Control remoto por rayos infrarrojos

1ELECTRONICA y servicio

2 ELECTRONICA y servicio


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No.11, Febreo de 1999

Ciencia y novedades tecnológicas................. 5

Perfil tecnológicoLa superconductividad y sus aplicaciones..10Leopoldo Parra Reynada

Leyes, dispositivos y circuitosCircuitos de soldadura superficial(segunda y última parte)............................. 18Oscar Montoya Figueroa y Alberto Franco S.

Qué es y cómo funcionaEl control remoto......................................... 24Leopoldo Parra Reynada

Servicio técnicoReparaciones menores en unidadesde control remoto........................................ 35Leopoldo Parra Reynada

Fallas resueltas y comentadas enhornos de microondas................................ 41Leopoldo Parra Reynada

Servicio a reproductores de audiocasetesmodernos (segunda y última parte)........... 45Alvaro Vázquez Almazán

Mecanismos de reproductoresportátiles de audiocasetes..........................50José Luis Orozco Cuautle

Electrónica y computaciónDescripción del setup(segunda y última parte)............................. 58Leopoldo Parra Reynada

El programa Electronics Workbench.......64Oscar Montoya Figueroa

Proyectos y laboratorioCircuito intercomunicador........................ 72Oscar Montoya Figueroa y Alberto Franco S.

Diagrama de hornos de microondas Panasonic


CIENCIA Y NOVEDADES

TECNOLOGICAS

CIENCIA Y NOVEDADES

TECNOLOGICAS

Figura 1El lanzamiento

Amistad 7,John Glenn y la cápsula

John Glenn vuelve al espacio

Hay que reconocer que la vida de ciertas perso-nas resulta mucho más interesante que la deotras. Pongamos el caso del famoso astronautanorteamericano John Glenn, quien tuvo su pri-

mera misión en órbita en el año de 1962, tripu-lando la nave Mercurio 6 (bautizada familiar-mente con el nombre “Amistad 7”), siendo el pri-mer hombre en dar varias órbitas alrededor denuestro planeta (figura 1). Por esta proeza, Glenntuvo un recibimiento de héroe en toda la Unión


Americana, y esta fama le sirvió para, en épocasmás recientes, alcanzar un escaño en la cámarade senadores de Estados Unidos.

Gracias a que Glenn se ha conservado sano yen gran forma física, no obstante sus 77 años, laNASA decidió realizar con él algunos experimen-tos para comprobar el efecto de la falta de gra-vedad en el metabolismo de las personas de latercera edad. Pero, además, Glenn siempre ha-

bía mantenido el ánimo de regresar alguna vezal espacio, de tal manera que cuando los direc-tivos de la NASA entraron en contacto con élpara este proyecto, no dudó en aceptar la opor-tunidad de revivir sus glorias como astronauta(figura 2).

El entrenamiento que tuvo que recibir Glennpara adaptarse a su nueva misión fue muy ex-tenso. En su primera misión en 1962, sólo tenía

Glenn con la tripulación del Discovery (1998) El lanzamiento del transbordadorFigura 2

Figura 3


unas cuantas opciones que controlar, pues úni-camente había ocho botones que presionar entoda la cabina, mientras que en un transborda-dor espacial moderno hay más de 200 controlessusceptibles de ser accionados por la tripulación(figura 3).

Otra diferencia sustancial es que, en su pri-mera misión, Glenn tan sólo dio tres órbitas al-rededor del planeta y no tuvo que realizar regis-tros exhaustivos más allá de fotografías ypelículas que sirvieran a los investigadores comopunto de partida en estudios futuros o para com-probar teorías ya planteadas; al respecto su ex-periencia personal también fue valiosa. Por elcontrario, la misión del transbordador implicael manejo de una carga (normalmente satélitesartificiales) que son colocados en órbita, un tra-bajo de extremada precisión. Al mismo tiempo,se llevan a cabo múltiples experimentos físicos,químicos y biológicos, los cuales requieren laatención total de la tripulación tanto para lle-varlos a cabo como para efectuar los registros ymediciones.

Una vez concluido un entrenamiento básicoque finalmente le permitió ocupar el escalafónmás bajo en el esquema de mandos del trans-bordador espacial (su puesto nominal fue “ofi-cial de carga”), Glenn se sometió a una serie depruebas que lo involucraban directamente. Comomencionamos al principio, el objetivo de la NASAal incluir a Glenn en sus vuelos era estudiar cómoafecta la falta de gravedad a las personas de latercera edad, así que para llevar un monitoreorápido y preciso de todas sus funciones corpo-rales, una vez que la nave fue puesta en órbita(a fines de Octubre de 1998), Glenn tuvo que in-gerir una cápsula con un diminuto termómetroelectrónico, un circuito de medición y un trans-misor de radio, el cual enviaba a la computado-ra central el dato de la temperatura interna delastronauta cada 15 segundos (vea en la figura 4un diagrama del interior de esta cápsula).

Igualmente, Glenn tuvo que portar durantetodo el viaje una pequeña mochila con una grancantidad de electrodos que se conectan en di-versos puntos del cuerpo (figura 5). En esa mo-chila había un instrumento (una grabadora) quepermanentemente registraba aspectos como el

Circuitos Cristal termosensible

Dispositivosde comunicaciones

Batería

Figura 4

Electrodo

Grabadora

Figura 5

ritmo cardíaco, el equilibrio del portador, la masamuscular, etc. Con esta información, los investi-gadores médicos podrán estudiar el estado físi-co general de Glenn durante el viaje, para de ahíderivar conclusiones relacionadas con el efectode la ingravidez en las personas mayores de 60años.

Además, como parte de una serie de pruebaspara tratar de determinar cómo afecta el viajeespacial el comportamiento del sueño en losastronautas, Glenn debió portar un arnés espe-cial en la cabeza, con una gran cantidad de de-


tectores que van midiendo su actividad cerebraly transfiriéndola a una computadora (figura 6).

Nuevamente, la electrónica ha sido puesta alservicio de la investigación; sensores, sistemasde registro, baterías, computadoras, complejoscircuitos de control y de mando, sistemas de na-vegación espacial y otros tantos sistemas elec-trónicos puestos a trabajar conjuntamente paraun solo objetivo: expandir las fronteras del hom-bre. Si usted tiene interés en conocer más de estafascinante misión espacial, consulte la siguien-te dirección en la Web: www.ksc.nasa.gov.

Por fin llegan los primeros lectoresde DVD portátiles

Quienes hayan seguido de cerca la evolución dela tecnología electrónica en los últimos años, se-guramente recordarán que pasó muy poco tiem-po entre la presentación del primer lector de CDsde audio y el surgimiento de los primeros apara-tos portátiles (conocidos como Discman), emulan-do el concepto de las radiograbadoras portátiles.

De manera semejante, ahora Panasonic halanzado al mercado su primer lector de DVD por-tátil, el DVD-P10, el cual, de hecho, por fuera separece considerablemente a cualquier Discmanmoderno, sólo que es de color blanco (figura 7).Este aparato contiene toda la circuitería nece-saria para la descodificación MPEG-2 utilizadaen el DVD, con lo cual basta conectarlo directa- Figura 7

Figura 6

Salida de dolby digital

ConvertidorD/A de videode 10 bits

Peso de sólo1.37 librasSalida virtual

surround

mente a cualquier receptor de TV para que elusuario pueda reproducir sus películas y graba-ciones con una altísima calidad (cerca de 500líneas de resolución horizontal), que duplica laque proporciona una videograbadora VHS típi-ca. Pero, además, en el aspecto del sonido losdiseñadores de Panasonic también propusieroninnovaciones, dotando al aparato con un nuevosistema denominado Virtual Surround Sound, quepermite al usuario disfrutar de una sensación desonido “espacial” con el uso de solamente dosaltavoces.

Con equipos como éste, seguramente el DVDtiene un futuro promisorio.


LA SUPERCONDUC-

TIVIDAD Y SUS

APLICACIONES

LA SUPERCONDUC-

TIVIDAD Y SUS

APLICACIONES

Leopoldo Parra Reynada

La superconductividad, es unapropiedad que presentan ciertos

materiales sólidos de perdersúbitamente toda resistencia al paso

de la corriente eléctrica alsobrepasar un nivel umbral térmico

denominado “temperatura crítica”. Sibien este fenómeno se conoce desde

principios del presente siglo, es hastaaños recientes cuando se están

encontrando nuevas y fascinantesaplicaciones. El presente artículotiene como objeto precisamente

mostrarle el grado de desarrollo quetiene la tecnología superconductora,y qué se puede esperar de ella en un

futuro cercano.

Un poco de historia

Desde que comenzaron a estudiarse los fenó-menos eléctricos y fue descubierta por GeorgeOhm la ley que tomaría su nombre, algunos ex-perimentos demostraron que la resistencia eléc-trica de los materiales sufre variaciones si seexponen a cambios de temperatura. De hecho,al medirse estas variaciones, llegó a calcularseun parámetro conocido como “coeficiente detemperatura”, el cual indica qué tanto se modifi-ca el valor de la resistencia de un material alaplicarle una variación de temperatura. Tambiénse descubrió que casi todos los materiales con-ductores (especialmente los metales) presentanun coeficiente de temperatura positivo, esto es:cuando aumenta su temperatura aumenta su re-sistencia y, al contrario, cuando la temperatura


desciende, la resistencia eléctrica del materialtiende a disminuir (este comportamiento es elcomún en la mayoría de los materiales, aunquelos semiconductores llegan tener un coeficientede temperatura negativo, situación que se apro-vecha para la fabricación de los termistores).

Simultáneamente al estudio de las propieda-des conductoras de los materiales, en el siglopasado, la comunidad científica se encontrabaverdaderamente fascinada con la investigaciónde los fenómenos “criogénicos”. La criogenia esla rama de la física que se ocupa de la aplica-ción de los fenómenos que se producen en lamateria al ser sometida a bajas temperaturas.

Los experimentos realizados entonces, seorientaban principalmente a la licuefacción delos gases que componen la atmósfera terrestre(oxígeno, nitrógeno, bióxido de carbono, hidró-geno, helio, etc.). Se pensó que si se enfriabanlo suficientemente, pasarían de su estado gaseo-so al líquido, lo que permitiría investigar nuevaspropiedades de dichas sustancias.

Durante toda la segunda mitad del siglo pa-sado, se logró licuar casi todos los gases, gra-cias a que se perfeccionaron los métodos paraconseguir temperaturas muy bajas, cercanas al0K (cero grados Kelvin es igual a -273.16 gradoscentígrados) nivel conocido como “cero absolu-to”. El único gas que no pudo ser licuado, sinohasta el siglo XX, en 1908, fue el helio, que tuvoque ser llevado a una temperatura de 4.22K (sólocomo curiosidad científica, en la actualidad seha conseguido llevar a todos los gases incluso asu estado sólido, exceptuado al helio, el cual noparece solidificarse ni siquiera a temperaturasde apenas una fracción de grado por encima delcero absoluto).

Ya que se disponía de la tecnología para ob-tener temperaturas tan bajas, a muchos científi-cos se les ocurrió investigar qué sucedía con laspropiedades de diversos materiales en esas con-diciones. Fue el físico holandés, de la Universi-dad de Leyden, Heike Kamerlingh Onnes (el mis-mo que logró licuar el helio por primera vez),quién descubrió en 1911 el fenómeno que pos-teriormente se llamaría “superconductividad”.Por este importante hallazgo, Onnes recibió en1913 el premio Nobel de Física (figura 1).

Qué se entiende por superconductividad

Como se mencionó, los científicos sabían ya quela resistencia eléctrica de la materia disminuyeconforme baja la temperatura. Onnes quiso ave-riguar hasta qué punto se podía reducir dicharesistencia, y si fuese posible lograr que desapa-reciera por completo. Por uno de esos extraor-dinarios golpes de suerte o de intuición, eligió almercurio como material a investigar (además deque era uno de los metales que más fácilmentese obtenía en estado puro). Al enfriarlo por de-bajo de los 4.22K (en esos niveles ya en estadosólido), Onnes notó que la resistencia era tanpequeña que ya no se podía medir, y dedujo uncomportamiento perfectamente lineal de laresistividad eléctrica del mercurio ante cambiosen la temperatura. Observe en la gráfica de lafigura 2 cómo se va reduciendo la resistencia amedida que baja la temperatura, hasta que llegaa 0, justo en un nivel de 4.22K.

Figura 1

Resistencia

Temperatura

4.22 k

Figura 2


Sin embargo, investigaciones posteriores per-mitieron determinar que en realidad la variaciónsí era lineal pero hasta poco arriba de los 4.22K,y que llegado a este punto de temperatura exis-tía un “salto” descendente súbito, como se mues-tra en la figura 3. A este estado en que desapa-rece la oposición al paso de la corriente eléctrica,es decir, en que no hay disipación de energía, sele llamó “superconductividad“. Pero además, enestas condiciones, los materiales exhiben otrasimportantes características, según veremos en-seguida.

Características de los superconductores

Veamos ahora dos propiedades que hacen tanespeciales a los superconductores.

1) La principal, y más obvia, es su nula resisten-cia, y por consiguiente la posibilidad de ofre-cer una virtualmente infinita velocidad de pro-pagación de la energía eléctrica sin pérdidaalguna por calor disipado. Esto se comprendemejor si recordamos que la potencia que disi-pa un conductor, es una función de la corrien-te que circula por él y de la resistencia del mis-mo. Analicemos sobre la siguiente fórmulaalgebraica que nos permite expresar el razo-namiento anterior:

P = R x I2

Donde:P = potencia disipada (watts)

R = resistencia eléctricaI = corriente circulando

Es obvio entonces que si la resistencia es igual acero, la potencia disipada también será igual acero.2) Impenetrabilidad del flujo magnético en el

material superconductor. Esto es muy impor-tante, dado que el efecto se puede aprovecharpara la fabricación de sistemas realmenteasombrosos.

Aunque existen otras propiedades interesantesen los superconductores, las dos anteriores sonlas que más se pueden aprovechar en diversasáreas de la técnica.

Ahora bien, ¿por qué se ha desatado en todoel mundo tal interés por los superconductores,si se descubrieron hace más de 80 años? La res-puesta es simple: hasta hace no muchos años,los únicos superconductores que se conocíaneran metálicos y pasaban a dicho estado sola-mente si se sometían a temperaturas extrema-damente bajas, lo que los convertía en una rare-za de laboratorio sin ninguna aplicación prácticainmediata. Sin embargo, con los años se han des-cubierto aleaciones cerámicas que se compor-tan como superconductores a temperaturas re-lativamente altas, alcanzando en algunos casoscerca de los 100 grados Kelvin, es decir, bastan-te arriba de la temperatura de ebullición del ni-trógeno líquido, que es un refrigerante barato yfácil de obtener. Este alcance ha estimulado alos investigadores en la búsqueda de supercon-ductores aún más “calientes”, que haga factiblesu aplicación masiva sin un gasto excesivo ensistemas de refrigeración.

Concretamente, el descubrimiento de mate-riales superconductores de tipo cerámico fuerealizado por J. Georg Bednorz y K. AlexanderMüller, en un laboratorio de la IBM de Zurich,Suiza, lo que les valió el premio Nobel de Físicade 1987 (figura 4). Otro investigador que tam-bién ha aportado importantes avances en estecampo es el doctor Paul Chu, de la Universidadde Houston (quien de hecho descubrió el primersuperconductor de “alta temperatura”, alrededorde –179ºC).

