observado. Es un con-

junto de reglas que se aplican obligatoriamente

para que los dispositivos puedan interpretar

correctamente los datos que intercambian

mutuamente. Afortunadamente, los microcontro-

ladores se encargan de eso automáticamente,

así que el trabajo de programador/usuario es

reducido a la escritura y lectura de datos.

VeloCidad de transmisión serial

La velocidad de transmisión serial (baud

rate) es el término utilizado para denotar el

número de bits transmitidos por segundo (bps).


Figura 1

Figura 2


El MuNdo dE loS MicrocoNtroladorES: “coMpoNENtES BáSicoS dE la lógica digital”

¡Fíjese que este término se refiere a bits, y noa bytes!

El protocolo normalmente requiere que cada

byte se transmita junto con varios bits de control.

Eso quiere decir que un byte en un flujo de datos

serial puede consistir en 11 bits. Por ejemplo, si

velocidad de transmisión serial es 300 bps un

máximo de 37 y un mínimo de 27 bytes se pue-

den transmitir por segundo.

Los sistemas de comunicación serial más uti-

lizados son:

i2C CirCUito inter- integrado

(inter integrated CirCUit)

Circuito inter-integrado es un sistema para el

intercambio de datos serial entre los microcon-

troladores y los circuitos integrados especializa-

dos de generación. Se utiliza cuando la distancia

entre ellos es corta (el receptor y el transmisor

están normalmente en la misma placa de circui-

to impreso). La conexión se establece por medio

de dos líneas - una se utiliza para transmitir los

datos, mientras que la otra se utiliza para la sin-

cronización (la señal de reloj).

Como se muestra en la figura 3, un dispositi-

vo es siempre el principal (master - maestro), el

que realiza el direccionamiento de un chip

subordinado (slave - esclavo) antes de que se

inicie la comunicación. De esta manera un

microcontrolador puede comunicarse con 112

dispositivos diferentes. La velocidad de transmi-

sión serial es normalmente 100 kb/seg (el modo

estándar) o 10 Kb/seg (modo de velocidad de

transmisión baja).

Recientemente han aparecido los sistemas

con la velocidad de transmisión serial 3.4

Mb/sec. La distancia entre los dispositivos que

se comunican por el bus I2C está limitada a

unos metros.

sPi - BUs serial de interfase de PerifériCos

(serial PeriPHeral interfaCe BUs)

Un bus serial de interfase de periféricos es

un sistema para la comunicación serial que utili-

za hasta cuatro líneas (normalmente solo son

necesarias tres) para recibir los datos, para

transmitir los datos, para sincronizar y (opcional)

para seleccionar el dispositivo con el que se

comunica, figura 4.

Esto es la conexión full duplex, lo que signifi-

ca que los datos se envían y se reciben simultá-

neamente.

La velocidad de transmisión máxima es

mayor que en el sistema de conexión I2C.

Uart – transmisor – reCePtor asinCróniCo

UniVersal (UniVersal asYnCHronoUs reCeiVer/transmitter) - transmisor-

Este tipo de conexión es asincrónica o asín-

crona, lo que significa que no se utiliza una línea

especial para transmitir la señal de reloj. En

algunas aplicaciones este rasgo es crucial (por

ejemplo, en mandar datos a distancia por RF o

por luz infrarroja).

Puesto que se utiliza sólo una línea de comu-

nicación, tanto el receptor como el transmisor

reciben y envían los datos a velocidad misma

que ha sido predefinida para mantener la sincro-

nización necesaria.

Esto es una manera

simple de transmitir

datos puesto que bási-

camente representa

una conversión de

datos de 8 bits de para-

lelo a serial. La veloci-

dad de transmisión no

es alta, es hasta 1

Mbit/sec.


Figura 3


Microcontroladores

osCilador

Los pulsos uniformes generados por el osci-

lador (figura 5) permiten el funcionamiento

armónico y síncrono de todos los circuitos del

microcontrolador.

El oscilador se configura normalmente de tal

manera que utilice un cristal de cuarzo o reso-

nador cerámico para estabilización de frecuen-

cia. Además, puede funcionar como un circuito

autónomo (como oscilador RC). Es importante

decir que las instrucciones del programa no se

ejecutan a la velocidad impuesta por el mismo

oscilador sino varias veces más despacio. Eso

ocurre porque cada instrucción se ejecuta en

varios ciclos del oscilador.

En algunos microcontroladores se necesita el

mismo número de ciclos para ejecutar todas las

instrucciones, mientras que en otros el tiempo

de ejecución no es el mismo para todas las ins-

trucciones.

Por consiguiente, si el sistema utili-

za el cristal de cuarzo con una fre-

cuencia de 20MHZ, el tiempo de eje-

cución de una instrucción de programa

no es 50 nS, sino 200, 400 o 800 nS

dependiendo del tipo del microcontro-

lador.

CirCUito de alimentaCión

fUente de alimentaCión

Hay que mencionar dos cosas dig-

nas de atención con relación al circui-

to de la fuente de alimentación de

microcontroladores:

• Brown out es un

estado potencialmente

peligroso que ocurre al

apagar el microcontro-

lador o en caso de que

el voltaje de la fuente

de alimentación salga

de unos márgenes

debido al ruido eléctri-

co.

Como el microcontro-

lador dispone de varios circuitos que funcionan

a niveles de voltaje diferentes, ese estado puede

causar un comportamiento descontrolado.

Para evitarlo, el microcontrolador normal-

mente tiene un circuito incorporado para el

brown out reset. El circuito reinicia inmediata-

mente el microcontrolador si el voltaje de ali-

mentación cae por debajo del límite.

• el pin de reset (reinicio), marcado fre-

cuentemente con MCLR (Master Clear Reset),

sirve para el reinicio externo del microcontrola-

dor al aplicar un cero (0) o un uno (1) lógico

dependiendo del tipo del microcontrolador. En

caso de que el circuito brown out no esté incor-

porado, un simple circuito externo para el brown

out reset se puede conectar al pin MCLR.

En la próxima edición continuraemos con el

curso, explicando qué son los temporizadores y

contadores de apoyo para el micro.


Figura 4

Figura 5


Por Federico Prado - [email protected]

Este método consiste en imprimir el diseño de un circuito con unaimpresora láser (o una fotocopia) y posteriormente transferir mediantecalor el tóner del papel a la cara del cobre de la placa virgen. Como eltóner es resistente al ácido usado para “revelar la placa”, todo lo que hayaquedado cubierto por esta sustancia estará preservado de la solución cor-rosiva. Los pasos que hay que seguir para obtener un circuito impreso poreste método son los siguientes:

1. Diseño Del circuito imPresoEl diseño del circuito que deberá tener la placa, denominado PCB, se

Ayuda al Principianteayuda al PrInCIPIanTe

Construcción de Circuitos Impresos por TransferenCIa TérmICa

En varias ediciones de Saber Electrónica explicamos diferentesmétodos para la fabricación de circuitos impresos y, en todos loscasos, quitar el cobre innecesario de la placa virgen, para quequeden grabadas las pistas, es el mismo: “se coloca la placa conel dibujo del impreso dentro de una solución de percloruro férricoen agua”. Las alternativas para “dibujar las pistas” son varias ymuchas de ellas ya las explicamos. Atentos a que en esta ediciónpublicamos varios proyectos con micrcocontroladores destinados aestudiantes, en este artículo hacemos un resumen de los pasos aseguir para la construcción de impresos por transferencia térmica


Ayuda al Principiante.qxd:LECC 1 .qxd 18/04/13 15:02 Página 57

realiza a partir del esquema eléctrico del circuito, usando un programainformático o bien por el método tradicional (a mano). Nosotros hemosoptado por la primera opción y usamos el programa PCB Wizard para laobtención del esquema del circuito impreso.

2. imPresión láser Del Fotolito.Se imprime con una impresora láser a escala 1:1, tal y como se vería

desde la cara de los componentes (modo espejo). Si no disponemos deimpresora láser podemos utilizar otra impresora cualquiera y posterior-mente se hace una fotocopia, ya que el toner de la fotocopia es “similar”al de la impresora laser. Es fundamental usar un papel de calidad lo mássatinado posible. También se obtienen excelentes resultados con papelfotográfico (un papel comercial puede ser el EPSON PHOTO PAPERSO41141).

Antes de realizar un proyecto es conveniente hacer una prueba con unpequeño trozo de placa virgen, para verificar que el papel que vamos ausar es el adecuado.

3. PreParación De la Placa virgenCorte un trozo de placa de circuito impreso virgen del tamaño exacto

y quite con una lima las rebabas. Después elimine totalmente la suciedad y el óxido puliendo la cara

metálica con lana de acero para cobre o lija al agua Nº 600, hasta que lasuperficie metálica quede brillante.

Por último, es necesario desengrasar la superficie del cobre usandoacetona o cualquier disolvente de similares propiedades. El método delimpieza más eficaz consiste en dar dos pasadas usando dos papeles decocina embebidos en solvente.

La primera pasada elimina la mayor parte de la suciedad y la segun-da, con un papel nuevo, deja la superficie impecable. Una vez terminadoel proceso de limpieza, es fundamental que no toque con los dedos lacara del cobre de la placa y no deje pasar mucho tiempo entre la limpiezade la placa y el ataque de la misma, pues podría volver a formarse unacapa de óxido.

4. PlanchaDoÉsta es la parte más delicada. Use una plancha normal a su máxima

temperatura (sin vapor), un trozo de papel de cocina y una tabla paraapoyar.

Lo primero que debe hacer es colocar el fotolito (el papel impreso)sobre el cobre, de manera que el tóner toque la cara del cobre de nues-tra placa. Puede asegurar el papel sobre la placa con pequeños trozos decinta adhesiva pues es fundamental que no se mueva durante este pro-ceso.

Posteriormente, envuelva la placa con el papel dentro de un trozo depapel de cocina doblado para evitar el contacto directo con la plancha yproceda a “planchar” sobre el papel que cubre la placa. Se debe tener elcuidado de presionar el centro y los bordes por igual utilizando la partecentral de la plancha suavemente, sin apretar mucho, durante cuatro ocinco minutos, para que el tóner se funda y se adhiera al cobre. El cam-bio de color del papel que cubre la placa es síntoma de que se ha aplica-do la cantidad de calor adecuada.

fabricación de C.I.



Ayuda al Principiante

Una vez llegado a este punto, para evitar que el papel encoja, es nece-sario sumergir inmediatamente la placa en agua jabonosa, y dejar reposardurante unos 20 minutos.

5. DesPegaDo Del PaPelDespués de unos 20 minutos de tener la placa con el toner impreso,

dentro una bandeja con agua jabonosoa, retire el papel que cubre laplaca. Si el proceso ha salido bien, el papel debe desprenderse conmucha facilidad, sin hacer ninguna fuerza y debe salir “limpio” (sin restosde tóner). Si notamos que está aún pegado al cobre, debe de volver asumergir la placa y esperar más tiempo.

6. lavaDoUna vez retirado el papel tiene que limpiar la placa para retirar los

restos de celulosa y ceras que puedan interferir en el proceso de ataquequímico. Para ello, frote con una esponja suave impregnada con jabónlíquido y agua abundante durante aproximadamente un minuto.

7. corrección De erroresSi hubiese algún defecto en alguna pista, puede corregirlo con un rotu-

lador adecuado (marcador negro de tinta indeleble), sobre la placa seca.Para mejorar la calidad de estos “parches” se pueden dar varias capascon el rotulador.

8. inmersión en solución corrosivaSi bien sabemos que la solución más común es la de percloruro férri-

co en agua, a continuación describimos los atacadores más usuales:

a) atacador lento comercial: su composición es, efectivamente,cloruro férrico y se vende en forma de perlas, en envases de distintotamaño, para diluir en agua. El tiempo necesario para atacar una placa esmuy alto y depende de la temperatura a la que se encuentre el líquido cor-rosivo. En el caso de una temperatura ambiente muy baja puede superarlas 3 horas. Se recomienda calentar la mezcla en baño maría hasta tem-peratura de unos 35 grados. No se deben superar los 40 grados.

b) atacador lento casero: es una mezcla de una parte de agua fuerte(el típico destapador de cañerías) y dos de agua oxigenada de 10volúmenes. Es bastante lento y no deja de ser peligroso.

c) atacador rápido comercial: se suele vender en dos recipientes,una botella de ácido clorhídrico al 16% (muy diluido pero peligroso) y unrecipiente de perborato sódico (oxidante sólido en polvo). El contenido deestos dos recipientes se mezcla en un recipiente de plástico. Se puedeutilizar esta mezcla para varias ocasiones.

d) atacador rápido casero: este sistema es “más casero y económi-co”. Se compone de agua fuerte y agua oxigenada de 110 volúmenes (esmuy importante que sea de 110 volúmenes, ya que el agua oxigenada debotiquín es de apenas 10 volúmenes).

Estos líquidos se mezclan con agua en la proporción 2:1:2 (agua, aguaoxigenada y agua fuerte). Esta proporción depende del la experiencia de



cada persona, con proporciones más altas de agua se puede reducir lavelocidad de atacado (un atacado muy rápido produce gran cantidad devapores tóxicos y calor).

meDiDas De seguriDaD

Al diluir la solución, debe agregar siempre el ácido al agua, y no elagua al ácido. Debe trabajar en un lugar bien ventilado que disponga deagua corriente. Evite las salpicaduras y en caso de contacto con la piel,lave con abundante agua y jabón. Si salpicase a los ojos hay que acudiral médico.

Es muy importante no deshacerse de estos líquidos corrosivos arro-jándolos por desagües, fregaderos u otros sitos donde pueda existir posi-bilidad de corrosión (ya que se comen el metal).

El proceso del atacado no tiene misterio. Utilize pinzas de plástico paramanejar la placa y guantes de látex para evitar quemaduras y no dejehuellas en el cobre. Si no dispone de una bandeja de plástico puedeemplear de vidrio. Para la realización de placas por transferencia térmica,los mejores resultados se obtienen con atacadores rápidos.

9. lavaDo y eliminación Del tónerUna vez concluido el atacado, proceda a sumergir la placa en agua

para detener la reacción y lave con abundante agua y jabón para eliminarlos restos de ácido y sales corrosivas.

El atacado finaliza cuando todo el cobre que no está enmascaradodesaparece. Si ve que hay alguna zona en la que no se va el cobre, pesea que el ácido está empezando a comerse parte de las pistas, lo mejor esdar por concluido el atacado y retirar manualmente el cobre que nosmolesta. Si el ácido se ha comido parte de alguna pista, debe repararlacon estaño. Después de reparar los posibles fallos, habrá que verificarcon un multímetro que existe continuidad en las pistas y que no haya cor-tocircuitos.

10. talaDraDo, solDaDura y acabaDoFinalmente sólo queda la parte de taladrado y protección de la placa.

Para hacer los agujeros, se necesita una broca de 0,8 mm para la may-oría de los componentes típicos, y una de 1mm o incluso mayor para loscomponentes con patillas más anchas.

Justo antes de comenzar a soldar es conveniente limpiar las pistas conlana de acero para cobre para retirar el oxido que haya podido formarse.

Para terminar de realizar la placa se puede aplicar una capa protecto-ra anti oxido. El FLUX SK10 es una resina que al secarse deja una capaprotectora soldable. El PLASTIK 70 es un barniz sintético, por lo que esrecomendable aplicarlo en un lugar aireado. También recomiendo quepara este producto se aplique la capa después de soldar, ya que es difícilsoldar con la capa aislante.

Y con esto ya tendremos nuestro circuito impreso casero con

aspecto profesional. J

fabricación de C.I.



IntroDuccIón

Tal como menciono en el epígrafe, manejar unescáner genérico es equivalente a usar un multí-metro digital en el sentido que si Ud. aprende ausar un multímetro de una marca y modelo, podráemplear cualquier otro multímetro sin inconvenien-tes. De la misma manera, si Ud. aprende a usar unescáner genérico, no tendrá problemas en elmanejo de otro de diferente marca y modelo.

Recuerde que la alimentación del escáner seprovee mediante el Conector de Enlace de Datos(DLC).

Tan solo siga los siguientes pasos para encen-der la herramienta de exploración:

1) Halle el DLC en el vehículo.

2) Conecte la herramienta de exploración

(escáner) y el conector de diagnóstico con el cable

suministrado.

Por otra parte, es recomendable que presteatención a las siguientes sugerencias:

1) No use solventes tales como alcohol para

limpiar el teclado o la pantalla.

EscanEo automotriz

cómo sE manEja un EscánEr oBD ii(PartE 2)


Electrónica del AutomóvilElectrónica del Automóvil

En a edición anterior de Saber

Electrónica comenzamos a explicar el

manejo de uno de los escáner para

OBD II que utilizamos en Saber

Electrónica para generar bibliografía

técnica. A la fecha, publicamos 7 libros

de Electrónica Automotriz en el marco

de la colección Club Saber Electrónica.

En el tomo Nº 72 edición mexicana (ter-

cer volumen de electrónica automotriz)

vimos el montaje de algunas interfases

y links para que pueda descargar infor-

mación para el armado de los mismos.

Dentro de los instrumentos genéricos

OBD II, los modelos MB-880 y VS-890 poseen un software bastante interesante que los hace

bastante eficaces. Ud. puede armar estos instrumentos o comprarlos a diferentes proveedo-

res desde Internet. El VS-890 es igual al MB-880 pero con un software actualizado y distinta

pantalla, pero ambos se manejan de forma similar. En esta edición explicamos cómo obte-

ner datos del Freeze Frame y lecturas de los sensores de oxígenos con el escáner VS-890.

Recuerde que tal como sucede con un multímetro, una vez que aprende a manejar un escá-

ner genérico estará en condiciones de utilizar cualquier instrumento similar.

Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejo e-mail: [email protected]

Ele Auto - Uso escaner.qxd:ArtTapa 18/04/13 13:37 Página 51

2) Use detergente suave no abrasivo y una tela

suave de algodón.

3) En algunos vehículos se puede encontrar una

cubierta de plástico para el DLC y tiene que sacarla

antes de conectar el cable EOBD.

Veremos a continuación los pasos a seguir parautilizar esta herramienta en función de los datosque Ud. desea obtener de las acciones que quierarealizar. Tenga en cuenta que en función delequipo, es probable que exista alguna diferencia enlas secuencias a seguir.

LEcturA DE DAtoS DE FrEEzE FrAME

Cuando ocurre una falla relacionada con la emi-sión, ciertas condiciones del vehículo se graban enla computadora de a bordo. Esta información seconoce como “freeze frame” o “datos de cuadrocongelado”. El ver los “Datos Congelados” es unainstantánea de las condiciones de operación en elmomento de la falla relacionada con la emisión.

Para ver el Cuadro Congelado, use el botón ^vpara seleccionar congelar cuadro a partir de delMenú de diagnóstico y oprima YES para ingresar,figura 54.

Espere un momento mientras la herramienta deexploración lee el PID, la pantalla se lo indicará, talcomo muestra la figura 55.

La lista del Flujo de Datos incluye “conjuntocompleto de Datos”, “Personalizar el conjuntode Datos” y “unidad de Medición”, tal como des-cribe la pantalla de la figura 56.

Para ver conjunto completo de Datos, use elbotón ^v para seleccionar conjunto completo deDatos a partir del menú “Seleccionar Datos” yoprima YES para ingresar, figura 57.

Si aparece un ícono “?” en la parte superior dela pantalla, indica que el ítem de datos en tiemporeal que ha seleccionado tiene información deayuda. Puede oprimir “?” para ver la informaciónde ayuda de estos datos. La información de ayudale mostrará el nombre completo de los datos entiempo real que seleccionó, figura 58.

Electrónica del Automóvil


Figura 54

Figura 55

Figura 56

Figura 57

Figura 58


Oprima “?” de nuevo o la tecla no para regresar.Personalizar el conjunto de Datos y “unidad

de Medición” son lo mismo para el Flujo de Datos. Si no hay Datos congelados, aparece un men-

saje: “no hay ningún Cuadro Congelado o este

modo no es soportado por el vehículo”.Oprima no para regresar al menú de diagnóstico.

InSPEccIón Y MAntEnIMIEnto DEL

SIStEMA DE DIAgnóStIco

El Alistamiento de I/M (Inspección/Mantenimiento)se usa para ver una instantánea delas operaciones del sistema de emisión en los vehí-culos con OBD II. Es una excelente función. Paragarantizar que no existe ninguna falla, asegúreseque todos los monitores están oK o n/A y no existeningún Dtc.

Durante las condiciones normales de conduc-ción, la computadora del vehículo explora el sis-tema de emisión. Después de una cantidad espe-cífica de tiempo de conducción (cada monitor tieneespecíficas condiciones de conducción y tiemporequerido), los monitores de la computadora deci-den si el sistema de emisión de los vehículos fun-ciona correctamente o no así como detectar valoresfuera de rango. Cuando el estado del monitor es:

Listo- indica que un monitor particular que se haestado verificando ha completado su prueba dediagnóstico

No Listo- indica que un monitor particular quese ha estado verificando no ha completado suprueba de diagnóstico.

N/A (No Aplicable)- el vehículo no sostiene esemonitor.

Use el botón ^v para seleccionar Alistamientode I/M a partir del menú de diagnóstico, tal comomuestra la figura 59 y oprima YES.

Nuestra herramienta de diagnóstico soporta 2tipos de pruebas de Alistamiento de I/M:

Desde que se Borró el DTC – indica el estado

de los monitores desde que se borraron los DTC.

Este Ciclo de Conducción -– indica el estado

de los monitores desde el comienzo del corriente

ciclo de conducción.

Use ^v para seleccionar Desde que se Borróel Dtc (Since Dtc cleared ) o Este ciclo deconducción (This Driving Cycle), figura 60. Si elvehículo soporta ambos tipos de pruebas, entoncesambos tipos se mostrarán en la pantalla. Oprimayes para ingresar.

Si ingresa Desde que se Borró el Dtc o Esteciclo de conducción, puede ver la informacióndel sistema de emisión en vehículos OBD II, figura61.

Si hay un ícono “?” en la parte superior de lapantalla, significa que puede oprimir “?” para ver elnombre completo, tal como se sugiere en la figura62.

A veces pasa que sólo se soporta un ítem o nose soporta ninguno.

Escaneo Automotriz


Figura 59

Figura 60

Figura 61


Oprima no para regresar al menú de diagnós-tico.

PruEBA DEL MonItor DE o2

Las reglas de OBD II requieren que los vehícu-los monitoreen y prueben los sensores de oxígenopara determinar problemas relacionados con elcombustible y las emisiones. La prueba delMonitor de o2 permite la recuperación de comple-tos resultados de prueba de monitoreo de sensoresde O2. Estas pruebas no son pruebas a pedido y sehacen automáticamente cuando las condiciones deoperación del motor están dentro de límites especí-ficos. Estos resultados de prueba se guardan en lamemoria de la computadora de a bordo. Para reali-zar un diagnóstico con el escáner debe hacer losiguiente:

Use ^v para seleccionar Prueba del Monitor deo2 a partir de del menú de diagnóstico, figura 63, yoprima YES.

Si su vehículo no usa la comunicación del tipocontroller network Area (CAN) use el botón ^vpara seleccionar el ítem a partir de del menú dePrueba del Sensor o2 y oprima YES para ver la

información, figura 64. Vea los resultados deprueba del sensor de O2 seleccionado, tal comose sugiere en la figura 65.

Use el botón ^v para ver más pantallas de losdatos si se muestra el ícono ̂ v. Oprima la tecla nopara regresar.

Si el vehículo no soporta el modo, se mostraráun mensaje de advertencia en la pantalla.

Si el vehículo se comunica usando cAn, laspruebas del monitor de O2 no son soportadas porel vehículo.

Un mensaje en la pantalla le dirá “De acuerdo

con ISO, esta función no es soportada bajo CAN”,tal como se muestra en la fiura 66.



Figura 62

Figura 63

Figura 64

Figura 65

Figura 66


La misma función en 7 “Prueba del Monitor de abordo para el bus CAN”. Significa que para losresultados de la Prueba del Monitor de O2 de unvehículo equipado de CAN hay que ver el capítulo“Prueba del Monitor de a bordo”. Así que puedeoprimir YES para ingresar a “Prueba del Monitorde a bordo” o presionar la tecla no para regresaral menú de diagnóstico, figura 67.

PruEBA DEL MonItor DE A BorDo

La función Prueba del Monitor de a bordo esútil después de la reparación o después de borrar lamemoria del vehículo. Los resultados de la pruebano necesariamente indican un componente o sis-tema fallado.

La Prueba del Monitor de a bordo de vehículosno equipados con cAn recibe resultados deprueba de componentes del tren de potencia rela-cionados con la emisión y sistemas que no sonmonitoreados continuamente.

La Prueba del Monitor de a bordo de vehículosequipados con cAn recibe resultados de pruebade componentes del tren de potencia relacionadoscon la emisión y sistemas que son y no son moni-toreados continuamente.

Use ^v para seleccionar Prueba del Monitorde a bordo a partir del menú de diagnóstico yoprima YES para ingresar, figura 68.

A partir del menú de Prueba del Monitor de abordo, use ^v para seleccionar una prueba paraver y oprima YES.

Si no es un vehículo CAN, las selecciones deprueba serán como se muestra en la figura 69. Enese caso, presione YES para ver la información,figura 70.

Presione la tecla “?” para ver la información deayuda del ítem seleccionado, figura 71.

Para vehículos CAN, las selecciones de pruebaserán como se muestra en la figura 72.

Escaneo Automotriz


Figura 67

Figura 68

Figura 69

Figura 70

Figura 71


Presione YES para ver la información, figura 73.

Si el vehículo bajo prueba no soporta el modo,un mensaje le dirá “Este modo no es soportado

por el vehículo”, tal como muestra la figura 74.

Presione la tecla no para regresar a los menúsprevios.

Lo dado hasta aquí son solo algunas de las fun-

ciones que posee un escáner genérico.

Por razones de espacio no podemos completar

el informe sobre el manejo de estos instrumentos,

pero en la próxima edición continuaremos con este

desarrollo.

Si no quiere esperar hasta el mes próximo,

puede descargar el manual completo desde nues-

tra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo

clic en el ícono password e ingresando la clave:

“manualobd2”. J


fig. 72

Figura 73

Figura 74



IntroduccIón

OLED (siglas en Inglés de Organic Light-Emitting

Diode, en español: diodo orgánico de emisión de luz) es

un diodo que se basa en una capa electroluminiscente

formada por una película de componentes orgánicos que

reaccionan, a una determinada estimulación eléctrica,

generando y emitiendo luz por sí mismos.

Las Oled, entones, son pantallas que usan materiales

orgánicos que hacen de fuente de iluminación y pantalla

al mismo tiempo, mientras que las Lcd y las mal llama-

das Led usan una fuente de iluminación y un panel

donde residen los pixeles; en ese caso las LCD/LED

usan pantallas de cristal liquido, los plasmas en cambio

usan pequeños huecos llenos de gas inerte y una espe-

cie de fósforo que reaccionan ante pulsaciones eléctri-

cas.

Para construir una pantalla sencilla con LEDs, un

buen modo de excitar un Led es con un transistor bipo-

lar, tal como se puede observar en la figura 1.

La corriente del led va a depender fundamentalmente

de dos parámetros:

* El resistor de emisor R1.

* La tensión del control de brillo aplicada a la base.

Prácticamente se puede decir que la corriente de

colector es igual a la de emisor y la corriente de emisor

es igual a la tensión de base menos 600mV (barrera)

dividido la resistencia de emisor.

Corriente colector = corriente del emisor =

= tensión de base – barrera / resistencia del emisor

nota: por ahora hacemos el análisis considerando la

llave J1 cerrada y por lo tanto como si no existiera Q2.

TT écnicoécnico RR epaRadoRepaRadoR

En este artículo explicaremos cómo se

genera una pantalla de 12 Leds blancos

(3 filas de 4 Leds cada una), para respe-

tar el formato clásico de 4/3. En dicha

pantalla realizaremos la figura más sen-

cilla: una pantalla totalmente blanca por

medio de un barrido, teniendo en

cuenta que a un Led hay que asegurarle

una corriente circulando por él y no una

tensión, ya que el brillo varía lineal-

mente con la corriente que lo atraviesa.

En base a informes de

Ing. Alberto H. Picerno

Cómo se Generan Las ImáGenes en una

PantaLLa oLeD

Tec Repa - Fortrmo las imagenes.qxd:ArtTapa 17/04/13 13:26 Página 43

En este circuito se puede estable-

cer una tabla de valores de tensiones

de brillo comparadas con corrientes

por el Led, vea la tabla 1.

El brillo y la tensión de entrada son

prácticamente lineales desde 1 a 10V

salvo una distorsión para tensiones

bajas que se puede reducir si se

comienza la excitación en 1V. De cual-

quier modo debemos recordar que las

normas de transmisión están hechas

para un sistema alineal como es el

TRC y se debe colocar una etapa ante-

rior que linealice la transmisión o ajuste lo que se llama

el “coeficiente Gama” del sistema. Si repetimos este cir-

cuito por todos y cada uno de los Leds de la pantalla

podremos encenderlos a todos al mismo tiempo y cam-

biar su brillo.

La idea es abrir la llave J1 para que todos los Leds se

apaguen y desconectar la fuente para reforzar este apa-

gado. Luego ir cerrando llave por llave y conectando

fuente por fuente en secuencia para que los Leds se ilu-

minen en un barrido . Si al mismo tiempo se varía la señal

de brillo se puede entonces dibujar una imagen en nues-

tra primitiva pantalla.

Las llaves se pueden cerrar por un sistema de fila y

columna. Las columnas conectan la fuente de alimenta-

ción y las filas la base del transistor llave.

Nuestro sistema no tiene en cuenta el tema de la per-

sistencia por lo que resulta un sistema de bajo rendi-

miento en donde cada Led está encendido solo el 100/12

= 8,3% del tiempo.

Nombraremos cada Led como en los sistemas matri-

ciales. Los subíndices nos indican en que fila y en que

columna se encuentra el Led.

L11 L12 L13 L14L21 L22 L23 L24L31 L32 L33 L34

1. Se comienza encendiendo el Led L11 generando

un pulso en la columna 1 (base de Q2) y otro pulso en la

fila 1 (fuentes); al electrodo de brillo se le da el valor

correspondiente al brillo de ese píxel de la imagen que

como sabemos se aplica a todos los electrodos de base

en paralelo.

2. Luego de un tiempo, que depende de la velocidad

de exploración horizontal, se apaga el pulso de explora-

ción de la columna 1 y se enciende el de la columna 2 al

mismo tiempo que se cambia la tensión de brillo. La

fuente conectada a toda la fila no cambia.

3. Luego de un tiempo idéntico al anterior se hace lo

mismo con la siguiente columna y así sucesivamente

hasta llegar al Led L14. Las columnas inferiores se exci-

tan al mismo tiempo que la primera pero los Leds no

encienden porque no tienen tensión de fuente.

4. Al terminar de explorar la primera fila se desco-

necta la fuente de ella y se conecta a la fila 2; al mismo

tiempo que se excita la columna 1 nuevamente y se cam-

bia el valor de brillo. Así se explora la fila 2 completa y

luego a su tiempo se apaga esta fila y se enciende la fila

3.