Resistencia

Temperatura4.22 k0

Figura 3


Aplicaciones de los superconductores

Transmisión y distribución de energía eléctricaSabemos que la resistencia de un cable puedeconsiderarse de cero a distancias cortas; pero siconsideramos un cable que mide decenas e in-cluso cientos de kilómetros, su resistencia ya nopuede despreciarse. Si a esto añadimos que di-cho cable debe transportar miles de kilowatts depotencia, el problema es realmente complejo. Lasolución que se ha dado hasta hoy, es la utiliza-ción de líneas de muy alto voltaje (220 ó 440 KV),lo cual disminuye de manera significativa la co-rriente que circula por los cables y, por consi-guiente, la pérdida de energía por calor disipado.

Actualmente se han desarrollado cables su-perconductores para la transportación y distri-bución de energía eléctrica, mas no se han ge-neralizado. Este tipo de cables requieren de unacubierta refrigerante a su alrededor para mante-nerlos a una temperatura inferior al nivel críti-co. Sin embargo, tal cubierta no sería necesariasi se dispusiera de un elemento conductor quetrabajara a la temperatura ambiente, de ahí elinterés de los físicos en la búsqueda de super-conductores cerámicos. En la figura 5 se mues-tra la estructura de este tipo de cables.

Esta aplicación ha despertado el interés de lacomunidad científica internacional, ya que po-dría reducir considerablemente los costos degeneración y distribución de energía eléctrica,al grado de que con un cable de muy pequeñocalibre podrían circular varios cientos o miles deamperes sin pérdida apreciable de energía enforma de calor. En la actualidad ya se están ha-ciendo experimentos en dicho campo, y se cal-cula que en la primera década del siguiente si-glo se instalarán las primeras líneas detransmisión de este tipo en los Estados Unidos(en Europa y Japón se tiene un interés similar,así que estamos frente a una verdadera “carreratecnológica” entre todas estas naciones para verquién desarrolla primero y más eficientementeesta aplicación).

Generación de energía eléctricaLos generadores eléctricos no trabajan a los ele-vados voltajes de la línea de transmisión; por lotanto, para que la potencia generada sea gran-de, es necesario que por los embobinados circu-len corrientes muy elevadas. Para poder manejarestas corrientes, los generadores se construyencon cables muy gruesos, capaces de soportaresas condiciones de trabajo, lo que redunda enun volumen y peso excesivos (el rotor de un ge-nerador eléctrico puede pesar varias toneladas,lo que implica que se necesita un enorme volu-men de agua circulando, y por consiguiente unapresa enorme, para poder moverlo e iniciar lageneración de electricidad).

Si estas unidades se construyeran con tecno-logía superconductora, tanto el tamaño como elpeso se reducirían considerablemente, disminu-yendo los costos de construcción, montaje ymantenimiento, permitiendo incluso obtener depresas relativamente pequeñas una cantidadapreciable de energía eléctrica.

En este campo (y en el anterior), destacan loscompuestos con base en Bismuto, que ya se es-tán investigando y comenzando a aplicar en for-ma experimental. Estos compuestos han venidoa sustituir las tradicionales aleaciones de Niobioy Titanio, que fueron ampliamente utilizadas apartir de los años 60 (vea más adelante una delas aplicaciones de estas aleaciones).

Figura 4

J. Georg Bednorz

K. AlexanderMiiller


Mejores dispositivos electrónicosDos de las limitaciones que enfrentan los inves-tigadores en la miniaturización de los dispositi-vos electrónicos, son: 1) la disipación de ener-gía en espacios cada vez más reducidos y 2) eldelicado problema de la cooperación entre com-ponentes muy numerosos y cercanos entre sí.

En la miniaturización, se debe tomar en cuen-ta que las líneas por donde circulará la corrienteeléctrica también se reducirán, con su consi-guiente aumento de resistencia y de calor disi-pado. Ya sumado, el calor de todas las líneas queconducen corriente puede llegar a afectar seria-mente el desempeño del integrado, e inclusivedestruirlo. Si bien se han difundido tecnologíasnuevas que consumen mínima corriente, comolos circuitos CMOS de alta escala y muy alta es-

cala de integración, la colocación de digamosun millón de dispositivos en un chip de un micro-procesador, produce tal disipación de calor quedebe ser tomada en cuenta en el diseño (de he-cho, desde hace aproximadamente 10 años quelos microprocesadores de las computadoras de-ben utilizar sistemas para eliminar el calor re-manente de su operación, como disipadores yventiladores adosados directamente en el dis-positivo).

En este campo, están siendo probados diver-sos materiales, sobre todo basados en aleacio-nes de Ytrio y Talio, los cuales pueden conver-tirse fácilmente en placas delgadas ideales parausarse como base para la fabricación de circui-tos integrados. Con la aparición de superconduc-tores cerámicos, es posible alcanzar un alto gra-

9 7 6 2 1 10 4 5

8

3

(a)

14 9 10 2 4 7 2 1

(c)

83 6

3

14 9 10 13 12 11 7 6 2 1

(b)

8

3

Tipo rígido de cable superconductor. Sus componentes son:tubo de protección (1), superaislamiento (2), vacío (3),espaciadores (4), fuelles (5), nitrógeno (6), escudo frío (7),helio (8), superconductor (9), aislamiento eléctrico (10),escudo frío (11), retorno de helio (12), tubo de helio (13) ysoporte (14).

Cable superconductor de tipo semiflexible.Sus componentes son los mismos que los

del cable rígido.

Cable superconductor de tipo completamenteflexible. Sus componentes son los mismos quelos del cable rígido.

Línea superconductora compuesta por niobio y titanio, desarrollada

en Japón

Figura 5


do de miniaturización, que tendría casi comoúnico límite la pureza de los materiales emplea-dos. Los especialistas consideran que con estatecnología pronto se podrán fabricar compu-tadoras más poderosas, más rápidas, y más ba-ratas.

Transportación terrestreEste campo es uno de los más interesantes y delos que reciben más atención por los investiga-dores y los gobiernos. Aquí se aprovecha la pro-piedad de impenetrabilidad de los campos mag-néticos en los superconductores.

Si dejamos caer sobre un material supercon-ductor un imán, quedará flotando o levitando.En la figura 6, observe el imán con forma demoneda levitando y la pastilla cerámica en laparte inferior inmersa en nitrógeno líquido paramantenerla por debajo de la temperatura de tran-sición, estando así en el estado superconductor.

Este fenómeno se debe a que, como el su-perconductor tiene en su interior un campo mag-nético igual a cero, al acercar el imán (y por con-siguiente su campo magnético asociado) elmaterial crea un contracampo, de modo que lasuma en su interior siga siendo cero. Esto escomo si en el superconductor se creara un imánidéntico al que se está acercando, como la ima-gen de un espejo. A este fenómeno se le conocecomo “efecto Meissner”.

Como se puede apreciar en la figura 7, al serambos imanes de la misma polaridad, tienden arepelerse, lo que hace que el imán quede “sus-pendido” sobre el superconductor a una cierta

distancia que será determinada por el peso delpropio imán y la potencia de su campo magnético.

Una aplicación del efecto Meissner se presen-ta en el diseño de vehículos para transportaciónultra-rápida. Por los principios elementales dela física sabemos que una de las principales li-mitaciones que presenta un transporte superfi-cial, es la fricción contra el pavimento o contralos carriles, la cual tiende a frenarlo.

Figura 6

A

B

C

Aquí se presenta un esquema de cómo se produce el efecto Meissner.Al acercar un imán (representado por A), a un superconductor (B), se produce en éste una imagen magnética de él que lo repele (C).La intensidad de la fuerza de repulsión determina la altura a la que puede “flotar“ el imán. Conforme más poderoso sea el imán, máspoderosa será su imagen y más intensa será su fuerza de repulsión, produciendo una flotación a mayor altura.Todo esto ocurre sin importar si el imán está quieto, transladándose o girando sobre sí mismo. Siempre aparece una imagen instantáneade él que lo repele y lo hace flotar.Por el efecto Meissner sabemos que el estado superconductor es el estado de la materia,en el que no existe resistencia al paso de la corriente eléctrica y en el que loselectrones se hallan en un estado muy especial de gran orden y correlaciónde unos con otros, por lo que no pueden penetrar los campos magnéticosal superconductor.La manera en que el material superconductor genera la imagen del imán es moviendo a los electrones, generando corrientes superficialesque, a su vez, generan un campo magnético que correspondeexactamente a la imagen del imán, produciendose así la repulsióny por lo tanto la levitación.

Figura 7


También sabemos que conforme aumenta lavelocidad de un vehículo, se va perdiendo capa-cidad de maniobra, esto es, se necesitacrecientemente más espacio para cambiar la tra-yectoria. Un vehículo que aproveche las propie-dades de levitación magnética, contrarrestaríaambas limitaciones.

Al respecto, se han diseñado trenes que pue-den desplazarse “flotando” sobre rieles super-conductores, gracias a generadores magnéticosy a que se impulsan por medio de un motor deinducción lineal. El hecho de que se desplacenflotando evita el rozamiento entre partes; además,por la propiedad de imagen en espejo de los su-perconductores, cualquier desviación en la tra-yectoria sería autocorregida, es decir, se trata devehículos excepcionalmente estables, lo que re-dunda en una gran seguridad para los pasajeros.

Como punto adicional, un vehículo de estetipo no produce ningún tipo de contaminaciónambiental, ya que se impulsa por medio de elec-tricidad y no produce ruido, puesto que no haycontacto entre el vehículo y la superficie. Vea enla figura 8 algunos modelos prototipo que ya uti-lizan esta tecnología.

Aplicaciones médicasEste es un campo en el cual los dispositivos su-perconductores ya se están utilizandointensivamente; por ejemplo, en la obtención deimágenes por resonancia magnética (una técni-ca que permite explorar el interior del cuerpo hu-mano con gran precisión, pero que requiere dela generación de un campo magnético muy in-tenso, el cual se produce por medio de una co-rriente tan alta que fundiría a un embobinadotradicional), se utilizan cables superconductoresfabricados con una aleación de Niobio y Titanio(material que se descubrió a mediados del pre-sente siglo, y que se vuelve superconductor a“solo” –253ºC ó 20ºK).

La razón por la que aún no se emplean losnuevos materiales cerámicos que se menciona-ron anteriormente, es que hasta el momento nose ha encontrado un método efectivo para con-vertir en un delgado alambre estos compuestos,mientras que la aleación de Nb-Ti, al ser total-mente metálica, posee todas las propiedades de

ductilidad que caracterizan a estos materiales.Seguramente conforme se perfeccione la fabri-cación de alambres delgados utilizando com-puestos de Bismuto, pronto se reemplazará latecnología Nb-Ti, lo que pondrá este tipo de es-tudios más al alcance del público en general.

Otras aplicacionesComo podrá suponer, un fenómeno tan especialcomo la superconductividad potencialmenteposee una enorme variedad de aplicaciones;entre las más interesantes y que actualmente yase están investigando podemos encontrar el al-macén de energía en forma de una “rueda vo-lante”, una especie de toroide de material su-perconductor en el que se pone a circular unacorriente considerable, de tal manera que al nohaber ninguna resistencia por parte del materialque la conduce, dicha corriente se queda circu-lando por tiempo indefinido, como un almacénde energía (esta aplicación está siendo estudiadamuy cuidadosamente por la comunidad europea).

Figura 8


Otra aplicación que parece extraída de la cien-ciaficción es el desarrollo de “escudos contragravedad”, que están siendo investigados por laNASA en Estados Unidos (pruebas realizadas handemostrado que objetos que poseen en su inte-rior un pequeño aparato formado por cerámicassuperconductoras sufren un pequeño decre-mento en su peso); si se comprueba la efectivi-dad de estos métodos, la propulsión de navesespaciales futuras puede sufrir una revolucióntotal.

Por último, cabe señalar que el fenómeno dela superconductividad es muy importante parael desarrollo tecnológico futuro y que, en lascondiciones actuales, no requiere de un complejolaboratorio para ser reproducido; en otras pala-bras, esta tecnología se encuentra al alcance depaíses como el nuestro y no es viable desdeñar-la. De hecho, algunos investigadores de la Uni-versidad Nacional Autónoma de México ya hanproducido muestras de cerámicas superconduc-toras y han realizado trabajos muy interesantesal respecto.

Si desea información adicional puede consul-tar los siguientes títulos y direcciones en Internet:

• Magaña, Solís L:F: “Los superconductores”,serie La ciencia desde México. Fondo de Cul-tura Económica, 1991. México.

• Rhodes, R.G. and Mulhall, B.E. “MagneticLevitation for Rail Transport”, serieMonographs on cryogenics, Oxford UniversityPress, 1981, Inglaterra.

• Superconductive Components Inc.(http://www.superconductivecomp.com/)

• Oak Ridge National Laboratory(http://www.ornl.gov/)

• Sandia National Laboratory(http://www.sandia.gov/)

• NASA(http://www.nasa.gov/)

• American Ceramics Society(http://www.acers.org/)

• Midwest Superconductivity Consortium(http://www.materials.ecnpurdue.edu/~miscon/)


Segunda y última parteSegunda y última parte

CIRCUITOS DE

SOLDADURA

SUPERFICIAL

CIRCUITOS DE

SOLDADURA

SUPERFICIAL

Oscar Montoya F. y Alberto Franco S.

Concluimos en esta ocasión elartículo sobre circuitos de soldadura

superficial que iniciamos en elnúmero anterior. Continuaremos

describiendo las características delos dispositivos de montaje

superficial y finalizaremos el temacon una serie de recomendaciones

para soldar este tipo decomponentes.

Introducción

Primeramente recordemos que, en comparacióncon los dispositivos discretos convencionales, losdispositivos de montaje superficial son elemen-tos electrónicos de dimensiones muy reducidas,y que su interconexión en las tablillas de circui-to impreso se realiza soldándolos en las pistas ypads de la superficie.

La mayor parte de la tecnología electrónicaque hoy se produce utiliza dispositivos de mon-taje superficial. Esto permite la reducción de cos-tos de manufactura, de inversión en materiales,de peso y de consumo de energía de los propiosaparatos.


Diodos de sintonía

Los diodos de sintonía tienen la capacidad de mo-dificar su valor de capacidad en función del voltajede polarización aplicado en sus terminales.

Estos diodos, que están disponibles para todala banda de frecuencias utilizadas en electrónica(desde la banda de HF hasta la de UHF), se utili-zan en receptores y transmisores de radiofre-cuencia. Dentro de estos sistemas, los diodos

cumplen una gran cantidad de funciones; porejemplo:

• Sintonía de lazo cerrado por fase (PLL).• Ajuste de frecuencia de osciladores locales.• Selectores presintonizados de radiofrecuencia.• Filtros de radiofrecuencia.• Registros de fase de radiofrecuencia.• Amplificadores de RF.• Control automático de frecuencia.