Cada Led está encendido solamente la 1/12 parte del

tiempo. Es decir que si encendemos todos los Leds al

mismo tiempo aplicando las tensiones de brillo indivi-

dualmente a cada base se generaría la misma imagen

pero con un brillo 12 veces más alto. Como usamos Leds

Técnico Reparador


Figura 1 - Excitación de un Led

en una pantalla de B y N.

Tabla 1


de alto brillo el problema puede pasar desapercibido,

pero es un problema real que las pantallas comerciales

resuelven dejando encendido cada píxel por un tiempo

menor pero cercano al de un barrido completo, de ese

modo la sensación de luz en el ojo es de un brillo mayor.

En nuestro caso deberíamos colocar capacitores

electrolíticos en los colectores de cada transistor

Q1 para que retenga la tensión de colector por un

tiempo algo inferior al de un barrido completo.

Esto involucra un circuito que no se puede construir

por el tamaño del capacitor, por lo que preferimos usar

Leds de alto brillo y aceptar la disminución del brillo.

ExcItacIón por FILa y coLumna dE una

pantaLLa dE LEds

Vamos a suponer que tenemos una pantalla matricial

de 4 columnas por 3 filas con un circuito igual al mostrado

en el punto anterior para cada Led blanco que llamamos

píxel activo. Cada píxel activo tiene 3 entradas: 2 digita-

les para encender el píxel y otra analógica para variar el

brillo.

En las tecnologías reales todo se maneja con dos ter-

minales, por ejemplo en nuestro caso la conexión de

fuente podría ir a una fuente variable de acuerdo al brillo.

Las entradas analógicas están todas conectadas entre sí,

es decir que forman un solo electrodo de pantalla al que

podríamos decir que le conectamos la luminancia de la

escena que debe variar en nuestro caso entre 1V y 10V

y que en el circuito se representa como una línea punte-

ada que engloba a todos los píxeles, figura 2. Las entra-

das digitales de encendido del píxel están conectadas en

un circuito de fila para las fuentes y de columna para las

llaves de apagado como se puede observar en la figura

siguiente. Para simplificar se construyó la pantalla con

tres barras de Leds.

No se requiere un cable por cada píxel ya que tene-

mos 12 píxeles y solo 7 cables de excitación a saber 4

para las columnas y 3 para las filas. En este ejemplo ele-

mental el factor de economía de cables es pequeño ya

que llega solo a 7/12 = 0,58 es decir que economizamos

un 58% de los cables.

Observe que para pantallas grandes el factor de eco-

nomía se agranda enormemente. Por ejemplo para una

pantalla de 800 x 600 (480.000 píxeles) el factor de eco-

nomía llega a 1400/480.000 = 0,0029 o aproximada-

mente el 0,3% del total de cables porque solo usamos

800 + 600 = 1400 cables.

Si Ud. enciende el circuito puede observar el barrido

de Leds comenzando por arriba a la izquierda hasta lle-

gar abajo a la derecha y volver a empezar por el princi-

pio. Del modo en que esta predispuesto el generador de

palabras a una frecuencia de 100Hz Ud. puede ver como

la iluminación salta de un Led a otro lentamente. Pruebe

llevando este valor a 1kHz, 10kHz, 100kHz etc.

Lamentablemente no tenemos un modo de variar el

brillo de los Leds si queremos hacer la simulación en el

programa “Workbench Multisim”. Si se pudiera, podría-

mos observar imágenes en nuestra pantalla elemental si

cómo se Generan Las imágenes en una pantalla oLed


Figura 2 - Pantalla de Leds de 4x3 con barrido programado.


sincronizáramos la señal de video con el barrido en pan-

talla o a la inversa (el método clásico de la TV analógica

es justamente sincronizar el haz con la señal de video).

Los dIFErEntEs modos dE ExpLoracIón dE una pantaLLa

La exploración progresiva implica analizar una ima-

gen completa desde el primer punto hasta el último tal

como se lee un texto. Es decir lineal, de izquierda a dere-

cha, volviendo rápidamente al comienzo del renglón infe-

rior y así sucesivamente hasta completar un cuadro com-

pleto. El estudio del ojo indica que el mismo deja de per-

cibir el parpadeo cuando el cuadro esta completado en

20ms o menos para luego comenzar otro cuadro y para

obtener una buena sensación de movimiento los cuadros

se pueden repetir cada 40ms. Si repetimos los cuadros

cada 20ms, estamos recibiendo el doble de información.

¿Cómo se consigue entrelazar dos campos para

fabricar un cuadro completo?

Sólo se debe dar a la frecuencia vertical un valor tal

que en un ciclo entren una cantidad determinada de

líneas más media línea. Por ejemplo en el ALN la fre-

cuencia vertical es de 50Hz lo que equivale a un periodo

de 20ms en tanto que el periodo horizontal es de 64µS.

Una simple división de 20.000/64 = 312,5 nos permite

observar que en cada campo vertical entran 312 líneas y

media línea más. Esto significa que un pulso de sincro-

nismo vertical coincide con un pulso horizontal y el

siguiente cae exactamente en el medio del trazado hori-

zontal.

sEñaLEs dE VIdEo anaLógIcas y dIgItaLEs

En una señal de video analógica existe un valor ins-

tantáneo de tensión para cada valor del brillo de la ima-

gen en el punto analizado por la cámara de toma. Los

sensores de todas las cámaras son digitales, poseen un

mosaico formado por gotas de material fotosensible o

chips dispuestos en forma de fila y columna. La luz incide

sobre estas gotas cargándolas o quitándole electrones

durante el periodo de borrado vertical y luego durante el

periodo activo se van explorando una a una de modo que

generen una tensión sobre una salida común del

mosaico; en las cámaras más modernas no hay haz elec-

trónico que haga el posicionamiento; cada celda se

explora en secuencia. De ese modo se obtiene una ten-

sión que varia de acuerdo a la imagen tomada.

Luego, a la señal de video se le deben agregar las

señales de sincronismo para que el video pueda ser

representado en una pantalla. El sincronismo agregado

sincronizará la exploración del mosaico de cámara con la

exploración de pantalla.

En nuestra pantalla elemental de 4 x 3 el video apli-

cado al electrodo común puede ser simplemente la señal

obtenida del mosaico, amplificada debidamente. Esto

significa que mientras exploremos cada píxel puede

haber un pequeño cambio de la tensión de video y el bri-

llo puede cambiar levemente hasta que desconectemos

ese píxel y conectemos el siguiente. Si la señal de video

es extraída de una señal digital existe un proceso lla-

mado de muestreo y retención (Sampling and Hold) que

transforma la señal de modo que mantiene su nivel

durante el tiempo de retención de la información.

tEorEma dEL muEstrEo dE nyquIst-shannon

Realizar un muestreo consiste en tomar valores ins-

tantáneos de la señal a intervalos predeterminados. El

teorema afirma que cuando se muestrea una señal, la

frecuencia de muestreo debe ser mayor que el doble del

ancho de banda de la señal a transmitir, para poder

reconstruir la señal original de forma exacta a partir de

sus muestras. Si B es el ancho de banda de la señal y Fm

es la frecuencia de muestreo, el teorema puede expre-

sarse del siguiente modo: Fm = 2B

El concepto de ancho de banda no necesariamente

es sinónimo del valor de la frecuencia más alta de la

señal a transmitir, aunque si es cierto que esto se cumple

Técnico Reparador


Figura 3 - Señal original y muestreada.


en las transmisiones con modulación por amplitud. No

todas las señales comparten tal característica.

Si el criterio no es satisfecho, existirán frecuencias

cuyo muestreo coincide con el de otras frecuencias, pro-

duciéndose el fenómeno llamado “aliasing”. La tasa o fre-

cuencia de muestreo es el número de muestras por uni-

dad de tiempo que se toma de una señal analógica para

producir una señal digital, figura 3.

En la parte superior de la figura 3 se observa como la

tensión de la señal varia en unidades de tensión a lo

largo del tiempo, es decir que el gráfico muestra como

una variable física (la tensión instantánea) varía suave-

mente pasando por todos los valores posibles. El gráfico

inferior en cambio es abstracto ya que solo representa

números a ser transmitidos por un sistema de transmi-

sión de datos que representa la señal original en forma

de muestras.

El teorema de Nyquist sólo indica el valor mínimo

necesario para que el muestreo resulte eficaz. Por

encima de ese valor, cuanto mayor sea el número de

niveles de comparación (muestras), más fiel será la con-

versión analógica digital (A/D), lo que se traduce en una

mayor calidad de la señal resultante. Cuantas más mues-

tras se tengan, mejor será la señal reconstruida.

El problema es que a mayor frecuencia de muestreo

(más información), mayor será el ancho de banda nece-

sario para transmitir la señal digital o mayor será el con-

sumo de material de soporte de un medio. Aunque se

siga aumentando la frecuencia de muestreo, la calidad no

continúa incrementándose indefinidamente.

FrEcuEncIas dE muEstro En

transmIsIonEs dE audIo y VIdEo

En audio, la máxima frecuencia perceptible para el

oído humano está en torno a los 20kHz, por lo que teóri-

camente una frecuencia de muestreo de 40kHz sería

adecuada para digitalizarla. Por eso, en la norma del CD,

se estableció un valor levemente superior de 44,1 kHz.

Esto significa dicho con otras palabras que el sonido ana-

lógico se explora cada 1/44.100 Hz es decir cada 24µs

aproximadamente. En el caso del video si tomamos cali-

dad DVD debemos considerar una ancho de banda de

6MHz aproximadamente y la frecuencia de muestreo

será de 12MHz con un intervalo entre muestras de

1/12.000.000 = 8,3ns y para un video de calidad VHS

aproximadamente 16ns.

Por lo general el tiempo que se tarda en transmitir esos

bits es igual al tiempo de muestreo. Es decir que cuando

se termina de transmitir una muestra se comienza a trans-

mitir la siguiente. Desde el punto de vista matemático se

puede decir que la señal que se transmite se deforma

según lo que indicamos en la figura 4. En la figura exage-

ramos el tiempo de muestreo y la cantidad de bits con la

que se transmite cada muestra para que el dibujo sea

más explicito. Pero no tenga ninguna duda de que la dis-

torsión existe. Tan es así que esa distorsión tiene nom-

bre: se llama distorsión de cuantificación y es en cierta

forma el equivalente al ruido analógico.

¿En qué lugar de un sistema de transmisión analó-

gico existe la señal mostrada en la figura 4?

Como serie de números se produce en el transmisor

a la salida del conversor A/D y como una verdadera ten-

sión solo vuelve a aparecer en el receptor justamente a

la salida del conversor D/A posteriormente al decodifica-

dor de señales.

Esa señal es la que luego de un proceso de amplifi-

cación se utiliza para darle la luminosidad adecuada a

cada píxel o la posición correcta al cono de un parlante.

En nuestra pantalla elemental es la señal de luminancia

que se aplica a las bases de los transistores reguladores

de brillo recreando la señal existente en el mosaico foto-

sensible del transmisor.

un sIstEma compLEto para

nuEstra pantaLLa ELEmEntaL

Ahora tenemos la señal que varía el brillo de cada

píxel de nuestra pantalla y sabemos que cada vez que



Figura 4 - Verdadera señal trasmitidas.


llegue una muestra de video se debe saltar un píxel hacia

la derecha hasta barrer la primera fila de Leds. Es decir

que con la llegada de la primer muestra de brillo se ilu-

mina el primer Led, se mantiene iluminado mientras dure

la muestra y luego se salta al segundo iluminándolo más

o menos de acuerdo al brillo que indique la muestra y así

sucesivamente hasta barrer los doce Leds de la pantalla.

En la figura 5 se puede observar como sería la señal

de video si se transmitiera una cruz negra sobre fondo

blanco en el medio y un poco a la izquierda del centro de

la imagen con un punto gris abajo a la derecha.

Observe que el sincronismo, en nuestro caso, se

genera por un pulso hacia abajo que tiene un nivel de

“supernegro” (más negro que el negro). Nuestro receptor

debe decodificar el pulso de sincronismo de cuadro que

tiene un nivel de solo 100mV y a partir de allí se debe

encender el primer Led que como vemos tendrá todo el

brillo posible con 10V de tensión para polarizar el tran-

sistor. Los píxeles negros se producen cuando la señal

solo tiene 500mV y por lo tanto el transistor driver esta

cortado. El último píxel tiene una tensión de 5V que pro-

duce un brillo medio.

El nivel de brillo se aplica a todos los píxeles de la

pantalla, por lo tanto debemos seleccionar el píxel ade-

cuado utilizando las señales de fila y columna. El detec-

tor de nivel de sincronismo puede construirse con un sim-

ple comparador rápido que compare la señal de luminan-

cia contra una tensión fija de 200mV como mostramos en

la figura 6 con una señal que posee niveles de 100mV,

500mV,

En la parte superior del osciloscopio se puede obser-

var la señal de entrada similar a la señal en cruz y en la

parte inferior la salida por la pata 1 del comparador.

Observe que la salida solo contiene un pulso que se uti-

liza como sincronismo para el microprocesador que

genera la señal de fila y columna para nuestra pantalla

elemental de 12 Leds, que también se puede sacar la

señal de sincronismo en forma digital con un micro y un

programa comparador de códigos que reconozcan ese

código especial del “infranegro”.

Técnico Reparador


Figura 5 - Señal de luminancia de una cruz.

Figura 6 - Recortador de sincronismo

con comparador.


un sIstEma dE pantaLLa comErcIaL con LEds

Una pantalla con una definición de 800 x 600 píxeles

tiene una cantidad total de medio millón de píxeles apro-

ximadamente (480.000 exactamente) para un ByN y

1.500.00 para un color. Aun utilizando el sistema de fila y

columna y en ByN es imposible utilizar un solo micro para

excitar la pantalla porque este debería tener 800 + 600 =

1.400 patitas.

La solución adoptada es utilizar varios micros enca-

denados de forma que se puedan controlar desde un

micro maestro.

Por ejemplo un formato de micro aceptable hoy en día

es de 140 patitas así que usando 10 distribuidos alrede-

dor de la pantalla está solucionado el problema. Por lo

general estos micros son del tipo chip montados directa-

mente sobre el circuito impreso (rígido o flexible) de

modo que terminan formando parte de la pantalla y la

falla de uno solo de ellos involucra el cambio de la misma

que generalmente no es económico haciendo que el TV

sea irreparable.

Inclusive una pantalla real debe funcionar en colores

y por lo tanto se triplican la cantidad de circuitos de píxe-

les y se hace más complejo el control. De cualquier modo

hay que dejar aclarado que los tres Leds de colores no

necesitan estar encendidos al mismo tiempo gracias a

que el ojo humano tiene una considerable memoria aun-

que la característica persistencia natural o artificial hace

que los tres colores aparezcan prácticamente al mismo

tiempo.

EL EFEcto aLIasIng

Si se utiliza una frecuencia de muestreo menor a la

establecida por el teorema de Nyquist, se produce una

distorsión conocida como aliasing. El aliasing impide

recuperar correctamente la señal cuando las muestras de

ésta se obtienen a intervalos de tiempo demasiado lar-

gos. La forma de la onda recuperada presenta pendien-

tes muy abruptas (vea la figura 7). Una pendiente abrupta

genera cierta dispersión de la señal. Esta dispersión es la

responsable de que se generen ecos (entendiendo por

eco, no un sonido, sino un desfasaje o desplazamiento

temporal de la señal). El efecto aliasing y la dispersión (o

distanciamiento de un conjunto de valores con respecto a

su valor medio) que introduce quedaron demostrados por

los experimentos de Lagadec.

FILtro antIaLIasIng

Para eliminar el aliasing, los sistemas de digitaliza-

ción incluyen filtros de paso bajo que eliminan todas las



frecuencias que sobrepasan la frecuencia ecuador (la

que corresponde a la mitad de la frecuencia de muestreo

elegida) en la señal de entrada. Es decir, todas las fre-

cuencias que queden por encima de la frecuencia de

muestreo seleccionada son eliminadas. El filtro pasa

bajos para este uso concreto recibe el nombre de filtro

antialiasing. Sin embargo, abusar de los filtros antialia-

sing, puede producir el mismo efecto que se quiere evi-

tar. Cuando se conectan varios filtros en cadena (en el

muestreo, en la conversión digital-analogica, etc.), un fil-

trado excesivo de una onda que ya cumplía con el requi-

sito para su correcta transformación A/D, puede degene-

rar y provocar que la onda final presente una pendiente

marcada. Por esta desventaja del filtro antialiasing se ha

generalizado la técnica conocida como sobremuestreo

de la señal.

sobrEmuEstrEo

Para evitar las caídas abruptas se utiliza la técnica

conocida como sobremuestreo (oversampling), que per-

mite reconstruir, tras la conversión D/A, una señal de

pendiente suave.

Un sobremuestreo consiste en aplicar un filtro digital

que actúa sobre el tiempo (dominio de frecuencia), cam-

biando de lugar las muestras, de forma que al superpo-

nerlas, se creen muestreos simultáneos virtuales. Estos

muestreos simultáneos no son reales, son simulaciones

generadas por el propio filtro. Estos muestreos simultá-

neos se obtienen utilizando el llamado coeficiente de

sobremuestreo “n”.

Las muestras obtenidas se superponen con los datos

originales y los conversores D/A los promedian, obte-

niendo una única muestra ponderada (por ejemplo, si se

hacen tres muestreos, finalmente, la muestra tomada no

es ninguna de las tres, sino su valor medio). Para evitar

el aliasing, también se introduce a la entrada un filtro

paso bajo digital, que elimine aquellas frecuencias por

encima de la mitad de la frecuencia de muestreo. No obs-

tante, a la salida, la frecuencia de muestreo utilizada para

reproducir la señal ya no es la misma que se utilizó para

tomar las muestras a la entrada, sino que es tantas veces

mayor como números de muestreo se hayan hecho.

Consideremos un ejemplo característico de la digitali-

zación de música en formato CD. Imaginemos que para

digitalizar el CD se hacen 3 muestreos a 44,1kHz que se

interpolan. Se introduce un filtro paso bajo, llamado “deci-

mator”, que elimina las frecuencias por encima de los

20kHz, pero la frecuencia de muestreo utilizada para

reconstruir la señal será tres veces mayor: 132,3kHz. De

este modo se reconstruye la señal suavizando la pen-

diente. A este proceso de filtrado durante la conversión

D/A se lo conoce como diezmado.

La técnica del sobremuestreo encarece considerable-

mente los equipos. Por lo tanto todos los sistemas de

transmisión de datos de audio o video consideran al

sobremuestreo como un agregado a sistema original. J

Técnico Reparador


Figura 7 - Efecto aliasing.

DioDo orgánico De emisión De Luz

un diodo orgánico de emisión de luz, también cono-cido como oLeD (acrónimo del inglés: organic Light-emitting Diode), es un diodo que se basa en una capaelectroluminiscente formada por una película de com-ponentes orgánicos que reaccionan, a una determi-nada estimulación eléctrica, generando y emitiendo luzpor sí mismos. existen muchas tecnologías oLeD diferentes, tantascomo la gran diversidad de estructuras (y materiales)que se han podido idear (e implementar) para contenery mantener la capa electroluminiscente, así comosegún el tipo de componentes orgánicos utilizados. Las principales ventajas las pantallas oLeDs son: másdelgados y flexibles, más contrastes y brillos, mayorángulo de visión, menor consumo y, en algunas tecno-logías, flexibilidad. Pero la degradación de los materia-les oLeD han limitado su uso por el momento.Actualmente se está investigando para dar solución alos problemas derivados de esta degradación, hechoque hará de los oLeDs una tecnología que puedereemplazar la actual hegemonía de las pantallas LcD(TFT) y de la pantalla de plasma.


ManualES TécnicoS

Servicio Técnico a Equipos Electrónicos

tV a coloresLos teLevisores a trC siguen LLegando aL taLLer de Los téCniCos para su reparaCión...

atentos a las necesidades del sector técnico, de contar con un material debidamente agrupado, decidimos comen-zar la edición de paquetes educativos formados por una guía de lectura rápida y un Cd que completa cada pro-ducto que contiene, como mínimo, 500 fallas y sus soluciones comentadas en televisores de todo tipo, ya sea atrC, de plasma, LCd o a Led. obviamente, es imposible colocar todas las fallas en forma impresa y es por elloque la gran mayoría las podrá encontrar en el Cd que también posee manuales de servicio, planos gigantes, videose información adicional muy útil para el técnico. Hasta la fecha contamos con más de 20 textos publicados con 500fallas comentadas cada uno y seguimos generando contenidos en base al aporte de técnicos que nos hacen lle-gar sus experiencias razón por la cual ud. tiene la posibilidad de contar con una base de datos bastante extensa.si bien esperamos producir varios tomos de este tipo, al momento de escribir este editorial estábamos preparandoun sector exclusivo en nuestra web sobre fallas de equipos electrónicos con un buscador inteligente que le permi-tirá encontrar el informe que ud. requiera dentro de la base de datos que, como ya mencionamos, posee más de10,000 registros solamente de fallas en televisores a color. este manual es el segundo tomo de la serie y vieneacompañado de un Cd multimedia interactivo que contiene más de 500 fallas comentadas en televisores a color,cursos de funcionamiento, mantenimiento y reparación, videos y manuales de servicio de diferentes equipos (trC,plasma, LCd, etc.). el Cd (junto con el manual que ud. está leyendo) puede ser adquirido en los mejores puestosde venta de revistas a sólo $99 Mn en México (o u$s 10 dólares en otros países). en esta guía vemos algunos casosde fallas en equipos con trC pero en el Cd recopilamos casos en todo tipo de televisores.

Recopilación de FedeRico pRado

ManualES TécnicoS

Servicio Técnico a Equipos ElectrónicosFFallasallas yy ssolucionesoluciones ccomentadasomentadas enen

tV a colores


Manual - Fallas TV:ArtTapa 17/04/13 11:16 Página 49

INTRODUCCIóN

Tal como comentamos en la presentación de

este manual, el técnico sigue necesitando ele-

mentos que faciliten la reparación de equipos

receptores de televisión de todo tipo, desde apa-

ratos antiguos a TRC convencionales, pasando

por los equipos con TRC de pantalla chata y más

aún si son de procedencia China.

Atentos a esta situación, Editorial Quark ha

recopilado más de 10.000 casos de fallas resuel-

tas en más de 2500 receptores de televisión dife-

rentes con comentarios suficientes para que el

técnico no tenga problemas cuando llegue a su

taller un equipo defectuoso. Hace un tiempo

publicamos el primer paquete educativo: “500

Fallas Comentadas en Televisores a Color”, obra

que viene acompañada de un CD con cursos,

videos, manuales de servicio y una amplia reco-

pilación de casos resueltos en televisores comer-

ciales.

El presente manual corresponde al segundo

tomo de la serie, que incluye la presente guía y el

segundo disco compacto con más de 500 fallas

resueltas con sus correspondientes circuitos y

manuales de servicio.

Nuestra intención es publicar periódicamente

un manual de este tipo, de manera que en corto

tiempo pueda contar con una amplia biblioteca de

ayuda técnica.

A continuación reproducimos algunas de las

más de 500 fallas que contiene el CD que acom-

paña a esta obra y que puede conseguir en los

mejores puestos de venta de revistas.

Manuales Técnicos


Caso1

EQUIPO:TVFALLA: No aparecen los textos OSD (On

ScreenDisplay=displayenpantalla)MARCA:Sony14”multinormaMODELO:KV-kR20SOLUCIóN: Cambiar el microprocesador

Z86227004PSC(1480)

COMENTARIOS:Lo in te re san te de es ta re pa ra ción es tá en una

cu rio si dad. Es ta fa lla se pro du ce pos te rior men te

a una tor men ta eléc tri ca y una des car ga que in -

gre só por el ca ble de ali men ta ción de ener gía ya

que se que ma ron TVs en to do el ba rrio in de pen -

dien te men te de te ner o no co ne xión a las se ña les

de TV por ca ble.

Por lo ge ne ral una des car ga de un ra yo afec -

ta a to do el mi cro que de ja de fun cio nar, o a la

fuen te de ali men ta ción, o al sin to ni za dor por don -

de la des car ga re tor na a ma sa.

En es tos TVs el mi cro si gue fun cio nan do pe -

ro se afec ta la fun ción de dis play en pan ta lla que

de sa pa re ce por com ple to.

El au tor ya tu vo dos ca sos igua les y una rá pi -

da ave ri gua ción por el bus ca dor Goo gle de In ter -

net con el có di go del mi cro, me lle vó a un ar tí cu -

lo de un bo le tín téc ni co de APAE en don de se

des cri be un ca so si mi lar con la mis ma mar ca y

mo de lo de TV.

Al go más in te re san te to da vía es que se tra ta

de una fa lla en don de se pue de com pro bar la res -

pon sa bi li dad del mi cro con to da fa ci li dad. Va rios

son los mo dos de ge ne rar los tex tos en pan ta lla

aun que siem pre se ge ne ran aden tro del mi cro.

Pa ra que los tex tos se pre sen ten es ta bles, es de -

cir, siem pre en la mis ma po si ción de la pan ta lla

se to man mues tras de los dos sin cro nis mos del

TV, ho ri zon tal y ver ti cal. Si esas se ña les lle gan al

mi cro, el mi cro ge ne ra los tex tos a tra vés de 3 sa -

li das lla ma das R G B. Es tas sa li das pue den ser

en via das al jun gla don de cor tan el vi deo al rit mo

de los tex tos ge ne ra dos o a un CI lla ve que in ser -

ta los tex tos, o más mo der na men te a tres tran sis -

to res de vi deo que su ma los tex tos en los cá to dos

del tu bo. Siem pre se tra ta de un cir cui to tri pli ca do

y es di fí cil que las tres sec cio nes fa llen a la vez.

Por lo tan to: la fa lla se de be al mi cro o a la au sen -

cia de al gu nas de las se ña les de sin cro nis mo.

La prue ba de las se ña les de sin cro nis mo se

rea li za sim ple men te con un os ci los co pio: si no

tie ne os ci los co pio es cu che las se ña les de V y H,

con un am pli fi ca dor de au dio y un par lan te to -

mán do las con un re sis tor de 1kΩ y un ca pa ci tor

0.1µF (in clu si ve se pue den es cu char con el pro -

pio am pli fi ca dor de au dio del TV). La de ver ti cal

de 60Hz se es cu cha rá sin di fi cul tad. La de ho ri -


SErvicio TécNico a EquipoS ElEcTróNicoS



zon tal de 15.750 es muy di fícil de es cu char no

sólo por el oí do hu ma no que ya tie ne po ca res -

pues ta, co mo por el cor te del am pli fi ca dor y el

par lan te.

Aquí el me jor re cur so es fa bri car se un am pli fi -

ca dor de au dio que res pon da has ta 20kHz y co -

lo car un dio do 1N4148 y un ca pa ci tor elec tro lí ti co

que se car gue con la se ñal del par lan te. Lue go al -

gún me di dor de ten sión con ti nua nos pue de in di -

car lo que el oí do, no es ca paz de es cu char o un

par lan te no es ca paz de emi tir. No le da mos el cir -

cui to por que se tra ta de que Ud. adap te al go que

ya tie ne en su ta ller. Só lo le in di ca mos que el

apa ra to pro pues to tie ne una gran uti li dad por que

sir ve no só lo pa ra el ca so pre sen te; sir ve pa ra to -

dos aque llos ca sos en que se de be ob ser var una

se ñal de fre cuen cia ho ri zon tal.

BIBLIOGRAFíAYDIRECCIONES:

El bus ca dor Goo gle es una ver da de ra ma ra vi -

lla de ve lo ci dad que Ud. no de be de jar de pro bar.

Su uso es muy sim ple. Ud. de be co lo car el CI

bus ca do en la ven ta na de bús que da y se lec cio -

nar, bús que da en to da la red (la op ción de bús -

que da en Es pa ñol no es acon se ja ble si Ud. es tá

bus can do una es pe ci fi ca ción, por que ge ne ral -

men te es tán en in glés).

Si pos te rior men te de sea sa ber quién ven de el

CI en su zo na se lec cio ne la bús que da en su país

de re si den cia (el bus ca dor se lo ofre ce en pri mer

tér mi no por que de tec ta des de don de lle ga el pe -

di do). Ge ne ral men te en unos po cos se gun dos

Ud. tie ne los da tos del co mer cio de su zo na que

lo ven de y el pre cio de lis ta. Le acon se ja mos que

com pa re el pre cio re que ri do con el va lor en U$S

de la bús que da in ter na cio nal y dis cu ta el pre cio

con su pro vee dor lo cal.

Una co sa in creí ble es que el bus ca dor rea li za

la bús que da in clu si ve si Ud. co me te al gún error

de es cri tu ra, por que si no en cuen tra na da bus ca

pa la bra si mi la res con un ca rác ter al fa nu mé ri co

cam bia do, lue go le ofre ce si quie re ver esos re -

sul ta dos. APAE es una aso cia ción sin fi nes de

lu cro de la Re pú bli ca Ar gen ti na que tie ne una am -

plia ba se de da tos de cir cui tos de TV, Au dio y Vi -

deo. Allí ave ri güé que el TV que es ta ba bus can -

do era igual al TV PHIL CO 14MS6 que apa re ce

en el ma nual 27, pági na 94 de la co lec ción de

ma nua les de Cir cui tos de TV, de la edi to rial HA -

SA, de la Re pú bli ca Ar gen ti na.

Manuales Técnicos


Caso2

EQUIPO:TVFALLA: No tiene color; esporádicamente

seobservanseñalesdecolorperoenlugardesercoloresllenostienenunaelevadacortinaVeneciana.MARCA:SANSEI14”multinormaMODELO:R1414SOLUCION: Cambiar el circuito integrado

DBL2052

COMENTARIOS:Las eta pas de co lor de los TV con TRC sue len

ser un ver da de ro pro ble ma pa ra los re pa ra do res

por su gran com ple ji dad. Lo im por tan te es di vi dir

el pro ble ma. Si Ud. tie ne una her mo sa se ñal de

blan co y ne gro y na da de co lor de be pri me ro sa -

ber si el pro ble ma es tá en el de co di fi ca dor de cro -

ma o en la eta pa se lec to ra de nor mas que lo con -

tro la. En nues tro ca so ob ser va mos que el jun gla

TA8867 tie ne to da la sec ción de co lor in clui da

sal vo la de ter mi na ción au to má ti ca de la nor ma

que se rea li za con un CI es pe cí fi co pa ra TVs tri -

nor ma PALN, PALM, NTSC de 9 pa tas lla ma do

DBL2052.

Es te cir cui to in te gra do tie ne una es pe ci fi ca -

ción que se con si gue por Goo gle y allí se pue de

ob ser var que po see una pa ta de en tra da (4) co -

nec ta da al jun gla por don de re ci be los da tos y

tres pa tas de sa li da mar ca das NTSC (9) PALM

(8) y PALN (3) que pa san al es ta do al to pa ra que

el equi po en tre en al gu na de las nor mas. Lo pri -

me ro que se de be ha cer es me dir es tas tres pa -

tas pa ra ver en que nor ma se en cuen tra el dis po -

si ti vo. En nues tro ca so la in di ca ción fue que las

tres pa tas se en con tra ban a po ten cial de ma sa.