Encapsulado SOT-23 para montaje superficial

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.nimstloVpaCoidaR

)zHM05,V0.4(Q

.niM .moN Má .x

1TL1012VBMM 1.6 8.6 5.7 03 5.2 0041TL3012VBMM 9 01 11 03 5.2 0531TL4012VBMM 8.01 21 2.31 03 5.2 0531TL5012VBMM 5.31 51 5.61 03 5.2 053

1TL7012VBMM 8.91 22 2.42 03 5.2 003

1TL8012VBMM 3.42 72 7.92 03 5.2 0521TL9012VBMM 7.92 33 3.63 03 5.2 002

Figura 2

12

3Dimensiones en milímetros

Encapsulado SOT-23 para montaje superficial

(0.48)

(1.9)

(3.0) Max.

(0.95)

(1.1)

(0.2)

(2.5) Max.(1.3)

Figura 1


• Filtros de video y líneas de retardo.• Generadores de armónicas.• Moduladores de frecuencia FM.

En su construcción, estos dispositivos son dota-dos de tecnología de unión abrupta o de uniónhiperabrupta. La familia de unión abrupta inclu-ye una gama de dispositivos que se emplean enla mayoría de los circuitos sintonizados para ran-gos pequeños de frecuencia, los cuales cubrensin embargo todo el espectro de frecuencias; porsu parte, los diodos de unión hiperabrupta pre-sentan altos valores de radio de capacitancia;dado que esto es particularmente adecuado paracuando se necesitan amplios rangos de selec-ción de frecuencia, es muy común encontrar estetipo de dispositivos en radios de AM/FM y en lasección de sintonía de televisores modernos.

Cabe aclarar que la mayoría de los diodos demontaje superficial vienen en un encapsuladotipo SOT23 (siglas de Small Outline Transistor otransistor de encapsulado pequeño), cuyas ca-racterísticas físicas se muestran en la figura 1,junto con una fotografía para que los identifiquefácilmente.

A continuación presentamos un conjunto dediodos de sintonía de unión abrupta, mismos quevarían su capacitancia en términos de un radioque va de 2.0 a 30 voltios; se fabrican en unencapsulado SOT-23, tal como se muestra en lafigura 2.

Los siguientes dispositivos de montaje super-ficial contienen dos diodos de sintonía dentrodel mismo empaque, y utilizan un encapsuladotipo SOT-33 (figura 3).

Algunos de los modelos de diodos de sintoníade unión hiperabrupta, en encapsulado SOT-23,

Encapsulado SOT-33 de montaje superficialdual, con dos diodos de sintonía M4B

3

1 2

alucírtaMaicnaticapaC)soidarafocip( R)RB(RV

.nimstloVpaCoidaR

)zHM05,V0.3(

Q

.niM .moN Máx .

401VM 73 24 3 5.2 001 *

1TL234VBMM 34 1.84 2 5.1 001 **

(*) (**)

Figura 3

Encapsulado SOT-23 para diodos de sintonía de montaje superficial, con tecnología de unión hiperabrupta

21

3

alucírtaM acraM renezejatloV

1TB1225ZSMM 1C 4.2

1TB2225ZSMM 2C 5.2

1TB3225ZSMM 3C 7.2

1TB4225ZSMM 4C 8.2

1TB5225ZSMM 5C 0.3

1TB6225ZSMM 1D 3.3

1TB7225ZSMM 2D 6.3

Figura 4


se indican en la figura 4. Recuerde que el indica-dor de marca viene impreso en el cuerpo del dis-positivo; básicamente es una abreviatura defi-nida por el fabricante, que permite reconocercada tipo de dispositivo de montaje superficial.

Diodos Schottky

Los diodos Schottky de alto nivel de portadores,llamados Hot-carriers, se utilizan comomezcladores y detectores de alta frecuencia enlas bandas de VHF y UHF; y, en general, en lamayoría de las aplicaciones donde haya señalesde alta frecuencia.

Estos dispositivos presentan característicaseléctricas muy estables, gracias a la eliminacióndel diodo de punto de contacto. En poco tiempo,

tal particularidad será aprovechada en muchasaplicaciones electrónicas.

Ahora veremos un grupo representativo dediodos Schottky en su versión de Hot-carrier, loscuales se fabrican en encapsulados de montajesuperficial (figura 5).

Diodos de conmutación

Los diodos de conmutación, que son dispositi-vos que manejan pequeñas señales, se utilizanpara conmutación de baja corriente y aplicacio-nes de conducción.

En la tabla de la figura 6 señalamos dos diodosde conmutación de montaje superficial; se indicatambién el encapsulado para estos dispositivos.

Diodos múltiples de conmutación

Para ahorrar espacio y costos, se encapsulan di-ferentes configuraciones de diodos de conmu-tación en empaques de soldadura superficial. Enla figura 7 se muestra el encapsulado y las con-figuraciones para estos diodos.

Diodos zener

Recordemos que los diodos zener son dispositi-vos semiconductores que durante su operaciónnormal deben polarizarse de manera inversa; así,pueden hacer que en los extremos de sus termi-

21

3Estilo 8Encapsulado para diodos de conmutación

alucírtaMnimR)RB(V

dfPstloVacraM

1TL0073VBMM 002 R4

1TL1043VBMM 53 D4

Figura 6

21

3Estilo 8

21

3Estilo 9

21

3Estilo 19

21

3Estilo 11

alucírtaMR)RB(VdfPstloV

xamTC acraM olitsE

1TL107DBMM 07 0.1 H5 8

1TL103DBMM 03 5.1 T4 8

1TL101DBMM 0.7 0.1 M4 8

1TL253DBMM 0.7 0.1 G5M 11

1TL353DBMM 0.7 0.1 F4M 91

1TL453DBMM 0.7 0.1 H6M 9

Configuraciones de los diodos dentro del encapsuladoFigura 5


nales se mantenga constante el voltaje, indepen-dientemente de la cantidad de corriente que con-suma el circuito.

Uno de los parámetros importantes de los dio-dos zener, es precisamente el voltaje de zener;se trata del valor de voltaje para el que cada unode estos dispositivos fue diseñado, con el pro-

pósito de mantener constante justamente la ali-mentación.

Los diodos zener son ampliamente utilizadosen circuitos de montaje superficial.

En la figura 8 se muestra el encapsulado típi-co para la lista anexa.

Herramientas para la soldadura

De entrada, puede pensarse que soldar es un tra-bajo relativamento sencillo; y en realidad lo es,cuando se realiza en circuitos impresos de una

Encapsulado 425

.136 14

Dimensiones en pulgadas Arreglo de 8 diodos aislados

Arreglo de 8 diodos ánodo común

.340

14 8

71

.050 .016

.154.236

.005 .005 .020

.061

1 2 3 4 5 6 7 8

16 15 14 13 12 11 10 9

2 3 5 7 8 9 11 12

Figura 7

Figura 8

alucírtaM acraM renezejatloV

1TB1225ZSMM 1C 4.2

1TB2225ZSMM 2C 5.2

1TB3225ZSMM 3C 7.2

1TB4225ZSMM 4C 8.2

1TB5225ZSMM 5C 0.3

1TB6225ZSMM 1D 3.3

1TB7225ZSMM 2D 6.3

Succione los excesos de soldadura del componente

Cautín

Desoldador

Figura 9


cara. Pero la técnica de soldadura cambia cuan-do el trabajo se hace en circuitos de montajesuperficial, porque los componentes son dema-siado pequeños; de ahí que haya aparecido enel mercado toda una serie de herramientas(cautines, puntas, estaciones de soldado, etc.)que permiten soldarlos correctamente.

Además de ciertas herramientas especializa-das, se requiere un sustancia fundente de solda-dura preparada con alcohol isopropílico y quese vende de manera común en el mercado elec-trónico. En México a esta sustancia se le conocecon el nombre de flux (fundente, en inglés). Hayvarias marcas, pero una que podría utilizar esINFLUX, pues presenta excelentes característi-cas eléctricas en el momento de realizar la sol-dadura; permite la fácil adherencia entre las ter-minales de los componentes, los pads y la propiasoldadura; y, además, una vez que se enfríanestos puntos, los residuos del fundente se soli-difican y actúan entonces como aislante entreellos.

Cómo soldar un componente desoldadura superficial

Soldar un dispositivo discreto de montaje super-ficial (por ejemplo, un transistor o un diodo),implica la necesidad de recurrir a una técnicadiferente a la que se emplea para componentesconvencionales. De tal suerte, hay que contar almenos con los siguientes materiales:

• Un cautín de estación de 30 watts (debe co-nectarse a un contacto con la terminal de tie-rra habilitada, y una punta delgada).

• Una jeringa de 3 ml.• Un broche de lámina para encuadernar (como

los tipo “Baco“).• Soldadura.• Líquido fundente.• Desoldador de aire.• Un palillo.

Procedimiento1) Para desoldar el componente dañado y sepa-

rarlo de la tablilla de circuito impreso, retirela mayor parte de la soldadura que existe en

sus extremos; esto requiere calentar la sol-dadura, y luego succionarla mediante eldesoldador de aire (figura 9).

2) Coloque la punta del palillo en la parte infe-rior del componente, y caliente ligeramentecada una de las terminales de éste; para queel dispositivo se separe de la placa del circuitoimpreso. Aplique un poco de fuerza (figura 10).

3) Con mucho cuidado, coloque el nuevo com-ponente sobre la placa del circuito impreso;pero asegúrese de que las terminales quedenacomodadas tal como corresponde (figura 11).

4) Tome el broche de lámina, y con la ayuda deunas pinzas moldéelo hasta que quede con laforma que se muestra en la figura 12. La “he-rramienta“ obtenida cumple dos funciones:servir como disipador de calor (con lo que seevita que el componente sea destruido cuan-do esté siendo soldado), y asegura la posi-ción del mismo sobre la tablilla (para preve-

Coloque el nuevo componente sobre el circuito impreso

Figura 11

Empuje el componente por su parte inferior

Figura 10


nir que se mueva y entonces se suelde equi-vocadamente).

5) Aplique líquido fundente en las terminales delcomponente.

6) Oprima el componente con la “herramienta“que creó, y suelde sus terminales (figura 13).

Debido a las pequeñas dimensiones de los com-ponentes de montaje superficial, es necesariopracticar lo suficiente en tablillas de desperdi-cio; el objetivo es dominar la técnica para sol-darlos, puesto que así se reduce la posibilidadde dañar las tablillas de circuitos que estén enbuenas condiciones de operación.

Broche“Baco“

Componente

Cautín

Suelde las terminales presionando el componente con la herramienta

Figura 12

Figura 13


EL CONTROL

REMOTO

EL CONTROL

REMOTO


El control remoto digital es un accesoriode gran importancia en el manejo de los

aparatos electrónicos modernos:sistemas de componentes, receptores de

cable y de antena parabólica,videograbadoras y cámaras de video, nopueden prescindir ya de esta unidad. En

el presente artículo vamos a hablar de lateoría de operación del control remoto

inalámbrico, con miras a apoyar losprocedimientos de servicio a estas

unidades, que es el tema del siguienteartículo.

Qué es un control remoto

Un control remoto es una unidad externa con laque es posible operar un equipo a distancia, estoes, sin que el usuario tenga la necesidad de es-tablecer algún contacto físico con el sistema aso-ciado; por ello, en el control remoto se concen-tra el manejo de las diversas funciones del equipoal que complementa.

En los aparatos electrónicos domésticos el usode este dispositivo permite acceder a los distin-tos controles y prestaciones del equipo; encen-dido, cambio de canal, conmutación de funcio-nes, nivelación de volumen, congelamiento deimágenes, efectos especiales, etc. Incluso en al-gunos televisores modernos, diversos ajustes queantes el técnico debía efectuar mediante presets,ahora se llevan a cabo vía el control remoto,modificando los valores de ciertas memorias in-ternas que a su vez controlan a sendos poten-ciómetros digitales (figura 1).


Es importante resaltar que el rango de pres-taciones otorgadas por un control remoto depen-derá del diseño específico de cada equipo.

Cabe mencionar que la evolución que este ac-cesorio ha experimentado al paso del tiempo (fi-gura 2), no ha modificado su principio básico deoperación: un transmisor envía las instruccio-nes codificadas mediante algún canal de comu-nicación hacia un receptor alimentado perma-nentemente, el cual capta la señal y la envía enforma de pulsos eléctricos al sistema de control,donde el comando específico es identificado paraproceder a ordenar su ejecución.

El control remoto digital

La principal característica del control remotomoderno es que se apoya en la tecnología de lasemisiones infrarrojas para la transmisión de ór-denes entre la unidad remota y el aparato re-ceptor. Analicemos cómo trabajan estos acce-sorios, cuáles son las señales que emiten yalgunos aspectos relevantes de su operación.

Propiedades de las emisiones infrarrojasLa luz infrarroja es una emisión electromagnéti-ca cercana al espectro de la luz visible (figura

3). Entre las propiedades que le otorgan ventajasobre otros sistemas utilizados anteriormente,resaltan:

• Son ondas altamente direccionales, por lo quees necesario “apuntar“ o dirigir el accesorioremoto hacia el aparato sujeto a control, sinafectar a otros equipos que se ubiquen de ma-nera cercana a la trayectoria de los rayos.

• Su rango de acción es muy limitado (un máxi-mo promedio de siete metros), lo cual impideque las señales “salgan“ del recinto donde segeneran y afecten a otros aparatos de habita-ciones contiguas.

• Los LEDs (diodos emisores de luz) son muyeconómicos y su operación es muy confiable.

• Debido a la naturaleza particular de las ondasde luz, es posible enviar datos a muy alta velo-cidad, con la certeza de que tanto la emisióncomo la recepción serán adecuadas.

• La emisión de rayos luminosos por medio deun LED consume un mínimo de energía, lo queprolonga la vida útil de las baterías empleadas.

Desde que los fabricantes decidieron aprovecharun rayo de luz para el envío de información, con-sideraron más apropiado no utilizar emisiones

Con el remoto, se coloca al televisor en el modo de servicio y se le dan las instrucciones pertinentes

El CPU dentro del aparato recibe las órdenes y seencarga de su cumplimiento El CPU se comunica con los

presets electrónicos, modificándolossegún la selección efectuada

00 AFC 00 SERVICENo. defunción

Modo deservicio

Sub-funciónaccesada

Nivel de ajuste00 63

Como indicador visual, el CPU expide en pantalla una serie dedatos numéricos, para que elpersonal de servicio pueda comparar con las tablas del manual

1 2

3

4

Figura 1


ON/OFF

Podría decirse que el primer control remotoutilizado en un aparato electrodomésticoconsistió en un cable con una clavija y un interruptor en sus extremos.

A fines de los años 70, y apoyados en el sistema digital,los primeros diseños de control remoto contaban con un conjunto de interruptores colocados de manera paralela en los equipos, enlazados por un conjunto de cables.

Baterías SolenoidesCampanas ultrasónicas

Ondasultrasónicas

CH

AN

NE

L

VO

L

VO

L

ON

/OFF

También en la década de los 70, se recurrió a otrosmedios de enlace entre el emisor y receptor. Losprimeros dispositivos inalámbricos utilizaban ondasacústicas ultrasónicas producidas por un conjuntode campanillas tubulares.

AMP

C4C3 C6 ........ CnC2 C5C1

CIRCUITO OSCILADORRC

Bocina ultrasónicaLa sustitución de las campanillas porcircuitos resonantes y una bocina ultrasónica, permitió incluir en loscontroles un mayor número de órdenes;pero se presentó la dificultad de que laseñal enviada sobrepasaba la esferade acción requerida e interfería en otros aparatos.

Aunque se utilizó como una alternativade solución a los problemas causados porla señal ultrasónica, el uso de señales deondas de radio no fue del todo eficiente.

órdenes

Ondas deradio

Receptor de radio

Figura 2


del espectro visible, lo que podría ser molestopara los usuarios en determinadas circunstan-cias, sino la porción que se ubica justo abajo de

la frecuencia correspondiente al color rojo (deahí el nombre de “zona de infrarrojo“). Y si bieneste tipo de rayos constituye una fuente de ca-

Rayos Gamma

Rayos X

Luz visible

Ultravioleta Infrarrojo Ondas de Radio Ondas de Radio

Tipo deradiación

Radio de onda corta

RadioAMRadioFMTV

Microondas

radar

10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 1 10 10 10 10 10 10 10 10-15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 2 3 4 5 6 7 81

Longitud de ondaen metros

Banda empleadapor los modernoscontroles remoto

Figura 3

Parte superior

Contactos parabatería

Teclado de goma

Circuito impreso

Ventana transparente

Parte inferior

Tapa de baterías

Figura 4


lor, para las magnitudes tan limitados que se re-quieren en el envío de datos no representa nin-gún riesgo.

Adicionalmente, las emisiones infrarrojas tie-nen una propiedad que las hace idóneas paraestas aplicaciones: permiten eliminar lasinterferencias de la luz visible de una maneramuy sencilla; basta simplemente con colocar enla etapa receptora una ventana de cristal o plás-tico de color rojo oscuro transparente. De estamanera, se garantiza que cualquier rayo de luzde una frecuencia por arriba de la frecuencia delrojo sea bloqueado, mientras que las frecuen-cias inferiores pueden pasar sin problemas.

Estructura física de un control remoto

Veamos cómo está construido un control remo-to. El gabinete que contiene a los circuitos, porlo general está formado por tres piezas indepen-dientes: las tapas superior e inferior y la que co-rresponde al compartimiento de las baterías (fi-gura 4).

En el interior de la unidad destaca una placade circuito impreso (figura 5) en la que se alojantodos los componentes electrónicos que detec-tan las órdenes y transmiten los pulsos de rayosinfrarrojos.

Se puede apreciar fácilmente que la mayorparte del área ocupada por este impreso corres-

ponde a la matriz de teclas, mientras que en unextremo se ubica el circuito integrado de con-trol, algunos componentes periféricos (conden-sador, resistencias, cristal oscilador), los transis-tores excitadores y el diodo emisor del hazinfrarrojo. También, en un extremo se ubica laentrada de voltaje (donde se conectan las bate-rías).

Otra pieza que destaca es el teclado de goma,donde se concentran todos los botones de con-trol (figura 6). Este elemento recibe el nombrede “teclado tipo membrana“, debido a su cons-trucción interna.

Si se cortara una de las teclas se podría apre-ciar que el botón de goma va conectado a una

Area utilizada por la matriz de teclas

A

B

Ledinfrarrojo

Entrada devoltaje

Led

Componentesperiféricos

Circuitointegrado

Figura 5

Figura 6

Teclado de goma


pequeña membrana en forma de domo orienta-do hacia abajo, el cual a su vez está recubiertopor una capa de compuesto de ferrita, materialcuyas propiedades conductoras son excelentes.Justamente, dicha capa permite el cortocircuitoen las terminales de cada interruptor, mismasque se encuentran grabadas en el propio circui-to impreso; de esta manera, la pequeña mem-brana ubicada en la parte inferior de cada teclahace las veces de resorte, regresando el botón asu posición original una vez que deja depresionarse (figura 7).

Operación del circuito emisor

Analicemos la operación de un control remoto tí-pico. Vea el diagrama esquemático que se mues-tra en la figura 8 y observe que el teclado es detipo matricial, es decir, cuenta con una serie decolumnas y renglones en cuyos nodos o intersec-ciones se colocan las teclas, una para cada cruce.

La manera en que funcionan estos teclados esla siguiente: el circuito de control (al cual llegantodas las columnas y renglones) expide una seriede pulsos, ya sea a través de los propios renglo-nes o de las columnas, pero de línea en línea.

En los controles donde el integrado expide lospulsos por la línea de las columnas, se inicia elprocedimiento “encendiendo“ primero la líneacorrespondiente a la columna 1 y checa que noexista entrada en alguna de las líneas asociadasa los renglones; si no detecta ninguna señal en-

tonces “apaga“ a la primera columna y “encien-de“ a la segunda para volver a checar los ren-glones. Y así sucesivamente el proceso se repitecuantas veces sea necesario hasta que se hayaencendido la última columna, de tal manera deque si no se detecta ninguna tecla activada, elcircuito integrado regresa a su posición inicial ycomienza de nuevo el muestreo en la columna1, reiniciando el ciclo.

En el caso de que sí haya sido presionada unatecla, por ejemplo la que corresponde a la inter-sección de la segunda columna con el cuartorenglón, el circuito de control “enciende“ la pri-mera columna y checa sus entradas de renglo-nes; como no encuentra señal, “apaga“ esta lí-nea y “enciende“ la segunda, en cuyo casodetecta la tecla activada, lo cual significa que losmismos pulsos que expide el circuito de controlpor la línea de la columna 2 los capta por la lí-nea del renglón 4, indicando entonces que latecla C2-R4 ha sido presionada.

Membranaretráctil

Botón

Pintura deferrita paracontacto

Figura 7

Ren

glon

es

Teclado tipo matricial

Columnas

OutT

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

CIRCUITODE

CONTROL

Figura 8


Como resultado de esta acción, el circuito in-tegrado consulta una tabla interna que le indicael proceso a efectuar cuando encuentre activa-da dicha combinación, traduciéndose por lo ge-neral en una serie de pulsos de salida que llegana un excitador (la mayoría de veces no es másque un transistor de switcheo), el cual va conec-tado al LED o LEDs infrarrojos que se encarganfinalmente de enviar las instrucciones al recep-tor en forma de un rayo de luz (figura 9).

Y no importa si el tiempo en que dura la teclapresionada es muy corto. De todas formas el cir-cuito de control detecta dicha acción, debido aque el ciclo de muestreo del teclado es muy rá-pido, llegando a producirse varios cientos demuestreos por segundo.

El circuito de control de la unidad remota

Prácticamente desde que se demostró lafactibilidad de los controles basados en emisio-nes infrarrojas, los diseñadores eligieron la trans-misión de datos de tipo digital; esto es, “1’s“ y“0’s“ que son captados por el receptor incluidoen el aparato y enviados a un microprocesador

incluido en el Syscon (sistema de control), unaetapa digitalizada donde a su vez se identifica elcódigo binario respectivo, para proceder a la eje-cución de las órdenes correspondientes.

Por lo tanto, el circuito de control que se in-cluye en la unidad remota forzosamente debeser de tipo digital; de hecho, es básicamente otromicrocontrolador, aunque con un objetivo muylimitado, pero con todos los elementos que ca-racterizan a este tipo de circuitos: una señal dereloj, un reset, una memoria interna, puertos deentrada de datos y puertos de salida así como

12

3

45

Figura 9

Figura 10


un núcleo de microprocesador que se encargade la ejecución de todas las instrucciones que lepermiten hacer un muestreo a las líneas del te-clado, identificar las distintas teclas y expedir ensu línea de salida la orden correspondiente; ytodo esto dentro de un encapsulado muy peque-ño, que en raras ocasiones rebasa las veinte ter-minales (figura 10).

Operación del circuito receptor

Ya sabemos entonces que la comunicación en-tre el circuito emisor y el receptor de un controlremoto, se efectúa mediante pulsos binariostransmitidos por medio de luz infrarroja. Expli-quemos ahora cómo se efectúa la recepción yejecución de las instrucciones correspondientes.

En la figura 11 se muestra el diagrama del cir-cuito receptor de un control remoto típico, el cualse incluye en el aparato respectivo. Por lo gene-ral se trata de un fototransistor que recibe laenergía infrarroja (recordemos que unfototransistor sólo conduce cuando recibe ener-gía luminosa), y en cuyo colector se toma unamuestra de los pulsos que se reciben, los que asu vez pasan a un pequeño circuito que les daforma para expedirlos con el formato y el niveladecuados (figura 12).

El formato de la señal infrarroja

En la figura 13 se muestra la forma general delos pulsos que se obtienen a la salida de cual-quier unidad remota; puede observar que al prin-cipio se tiene una zona de identificación, en lacual se envían uno o varios pulsos que le permi-ten al receptor identificar que esa orden provie-

ne de “su“ control asociado. Enseguida se tieneuna serie de pulsos codificados (por lo generalentre 10 y 20), correspondientes estrictamente ala orden en cuestión. Y por último se encuen-tran uno o varios pulsos de identificación final,los cuales le indican al receptor que ha conclui-do la transmisión de la orden, sirviendo en oca-siones también como identificación final.

Conviene aclarar que no todas las marcas yfabricantes utilizan este formato completo; enalgunos casos sólo se aprovecha el identifica-dor inicial y los pulsos de la instrucción, mien-tras que en otros sólo se envían los pulsos de laorden y el identificador final.

El identificador inicial cuenta con uno o va-rios pulsos de una forma y duración definidas,lo cual permite identificar plenamente al fabri-cante del control remoto e incluso al tipo de apa-rato al que pertenece. Precisamente, dicha in-formación permite que solamente el aparatoasociado reaccione ante las órdenes emitidas.

Algunos fabricantes utilizan como identifica-dor un solo pulso de una duración determinada,mientras que otros emplean una serie de 1’s y0’s, codificados de tal forma que se elimine cual-quier posibilidad de confusión con otros apara-tos.

Sin embargo, aunque en sistemas digitalesconvencionales estamos acostumbrados a queun “1“ se representa con un nivel de voltaje altoy un “0“ con un voltaje bajo, en la transmisión

Amplificador

AMP

Fototransistor

BufferSchmittTrigger

Al Syscon

Figura 11

Figura 12


Amplitud

Zona inicialde identificación

Zona de pulsoscodificados

Zona finalde identificación

Tiempo

Número binario

Lógica convencional

Lógica encontrolremoto

Un pulso delgadorepresenta un “cero“

Un pulso anchorepresenta un “uno

Figura 13

Figura 14

de datos esto no resulta práctico, debido a queuna serie extensa de bits podría mantener pormucho tiempo un nivel fijo en el canal de trans-misión, lo que a su vez podría redundar en unapérdida de sincronía y por consiguiente de da-tos. Por ello, en este caso se utiliza una codifica-ción por ancho de pulso, en la cual se asignauna determinada anchura de pulso a los 1’s yotra a los 0’s (figura 14).

De esta manera, siempre se tiene un flujo depulsos constante, por lo que el receptor lo únicoque debe hacer es medir con exactitud el anchode los pulsos recibidos para identificar los 1’s ylos 0’s.

Finalmente, la porción correspondiente alidentificador final es, como su nombre lo indica,un “cierre“ de la señal enviada. En este segmen-to los fabricantes pueden incluir un código finalde identificación o bien, un aviso de que la or-den ya fue transmitida y que el microcontrola-dor del receptor debe comenzar a procesar lainformación respectiva. Sin embargo, en algu-nas unidades remotas este pulso se omite.


REPARACIONES

MENORES EN

UNIDADES DE

CONTROL REMOTO

REPARACIONES

MENORES EN

UNIDADES DE

CONTROL REMOTO


Continuando con el tema de lasunidades de control remoto, en este

artículo hablaremos de algunosprocedimientos de reparación

cuando la falla es susceptible decorregirse. También construiremos

un pequeño circuito probador deemisiones infrarrojas, con el cual es

posible comprobar si la unidadremota envía las instrucciones

respectivas al aparato receptor.

Observaciones referentes al servicio

Se ha difundido la idea de que el control remotoes un módulo desechable y que no es objeto dereparación, puesto que no se encuentran laspartes o son costosas, llegando a recomendar alcliente que mejor adquiera uno nuevo. Y esto esverdad, aunque dependiendo de la falla hay ca-sos en los que las reparaciones son muy senci-llas, por lo que vale la pena considerar estos tra-bajos como una fuente de ingresos.

Debido precisamente a su carácter de objetoportátil, el control remoto se encuentra sujeto ala posibilidad de malos tratos y abuso por partede los usuarios. Y no obstante que es un acceso-rio relativamente barato, no siempre es fácil en-contrar el reemplazo exacto para un equipo en


particular, sobre todo si es de una marca no muyconocida o de poca penetración en el mercadonacional; esta situación, y el hecho de que a ve-ces los diseños sí llegan a ser muy especializa-dos, ha propiciado una cierta demanda de repa-ración de tales accesorios.

En este artículo hablaremos de algunas fallasmás comunes y su solución, incluyendo algunosconsejos para el servicio. Es conviene aclarar quenos hemos limitado a las unidades remotas con-vencionales, en las que se incluyen solamenteteclas conectadas en forma de matriz y que uti-lizan la tecnología infrarroja para la transmisiónde datos; y aunque no se incluye el servicio paralos de tipo de Jog & Shuttle (figura 1), práctica-mente estamos cubriendo un 95% de los contro-les remoto que actualmente se producen, inde-pendientemente de la marca, modelo o aparatoespecífico al que pertenecen.

Reparaciones menores

Cuando se recibe en el taller un control remotodefectuoso, en primera instancia se deben che-car dos aspectos básicos de la operación de estedispositivo: el estado de las baterías -pues no esdifícil que éstas se hayan agotado y el usuariono las haya sustituido- y si hay emisión de rayosinfrarrojos (puede utilizar el probador especialque le mostraremos más adelante). Si se des-carta la falla en estas dos opciones, lo más pro-bable es que el problema se localice en el apa-rato receptor.

Pero si por el contrario, se detecta que las ra-diaciones infrarrojas no se producen, la falla selocaliza, indudablemente, en el interior de launidad remota.

Entonces proceda a abrir cuidadosamente elcontrol y a revisar que no exista suciedad de cual-quier tipo; por ejemplo, residuo de café o refres-co que impidan el contacto adecuado entre lamembrana y las terminales del teclado. Limpiecuidadosamente la zona de contacto utilizandoalcohol isopropílico y un cotonete pero sin apli-car mucha fuerza, ya que puede desgastar la pin-tura de ferrita y ocasionar ya sea un contactointermitente o definitivamente la pérdida totalde unión.

Si el control remoto está limpio, entonces re-vise el estado de la pintura de ferrita, ya que sueledesgastarse con el uso continuo; de hecho, he-mos encontrado que en los controles de los te-levisores, es muy común que las teclas de cam-bio de canal presenten un desgaste acentuado,por la costumbre del usuario de explorar cons-tantemente la programación.

Si el desgaste es considerable, se puede re-cuperar la conducción pintando la parte inferiorde la membrana en forma de domo con un to-que de pintura de carbono, de la que se empleanormalmente para recubrir el aquadag de lostubos de imagen, es posible sustituir esta pintu-ra con una delgada capa de aluminio (utilice elpapel metalizado que traen la mayoría de cajasde cigarros, figura 2). Péguela con mucho cuida-do utilizando un adhesivo para plástico no co-

Las perillas Jog & Shuttle se basan en un patrón circular de pistas de circuito impreso, accionadas con escobillas en las perillas, detectando así en forma precisa la posición mecánica de las mismas. En los modelos más modernos, las escobillas tienden a ser remplazadas por medios ópticos.