Es ta con di ción no se pue de dar nun ca por lo

que su pu si mos que el cir cui to in te gra do es ta ba

en ma las con di cio nes. De cual quier mo do siem -

pre es con ve nien te ase gu rar se de que el jun gla

fun cio na co rrec ta men te for zan do la nor ma a ma -

no. Mu chos TV tie nen una lla ve me cá ni ca de 4

po si cio nes mar ca das au to má ti co, NTSC, PALN,


PALM o un mo do ma nual se lec cio na ble por el

con trol re mo to. En es te ca so no era así por lo que

nos vi mos obli ga dos a de sol dar el CI y for zar la

pa ta 3 a un es ta do al to con un re sis tor de 1kΩ co -

nec ta do a la pa ta 1. De in me dia to apa re ció el co -

lor lo que nos in di có que es ta ba mos por el buen

ca mi no. Lue go nos

que da ba pro bar la

nor ma NTSC co sa

que rea li za mos uti li -

zan do un vi deo gra -

ba dor y un cas set te

gra ba do en esa nor -

ma y for zan do la

pa ta 9 a fuen te.

Hay una ex pli ca ción

pa ra to do; en los

mo men tos en que

apa re cía co lor, és te

te nía una ele va da

cor ti na Ve ne cia na

(las lí neas de la tra -

ma su ce si vas son

de di fe ren te co lor, si

se mi ran de le jos el

ojo per ci be un pro -

me dio y los co lo res

pa re cen lle nos, pe -

ro si se mi ran des de

cer ca se no ta la di -

fe ren cia de co lor).

Por cu rio si dad qui -

se ave ri guar có mo

se pro du cía es te fe -

nó me no y ob ser vé

que a pe sar de que

exis tía co lor nin gu -

na de las lí neas de

re tar do de cro ma

te nía se ñal. En

efec to lo que ocu rre

es que con las tres

se ña les de con trol

ba jas el de co di fi ca -

dor que da en NTSC

y de al gún mo do el

ki ller no ope ra o lo

ha ce alea to ria men -

te. En nor ma NTSC

la se ñal se aco pla in ter na men te y por eso las lí -

neas de re tar do no te nían se ñal. En cuanto a la

cor ti na Ve ne cia na el pro ble ma es de bi do a que en

esa nor ma no se pro du ce la in ver sión PAL en el

re cep tor pe ro co mo es tába mos ob ser van do en

PALN el trans mi sor la es ta ba pro du cien do.




Caso3

EQUIPO:TVFALLA:PantallaoscuraMARCA:JVC31”MODELO:AV-31BX5SOLUCION:CambiarC363de0.001µFx3kV

COMENTARIOS:Una pan ta lla os cu ra se pue de de ber a múl ti -

ples cau sas. Lo im por tan te es lle gar a una re so -

lu ción rá pi da de la fa lla. Yo pro pon go el si guien te

mé to do que por su pues to no es el úni co:

Co nec to el TV a la red con una se rie de 300W

pa ra los de 29” o más o con 150W los de me nor

ta ma ño. Pul so el bo tón ON mien tras ob ser vo el fi -

la men to del tu bo te nien do el bra zo co lo ca do a 1

cm de la pan ta lla. De es te mo do pue do ob ser var

si el fi la men to se en cien de y si hay al ta ten sión en

el alu mi ni za do del tu bo por in ter me dio del ve llo

del bra zo que se eri za.

Si el fi la men to es tá en cen di do y hay al ta ten -

sión el pro ble ma es se gu ra men te una ten sión

ina de cua da en el zó ca lo del tu bo. Aho ra que da

des co nec tar los cá to dos y co nec tar los a ma sa

con re sis to res de 150kΩ. Si la pan ta lla se ilu mi na

sig ni fi ca que el pro ble ma es ta en los am pli fi ca do -

res de vi deo o en las se ña les que los ex ci tan.

En nues tro ca so no se ilu mi na ba lo que sig ni -

fi ca que el pro ble ma se en cuen tra en la po la ri za -

ción del tu bo o en el tu bo mis mo. Es to sig ni fi ca

que se de ben me dir por lo me nos las ten sio nes

de fo co y screen.

La ten sión de fo co no se pue de me dir di rec ta -

men te con el tés ter ya que es del or den de los 8

a 10kV y se re quie re una pun ta de al ta ten sión,

pe ro la ten sión de screen se pue de me dir con el

tés ter en la es ca la de 1kV. En nues tro ca so era

de ce ro volt.

Esa ten sión se ge ne ra en el fly-back con un

po ten ció me tro pa ra al ta ten sión pe ro se fil tra con

un ca pa ci tor ce rá mi co mon ta do so bre la pla que ta

del tu bo. Una aten ta ob ser va ción del mis mo mos -

tró que es ta ba ra ja do y en cor to cir cui to.

BIBLIOGRAFíAYDIRECCIONES:Ma nual de Cir cui tos de TV, Nro 27, pág. 89 de

edi to rial HA SA.

Manuales Técnicos



Caso4

EQUIPO:TVcolorFALLA:Pantallablanca,conunfondodevi-

deomuytenue.MARCA:PHILCO20”MODELO:20MS6SOLUCION: Se debe cambiar el choque

L951de22µHy

COMENTARIOS:Un aná li sis co rrec to de los sín to mas siem pre

me jo ra la efec ti vi dad de nues tro tra ba jo. El au tor

sien te una ver da de ra sa tis fac ción cuan do rea li za

un diag nós ti co pre ci so sin lle gar a sa car la ta pa

del equi po. Es te es uno de los ca sos más pa té ti -

cos. Si el tu bo es tá ilu mi na do de un blan co fuer te

y con lí neas de re tra za do es por que los tres cá to -

dos del tu bo es tán a po ten cial de ma sa. En nues -

tro ca so se ob ser va ba

una mí ni ma ima gen de

fon do po co de fi ni da.

Yo ob ser va ba el TV

por en ci ma de los

hom bros de Gon za lo,

un muy buen alum no

que ha ce al gu nas

prác ti cas en mi la bo ra -

to rio.

De in me dia to di je; te

fal ta la ten sión de

fuen te de los am pli fi -

ca do res de vi deo. Re -

vi sá el dio do o al gún

ma te rial re la cio na do

con el mis mo.

Gon za lo me mi ró con

una son ri sa so ca rro na,

co mo pen san do que lo

úni co que me fal ta ba

era te ner po de res adi -

vi na to rios. Sa có la ta -

pa y mi dió los tres co -

lec to res de los tran sis -

to res de vi deo. El re -

sul ta do fue una par de

vol tios que va ria ban

con el res to de vi deo

en la pan ta lla. Es ta

ten sión es la ten sión

de ba se de los tran sis -

to res de vi deos y es la

ra zón por la cual se

ob ser va ba al go de

ima gen en la pan ta lla.

El pro ble ma es ta ba en

un cho que de 30 uHy

que apli ca la ten sión a

las tres re sis ten cias de




car ga de los am pli fi ca do res de vi deo. Es ta ba cor -

ta do. En ge ne ral los téc ni cos acos tum bran a

reem pla zar los cho ques de fuen te por un sim ple

puen te de alam bre. Es to pue de ser una prác ti ca

acep ta ble aun que po co ade cua da en otros ca -

sos. En el pre sen te no se de be rea li zar por que

ese cho que me jo ra la res pues ta en fre cuen cias

al tas de los am pli fi ca do res de vi deo. Ya se con si -

guen en el co mer cio es pe cia li za do así que co -

rres pon de cam biar lo por otro.

BIBLIOGRAFíAYDIRECCIONES:Ma nual de Cir cui tos de TV, Nro 27, pág. 97 de

edi to rial HA SA.

Manuales Técnicos


Caso5

EQUIPO: TV Color 20”

FALLA: No Funciona

MARCA: Genérico (FirstLine)

MODELO: DTH-20J1

SOLUCION: Cambiar capacitor cerámico

disco C413 de 270 pF 2 KV conectado entre el

colector del transistor de salida horizontal (Q403)

y masa. También el transistor de salida horizontal

si llegó a afectarse.

COMENTARIOS:Este TV llegó al laboratorio con el transistor de

salida horizontal quemado. La costumbre de los

reparadores cuando aparece un TV con el tran-

sistor de salida horizontal quemado es el clásico

“cambiar y enchufar”. Digamos que hay un buen

porcentaje de TVs (tal vez el 50%) que salen

andando, en donde evidentemente se trataba de

aparatos simplemente con el transistor dañado,

porque había llegado al fin de su vida útil. En

estos casos, decimos que nos tocó “bailar con la

más linda”.

El resto de los TVs vuelven a quemar el tran-

sistor y entonces decimos “nos tocó bailar con la

más fea”. ¿Existe un método de trabajo que evita

quemar el transistor? por supuesto que existe y

está probado por la práctica de muchos años de

trabajo. En este punto mis alumnos siempre me

plantean una moción de orden económico que

conviene dirimir previamente a la técnica: Si un

transistor de salida horizontal vale en promedio

3,5 dólares y el método de prueba dura una hora,

probablemente no resulte económico aplicarlo,

salvo que no tengamos otra cosa que hacer. En

efecto, la hora de técnico con todo su instrumen-

tal e instalaciones se calcula en América Látina

en el orden de los 20 dólares, para que ese labo-

ratorio obtenga una adecuada ganancia. Esto

siempre es hipotético, porque seguramente Ud.

ya habrá sacado la cuenta de que a esos valores,

trabajando 9 horas por día, durante 22 días al

mes; se obtendría un beneficio de unos 4.000

dólares y Ud. seguramente ya debería ser millo-

nario. La realidad siempre es mucho más flaca.

Esos valores de 20 dólares la hora son calcula-

dos para laboratorios grandes del tipo “Servicio

técnico autorizado” en donde hay una infraestruc-

tura de apoyo muy grande al trabajo de cada

reparador. Y por supuesto que de los 20 dólares

el técnico sólo cobra una parte ínfima.

Creemos no equivocarnos, si estimamos que

en un laboratorio individual la ganancia por hora

del dueño y único personal llega a valores 5

veces menores con mucha suerte. Aun así a 4

dólares la hora significa que cualquier método

aplicable debe ser rápido. No creo equivocarme

si digo que debe durar unos 5 a 10 minutos para

que sea económico. Y esto a su vez implica que

todos los elementos deben estar a mano en el

momento en que se los requiera. Si su laborato-

rio es un desorden puede tardar una semana en

hacer una prueba miserable. Si todo está guar-

dado ordenadamente en 10 minutos se puede

realizar una apendicectomía. Ahora vamos a

resolver el problema técnico. Si un TV o un moni-

tor quema el transistor de salida horizontal es

porque supera su limite de corriente, tensión o

potencia o porque está mal montado sobre el disi-

pador y aun con esos parámetros dentro del

límite, su chip supera la temperatura máxima de

trabajo.

Por lo tanto, primero controle que el transistor

esta bien montado. Mejor aun, desmóntelo, lim-

pie el disipador y el transistor, controle que la

mica no esté perforada y que los niples no están

deformados y vuelva a montar todo con cuidado.

Mientras hace esto controle visualmente los

capacitores sujetos a tensiones elevadas y aque-


llos que conducen la corriente del yugo. En la

figura se puede observar un circuito simplificado

de una etapa de salida horizontal clásica que lo

puede ayudar.

No vamos a explicar aquí cómo funciona una

etapa de salida horizontal clásica. Si quiere repa-

sar la teoría vea la bibliografía. Aquí sólo vamos a

hablar de reparaciones.

Los capacitores a revisar son los de sintonía

C2 y C3. Generalmente C2 es un cerámico disco

de 470pF por 3kV montado cerca del transistor

para evitar irradiaciones en la conmutación y C3

del orden de los 8200 pF 1,5kV del tipo poliéster

metalizado o de mylar. Cualquiera de los dos que

tenga arcos internos suele quedar marcado en su

envoltura exterior. Luego debe observar el capa-

citor de acoplamiento al yugo C1 que se suele

quemar no por la tensión sino por la elevada

corriente que circula por él. El fly-back también

debe ser examinado con todo detalle buscando

agujeritos en el plástico. En general, si estos com-

ponentes están directamente en cortocircuito la

etapa de salida no arranca y el transistor se salva.

El problema es cuando se producen arcos aleato-

rios. Dependiendo del momento en que se realiza

el arco el transistor puede pasar a mejor vida en

forma instantánea o simplemente puede cortar la

fuente y hay que volver a encender el TV hasta

que en uno de esos episodios se quema el tran-

sistor.

En el circuito la bobina L1 es la sección hori-

zontal del yugo y el transformador T1 representa

al fly-back (para simplificar dibujamos un solo

secundario). La fuente V1 es la alimentación de la

etapa por una de las patas del primario. El

método de prueba consiste en construir una

fuente variable de elevada corriente general-

mente construida con un Variac, o con un eleva-

dor de tensión viejo, conectado como reductor o

con un transformador con derivaciones de 12V en

12V hasta llegar hasta 120V, etc. etc. y con un

puente de rectificadores y un electrolítico. En una

palabra que Ud. debe tener en su taller una fuente

aislada de la red que por lo menos entregue 2 o 3

A 120V, variable en forma continua o por saltos de

aproximadamente 12V. Esta fuente no tiene un

uso específico para etapas de salida horizontal

sino que es de propósitos generales y a poco que

la construya va a tener un uso intensivo en su

laboratorio.

Desconecte la fuente de 120V, pero contro-

lando que sólo quede desconectada la etapa de

salida y el resistor de centrado horizontal si exis-

tiera (no existe en el circuito, pero es un resistor

del orden de 1kΩ conectado entre el extremo

superior del yugo y la fuente V1). Observe que la

etapa driver horizontal debe quedar alimentada

para que el transistor de salida tenga una ade-

cuada excitación.

Cargue la salida para el horizontal de la fuente

pulsada con un resistor de unos 300Ω, 150W para

evitar que la fuente se dispare en tensión por

tener poca carga.

Si tiene osciloscopio y punta por 100, conéc-

telo sobre el colector del transistor de salida hori-

zontal y masa; si no tiene punta por 100 conéctelo

sobre un secundario del fly-back. Si no tiene osci-

loscopio, encienda una radio en AM con el ferrite

de antena cerca del TV (si tiene osciloscopio use

también la radio que nunca está de más). Levante

la tensión de la fuente 0 - 120V lentamente,

observe el oscilograma y escuche la radio atenta-

mente. Si a partir de una determinada tensión

escucha una fuerte interferencia en la radio y el

oscilograma comienza a tener un elevado ruido

sobre la forma normal del retrazado no suba más

la tensión.

Observe los componentes mencionados ante-

riormente. Si alguno tiene un arco que antes cor-

taba la fuente pulsada, ahora no la va a poder cor-

tar y la energía de nuestra fuente es suficiente

para que ese componente se caliente y termine

por fundirse no sin antes realizar alguna acción

espectacular como chispas, humo, fuego que




deberá Ud. controlar inmediatamente (siempre

tengo un matafuego apto para circuitos eléctricos

cerca de mi lugar de trabajo, aunque en 45 años

nunca lo utilicé).

Nuestro método de la fuente variable, nos per-

mite limitar esta actuación espectacular limitando

la energía entregada al circuito, de modo que no

termine dañando componentes cercanos.

En nuestro caso cuando llegamos a 90V el

capacitor cerámico se calentó y terminó explo-

tando de forma espectacular, en unos pocos

segundos de prueba. Es decir que nos avisó que

estaba fallado, se inmoló en nombre de la elec-

trónica como un monje Tibetano, después de

haberse mantenido en el anonimato por muchos

años, molestando al usuario y a tantos técnicos

que no supieron encontrarlo.