Figura 1


rrosivo (una minúscula gota de silicona es sufi-ciente), y cuide que no queden rebordes ni pro-tuberancias que puedan provocar un contactopermanente. Permita que seque bien el pega-mento antes de efectuar las pruebas convenien-tes y entonces vuelva a armar la unidad.

Si lo que se ha desgastado es la pista de cir-cuito impreso, puede reforzarla cubriéndola conuna delgada capa de soldadura de estaño-plata,utilizando para ello un cautín de baja potencia,a fin de evitar que las pistas se levanten de subase. Sin embargo, hay casos en los que el des-gaste es tan acentuado que ya es difícil lograruna reparación satisfactoria, en cuyo caso po-dría tratar de repararlo utilizando las plumasespeciales de reconstrucción de pistas de circui-to impreso, (aunque la pista resultante fácilmentese desgasta).

Reparaciones de tipo electrónico

Aunque las fallas mencionadas anteriormenteson las más comunes en un control remoto, exis-ten otras que requieren un trabajo de tipo elec-trónico.

Según se mencionó con anterioridad, en es-tos accesorios además del circuito integrado decontrol puede encontrar algunos elementosperiféricos, como condensadores, resistencias,un cristal oscilador, etc.

Si ya ha revisado las baterías y el estado delos contactos, y no ha detectado problema algu-no, debe entonces proceder a diagnosticar el cir-cuito en sí.

Lo primero que debe comprobar es el estadode la placa de circuito impreso, puesto que elabuso al que llega a someterse el pequeño apa-rato, en ocasiones se traduce en una placa rotao fracturada, impidiendo la comunicación entrelas distintas partes del circuito. Si es el caso,dependiendo de la magnitud del problema, po-demos optar por reparar la placa o sugerir alcliente que adquiera un control nuevo.

Pero si no se presentan fracturas de ningúntipo, revise entonces cuidadosamente los compo-nentes para determinar si alguno se ha dañado.

En el caso de las resistencias, mida su valorcon las baterías retiradas, y también compruebeque los condensadores no presenten fugas (fi-gura 3). Si el multímetro con el que está efec-tuando las mediciones incluye probador de dio-dos, verifique entonces el estado de estoselementos y de los transistores auxiliares (enocasiones este probador no sirve para revisar elestado de los LEDs).

Si hasta aquí no hay problema alguno, reviseen detalle las terminales del cristal oscilador (fi-gura 4); al respecto, hemos comprobado que sonmuy débiles y que no resisten un golpe fuerte,en cuyo caso llegan a romperse, por lo que elcircuito de control no trabaja al no contar conun reloj interno, inutilizando por consecuenciaal control remoto.

Si este es el caso, trate de soldar nuevamentelas terminales, reforzándolas con soldadura deestaño-plata; pero si la soldadura es imposiblede efectuar, trate entonces de conseguir en elmercado electrónico un cristal de la misma fre-

En la zona de contacto de algunasteclas, el desgaste es muy evidente

Lámina muy delgadade papel aluminio

Se pega el papelaluminio con adhesivo

no corrosivo

Tecla con la pintura de ferrita desgastada

Figura 2


Figura 3

K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7

K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15

K17 K18 K19 K20 K21 K22 K23

K25 K26 K27 K28 K29 K30 K31

K33 K34 K35 K36 K37 K38 K39

K41 K42 K43 K44 K45 k46 K47

K49 K50 K51 K52 K53 k54 K55

K16

K24

K32

K40

K48

K56

K8

2423

2221

2019

1817

1615

1314

12

34

56

78

910

1112

+

D1LED:EL2

Q1:KSC1008-Y

R12

C347µF

3v

C1100PF

C2100PF

ZT1CSB455EB20

C40.1µF

UPD6125AG-701

I/O 03

I/O 02

I/O 01

I/O 00

S-1N

S-OUT

REM

VDD

OSC-OUT

OSC-IN

VSS

AC

KIO/00

KIO/01

KIO/02

KIO/03

KIO/04

KIO/05

KIO/06

KI0

KI1

KI2

KI3

K1: FRAME/SLOWK2~K11: 1~10(0)K12: CH100K14: SLOW 1/7K15: SLOW TRAKING UPK16: SLOW TRAKING DOWNK17: PAUSE/STILLK18: TV/VCRK19: POWERK20: F.FK21: STOPK22: PLAYK23: REMAINK24: TV/CATVK25: RECK26: REWK27: CHANEL UP

K30: SLOW 1/15K31: CHANEL DOWNK32: TIMERK33: INDEXK34: SHIFT (*)K36: SHIFT BACK (-)K39: PROGRAMK43: ZERO RETURNK46: COUNTER RESETK49: CH. AUTO MEMORYK50: CH. MEMORY ADDK51: CH. MEMORY ERASEK53: COUNTER/CLOCKK54: OTR ONK55: OTR OFF

Vcc


cuencia (marcada claramente en un costado),puesto que si coloca uno de frecuencia distinta,el remoto sí funcionará pero seguramente el apa-rato no reconocerá las órdenes (recuerde quecuenta con un identificador inicial). Para evitarque se vuelvan a romper las terminales, le suge-rimos asegurar el cristal en su posición, adhi-riéndolo a la placa con pegamento de silicona.

Una falla poco común pero que llega a pre-sentarse es un diodo infrarrojo defectuoso (figu-ra 5). Aunque inicialmente era relativamente di-fícil conseguir este tipo de LEDs en nuestro país,actualmente muchas refaccionarias electrónicaslos manejan, por lo que es factible rescatar unremoto que presente esta avería.

Para comprobar si efectivamente el diodo seencuentra en mal estado, tendrá que checar con

osciloscopio la entrada y la salida del excitador(por lo general un transistor), buscando los pul-sos que provienen del circuito de control, y siestos se encuentran presentes pero no hay emi-sión infrarroja, seguramente el LED esta dañado.

Finalmente, si hasta aquí no se ha detectadoninguna falla y el remoto aún no funciona, lomás seguro es que el circuito de control estédefectuoso, lo que obligará a comprar otra uni-dad, ya que estos dispositivos no se consiguenen el mercado electrónico.

Fallas en el circuito receptor

En lo que refiere al extremo receptor, la conexiónentre el módulo infrarrojo que capta las señales

Figura 4

Figura 5

Aspecto del LED infrarrojo que se encarga detransmitir las órdenes del remoto, al aparato. A sulado podemos ver el transistor excitador, así comouna resistencia para limitar la corriente circulante.En algunas unidades se llega a incluir más de unLED infrarrojo.

CPU5V

Out

GND

2IR IN

Presione cualquiertecla en el remoto

Observando con osciloscopio la línea entre el receptor y el CPU,debe recuperarse un tren de pulsos

Figura 6


del remoto y el sistema de control, en la mayo-ría de los casos es directa; recuerde que todoslos elementos necesarios para recibir y formarlos pulsos infrarrojos se alojan dentro de un pe-queño encapsulado, del cual salen directamen-te las órdenes hacia el sistema de control (figura6). Si en algún caso llegara a encontrar que launidad remota funciona correctamente pero elaparato no responde a las órdenes, cheque conosciloscopio la salida de los pulsos del móduloreceptor; si no aparecen, significa que dicho mó-

edrodaborpotiucriclearapsodireuqersetnenopmoCsajorrarfnisenoisime

M1 ó solneeugisnocol(sojorrarfnisoyaredrotpecerolud.)“soredaseuhsed“sodamall

50L87ejatlovedrodalugerotiucriC1

745CBNPNrotsisnarT1

DELodoiD1

W2/1,soimhoK01aicnetsiseR1

W2/1,soimho074aicnetsiseR1

rotcenocnocV9edadardaucaíretaB1

odagapa/odidnecneedhctiwS1

oserpmiotiucricedatejraT

euqepetenibaG1 ño

Tabla 1

78L05

On/Off

LED

BC547

470 Ω

10 KΩ

Módulo receptorde rayos infrarrojos

Bateríacuadrada9V

Figura 7

dulo se ha dañado y debe ser reemplazado. E nrealidad este receptor es muy confiable y llega afallar en muy raras ocasiones.

Si los pulsos efectivamente están presentes yel aparato aún no responde, trate de conseguirotro remoto igual y vuelva a probar. Si con lasegunda unidad el aparato funciona, significaque es el propio remoto el que tiene problemas;pero si aún persiste la falla, es probable enton-ces que la avería se encuentre en alguno de loselementos del sistema de control, pudiendoameritar quizás el reemplazo del microcontro-lador.

Como parte final del presente artículo vamosa mostrar un circuito muy sencillo que le permi-tirá detectar si la unidad remota envía la señalinfrarroja de control al aparato en cuestión.

El circuito probador de emisiones infrarrojas

Para construir este pequeño instrumento, se re-quieren los materiales que se indican en la tabla1.El circuito esquemático del proyecto se muestraen la figura 7, siendo en realidad muy sencillo.Para comprobar su uso active el probador yapunte el control remoto a la ventana de entra-da y presione cualquier tecla, observando si elLED indicador de señal recibida se enciende.

Recuerde apagar el probador cuando lo dejede utilizar, para evitar que la batería se descar-gue rápidamente.


FALLAS RESUELTAS Y

COMENTADAS EN

HORNOS DE

MICROONDAS

FALLAS RESUELTAS Y

COMENTADAS EN

HORNOS DE

MICROONDAS


Continuando con el tema del servicioa hornos de microondas, iniciado en

el número anterior, hablaremosahora de diversos casos sin

pretender hacer un recetario. Másbien, nos interesa que haga usteduna reflexión sobre cada falla y su

solución, tratando de combinar susconocimientos teóricos sobre el

tema; también es de nuestro interésque trate de aplicar estas

explicaciones en fallas similares deotros modelos o marcas no citados

aquí.

• Marca: Daewoo, AXM-1200.• Síntoma: El aparato llegó completamente

“muerto”.• Solución: Se descubrió que el fusible de en-

trada estaba abierto, pero al reemplazarlo seencontró que el receptáculo del fusible estabacarbonizado y en mal estado. Se reemplazó elportafusible y el fusible.

• Comentarios: Cuando el portafusible está de-fectuoso, puede hacer un falso contacto con elfusible, sobrecalentarlo y hacer que se abra. Sino reemplaza dicho componente, el aparato ten-drá en poco tiempo el mismo problema.


• Marca: Emerson, MT-3055.• Síntoma:Aparecían chispazos en el interior de

la cavidad del horno mientras funcionaba.• Solución: Se descubrió que el arqueo se pro-

ducía debido a la presencia de residuos de co-mida que se habían carbonizado. Recuerde queel carbón es un buen conductor de la electrici-dad y que está terminantemente prohibido co-locar elementos conductores dentro del hor-no, porque precisamente se puede producir unchispazo. Para corregir el problema hay quelimpiar muy bien la cavidad del horno, reem-plazar aquellos elementos que se hubieran po-dido dañar (como la cubierta de salida de laguía de ondas) y recomendar al cliente quelimpie periódicamente su horno.

• Comentarios: Este tipo de problemas puedenpresentarse también si se introducen al hornoutensilios metálicos, como tenedores y cucha-ras, o platos con borde de pintura metalizadao elementos similares. Avise a su cliente delriesgo de introducir cualquiera de estos obje-tos, y adviértale que puede dañar irremedia-blemente su horno.

• Marca: Kenmore (Sears) 564-9997810.• Síntoma: Se repartía el calor de forma no uni-

forme y, en ocasiones, el horno se apagaba porsí mismo.

• Solución: Se descubrió que las aspas del ven-tilador de dispersión de ondas (stirrer fan) sehabían atascado, lo que provocaba que las on-das no se distribuyeran en toda la cavidad delhorno; en ocasiones, incluso, provocaban queparte de las microondas regresaran almagnetrón, produciendo sobrecalentamiento yla activación del interruptor térmico asociado.Se liberaron las aspas del ventilador de disper-sión y el problema se solucionó.

• Comentarios: En la actualidad, pocos fabri-cantes siguen utilizando el método del ventila-dor de dispersión, siendo reemplazado por lacharola giratoria; sin embargo, este tipo de sín-tomas pueden presentarse en hornos econó-

micos que no tienen ni ventilador ni charolarotatoria, así que téngalo en cuenta.

• Marca: Kenmore (Sears), 564-9997810.• Síntoma: El horno comenzaba a funcionar tan

pronto se conectaba la clavija, permaneciendoencendido todo el tiempo. La única forma deapagarlo era desconectándolo.

• Solución: Se descubrió que el triac de controlprincipal estaba en corto, lo cual provocó quetambién se dañaran varios elementos asocia-dos en la placa de control. Para remediar elproblema, se tuvo que reemplazar toda la pla-ca del microcontrolador.

• Comentarios: Esta es una de las razones porlas cuales los fabricantes raramente usan triacscomo elementos de control en hornos demicroondas, pues con relativa facilidad puedenponerse en corto y ocasionar la falla descrita.Esto generalmente no ocurre con losrelevadores.

• Marca: Panasonic, NN-6368.• Síntoma: Al conectar el horno, se escuchó una

serie de “beeps”, siendo imposible controlarcualquier acción con el teclado.

• Solución: Se descubrió que una de las teclasdel panel frontal estaba en corto permanente,por lo que introducía órdenes no reconociblesal momento de inicializar el sistema, causan-do que se bloqueara. Para solucionar la falla,se tuvo que reemplazar toda la membrana delinterruptor al tacto.

• Comentarios: Cuando surjan problemas queaparentemente provienen del microcontrola-dor, será necesario revisar las señales funda-mentales de este componente; dichas señalesson: alimentación y tierra, reloj, reset, señalesde entrada y señales de salida. Si cualquierade ellas está mal, el sistema se comportaráerráticamente.


• Marca: Panasonic, NN-5407A.• Síntoma: Después de una tormenta eléctrica,

el horno dejó de funcionar.• Solución: Se descubrió que no había salida

del transformador de bajo voltaje que alimen-ta al circuito de control, debido a que un picoen la línea de alimentación abrió el embobinadoprimario. La solución a este problema es la sus-titución del transformador, aunque si se difi-culta mucho obtener uno idéntico, se puedemandar embobinar sin muchos problemas.

• Comentarios:Este es un problema muy co-mún en todas las marcas de hornos demicroondas, sobre todo en lugares donde la lí-nea de alimentación fácilmente presente picosmuy pronunciados. Siempre que le llegue unhorno completamente “muerto”, lo primero quedebe hacer es revisar la fuente de alimentaciónde la sección de control.

• Marca: Panasonic, NN-7806.• Síntoma: El control funcionaba adecuadamen-

te, pero el horno no calentaba ni giraba la cha-rola rotatoria.

• Solución: Se descubrió que uno de los inte-rruptores de interlock no se cerraba, a pesar deque la puerta estaba completamente cerrada.Se trató de calibrar su posición, pero no se ob-tuvo resultado. Se reemplazó el interruptor yse recuperó la operación normal.

• Comentarios: Este es un síntoma típico deuna mala operación de los interruptores de in-terlock, en la cual todo el circuito de controlfunciona adecuadamente, pero el horno no ca-lienta los alimentos. Esto se traduce en que elvoltaje de la línea de AC no llegue al magnetrón,y que por lo tanto el horno no funcione. Un sín-toma similar se tendría si se presentara un in-terruptor térmico abierto.

• Marca: Panasonic, NE-7030.• Síntoma:Si se cerraba normalmente el horno,

a veces no calentaba, pero si se golpeaba lapuerta al cerrar, sí trabaja normalmente.

• Solución: Al hacer mediciones, se encontróque no se cerraba el relevador de encendido,por lo cual el magnetrón no trabajaba; sin em-bargo, al golpear la puerta en ocasiones se con-seguía el contacto entre las terminales delrelevador, y el horno entonces sí trabajaba. Seabrió el relevador y se limpiaron los contactos,con lo que el problema quedó solucionado.

• Comentarios: Este problema es muy recurren-te en muchas marcas y modelos de hornos demicroondas, así que es uno de los primerospuntos a revisar en caso de que se tenga unsíntoma parecido. En ocasiones el relevadorestá sellado, así que será necesario reempla-zarlo por completo.

• Marca:Samsung, MW2000U.• Síntoma: Se producía un sonido extraño, como

si se forzara un elemento, y a veces se escu-chaba un chispazo.

• Solución: Se encontró que el diodo de altovoltaje estaba en corto (se puede comprobar conel método explicado más arriba). Se reemplazóel diodo y se recuperó la operación del horno.

• Comentarios: El diodo en corto provocaba queel transformador de alto voltaje se forzara y queno se aplicara el alto voltaje al magnetrón, asíque éste no funcionaba. El mismo síntoma pue-de provocarse con un condensador de alto vol-taje defectuoso.

• Marca:Sanyo, EM-161M.• Síntoma: Se percibía un penetrante olor a cir-

cuito quemado.• Solución: Se encontró el varistor de protec-

ción a la entrada completamente quemado. Sereemplazó por uno nuevo.

• Comentarios: Este síntoma parece haber sidoprovocado por un pico de voltaje en la línea deAC, pero gracias a la presencia del varistor loque se dañó fue este dispositivo y no el trans-formador de bajo voltaje. Desafortunadamen-te no todos los fabricantes incluyen este tipode protecciones


SERVICIO A

REPRODUCTORES DE

AUDIOCASETES

MODERNOS

SERVICIO A

REPRODUCTORES DE

AUDIOCASETES

MODERNOS

Alvaro Vázquez Almazán

Una de las secciones que másdificulta el trabajo del técnico, es la

parte mecánica de un reproductor deaudiocasetes. Esto se debe a que los

sistemas mecánicos varían inclusoentre modelos de máquinas de una

misma marca. Por tal motivo, elpresente artículo tiene la finalidad de

explicar de una manera práctica elprocedimiento para desensamblar

estos equipos, así como paralocalizar y solucionar sus fallas más

comunes.

Segunda y última parteSegunda y última parte

Introducción

Comparados con equipos de hace todavía unoscinco años, en los que el usuario tenía que opri-mir con cierta fuerza las teclas del panel frontalpara ejecutar sus diferentes funciones, losreproductores de audiocasetes modernos ofre-cen la ventaja de que pueden cumplir cualquierorden (reproducción, paro, avance, rebobinado,etc.), incluso con sólo oprimir los botones delcontrol remoto; o sea, por tratarse de sistemascon tecnología digital, lo único que necesita elmecanismo es tener insertado un casete paracomenzar a ejecutar las funciones que se le in-diquen.


Mecanismos inteligentes

El concepto de “mecanismos inteligentes”, crea-do para facilitar el manejo del reproductor deaudiocasetes, se fundamenta en la incorporaciónde sistemas de detección de tipo de cinta inser-tada, modo de reproducción, grabación en am-bos lados del casete sin necesidad de extraerloy volverlo a introducir, grabación sincronizadade un CD o de casete a casete, selección auto-mática de melodías, tocacintas seleccionado (A

o B), reproducción continua de ambos lados delcasete y protección contra grabaciones acciden-tales, entre las principales funciones.

Todo esto no hubiera sido posible sin la ayu-da del microcontrolador, en el que se han in-cluido todas las funciones de control relaciona-das con el arranque y paro del motor, tanto envelocidad normal como alta.

Para cumplir su cometido, el microcontrola-dor debe recibir señales de las condiciones enque se encuentran los compartimentos delcasete; de esta manera, mediante el programaalmacenado puede determinar si se ha inserta-do o no una cinta; y cuando ésta no existe, noenvía orden de arranque al circuito de potenciadel motor, pero cuando sí existe, espera la or-den del usuario y enseguida le indica al circuitoque debe energizar al motor para que empiece agirar y a efectuar la reproducción (figura 1).

Además de dar tal orden al circuito de poten-cia del motor, el microcontrolador envía pulsosdel motor mismo a los solenoides; entonces és-tos liberan al engrane maestro (CAM), el cual algirar libera unos seguros y éstos a su vez permi-ten que los engranes contiguos giren para quefinalmente se ejecute la función seleccionada porel usuario.

Microcontrolador

Control

Sensores

Potencia Motor

Teclado

Figura 1

Banda de transmisión

Carrete de suministro

Cinta magnética

Motor

Cabeza de borrado

Eje de las ruedas volantes

Cabeza de reproducción/grabación

Rodillo de presión

Carrete receptor

Figura 2


Desensamblado de un mecanismo típico

Para esta explicación nos basaremos en el siste-ma mecánico del minicomponente MAX-610 deSamsung. Es uno de los modelos más represen-tativos de este tipo de sistemas, y además cuen-ta con un sistema de reproducción autorreversi-ble.

Es importante mencionar que aunque no to-dos los sistemas mecánicos son iguales, sí es co-mún encontrar en ellos las secciones mínimaspara hacer funcionar un sistema de reproduc-ción de audiocasetes (figura 2).

Procedimiento1) Antes de desensamblar el mecanismo, verifi-

que con las manos que el ensamble de la ca-beza de reproducción/grabación se desplacefácilmente hacia arriba y hacia abajo (figura

3). Si dicho ensamble se mueve con facilidad,significa que se encuentra bien sincronizado(puesto a tiempo); por lo tanto, no es necesa-rio desensamblar el mecanismo; mas si el en-samble no se mueve fácilmente, quiere decirque se encuentra desincronizado (fuera detiempo) y que entonces hay que desensamblarel mecanismo; éste no funcionará mientrasno se solucione el problema.

2) Luego de retirar algunos tornillos, tendremosun panorama como el que se muestra en lafigura 4. Pueden observarse los dos ensam-bles de rueda volante, que se encargan de ha-cer girar al rodillo de presión izquierdo o de-recho para que la cinta siempre seatransportada de un lado a otro del casete conla misma tensión.

Si los rodillos de presión o los ejes de la rue-da volante se encuentran sucios, la cinta noserá correctamente transportada y hasta pue-de llegar a atorarse; en ese caso, se impedirála reproducción y se provocará que el meca-nismo pierda la sincronía (es decir, que sesalga de tiempo). Por eso es recomendableusar un hisopo de algodón (también llamado“cotonete“) humedecido con alcoholisopropílico, para limpiar los rodillos de pre-sión, los ejes de la rueda volante, la superfi-

Figura 3

Figura 4


cie de la cabeza de grabación/reproduccióny todas las partes mecánicas que hacen con-tacto con la cinta de audio (figura 5).

3) Una vez retiradas las ruedas volante, es posi-ble apreciar en detalle el engrane maestro(CAM) con senderos que determinan la fun-ción que va a realizar el mecanismo. Tam-bién observamos la tarjeta en donde van lossensores, los engranes de los carretes y el so-

lenoide que libera los seguros del sendero delengrane maestro (figura 6).

Al retirar el engrane CAM, asegúrese de quelos dientes no estén gastados o rotos. En laspalancas, los postes guía que entran en el sen-dero del CAM no deben estar rotos (figura 7);si lo están, el engrane maestro no podrá rea-lizar los cambios correspondientes y enton-ces perderá la sincronía.

4) Revise que el solenoide no esté atascado oquemado, y que su impedancia sea de aproxi-madamente 20 ohms; este valor puede variar,de acuerdo con el tipo de solenoide que seemplee. Verifique que el émbolo del solenoi-de se mueva con facilidad.

Figura 5

Rodillo de

presión Ensamble de

cabezas

Rodillo de

presión

Figura 6

Figura 7


Figura 8

Figura 9

Figura 10

5) Cuando el engrane maestro se ha retirado, esfácil analizar el estado de los engranes queimpulsan a los carretes; deben estar comple-tos. Si ahora observa la figura 8, notará queuno de los carretes tiene un imán circular; esteimán forma parte del circuito que indica en eldisplay la cantidad de cinta reproducida, y queviene a sustituir al antiguo contador mecáni-co que se enlazaba con el carrete recolectorpor medio de una banda.

A la fecha, el sistema que se emplea consiste enun imán colocado precisamente entre el carreterecolector y un sensor magnético (figura 9). Deesta manera, la rotación del carrete se interpre-ta como variaciones de voltaje; esta informaciónse pasa al sistema de control, el cual la procesainternamente para después enviarla al display.

De hecho, este sistema es capaz de detectar si elcarrete gira o no; si sucede esto último, envía almicrocontrolador la orden de paro.

Ensamblado

Para ensamblar el mecanismo, ejecute los mis-mos pasos del procedimiento anterior pero demanera invertida. Apóyese en las figuras que lehemos proporcionado, y tenga cuidado de no da-ñar algún engrane o a la palanca liberadora.

Recuerde que ninguna pieza tiene por qué en-trar forzada; todas deben entrar suavemente.

Comentarios finales

Para finalizar, si usted tiene la necesidad de cam-biar las bandas, le recomendamos asegurarse deque las nuevas piezas sean un poco más peque-ñas que las originales.

Limpie perfectamente los ejes en donde ha-cen contacto las bandas; si tienen grasa o pol-vo, pueden provocar que los engranes no girenadecuadamente y, por consecuencia, que el me-canismo pierda sincronía (que como ya dijimos,significa que se salga de tiempo).

Antes de hacer cualquier revisión en la partemecánica, verifique que los sensores estén to-talmente limpios y libres de polvo (figura 10); sino lo están, el sistema de control puede inter-pretar señales erróneas e impedir el buen fun-cionamiento de todo el aparato.


MECANISMOS DE

REPRODUCTORES

PORTATILES DE

AUDIOCASETES

MECANISMOS DE

REPRODUCTORES

PORTATILES DE

AUDIOCASETES

José Luis Orozco Cuautle

Las partes mecánicas son las que conmayor frecuencia sufren daño en losequipos de audio, debido al desgaste

natural por el roce físico. En este artículo–dirigido a estudiantes que se inician en

el servicio– vamos a explicar cómooperan los mecanismos de los

reproductores portátiles de audiocasetes,tomando como referencia un modelo dePanasonic; aunque por la obviedad con

que opera este formato de grabación/reproducción de audio analógico, usted

podrá aplicar estos conocimientos enotros mecanismos similares. En números

posteriores analizaremos la operaciónde “decks” más complicados, como los

usados en sistemas de componentes.

Partes principales del mecanismo

Para explicar el movimiento en un mecanismode reproductor de casete portátil, utilizaremoscomo base el modelo RQE30V de Panasonic.

La estructura básica de todo mecanismo dereproductor de casete portátil, está compuestapor una sección de palancas o botones de ope-ración y por el mecanismo en sí.

Los botones activan las funciones de alto oStop, reproducción, retroceso y adelantado rá-pido, rebobinado, alto y algunas funciones es-peciales que dependen del modelo específico (fi-gura 1).

La sección mecánica de este modelo contie-ne a los engranajes de los carretes izquierdo yderecho, al engranaje intermedio (A y B) y al


engranaje TU, así como al motor, al embrague(clutch), a la polea intermedia y a la banda queapoya el movimiento de todos los componentesen su conjunto (figura 2).

Cada uno de estos elementos realiza una ac-ción específica, dependiendo de la función enque sea colocado el reproductor.

Operación del mecanismoEste modelo ha sido diseñado básicamente parala reproducción y cuenta con las siguientes fun-ciones básicas:

Activación y desactivación del motorDurante la operación de reproducción, avancerápido o rebobinado, es indispensable que elmotor se encuentre activado. Cuando se empu-ja la palanca, la placa de bloqueo se mueve ha-cia la izquierda y el buje del brazo del interrup-tor, montado en el mismo, se mueve hacia arribapara activar al interruptor del motor montadoen la tarjeta PC al estado activado.

Al activarse el interruptor el motor gira y larotación se transfiere a través de la banda a laspartes correspondientes en forma sucesiva (fi-gura 3).

ReproducciónAl presionar la palanca de reproducción, el inte-rruptor del motor se activa y las partes corres-pondientes actúan de la siguiente forma: la pa-lanca de cuña se mueve hacia la izquierda y lapolea montada en el lado inferior del engranajeTU se pone debajo de ella hasta que baja el en-granaje TU (figura 4). Posteriormente, el engra-naje del lado inferior del embrague (clutch) seengrana con el engranaje del lado inferior delengranaje TU, y la rotación se transfiere a travésdel mecanismo de fricción al engranaje TU. Elembrague tiene dos engranajes (superior e infe-rior) y hay un mecanismo de fricción entre ellos(figura 5).

De esta forma, podemos concluir, que en elmodo de reproducción la rotación se transfiereal engranaje del carrete derecho para avance oal engranaje del carrete izquierdo para retroce-so (figura 6).

Rodillos de presiónCuando se presiona el botón de reproducción,la cabeza y los rodillos de presión F y R se mue-ven en la dirección que indica la flecha, segúnse muestra en la figura 7.

Figura 1STOP PLAY REW FF

STOP: AltoPLAY: ReproducciónRew: RetrocesoFF: Avance


Con la cabeza en contacto con la cinta y los ro-dillos de presión aprisionando los ejes de arras-tre, se logra impulsar la cinta.

En el modo de avance, el rodillo de presión Fejerce presión contra el eje de arrastre F y en elmodo de retroceso, el rodillo de presión R apri-siona al eje de arrastre R.

Función de avance rápidoCuando se acciona la palanca de avance rápido,el brazo TU se mueve hacia la izquierda y el en-

granaje TU se empuja hacia la derecha. El en-granaje TU empujado hacia la derecha se com-bina con el engranaje del carrete derecho y, algirarse la mesa del carrete de toma, se inicia laacción de retroceso rápido (figura 8).

Es importante resaltar que, durante la trans-ferencia de rotación en el modo de avance rápi-do, la palanca de cuña no se mueve hacia el ladodel engranaje TU sino que lo hace sólo hacia laderecha, por lo que el engranaje TU no baja. Estees el punto en que difiere la transferencia de ro-

Engranaje de carrete izquierdo

Engranaje de carrete derecho

Tapa decarrete

Engranajeintermedio B

Engranaje TU Embrague

Engranajeintermedio A

FW-L Correa

Motor

foto

(Vista lateral)

Sección mecánica o de transferencia de rotación

(Vista superior)

FW-R

Poleaintermedia

FW-F

Banda

Motor

Engranajeintermedio

Engranaje de carretederecho

EngranajeTU


Engranaje decarrete izquierdo

Figura 2


tación en el modo de reproducción. Y puesto quela rotación se transfiere directamente y no a tra-vés del mecanismo de fricción, se obtiene unarotación rápida y potente.

El modo de rebobinadoCuando se empuja la palanca de rebobinado, elbrazo TU se mueve hacia la derecha mientrasque los engranajes TU e intermedio B lo hacenhacia la izquierda.