BIBLIOGRAFíAYDIRECCIONES:Manual de Circuitos de TV Nro 24 de Héctor y

Jorge Algarra. Ed. HASA. Curso Completo de TV

de Alberto H. Picerno Ed. Quark. Video sobre

Etapas de Salida Horizontal de Alberto H.

Picerno. Ed. Quark.

Manuales Técnicos


Caso6

EQUIPO:TV Color 26”

FALLA:No Funciona

MARCA:Genérico y Tonomac

MODELO: M20

SOLUCION: Cambiar resistor de alambre

R411 de 18K de la fuente de alimentación.

COMENTARIOS:Este TV tiene una fuente con un integrado

TDA2640, que tiene una particularidad casi

única. Si hay algún cortocircuito en los consumos

realiza 10 pruebas de encendido. Si en las diez

veces se supera el límite de corriente, la fuente

se corta definitivamente hasta que el TV se des-

conecte por más de 3 minutos. Con un nuevo

encendido del TV se realiza una prueba similar.

Los diez intentos de encendido se perciben

como diez agudos chillidos de ratón. Si la fuente

no chilla y el TV está apagado, lo más probable

es que la falla esté en la fuente. Para compro-

barlo desconecte el conector M2 (conector de

tres patas, con una libre operando de guía)

conecte un téster sobre la salida y encienda el

TV. No necesita resistor de carga porque la

fuente funciona en el modo burst cuando no tiene

carga.

El téster debe indicar 120V aproximadamente.

Si no indica nada, saque la plaqueta de fuente y

pruébela cómodamente sobre la mesa de trabajo.

Esta fuente es realmente indestructible salvo

por dos resistores de alambre que suelen fallar

después de algunas décadas de funcionamiento

y que son los resistores de alimentación del inte-

grado y de la etapa driver. Estas etapas se ali-

mentan directamente desde los 300V rectificados

desde la red y como esa tensión se debe reducir

hasta 12V, para el integrado y a 60V para el dri-

ver, esos resistores resultan ser de valores muy

elevados 18kΩ y 10kΩ respectivamente y de ele-

vada potencia (ambos de 10W). Eso significa que

deben estar construidos con alambre muy fino y

eso a su vez significa que ese alambre se oxida y

se corta con el tiempo. Mida por lo tanto los resis-

tores R412 (10kΩ) y R411 (18kΩ) con el óhmetro;

muy probablemente alguno de ellos se encuentra

cortado.

Como concepto general podemos decir lo

siguiente: si Ud. no sabe cómo funciona un dis-

positivo y tiene que arreglarlo sin información,

busque resistores de alta potencia del tipo de

alambre y mídalos con el téster. Las probabilidad

y estadística es una ciencia exacta y los resisto-

res de alambre de valor igual o superior a 10K

tiene una probabilidad de falla superior a cual-

quier otro componente. Luego le siguen los elec-

trolíticos, después los circuitos integrados, los

dispositivos semiconductores y por último y a lo

lejos los resistores de baja disipación y los capa-

citores de poliéster metalizado y cerámicos de

baja tensión.

Nota: esta escala de probabilidad de falla no

tiene aplicación para componentes SMD ni para

dispositivos conectados a antenas externas.

BIBLIOGRAFíAYDIRECCIONES:Manual de Circuitos de TV Nro 8, página 185

de editorial HASA.


ConTadores: In Tro duC CIón

La fun ción de un con ta dor es dar sa li da a la in for ma ción se gún una se cuen -cia prees ta ble ci da con an te rio ri dad. La ma yo ría de los con ta do res ope ran concó di go bi na rio (dan sa li da de in for ma ción en 8421, ex ce so 3, o al gún otro), pe -ro di se ñan do un cir cui to me dian te una ló gi ca de in ter co ne xión pue de ob te nercual quier con fi gu ra ción ar bi tra ria de sa li da.

Los con ta do res se em plean nor mal men te co mo cir cui tos bá si cos en otrossis te mas ló gi cos, ya sea pa ra com pu ta ción, con tro les in dus tria les, me di ción dein ter va los, etc. Exis ten dis tin tos ti pos de con ta do res, los cua les se cons tru yenuti li zan do Flip-flops JK, T, RS o D. Los po de mos cla si fi car en tres gru pos fun da -men ta les:

Con ta do res Asín cro nos, lla ma dos tam bién con ta do res se rie. En es tos dis -po si ti vos, to dos los Flip-flops que lo in te gran cam bian de es ta do si mul tá nea -men te; los pul sos de re loj se apli can a to dos los Flip-flops al mis mo tiem po.

Es to ha ce que, si hay al gún cam bio, se pro duz ca en sin cro nía en to dos losFlip-flops.

Con ta do res Sín cro nos, lla ma dos tam bién con ta do res pa ra le los. En es te ca -so, los pul sos a con tar se apli can a la en tra da de al gu no de los Flip-flops (ge -ne ral men te, el pri me ro). Los cam bios en los Flip-flops no se rea li zan en to dosal mis mo tiem po, de bi do a que aqué llos a los cua les no lle gan di rec ta men te lospul sos van a cam biar de es ta do, si la sa li da de al gún otro Flip-flop cam bia dees ta do; es de cir, el cam bio de es ta do de un Flip-flop ac cio na un se gun do Flip-flop, el cual pue de des pués ac cio nar un ter ce ro, lue go un cuar to y así su ce si va -men te.

Con ta do res en Ani llos. Un con ta dor en ani llo es sim ple men te un re gis tro dedes pla za mien to de ro ta ción; es de cir: un re gis tro cu ya sa li da es tá co nec ta da asu en tra da.

Los con ta do res pue den efec tuar la se cuen cia en sen ti do cre cien te, en sen -ti do de cre cien te o en am bos sen ti dos y en cual quier or den. El nú me ro de es ta -

TeoríaCurso De TéCniCo superior en eleCTróniCa

Contadores y Diseños por Mapas de Karnaugh

Sabemos que los Flip-flops son los elementos de memoria bási-cos y que a partir de ellos es posible construir otros dispositi-vos, tales como registros de desplazamiento y contadores. Loscontadores binarios difieren de los registros de desplazamientoen que sus Flip-flops están conectados entre sí de manera dife-rente. En esta lección analizaremos a estos componentes digi-tales y veremos cómo se simplifican las funciones lógicasmediante el empleo de los “Mapas de Karnaugh”.

ETAPA 3 - LECCIÓN Nº 4


Leccion E2L4.qxd:LECC 1 .qxd 18/04/13 11:38 Página 17

dos su ce si vos a tra vés de los cua les un de ter mi na do con ta dor rea li za una se -cuen cia an tes de que re pi ta nue va men te se de no mi na mó du lo.

Los con ta do res de mó du lo 2n (2, 4, 8, 16 o al gu na otra po ten cia de 2) sonlos más fá ci les de cons truir. Si n = 2 te ne mos 4 es ta dos, 0 a 3. La can ti dad nde ter mi na el nú me ro de Flip-flops que ten drá el cir cui to.

En for ma ge ne ral, un con ta dor es un cir cui to que rea li za una se cuen cia atra vés de m es ta dos di fe ren tes en un or den es pe cial, sien do m el mó du lo delcon ta dor. El con ta dor cam bia de un es ta do a otro me dian te la se ñal de re loj.

El con ta dor asín cro no re quie re me nos ele men tos pa ra su fun cio mien to queel sín cro no. Tie ne la des ven ta ja de que es más len to, ya que an tes de apli car asu en tra da un nue vo pul so de re loj es ne ce sa rio que to dos los Flip-flops ha yancam bia do de es ta do. Por el con tra rio, el con ta dor sín cro no, si bien es más com -ple jo, es más ve loz; se pue de usar a ma yor fre cuen cia.

Con Ta do res asín Cro nos

Co mo ya he mos ex pli ca do, en es tos dis po si ti vos, los pul sos a con tar se re ci bensó lo en el pri mer Flip-flop (el que al ma ce na el bit me nos sig ni fi ca ti vo) y los Flip-flopssi guien tes son co man da dos por el Flip-flop que lo pre ce de en or den.

Pa ra que po da mos com pren der el fun cio na mien to, en la fi gu ra 1 se da elcir cui to de un con ta dor de mó du lo 16 que, por su pues to, ten drá cua tro Flip-flops. En di cha fi gu ra se tie ne que:

LSB - Bit me nos sig ni fi ca ti vo.MSB - Bit más sig ni fi ca ti vo.

Ca da Flip-flop de es te cir cui to es dis pa ra do por los flan cos ne ga ti vos de lospul sos de re loj.

Los bies ta bles uti li za dos son Flip-flop J-K con sus en tra das uni das, lo quearro ja co mo re sul ta do Flip-flops ti po T dis pa ra dos por flan cos ne ga ti vos. Si te -ne mos en cuen ta la ta bla de ver dad de un Flip-flop T.

————————————T Q+1

————————————1 Q0 Q

————————————

Se de du ce que, si T es tá con un ni vel ba jo, lasa li da no cam bia; si es tá con un ni vel al to, la sa li -da cam bia cuan do se pro du ce un flan co ne ga ti vode la se ñal de re loj.

En el cir cui to de la fi gu ra 1, al es tar to das lasen tra das J-K en un ni vel "1" ló gi co, sig ni fi ca queca da vez que se pro du ce un flan co ne ga ti vo de re -

lección 4, etapa 3


Figura 1


Teoría

loj, el Flip-flop cam bia de es ta do. La sa li da del FF1 dis pa ra el se gun do (FF2) porsu en tra da de re loj; la sa li da de FF2 dis pa ra a FF3 y la sa li da de FF3, a su vez,dis pa ra FF4. Te ne mos, en ton ces, que un pul so apli ca do a la en tra da de re loj delFF1 se pro pa ga rá de un Flip-flop a otro has ta que lle gue al úl ti mo de la se rie.Por es te mo ti vo, a es te ti po de con ta do res tam bién se los lla ma con ta do res se -rie. La ta bla de ver dad que gra fi ca el fun cio na mien to de ta lla do es la si guien te:

——————————————————————————————MSB LSB VA LOR

8 4 2 1 DE CI MAL——————————————————————————————

0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 20 0 1 1 30 1 0 0 40 1 0 1 50 1 1 0 60 1 1 1 71 0 0 0 81 0 0 1 91 0 1 0 101 0 1 1 111 1 0 0 121 1 0 1 131 1 1 0 141 1 1 1 15

——————————————————————————————

En la ta bla da da, que co rres pon de a un có di go bi na rio (de pe so 8421) ve -mos que, pa ra rea li zar la con un cir cui to se cuen cial, el se gun do Flip-flop (FF2)de be cam biar cuan do el pri me ro pa sa de 1 a 0 (flan co ne ga ti vo).

- El FF3 cam bia cuan do el FF2 pa sa de 1 a 0.- El FF4 cam bia cuan do el FF3 cam bia de 1 a 0.

En el cir cui to ló gi co es to es tá con tem pla do de bi do a que la sa li da Q de ca -da Flip-flop es tá co nec ta da a la en tra da de re loj del si guien te Flip-flop; di cho deotra ma ne ra: es la mi tad de la del Flip-flop an te rior.

En la fi gu ra 2 se da el dia gra ma de tiem pos co -rres pon dien te a es te con ta dor.

Es im por tan te no tar que los re qui si tos de ve lo ci -dad de con teo no son los mis mos pa ra los cua troFlip-flops.

Así por ejem plo, si los pul sos a con tar tie nen unafre cuen cia de 10MHz (0,1 mi cro se gun dos en tre lospul sos de en tra da), el FF1 de be po der ope rar a10MHz; en cam bio, el FF2 ope ra rá a 5MHz, el FF3 a2,5MHz y así su ce si va men te. La eta pa n que da elbit más sig ni fi ca ti vo (MSB) ope ra rá una fre cuen ciade:


Figura 2


fCKfn = ——————

2n-1

El es que ma del con ta dor vis to tie ne un con teo as cen den te. Si lo ha ce mosdes cen den te (15 a 0), ob ser van do la ta bla del có di go bi na rio (de pe so 8421)ve mos que el FF2 cam bia cuan do el FF1 pa sa a 0 a 1 (flan co po si ti vo). El FF3cam bia cuan do el FF2 pa sa de 0 a 1. El FF4 cam bia cuan do el FF3 cam bia de0 a 1.

Co mo los Flip-flops del es que ma que es ta -mos ana li zan do son dis pa ra dos por flan cos ne -ga ti vos, lo que ha ce mos en el con ta dor des cen -den te es uti li zar la sa li da Q en lu gar de la sa li daQ. El con ta dor se lee por Q; lo que cam bia es quelos pul sos que se apli can a las en tra das de re lojson to ma dos de la sa li da Q.

En la fi gu ra 3 se ha di bu ja do el dia gra ma ló -gi co de un con ta dor des cen den te de mó du lo 16,cu yo dia gra ma de tiem pos se mues tra en la fi gu -ra 4.

En los dia gra mas de tiem po que es ta mosana li zan do, las sa li das de los Flip-flops son lassa li das Q.

Si bien po de mos pro fun di zar en el te ma, con -ti nua re mos con el aná li sis de los con ta do res sin -cró ni cos pa ra po der dar pau tas de di se ño de cir -cui tos se cuen cia les.

Con Ta do res sín Cro nos

Es tos con ta do res tam bién se ba san en la uti -li za ción de los mis mos Flip-flop J-K con las en tra -das uni das (Flip-flop T) que vi mos pa ra los asin -cró ni cos. Su di fe ren cia es que los pul sos de re loj,que en de fi ni ti va son los que se de ben con tar, seapli can a to das las en tra das de re loj en for ma si -mul tá nea y, por lo tan to, to dos los Flip-flops cam -bian de es ta do al mis mo tiem po (de ma ne ra sín -cro na).

En la fi gu ra 5 se da el cir cui to ló gi co de uncon ta dor sín cro no as cen den te de mó du lo 16.

Las en tra das J-K de los FF2, FF3 y FF4 es tánco nec ta das a las sa li das Q del FF an te rior quehay en la ca de na del con ta dor. Di cha unión seefec túa a tra vés de com puer tas AND. Por ejem -plo, las en tra das J-K del FF4 es tán co nec ta das a

lección 4, etapa 3


Figura 3

Figura 4

Figura 5


Teoría

tra vés de una com puer ta AND a las sa li das Q de los FF3, FF2 y FF1, es de cir,to dos los Flip-flops an te rio res al FF4. Es to sig ni fi ca que ca da Flip-flop cam bia ráde es ta do cuan do la com puer ta AND, que se apli ca a las en tra das J-K, ten ga asu sa li da un "1", y es to se pro du ce cuan do las sa li das Q de to dos los Flip-flopsan te rio res de la ca de na es tán en el es ta do ló gi co "1" (re cor de mos que en unFlip-flop T la sa li da cam bia de es ta do cuan do en su en tra da hay un ni vel ló gi coal to). Si re cu rri mos a la ta bla del có di go bi na rio (de pe so 8421) po de mos de du -cir que el FF1 de be cam biar "siem pre", por lo cual su en tra da J-K de be es tar en"1".

- El FF2 cam bia siem pre que el FF1 es té en "1". - El FF3 cam bia siem pre que los FF2 y FF1 ten gan un "1" a su sa li da. - El FF4 cam bia siem pre que los FF3, FF2 y FF1 ten gan un "1" a su sa li da.

En for ma aná lo ga a lo que vi mos en los con ta do res asín cro nos, pa ra rea li -zar un con ta dor des cen den te (15 a 0) se co nec tan las en tra das J-K de cual -quier Flip-flop me dian te com puer tas AND a la sa li da Q de to dos los Flip-flopsque los pre ce den. De bi do a que to dos los Flip-flops re ci ben los pul sos de re lojal mis mo tiem po y cam bian de es ta do al mis mo tiem po, el re tar do to tal del con -ta dor (in de pen dien te men te de la ca li dad de Flip-flops que se em pleen) es igualal tiem po de pro pa ga ción de un so lo Flip-flop (en el es que ma an te rior hay quecon si de rar ade más el tiem po de pro pa ga ción de la com puer ta AND), lo que ha -ce que es tos dis po si ti vos sean más ve lo ces.