Consecuentemente, el engranaje del carreteizquierdo y el engranaje intermedio B se combi-

nan entre sí, girando el engranaje del carrete iz-quierdo, con lo que en el aparato se establece elmodo de rebobinado (figura 9).

Función de altoDurante las funciones de reproducción, retroce-so rápido y rebobinado, la palanca de bloqueo es“neutralizada” mediante la palanca de parada.

Cuando se presiona el botón de alto, la placade bloqueo se mueve hacia la izquierda y la pa-lanca de operación se desbloquea. Por ejemplo,durante el modo de reproducción, al presionarel botón de alto, la palanca de parada se accio-na igualmente hacia abajo, consiguiendo que la

Figura 3

Engranaje decarrete derecho

Engranaje TU

Placade cuña

Tapa de carrete

Figura 4

BandaPlaca de bloqueo Buje del brazo

del interruptor

Polea intermedia

Motor

FW-F

Engranajeintermedio A

EngranajeTU

EmbrageEngranajeintermedio

Activación y desactivación del motor

Engranaje decarrete derecha

Engranaje TUEngranajeintermedio A

Embrague

Tapa decarrete

Figura 5


palanca de bloqueo se deslice hacia la izquier-da; con ello la cabeza queda desbloqueada libe-rando la cinta (figura 10).

Cambio a la función de avance/retrocesoLa función de cambio de avance/retroceso pue-de ocurrir ya sea de forma manual o automáti-camente. En el modelo en que hemos basado

Rodillo dearrastre R

Eje dearrastre

Cabeza

Eje de arrastre F

Rodillo dearrastre F

R/R SWFFREW

PLAY

STOPF/R

R

Figura 7

Banda

PlayBrazo TU

Placa de cuña

Engranajedel carretederecho

EngranajeTU


Engranajeidel carreteizquierdo

Figura 6

nuestra explicación (RQ-E30V), la dirección secambia en forma manual de la siguiente forma:se selecciona avance o retroceso presionandoel botón F/R. Cada vez que se presiona el botón,el avance cambia a retroceso o viceversa.

Si se ejecuta la acción de cambio durante lareproducción, cambia la dirección de reproduc-ción. Si se hace durante el modo de alto, el me-


canismo se establece en el estado de avance oretroceso; y si el modo de reproducción está ac-tivado, la reproducción se inicia en la direcciónseleccionada durante el modo de alto.

Figura 9Brazo TU

Engranaje TU

REW

Engranaje intermedio B

Engranajecarrete izquierdo

Figura 8Brazo TU

Engranaje del carrete derechoEngranaje TU

FF

Esto es, mecánicamente al presionar el bo-tón F/R, el brazo de cancelación se mueve ha-cia arriba y el brazo de cambio se desliza hacia


la derecha e izquierda alternadamente de acuer-do con el movimiento del brazo de cancelación.

Consecuentemente, a medida que el brazo decambio se mueve hacia la derecha e izquierda,la placa de deslizamiento se mueve también enesas direcciones y, como resultado, la placa dedeslizamiento secundario se mueve de maneracorrelativa.

De esta forma, a medida que el brazo TU semueve hacia la derecha e izquierda, la rotacióndel engranaje TU se transfiere al engranaje delcarrete derecho o del carrete izquierdo (figura 11).

Una falla común, es que el reproductor varíasu velocidad, con lo que el audio recuperado seescucha más rápido o más lento. Para corregiresto, el equipo cuenta con un control de regula-ción de velocidad. Este control deberá ser ajus-tado cuando sea necesario, o bien cuando sehaya cambiado la banda.

ALTO

Reborde de lapalanca de parada

Palanca debloqueo

Reborde dela placa debloqueo Sección de bloqueo

de la placa de cabeza

Presione el botónde parada ( )

Reborde de lapalanca de parada ( )

Reborde de lapalanca de bloqueo ( )

Placa de la cabezadesbloqueada ( )

Figura 10

Figura 11

Brazo de cancelación D

Engranaje del carrete derechoEngranajeTU

Brazo de cambio

Engranaje carrete izquierdo

Sección del interruptor


Segunda y última parte

DESCRIPCION

DEL SETUP

Segunda y última parte

DESCRIPCION

DEL SETUP


Concluimos la descripción delprograma encargado de la

configuración de sistema en elestándar PC: el Setup. Le

recordamos que este artículo, queiniciamos en el número anterior,

corresponde a un capítulo delvolumen TECNICAS AVANZADAS de

la obra REPARACION YACTUALIZACION DE LA PC, editadopor Centro Japonés de Información

Electrónica.

Chipset Features Setup

Este menú corresponde a parámetros que inte-ractúan de forma directa con algunos elemen-tos fundamentales de la tarjeta madre, como lamemoria RAM, la caché, el intercambio de da-tos con sus buses de expansión, etc. (figura 6).

Cualquier modificación en estas líneas puedetraducirse en varios síntomas: un ligero aumen-to en el desempeño de la computadora, bloqueototal de la máquina durante el arranque y blo-queos del sistema durante la operación. En con-secuencia, si usted no siente aún la confianzasuficiente para manipular estos datos, lo mejores dejarlos como están; después de todo, esmejor tener una máquina un tanto lenta a unaque no funcione.


Estas líneas pueden variar considerablemen-te entre una marca y modelo de chipset a otro;así que sobra describir algún caso particular (porejemplo el de la tarjeta madre que tomamoscomo base, que posee un chipset Intel Tritón TX),ya que si comparamos esta pantalla con la deuna tarjeta con el chipset Tritón VX, seguramenteencontraremos algunas diferencias; esta situaciónse acentúa si se trata de una tarjeta madre conchipsets de Opti, VIA, ALI o alguna otra marca.

En todo caso, le recomendamos que contactedirectamente con el fabricante del BIOS a travésde Internet y que consulte la información espe-cífica para la tarjeta madre que esté optimizando;con esto se puede ahorrar una gran cantidad deproblemas (figura 7). La página de Award inclu-

ye abundante información para todo el públicointeresado.

También puede encontrar datos interesantesen las páginas de AMI, MR BIOS y Phoenix.

Otro punto donde puede obtener abundanteinformación sobre el tema es el libro “THE BIOSCOMPANION”, el cual puede adquirir a través deInternet, y que inclusive le permite consultar unaporción de su contenido para que compruebe suutilidad (puede encontrarlo en la dirección http://www.sysopt.com/bioscomp.html/); este libro re-sulta fundamental para toda persona que deseeespecializarse en la optimización del Setup.

Power Management Setup

Esta pantalla está especialmente dedicada a losparámetros relacionados con el ahorro de ener-gía. Fueron incorporados por la presión de gru-pos preocupados por el deterioro ambiental ypara cumplir con las especificaciones de algu-nas dependencias gubernamentales tanto de Es-tados Unidos como de Europa (la más conocidade ellas es la Enviromental Protection Agency oAgencia de Protección Ambiental, identificadapor sus siglas EPA, figura 8).

Por medio de estas opciones podemos hacerque ciertos elementos de la PC disminuyan suvelocidad de operación (o la suspendan por com-pleto), después de algún tiempo de que el usua-rio no proporcione ninguna orden adicional porel teclado, el ratón o algún otro elemento.

Figura 6

Figura 7 Figura 8


Power ManagementSu función es habilitar o desactivar todas lascaracterísticas de ahorro de energía. Si esta lí-nea está en Disabled, no importa lo que coloque-mos en las demás opciones, el sistema no acti-vará sus características de manejo de potencia.

PM Control by APMPor medio de esta línea se puede hacer que lascaracterísticas de ahorro de energía se den yasea directamente por la tarjeta madre o por me-dio de software. Esta opción se colocó debido aque hay sistemas operativos que incorporan ensí mismos las características de conservación depotencia y en un momento dado pueden interfe-rir con las órdenes del BIOS. Esto es especial-mente crítico en computadoras portátiles.

Video off MethodAquí se indica lo que se desea que suceda con lapantalla del monitor una vez transcurrido eltiempo prefijado de no actividad: si se apagarála pantalla o se desea utilizar algún otro efecto(no todos los BIOS disponen de esta opción, ypara que un monitor pueda obedecer a estoscomandos también debe cumplir con las espe-cificaciones EPA).

Doze modeDe encontrarse habilitada, esta opción disminui-rá el desempeño general del sistema en aproxi-madamente un 50%, lo cual redunda en un aho-rro considerable de energía, aunque no es notadopor el usuario, sobre todo si trabaja en aplica-ciones sencillas como proceso de texto u hojade cálculo.

Stand by ModeActivando esta línea, la máquina entra al “modosuspendido“; esto es, se desactiva la salida devideo y el procesador se coloca en un modo deoperación mínimo que le permite mantener lainformación básica de lo que estaba haciendo,pero no realizar ningún cálculo complejo.

HDD Power DownSi se activa, el disco duro dejará de funcionaruna vez que transcurra el tiempo prefijado por

el usuario sin que haya actividad en teclado yratón. Esta opción es ligeramente riesgosa, yaque no todas las marcas y modelos de disco duroaceptan una interrupción en su operación a me-dio trabajo y puede conducir a daños permanen-tes en la unidad; así que utilícela con precau-ción. Esta opción no afecta el trabajo de unidadesde tipo SCSI, sólo las IDE.

Wake Up Events in doze & StandbyMediante esta opción, se indica al BIOS qué lí-neas de interrupción debe monitorear para “des-pertar“ al sistema y sacarlo del modo Doze oStandby. Como puede observar, sólo se incluyenIRQs 3, 4, 8 y 12, correspondiendo las dos pri-meras a los puertos seriales 2 y 1 respectivamen-te, la 8 al reloj de tiempo real y la 12 al ratón tipoPS/2.

Con esto podemos indicar, por ejemplo, quela computadora “despierte“ cuando llegue unacomunicación por el módem conectado a puer-to serial 2, con un movimiento del ratón en puer-to serial 1 o en su conector PS/2, etc. La opcióndel teclado (IRQ1) siempre está activa por default,así que no se menciona.

Power down & Resume EventsEstas líneas permiten determinar cuáles interrup-ciones monitoreará el BIOS para determinar sidebe poner o sacar a la computadora del modode ahorro de energía.Notará que aquí se tienen todas las líneas desdeIRQ3 hasta IRQ15, así que es posible indicar alsistema los elementos que debe tomar en cuen-ta para decidir si se coloca en modo de ahorrode energía o no.

Si desea activar las características de ahorrode energía en una computadora, le recomenda-mos que active los IRQs 4, 6 y 14, por default (4 =puerto serial 1 del ratón, 6 = unidad de disquetey 14 = unidad de disco duro). Si la máquina po-see un ratón tipo PS/2, puede activar la línea 12en lugar de la 4; si posee un módem, active elIRQ asignado a dicho dispositivo; y si incluyediscos o dispositivos SCSI, también será conve-niente activar su IRQ correspondiente. Los de-más pueden quedarse sin habilitar, ya que no seutilizan en la arquitectura típica de la PC.


PNP/PCI Configuration

Esta pantalla de configuración permite manejar,en cierta medida, las características Plug & Playdel BIOS, así como los recursos asignados a lastarjetas y controladoras PCI que hay en el siste-ma. Esta opción sólo aparece en tarjetas madremodernas que ya incorporan la característicaPlug & Play requerida por Windows 95 para laconfiguración automática de sus recursos. Deesta manera, si posee una máquina de 1994 oanterior, lo más seguro es que su Setup no in-cluya esta opción (algunos sistemas vendidos en1994 ya la incorporan, así como todos los que ten-gan fecha de fabricación de 1995 en adelante).

Resource Controlled byEn esta línea se indica al BIOS cómo se van aadministrar los recursos del sistema, si de ma-nera automática (AUTO) o de forma manual (MA-NUAL). Lo más recomendable es colocar esta lí-nea en AUTO; así, el propio BIOS (apoyado porel sistema operativo), asignará los recursos deforma correcta a cada elemento periférico co-nectado en los buses ISA y PCI.Si opta por la configuración manual, verá queaparecen varias líneas adicionales que permitenmanejar individualmente cada una de las posi-ciones posibles del bus PCI. Sólo utilice esta op-ción si posee tarjetas periféricas que no puedanser identificadas correctamente por la configu-ración automática.

Reset Configuration DataEsta línea puede habilitarse o cancelarse; conella se puede volver a configurar de forma au-tomática los dispositivos conectados en losbuses PCI.

PCI IRQ activated byPor medio de ella se indica como se dispararáuna petición de interrupción (IRQ) de algún com-ponente periférico. Casi todos los elementos deuna PC actúan en modo nivel (LEVEL), pero al-gunas tarjetas rápidas requieren el modo flanco(EDGE). Mantenga esta línea en LEVEL a menosde que alguna tarjeta periférica le indique lo con-trario.

1st, 2nd, 3rd & 4th Available IRQCon ellas se fija el orden con que serán asigna-das de forma automática los IRQs de los dispo-sitivos PCI, cuando éstos lo soliciten.

PCI IDE Map toAquí se indica al sistema qué tipo de controla-dora de puertos IDE se tiene; si es de tipo PCI oISA. Por lo general, esta línea debe estar en PCI-AUTO, de modo que el BIOS se configure automá-ticamente cada vez que se enciende la computa-dora (como opción predeterminada se asignaIRQ14 al puerto IDE-1 e IRQ15 al puerto IDE-2).Sin embargo, si posee una tarjeta madre sin con-troladora IDE incorporada, necesitará adquiriruna multi I/O por separado y será convenientecolocar esta línea en ISA (a menos que su con-troladora sea tipo PCI).

Load Setup Defaults

Esta línea del menú principal indica que al acti-varla, se cargarán de forma automática aque-llos valores que hayan sido prefijados de fábricacomo las opciones predeterminadas para Setup.Esta configuración garantiza un buen funciona-miento para casi todos los sistemas, pero hayaún un pequeño porcentaje de máquinas cuyodesempeño no es satisfactorio bajo estas cir-cunstancias (un punto que vale la pena comen-tar, es que los ensambladores de computadorassuelen colocar sus Setups en este modo, con susvalores por default almacenados; esto significaque la mayoría de las computadoras comercia-les no están explotando el 100% de su capaci-dad de cómputo).Esta línea se puede considerarcomo un bote salvavidas, de modo que si algu-na persona poco experimentada ha jugado conlos valores del Setup y desconfiguró por com-pleto el sistema, activando esta opción, la CMOS-RAM toma una configuración estándar que pue-de servir como punto de partida para iniciar conla labor de optimización.

Integrated Peripherals Setup

Por medio de este menú se puede activar,desactivar y fijar las características operativas


de las controladoras de puertos y discos incor-poradas en la tarjeta madre (figura 9).

IDE HDD Block ModeEn este apartado se indica al sistema si el discoduro es capaz de manejar su información pormedio de bloques de datos; algo imposible enunidades más antiguas. De forma general, cual-quier disco IDE de más de 200 MB de capacidadpuede tener activada esta línea sin problemas.

IDE Primary (Secondary) Master (Slave) PIOMediante estas cuatro líneas se elige el modo detransferencia de datos que usará el disco duro.Cabe mencionar que conforme se han desarro-llado los discos IDE, también se ha modificadoel modo de transferencia de datos, pasando delPIO-0 en los primeros discos, al PIO-4 de los másmodernos. Si no está seguro del tipo de transfe-rencia que necesita una unidad, hay una líneaAUTO con la cual el Setup se comunica con eldisco duro y determina el modo ideal para suintercambio de datos.