La fre cuen cia má xi ma de re loj del con ta dor es:

1fmáx. = ————————————————————————

tp de un FF + tp de una com puer ta

Si el tiem po tp de un FF y del con ta dor po see los si guien tes va lo res:

- tp de un FF = 40 ns y - tp de una com puer ta = 10 ns

1fmáx. = —————————— = 20 MHz

50 ns

La fre cuen cia má xi ma se rá:

1fmáx. = ——————————————————

tp de un FF x n

don de: n = Can ti dad de Flip-flops.

Por lo tan to, pa ra el con ta dor vis to, que tie ne cua tro Flip-flops, y con si de ran -do tam bién un tp = 40 ns, la fre cuen cia má xi ma es:

1 1fmáx. = ——————— = ——————— = 6,66 MHz

40 ns x 4 160 ns



Se de du ce en ton ces que pa ra los con ta do res sín cro nos, la fre cuen cia má xi -ma de tra ba jo es mu cho ma yor que la co rres pon dien te a un con ta dor asin cró -ni co. Ade más, to das las sa li das cam bian si mul tá nea men te.

En tre las des ven ta jas, po de mos de cir que los con ta do res asín cro nos ne ce -si tan mu chas más com puer tas ló gi cas y por lo tan to son más com ple jos. Ade -más, si se ob ser va el es que ma del con ta dor sín cro no, se ve que la úl ti ma com -puer ta AND tie ne tres en tra das. A me di da que se agre gan Flip-flops, co mo con -se cuen cia de te ner que con tar una pa la bra de ma yor mó du lo, au men ta la can -ti dad de com puer tas AND y la can ti dad de en tra das de la úl ti ma com puer taAND. Pe ro, si bien au men ta la com ple ji dad del cir cui to, es im por tan te des ta car

que la fre cuen cia má xi maes tá da da siem pre por eltp de un só lo Flip-flop másel tp de una com puer ta.

En la fi gu ra 6 se da eles que ma ló gi co de uncon ta dor sín cro no as cen -den te de mó du lo 128(con teo 0 a 127).

Es te con ta dor sin cró ni -co as cen den te es tá cons -ti tui do por sie te Flip-flopsy 5 com puer tas AND, don -de la úl ti ma de es tas com -puer tas po see 6 en tra das.

En sín te sis, de be mosdes ta car lo si guien te:

- A me di da que au men ta el mó du lo del con ta dor, au men ta la can ti dad deFlip-flops y de com puer tas AND, co mo así tam bién la can ti dad de en tra das dela úl ti ma com puer ta AND.

Con Ta do res sín Cro nos Con aCa rreo

Una for ma de sim pli fi car el cir cui to ló gi co deun con ta dor sin cró ni co con sis te en uti li zar com -puer tas co nec ta das en se rie, en tre las sa li das ylas en tra das J-K de ca da Flip-flop.

En la fi gu ra 7 se da el es que ma ló gi co sim pli -fi ca do de un con ta dor sin cró ni co as cen den te demó du lo 16 con trans por te se rie.

Es te es que ma co rres pon de a un con ta dor sín -cro no as cen den te de mó du lo 16 con trans por tese rie. Tam bién sue le lla mar se con ta dor sin cró ni -co con aca rreo. Es te con ta dor si gue sien do sín -cro no en el sen ti do de que to dos los Flip-flopscam bian de es ta do al mis mo tiem po, pe ro la co -

lección 4, etapa 3


Figura 6

Figura 7


Teoría

ne xión en tre las en tra das J y K de cual quier Flip-flop y las sa li das Q de to das lasan te rio res se rea li za me dian te com puer tas AND que es tán en se rie, en lu gar dees tar en pa ra le lo co mo en el con ta dor sín cro no vis to an te rior men te.

Los dis tin tos Flip-flops lle van com puer tas AND, ex cep to el pri me ro y el úl ti -mo. La ven ta ja con res pec to al con ta dor sín cro no con trans por te pa ra le lo ra di -ca en que el cir cui to es más sim ple, te nien do las com puer tas AND me nos en -tra das que en el ca so pa ra le lo.

El tiem po de pro pa ga ción de las com puer tas AND es acu mu la ti vo y la fmáx.se ve re du ci da, com pa ra da con los con ta do res sín cro nos con trans por te pa ra -le lo. Es to cons ti tu ye una des ven ta ja del trans por te se rie.

La fre cuen cia má xi ma de ope ra ción de es te con ta dor se cal cu la co mo:

1fmáx. = ———————————————————————————

tp de un FF + tp de (n - 2) com puer tas

don de n es la can ti dad de Flip-flops.

A me di da que au men ta el mó du lo del con ta dor, au men ta el tp, y se ve li mi -ta da la ven ta ja con res pec to a la ve lo ci dad de los con ta do res sín cro nos, quedis mi nu ye res pec to de los asín cro nos.

Con Ta dor sín Cro no as Cen den Te-des Cen den Te

La fi gu ra 8 es que ma ti za un con ta dor sin cró ni co as cen den te-des cen den tecon trans por te se rie.

Las ca rac te rís ti cas de los con ta do res sín cro nos as cen den tes y las de loscon ta do res sín cro nos des cen den tes se pue den com bi nar en un so lo con ta doras cen den te-des cen den te (up-down).


Figura 8


Me dian te una se ñal de con trol C, se se lec cio na si el con teo es as cen den teo des cen den te. La fun ción de di cha se ñal es la si guien te:

Si C = 1 Se rea li za una cuen ta as cen den te con trans por te se rie.Si C = 0 La cuen ta es des cen den te, tam bién con trans por te se rie.

La fre cuen cia má xi ma se cal cu la:

1fmáx. = ————————————————————————————————

tp de un FF + tp de una com puer ta x 2 (n - 1)

don de n es la can ti dad de Flip-flops.

El cir cui to de la fi gu ra 8 co rres pon de a un con ta dor as cen den te-des cen den -te con trans por te se rie. El dia gra ma de un con ta dor as cen den te-des cen den tecon trans por te pa ra le lo se mues tra en la fi gu ra 9. En es te cir cui to, la fun ciónde la se ñal C es la que des cri bi mos a con ti nua ción:

Si C = 1, se efec túa la cuen ta en for ma as cen den te.Si C = 0, la cuen ta es des cen den te.

dI se ño de CIr CuI Tos se Cuen CIa les Ma pa de Kar naugh

Cuan do ha bla mos de di se ñar cir cui tos es pe cia les, nos re fe ri mos a po derob te ner un dis po si ti vo ca paz de efec tuar cuen tas con mó du los dis tin tos al8421, po der ob te ner una se cuen cia en ani llo, con tar con un dis po si ti vo queefec túe una de ter mi na da fun ción cuan do se si gue una se cuen cia, etc.

lección 4, etapa 3


Figura 9


Teoría

Pa ra en ca rar las no cio nes de di se ño, es ne ce sa rio re cor dar al gu nos con cep -tos:

- Un con ta dor de mó du lo m es aquel que tie ne m es ta dos di fe ren tes; pue deser sín cro no o asín cro no. Es tos con ta do res con tie nen los cir cui tos ne ce sa riospa ra con tro lar la can ti dad m de es ta dos que se de sea ob te ner. Por ejem plo, esmuy uti li za do el con ta dor BCD na tu ral (con teo de 0 a 9), cu yo mó du lo es 10.

Es te con ta dor se rea li za con cua tro Flip-flops y la ló gi ca ne ce sa ria pa ra quevuel va a "0", cuan do el con teo lle gue a 9. De la mis ma ma ne ra, po de mos im -ple men tar el di se ño de un con ta dor de mó du lo 12, que se rea li za con 4 Flip-flops y la ló gi ca ne ce sa ria pa ra que, cuan do el con teo lle gue a 12, vuel va a 0.

Si bien los con ta do res de có di gos 8421 son los más po pu la res por ser losmás sen ci llos de rea li zar, ya que uti li zan un mí ni mo nú me ro de com puer tas pa -ra in ter co nec tar los Flip-flops, to dos los con ta do res sín cro nos y asín cro nos pue -den cons truir se pa ra con tar en un có di go di fe ren te al 8421. La ba se de cual -quier con ta dor es una com bi na ción ade cua da de Flip-flops. La úni ca di fe ren ciaen tre un con ta dor bi na rio de pe sos 8421 y cual quier otra se cuen cia es tá da dapor la ló gi ca uti li za da en la in ter co ne xión de los Flip-flops.

La es truc tu ra bá si ca de un con ta dor es la de un con jun to de Flip-flops in ter -co nec ta dos.

Un Flip-flop es un cir cui to se cuen cial cu ya fun ción pue de de ter mi nar se a tra -vés de la ta bla de ver dad. Tam bién pue de dar se su fun cio na mien to a tra vés dela fun ción o ecua ción ca rac te rís ti ca del Flip-flop y con el ob je to de en ca rar el di -se ño de nue vos con ta do res, va mos a "bus car" la ecua ción ca rac te rís ti cas de losFlip-flops vis tos, co men zan do por el R-S.

ob Ten CIón de la eCua CIón Ca raC Te rís TI Ca de un FlIp-Flop r-s

Pa ra po der com pren der el de sa rro llo que va mos a efec tuar, es ne ce sa rioque el lec tor ten ga co no ci mien tos so bre sim pli fi ca ción de fun cio nes me dian te"Ma pa de Kar naugh". Ha re mos un aná li sis sen ci llo a los efec tos de que el te mapue da com pren der se en su to ta li dad. Co mo pri me ra me di da, pa ra la ob ten ciónde la fun ción ca rac te rís ti ca de un FF R-S, re cor de mos su ta bla de ver dad:

————————————————————————————————S R Q Q+1————————————————————————————————0 0 0 0 NO CAM BIA0 0 1 1————————————————————————————————0 1 0 0 PO NE UN "0"0 1 1 0————————————————————————————————1 0 0 1 PO NE UN "1"1 0 1 1————————————————————————————————1 1 0 X NO PER MI TI DO1 1 1 X————————————————————————————————



De la ta bla anterior se de du ce la ecua ción ca rac te rís ti ca. Pa raello se re pre sen ta es ta ta bla en un ma pa de Kar naugh y se agru panto dos los "1" co rres pon dien tes, tal co mo se mues tra en la ta bla 1.

Del ma pa de Kar naugh, si agru pa mos los dos "1" ver ti ca les queco rres pon den a la co lum na "01" (R = 0 o R y Q = 1) y agru pa mos losdos "1" y las dos "X" ho ri zon ta les que co rres pon den a la fi la "1" (S =1), sur ge que la ecua ción ca rac te rís ti ca es:

Q+1 = S + RQ

Las "X" las to ma mos agru pa das jun to con los "1" da do que esuna com bi na ción pro hi bi da y nos per mi te ob te ner una ecua ciónsim pli fi ca da.

La ecua ción ca rac te rís ti ca nos di ce que el pró xi mo es ta do que to ma la sa li -da Q es un "1" cuan do S = "1" o cuan do R = 0 y Q = 1.

Fun CIón Ca raC Te rís TI Ca del FlIp-Flop J-K

De la mis ma for ma que an tes, da mos en pri mer lu gar, la ta bla de ver dad delFF J-K:

———————————————————————————————J K Q Q+1———————————————————————————————0 0 0 0 NO CAM BIA0 0 1 1———————————————————————————————0 1 0 0 PO NE UN "0"0 1 1 0———————————————————————————————1 0 0 1 PO NE UN "1"1 0 1 1———————————————————————————————1 1 0 1 CAM BIA1 1 1 0———————————————————————————————

De la ta bla de ver dad, sur ge que la sa li da (Q+1) to ma rá el es ta do ló gi co "1"cuan do:

J = 0, K = 0 y Q = 1 óJ = 1, K = 0 y Q = 0 óJ = 1, K = 0 y Q = 1 óJ = 1, K = 1 y Q = 0

Pa ra en con trar la ecua ción ca rac te rís ti ca de be rían trans por tar se al ma pade Kar naugh los "1", a los ca si lle ros co rres pon dien tes, lue go se los de be agru -par y ob te ner las com bi na cio nes de los es ta dos agru pa dos. Lue go, con di chaecua ción ca rac te rís ti ca se pue de im ple men tar la fun ción que re pre sen ta al FFJ-K con com puer tas ló gi cas.

lección 4, etapa 3


Tabla 1


Teoría

Por lo tan to, en la ta bla 2, se han tras la da do los "1" de di chata bla de ver dad: La ecua ción ca rac te rís ti ca es:

Q+1 = JQ + KQ

Es ta ecua ción nos di ce que po de mos ob te ner un FF J-K a par -tir de tres com puer tas; dos com puer tas AND con una en tra da ne -ga da y una com puer ta OR, tal co mo se mues tra en la fi gu ra 10.

Fun CIón Ca raC Te rís TI Ca del FlIp-Flop T

Va mos a ver có mo cons truir un FF T por me dio de com puer -tas. La ta bla de ver dad de es te FF es:

————————————————————————T Q Q+1————————————————————————0 0 00 1 11 0 11 1 0————————————————————————

A sim ple vis ta se ob ser va que en es te ca so no se pue den agru par "1" conel ob je to de sim pli fi car la fun ción y así uti li zar po cas com puer tas pa ra el di se -ño ló gi co. Sin em bar go, a los fi nes di dác ti cos, va mos a cons truir el ma pa deKar naugh tal cual co mo se ob ser va en la ta bla 3. La ecua ción ca rac te rís ti ca es:

Q+1 = TQ + TQ = T ⊕ Q

Es ta ecua ción nos di ce que el pró xi mo es ta do de la sa li da Q es un "1" cuan -do T = 1 AND Q = 0 OR cuan do T = 0 AND Q = 1

De la mis ma ma ne ra po de mos con se guir la ecua ción ca rac te rís ti ca de cual -quier otro dis po si ti vo, así por ejem plo, la ecua ción ca rac te rís ti ca del FF D es:

D = Q+1

Pa ra di se ñar un con ta dor sin cró ni co, pri me ro de be mos ele gir qué ti po de FFva mos a uti li zar y lue go sa ber cuán tos bies ta bles se rán ne ce sa rios, pa ra ello sede be sa ber cuál es el mó du lo del con ta dor, lue go se de be cum plir que:

2n ≥ M

n: can ti dad de Flip-flops.M: mó du lo del con ta dor.

Por ejem plo: si M = 10, en ton ces n = 4si M = 128, en ton ces n = 7

Una vez co no ci do el tip de FF y la can ti dad ne ce sa ria, se de be rea li zar la ta -


Figura 10

Tabla 2

Tabla 3


bla de ver dad del fun cio na mien to del con ta dor, en la cual se mues tra el pri meres ta do ló gi co que han de to mar los Flip-flops des pués de ca da pul so y en fun -ción del es ta do ac tual del Flip-flop. Al al can zar el es ta do co rres pon dien te a lamá xi ma ca pa ci dad de con teo, el con ta dor vuel ve al es ta do ini cial.

Lue go, a par tir de los ma pas de Kar naugh se de du ce la ecua ción de ca daFlip-flop. Por úl ti mo, se com pa ra la ecua ción an te rior con la ecua ción ca rac te -rís ti ca del Flip-flop uti li za do y se de du ce la ex pre sión ló gi ca de las en tra das delmis mo.

dI se ño de un Con Ta dor bCd na Tu ral

Es te con ta dor de be po der con tar de 0 has ta 9 y una vez que lle ga al úl ti monú me ro, se vuel ve a ce ro con la pró xi ma cuen ta.

- En pri mer lu gar se lec cio na mos FF J-K pa ra nues tro dis po si ti vo.- Co mo el con ta dor tie ne un mó du lo 10 se de be cum plir que:

2n ≥ 10 lue go, n = 4

- Bus ca mos aho ra la ta bla de ver dad del con ta dor que es ta mos di se ñan do,pa ra ello, a con ti nua ción, pre sen ta mos una ta bla con es ta dos ac tua les o pre -sen tes y otra con los es ta dos si guien tes a una cuen ta o es ta dos fu tu ros:

————————————————————————————————————————ES TA DO AC TUAL PRO XI MO ES TA DO

Q3 Q2 Q1 Q0 Q+3 Q+2 Q+1Q+0————————————————————————————————————————

0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 1 0 0 1 00 0 1 0 0 0 1 10 0 1 1 0 1 0 00 1 0 0 0 1 0 10 1 0 1 0 1 1 00 1 1 0 0 1 1 10 1 1 1 1 0 0 01 0 0 0 1 0 0 11 0 0 1 0 0 0 01 0 1 0 X X X X1 0 1 1 X X X X1 1 0 0 X X X X1 1 0 1 X X X X1 1 1 0 X X X X1 1 1 1 X X X X————————————————————————————————————————

En las ta blas que aca ba mos de cons truir, Q3, Q2, Q1, Q0 re pre sen tan eles ta do ac tual de la sa li da Q de los 4 Flip-flops nu me ra dos res pec ti va men te co -mo 3, 2, 1 y 0; mien tras que Q+3, Q+2, Q+1, Q+0 re pre sen tan el "pró xi mo" es -ta do que to ma rá la sa li da Q de los 4 Flip-flops que he mos nu me ra do res pec ti -va men te co mo 3, 2, 1, y 0. Cuan do el es ta do ac tual de los 4 Flip-flops es 0000(co rres pon de al de ci mal 0), el pró xi mo es ta do es 0001 (que co rres pon de al de -ci mal 1); cuan do ese es ta do es 0001 (de ci mal 1), el pró xi mo es ta do es 0010

lección 4, etapa 3



Teoría

(que co rres pon de al de ci mal 2), y así su ce si va men te. Cuan do eles ta do ac tual del con ta dor sea 1001 (que co rres pon de al de ci mal9) el pró xi mo es ta do se rá 0000 (de ci mal 0); es de cir, se vuel veal es ta do ini cial.

De be mos aho ra cons truir los di fe ren tes ma pas de Kar naughpa ra ca da uno de los cua tro FF que po see nues tro con ta dor. Co -men za mos con el FF, cu ya sa li da se rá Q0 cu yo es ta do si guien tehe mos de no mi na do Q+0. Pa ra el Flip-flop nu me ra do co mo “0”(Q0) se tie ne la ta bla 4, de ella se de du ce que:

Q+0 = Q0

De la mis ma ma ne ra pro ce de mos pa ra el se gun do FF que he -mos iden ti fi ca do co mo Q1 cu yo es ta do si guien te (sa li da pa ra no -so tros) se rá Q+1. Vea la ta bla 5. En es te ca so, se pue den agru pardos "1" que co rres pon den a los dos pri me ros ca si lle ros de la se -gun da fi la. En di chos ca si lle ros, la úni ca va ria ble que cam bia deun "1" res pec to del otro es Q2. Pa ra am bos "1" se cum ple que:

Q0 = 1 (Q0), Q1 = 0 (Q1), Q3 = 0 (Q3)

Y, tal co mo di ji mos, el es ta do de Q2 es el úni co que cam bia en treun ca si lle ro y el otro, por lo tan to, pa ra ese gru po la ecua ción se rá:

Q0 Q1 Q3

Pa ra el otro gru po de cua tro "1" se rá:

Q0 Q1

Por lo tan to la ecua ción ca rac te rís ti ca de es te se gun do FF se rá:

Q+1 = Q0 Q1 + Q0 Q1 Q3

Da mos en las ta blas 6 y 7 los ma pas co rres pon dien tes al ter -cer y cuar to Flip-flop res pec ti va men te:


Curso De TéCniCo superior en eleCTróniCa

Tabla 4

Tabla 5

Tabla 7Tabla 6


Ha cien do el aná li sis co rres pon dien te, de las ta blas an te rio res, sur ge quelas ecua cio nes ca rac te rís ti cas de los úl ti mos dos FF de nues tro con ta dor BCDse rán:

Q+2 = Q0 Q2 + Q0 Q1 Q2 + Q1 Q2

Q+3 = Q0 Q1 Q2 + Q0 Q3

En es ta úl ti ma ecua ción po dría mos con si de rar un so lo "1" en el gru po de later ce ra co lum na (vea ta bla 7), da do que la X pue de to mar el va lor "0" o "1". Alos fi nes de dar un ejem plo que con ten ga to das las po si bi li da des, si con si de ra -mos el ma pa co mo aca ba mos de su ge rir, la ecua ción ca rac te rís ti ca del úl ti moFF que da:

Q+3 = Q0 Q1 Q2 Q3 + Q0 Q3

No te que, al con si de rar un gru po de un so lo "1", la can ti dad de va ria bles co -rres pon dien tes a ese "1" au men ta; de ahí la ne ce si dad de agru par la ma yorcan ti dad de "1", da do que al im ple men tar el cir cui to se rán ne ce sa rias com puer -tas de me nor can ti dad de en tra das. Por to do lo di cho, las ecua cio nes co rres -pon dien tes a los cua tro FF son:

Pa ra FF0, Q+0 = Q0

Pa ra FF1, Q+1 = Q0 Q1 Q3 + Q0 Q1

Pa ra FF2, Q+2 = Q0 Q2 + Q0 Q1 Q2 + Q1 Q2

Pa ra FF3, Q+3 = Q0 Q1 Q2 Q3 + Q0 Q3

Va mos aho ra, a com pa rar las ecua cio nes ob te ni das con la ecua ción ca rac -te rís ti ca del Flip-flop J-K, igua lan do los coe fi cien tes de las va ria bles Q y Q co -rres pon dien tes a J y K res pec ti va men te. Re cuer de que:

Q+1 = JQ + KQ

Pa ra FF0 se rá:J0 = 1K0 = 0, o lo que es lo mis mo: K0 = 1

Pa ra el FF1:J1 = Q0 Q3

K1 = Q0

Pa ra el FF2:J2 = Q0 Q1

K2 = Q0 + Q1

Lue go, apli can do le yes del ál ge bra di gi tal, se tie ne:

K2 = Q0 . Q1

Pa ra el FF3:J3 = Q0 Q1 Q2

K3 = Q0

lección 4, etapa 3



Teoría

Con es tas cua tro ecua cio nes, po de mos cons truir el cir cui to de nues tro con ta dor,cu yo es que ma se mues tra en la fi gu ra 11. Las com puer tas AND que in ter co nec tan losFlip-flops li mi tan el con teo a mó du lo 10; es de cir, cuen ta des de "0" has ta "9". En la si -guien te ta bla se de ta lla la for ma en que se rea li za la cuen ta:

——————————————————————————————F3 FF2 FF1 FF0 CON TEO——————————————————————————————0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 20 0 1 1 30 1 0 0 40 1 0 1 50 1 1 0 60 1 1 1 71 0 0 0 81 0 0 1 9——————————————————————————————

Par ti mos de un con ta dor bi na rio delti po "8421", ya vis to; cuan do el con ta -dor lle ga a la cuen ta 1001 (que co rres -pon de al de ci mal 9), con el pró xi mo pul -so, nues tro con ta dor de mó du lo 10, de -be re tor nar a 0000 (que co rres pon de alde ci mal 0). Es to se con si gue in ter co nec -tan do los Flip-flops me dian te las com -puer tas AND.

Pa ra man te ner el FF1 en el es ta doló gi co 0, en el si guien te pul so de re lojque vie ne de trás del es ta do 1001 (de ci -mal 9) la sa li da Q del FF3 se co nec ta ala en tra da de la com puer ta AND 1. Enes te ins tan te la sa li da Q del FF3 es un"0" y, por lo tan to, las en tra das J y K del FF1 son "0"; el FF1 no cam bia de es ta -do con el pró xi mo pul so de re loj.

Aho ra bien, pa ra ha cer que la sa li da Q del FF3 pa se a "0", la sa li da Q delFF0 se co nec ta di rec ta men te a K del FF3. Es to ha ce que la en tra da K pa se con -ti nua men te de un es ta do al to a otro ba jo, de mo do al ter na ti vo y, por lo tan to, elFF3 se man tie ne en "0". Cuan do se rea li za la cuen ta del de ci mal 7, to das lasen tra das de la com puer ta AND 3 pa san al es ta do"1" y apa re ce un ni vel al to,tan to en J co mo en K del FF3. Por con si guien te, en el pró xi mo pul so de re loj, elFF3 pa sa a 1 (con teo de ci mal 8).

Es te es ta do "1" per ma ne ce des pués de que tie ne lu gar el pul so de re loj pos -te rior (con teo de ci mal 9), ya que aho ra la sa li da Q del FF0 es un "0", su pri mien -do así el es ta do ló gi co "1", tan to en J co mo en K del FF3. Pa ra el con teo del de -ci mal 9, Q del FF0 pa sa a "1" otra vez y, por lo tan to, el FF3 tie ne K al ta y J ba -ja. De es ta ma ne ra, con el si guien te pul so de re loj, el FF3 re tor na nue va men tea "0".


Figura 11


lección 4, etapa 3


En Saber Electrónica Nº 295 le propusimos el estudio de una Carrera de Electrónica COM-PLETA y para ello desarrollamos un sistema que se basa en guías de estudio y CDs multi-media Interactivos. La primera etapa de la Carrera le permite formarse como Idóneo en

Electrónica y está compuesta por 6 módulos o remesas (6 guías de estudio y 6 CDs del CursoMultimedia de Electrónica en CD). Los estudios se realizan con “apoyo” a través de Internet yestán orientados a todos aquellos que tengan estudios primarios completos y que deseen estu-diar una carrera que culmina con el título de "TéCNICO SUPERIOR EN ELECTRóNICA".

Cada lección o guía de estudio se compone de 3 secciones: teoría, práctica y taller. Con la teo-ría aprende los fundamentos de cada tema que luego fija con la práctica. En la sección “taller”se brindan sugerencias y ejercicios técnicos. Para que nadie tenga problemas en el estudio, losCDs multimedia del Curso en CD están confeccionados de forma tal que Ud. pueda realizar uncurso en forma interactiva, respetando el orden, es decir estudiar primero el módulo teórico yluego realizar las prácticas propuestas. Por razones de espacio, NO PODEMOS PUBLICAR LASSECCIONES DE PRACTICA Y TALLER de esta lección, razón por la cual puede descargarlas denuestra web, sin cargo, ingresando a www.webelectronica.com.ar, haciendo clic en el ícono pass-word e ingresando la clave: GUIAE3L4. La guía está en formato pdf, por lo cual al descargarlapodrá imprimirla sin ningún inconveniente para que tenga la lección completa.

Recuerde que el CD de la lección 1, de la etapa 1, lo puede descargar GRATIS y así podrá com-probar la calidad de esta CARRERA de Técnico Superior en Electrónica. A partir de la lección 2, elCD de cada lección tiene un costo de $25, Ud. lo abona por diferentes medios de pago y le envia-mos las instrucciones para que Ud. lo descargue desde la web con su número de serie. Con lasinstrucciones dadas en el CD podrá hacer preguntas a su "profesor virtual" - Robot Quark- (es unsistema de animación contenido en los CDs que lo ayuda a estudiar en forma amena) o aprendercon las dudas de su compañero virtual - Saberito- donde los profesores lo guían paso a paso através de archivos de voz, videos, animaciones electrónicas y un sinfin de recursos prácticos quele permitirán estudiar y realizar autoevaluaciones (Test de Evaluaciones) periódicas para quesepa cuánto ha aprendido. Puede solicitar las instrucciones de descarga del CD que correspon-de a esta lección, es decir, el CD Nº4 de la Tercera Etapa y/o los CDs de las lecciones tanto de laPrimera Etapa como de la Segunda Etapa de este Curso enviando un mail a [email protected] o llamando al teléfono de Buenos Aires (11) 4301-8804.

Detallamos, a continuación, los objetivos de enseñanza de la cuarta lección de la Tercera Etapadel Curso Interactivo en CD:

obJeTIVos del Cd 4, de la Tercera etapa del Curso Multimedia de elec tró ni caCo rres pon dien te a la Lec ción 4 de la Tercera Eta pa de la Ca rre ra de Elec tró ni ca.

La tercera etapa de la carrera de Técnico Superior en Electrónica está dedi-cada al estudio de las técnicas digitales. En la lección Nº 4 de esta etapa elalumno estudia a los contadores y aprende a realizar síntesis de funciones através de los Mapas de Karnaugh. En la parte práctica continuará con elempleo de programas simuladores de circuitos digitales y en la sección tallerse lo invita a armar prototipos en la placa entrenadora presentada en la pri-mera lección de la terecera etapa.

Cómo se estudia este Curso deTécnico superior en electrónica

Esta es la cuarta lección de la tercera etapa delCur so de Elec tró ni ca Mul ti me dia, In te rac ti vo, deen se ñan za a dis tan cia y por me dio de In ter netque presentamos en Saber Electrónica Nº 295.

El Cur so se com po ne de 6 ETA PAS y ca da unade ellas po see 6 lec cio nes con teo ría, prác ti -cas, ta ller y Test de Eva lua ción. La es truc tu radel cur so es sim ple de mo do que cual quierper so na con es tu dios pri ma rios com ple tospue da es tu diar una lec ción por mes si le de di -ca 8 ho ras se ma na les pa ra su to tal com pren -sión. Al ca bo de 3 años de es tu dios cons tan -tes po drá te ner los co no ci mien tos que lo acre -di ten co mo Téc ni co Su pe rior en Elec tró ni ca.

Ca da lec ción se com po ne de una guía de es -tu dio y un CD mul ti me dia in te rac ti vo.

El alum no tie ne la po si bi li dad de ad qui rir unCD Mul ti me dia por ca da lec ción, lo que lo ha -bi li ta a rea li zar con sul tas por In ter net so brelas du das que se le va yan pre sen tan do.

Tan to en Ar gen ti na co mo en Mé xi co y en va -rios paí ses de Amé ri ca La ti na al mo men to dees tar cir cu lan do es ta edi ción se pon drán enven ta los CDs del “Curso Multimedia deElectrónica en CD”, el vo lu men 1 de la prime-ra etapa co rres pon de al es tu dio de la lec ciónNº 1 de es te cur so (aclaramos que en SaberElectrónica Nº 295 publicamos la guía impre-sa de la lección 1), el vo lu men 2 de di choCurso en CD co rres pon de al es tu dio de la lec -ción Nº 2 y así sucesivamente.

Ud. está leyendo la parte teórica de lacuarta lección de la tercera etapa y elCD correspondiente es el de la Etapa3, Lección 4.

Para adquirir el CD correspondiente a cadalección debe enviar un mail a: [email protected].

El CD correspondiente a la lección 1 esGRATIS, y en la edición Nº 295 dimos lasinstrucciones de descarga. Si no poee larevista, solicite dichas instrucciones de des-carga gratuita a: [email protected]

A partir de la lección Nº 2 de la primera eta-pas, cuya guía de estudio fue publicada enSaber Electrónica Nº 296, el CD (de cada lec-ción) tiene un costo de $25 (en Argentina) ypuede solicitarlo enviando un mail a [email protected]


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issn: 1514-5697 aÑo 20 nº 234 argentina: $199

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