On-chip Primary (Secondary) PCI IDECon estas dos líneas se activa o desactiva la con-troladora integrada en la tarjeta madre. Este pun-to resulta de especial importancia en sistemasmodernos a los que se les quiere añadir un kitmultimedia, ya que estos paquetes tienen incor-porado un puerto IDE secundario para conectarel CD-ROM en la misma tarjeta de sonido, y sino se desactiva por medio del Setup al puerto

IDE-2 de la placa principal, se encontrará queen ocasiones la máquina no reconoce el lectorde CDs.

On-Board FDD ControllerEsta línea habilita o inhabilita la controladoraintegrada de unidades de disquete.

Onboard Serial Port 1, 2Asignan una dirección I/O y un IRQ a los puer-tos seriales incluidos en la tarjeta madre. Pordefault, el puerto 1 se configura como COM1(3F8, IRQ4) y el puerto 2 como COM2 (2F8, IRQ3),pero usted puede cambiar estos datos si lo de-sea (o incluso desactivar alguno de ellos).

Onboard Parallel PortAquí se fija la dirección que utilizará el puertoparalelo incorporado. Por prioridad, esta líneadebe estar en LPT1 (378H), aunque si lo desea,también puede cambiarla o desactivarla.

Onboard Parallel ModeSelecciona el tipo de puerto que estaremos usan-do: puerto tipo normal (emulación AT), EPP(puerto bidireccional), ECP (puerto rápido) o ECP+ EPP (puerto rápido y bidireccional). Por default,esta línea debe estar en normal, ya que ciertohardware y software entra en conflicto con losotros modos (si está seguro de que no hay pro-blemas, puede probar con los otros, le daránmucho mejor desempeño).

ECP use DMAEn caso de que en la línea anterior hubiera ele-gido cualquiera de las opciones que incluyen ECP,este modo de operación necesitará forzosamentede un DMA; es en esta línea donde se le asignael acceso a memoria que se utilizará (siempreemplee alguno que no esté siendo utilizado porotro dispositivo).

User Password Setting

Como su nombre lo indica, en esta opción delmenú inicial se fija una contraseña de entradaal sistema, ya sea para todos los accesos (la so-licitará cada vez que la máquina se encienda) o

Figura 9


exclusivamente para el Setup (sólo pedirá la con-traseña cuando quieran entrar a esta utilería).Cuando se lleva la línea resaltada a dicha op-ción y se presiona Enter, el sistema solicita queintroduzca la nueva contraseña, con lo cual us-ted puede teclear una combinación de no másde 8 caracteres.

A continuación, el BIOS solicita que se repitala contraseña como seguridad. Si en ambos ca-sos se tecleó exactamente lo mismo, la contra-seña habrá quedado guardada en memoriaCMOS y por tanto tendrá que proporcionarlacuando trate de entrar a su sistema.

Es recomendable que mantenga en un lugarseguro una copia de la contraseña asignada, yaque en caso de olvidarla, la única forma de eli-minarla es borrando por completo la CMOS-RAM, con todo lo que ello implica.

IDE HDD Auto Detection

En BIOS modernos no es necesario que los fa-bricantes de discos IDE coloquen en sus etique-tas los parámetros de cilindros, cabezas y sec-tores, ni recurrir a utilerías como el IDEINFO; sinoque el mismo Setup posee su propia utilería dereconocimiento de discos duros IDE, así que bas-ta con conectar correctamente estas unidades anivel de hardware, entrar al Setup y activar estaopción, para que la ROM-BIOS se comunique conlos discos duros, extraiga la información nece-saria y la grabe en el Setup básico, ahorrándolemuchos problemas al usuario.

Save & Exit Setup

Una vez que haya concluido con sus modifica-ciones al Setup, es muy importante que antes deabandonar la utilería active esta opción, de locontrario, todas las modificaciones que haya rea-lizado se perderán irremediablemente. Sólo

cuando se ejecuta esta línea (o se presiona F10),es que se procede al grabado de la CMOS-RAM.

Exit Without Saving

Finalmente, si exploró un Setup y modificó al-gunas líneas sin estar seguro si será para bien opara mal, puede abandonar esta utilería con laconfianza de que todo lo que haya realizado noafectará al desempeño del sistema, simplemen-te tomando la precaución de activar esta línea,con lo que saldrá del Setup sin que se haya mo-dificado lo que estaba grabado en la CMOS-RAM.

Como ha podido apreciar, para dominar lospormenores del Setup no se requiere de una granespecialización, basta con conocer qué signifi-ca cada línea y en qué puede afectar al desem-peño de un sistema si se modifican sus paráme-tros operativos.

Es recomendable que haga constantes prue-bas con diferentes Setups, tomando la precau-ción de anotar cuidadosamente la configuracióninicial de modo que sirva como punto de partidapara sus exploraciones.

Si no tiene tiempo de escribir todas las opcio-nes del Setup, línea por línea, consiga una im-presora, conéctela al sistema, enciéndala y antecada pantalla presione simultáneamente las te-clas mayúsculas + imprimir pantalla (Shift +PrintScreen), así tendrá una copia en papel decada una de las pantallas de dicha utilería, mis-mas que le servirán como guía para comenzarsu labor de optimización (en ocasiones basta conpresiona Print Screen sola). Otra opción consisteen usar un programa especial que “rescate“ elcontenido de la memoria CMOS a un disquete,de modo que siempre le quede como opción elreintegrar el aspecto original del Setup en casode que algún parámetro mal modificado comien-ce a provocar problemas (el programa RESCUEde Norton Utilities funciona perfectamente enestos casos).


EL PROGRAMA

ELECTRONICS

WORKBENCH

EL PROGRAMA

ELECTRONICS

WORKBENCH

Oscar Montoya Figueroa

Desde hace ya muchos años que enel mercado informático se vendenprogramas dedicados al diseño y

simulación de circuitos electrónicos;tal es el caso de Orcad Express y

Electronics Workbench, dos de losmás conocidos en nuestro país. En elpresente artículo nos ocuparemos de

este último, destacando suspropiedades operativas, más que

enfocando nuestros esfuerzos aenseñar su manejo, que además es

muy intuitivo.

Requerimientos del sistema

Electronics Workbench versión 5.0a, es un pro-grama que trabaja en ambiente gráfico, especí-ficamente en Windows 95 y 98; en su versiónpara red, corre bajo Windows NT 3.51.

Para su ejecución, se requiere una computa-dora 80486/100 MHz o superior, 8 megabytesen memoria RAM, monitor VGA y unidad lecto-ra de CD-ROM. Con estos recursos como míni-mo, el programa puede ser bien aprovechado;pero para óptimos resultados, siempre será másconveniente contar con un hardware superior.

EWB y la interfaz gráfica

El programa Electronics Workbench -al igual quelos demás programas con interfaz gráfica- con-tiene un menú principal desde donde se contro-


la todo lo referente a los archivos y su edición;además dispone de una barra de herramientasen la que encontramos iconos para acceder atodos los componentes tanto analógicos comodigitales, indicadores, equipo de medición y, engeneral, a todo los recursos de un laboratoriode electrónica para diseñar e implementar cual-quier circuito (figura 1).

Dispone también de una serie de botones queal ser oprimidos ejecutan directamente la acciónasociada; gracias a ello, mediante la simple pul-sación de una tecla, tenemos a nuestro alcancetodos los componentes digitales y analógicos conlos que estamos acostumbrados a trabajar (porejemplo, cualquier tipo de fuente de alimenta-ción: de voltaje, de corriente; dependiente o in-dependiente, etc.) Y lo más importante: lo únicoque hay que hacer es arrastrar los componentes

hacia el área de trabajo (figura 2); es decir, paraefectuar interconexiones, basta con arrastrar unalínea desde los nodos a conectar (es casi como«dibujar a mano» un circuito, pero con la venta-ja de poder energizarlo y de verificar su opera-ción).

Alcances del programa

Desde cualquier punto de vista, es una gran ayu-da simular circuitos electrónicos mediante EWB.Gracias a este programa, es posible monitorearel comportamiento de un circuito al que se lehayan «conectado» varios aparatos de medición,sin riesgo de que por mala conexión se causedaño en componentes o en el propio equipo;también facilita la sustitución de componentesy permite modificar sus características (valoresnominales) sin necesidad de desconectar el cir-cuito, así como visualizar formas de onda con eluso de osciloscopio o diseñar mediante disposi-tivos “reales” (es decir, los componentes puedenelegirse por su matrícula; como si se comprarany montaran en un protoboard).

Y si fuese necesario, se pueden determinarlas condiciones reales en que va a funcionar eldispositivo (la temperatura, por ejemplo).

Todo esto da lugar a una simulación de altacalidad, puesto que -como ya se señaló- permi-te predecir con mayor exactitud el funcionamien-to tanto de componentes como del circuito engeneral.

Dado que las mediciones incluso pueden im-primirse junto con el circuito, se tiene la opciónde generar diferentes reportes de proyecto o sim-plemente diagramas impresos y una lista de par-tes con matrículas.

Descripción general del programa

Básicamente, Electronics Workbench es un si-mulador de electrónica con el que se pueden di-señar circuitos medianamente complejos; y paraesto, prácticamente basta con “arrastrar” loscomponentes en el área de trabajo.

Gracias a su gran librería disponible de com-ponentes, casi cualquier circuito está al alcancedel usuario. Así por ejemplo, encontramos com-

Figura 1

Página Web del programa Electronics Workbench,de la firma canadiense Interactive ImageTechnologies Ltd.

Figura 2


ponentes básicos, diodos, transistores, circuitosintegrados (figura 3) de diferentes tipos comocompuertas y flip-flops; además de indicadoresy, por supuesto, equipo de medición.

Cuenta con un botón de encendido, para queel circuito se energice una vez terminado de ar-mar y puedan efectuarse las lecturas en los ins-trumentos de medición. También tiene un botónde pausa, que sirve para detener el proceso encualquier momento; de esta manera, se puedenanalizar, por ejemplo, las formas de onda en elosciloscopio (y si lo desea, guardar éstas en unarchivo).

Dentro de la barra de menú, en la opciónWINDOWS se puede activar un pequeño editorde texto -denominado DESCRIPTION- muy útilpara agregar cualquier comentario que se vayagenerando a lo largo de los experimentos; conesto es posible elaborar una bitácora de experi-mentos con el circuito diseñado.

Otra prestación que contribuye a aligerar eltrabajo, es la de un botón (figura 4) que al seroprimido abre un área para insertar los compo-nentes de mayor uso; de esta forma, se tiene ala mano una “caja de componentes” con los dis-positivos y características que normalmente seutilizan en el servicio.

Para quienes deseen hacer análisis más de-tallado del comportamiento de circuitos y com-ponentes, existen dentro de la barra de menú,en la opción ANALYSIS, diversas alternativas; porejemplo, análisis de temperatura, determinación

de las condiciones iniciales de operación y de-terminación de la función de transferencia paraalgún bloque funcional.

ObservacionesEste programa es aplicable tanto en trabajos deinvestigación universitarios (es el caso del estu-diante que desea armar alguna práctica sencillay hacer su reporte), como en el desarrollo deaplicaciones electrónicas en las que se requierecontrolar diferentes parámetros a fin de reduciral máximo los problemas que pudieran surgir enel momento de armar físicamente el prototipo.

Los archivos que genera este programa tie-nen la extensión EWB, y son realmente peque-ños (del orden de los KB, que en el ambienteWindows 95 representa muy poco espacio).

ComponentesEntre los componentes básicos encontramosresistencias, capacitores y bobinas, cuyo valorpuede ser fijo (pudiendo éste establecerse conexactitud) o variable. También existen transfor-madores, relevadores, interruptores y otros ele-mentos de uso común, así como diodos rectifi-cadores, LEDs, puentes rectificadores, SCR, ytodo tipo de transistores (bipolares, FET, MOSFETe incluso los GaAsFET; figura 5).

Primer bloque de botonesExisten tres botones con los que podemos se-leccionar un circuito de entre una gran variedadde circuitos integrados, tanto analógicos comodigitales. Si es necesario, esta selección abarca-rá también el modelo o matrícula -según sea el

Figura 3 Figura 4

Figura 5


fabricante- para ver en pantalla la forma en quevienen dispuestas las terminales del chip.

Segundo bloque de botonesHay otro par de botones, dedicados a funcionesrelacionadas con componentes digitales; mien-tras que el primero permite elegir de manera in-dividual las compuertas o algún chip que con-tenga este tipo de compuertas (figura 6), elsegundo nos muestra todo tipo de circuitos se-cuenciales (desde los flip-flops básicos como ele-mentos o chips que contengan este tipo de ele-mentos, hasta contadores o registros decorrimiento). Además, contiene multiplexores,demultiplexores, codificadores, decodificadoresy circuitos aritméticos como una ALU (unidadaritmético lógica).

Tercer bloque de botonesEn el último bloque de botones de la barra, en-contramos el botón de los indicadores y contro-les que, entre otras cosas, proporciona monitoresde corriente y voltaje precisamente para obser-var los valores o, en su caso, cambios que éstospresentan conforme transcurre el tiempo deprueba.

También encontramos displays de 7 segmen-tos, y hasta un buzzer. Dentro de los controlestenemos, por ejemplo, un bloque que nos ayudaa determinar la función de transferencia de al-guna sección del circuito.

Equipo disponible

El EWB ofrece dos grupos de elementos funda-mentales para la simulación electrónica: lasfuentes de alimentación y el equipo de medición.En el primer grupo podemos encontrar todo tipode fuentes -dependientes e independientes-, queson controladas por voltaje o por corriente, re-ferencias de voltaje, etc. (figura 7); en el segun-do grupo está un multímetro, un generador deseñales, un generador de bytes (palabras lógi-cas) para trabajar con memorias principalmen-te, así como un osciloscopio. Cabe señalar quecada uno de estos instrumentos tiene su propiacarátula desde donde se pueden ajustar las es-calas de cada aparato de medición.(figura 8).

EWB y la edición de circuitos

Con el propósito de reafirmar los conceptos deedición con el EWB, diseñaremos un circuitooscilador que servirá para ejemplificar la forma

Figura 6

Figura 7

Figura 8


en que se realizan las conexiones y la simula-ción a la que tanto hemos hecho referencia:

1) Planteamiento del circuito a simular. Haga estosobre papel, para que resulte más fácil la edi-ción en el programa (figura 9).

2) Apertura de una nueva hoja. En ésta puedetrabajar el nuevo diseño, para cuyo inicio hayque colocar alguno de los elementos princi-pales del circuito. En este caso, por ejemplo,insertaremos el transistor (figura 10); perorecuerde que debe quedar en la posición quese le asignó en el esquema previo. Despuésde esto tenemos dos opciones: arrastrar to-

dos los componentes que necesitamos hastael área de trabajo (procurando que quedenmás o menos en el sitio que finalmente ocu-parán), y luego hacerlos girar e interconec-tarlos; o bien, conforme los vayamos arras-trando los podemos dejar en la posiciónadecuada, conectándolos al nodo respectivo.En este caso aplicamos la segunda opción.

3) Tome ahora, por ejemplo, la bobina que vaconectada en la base del transistor. Arrástre-la de las opciones que presenta el icono deelementos básicos y colóquela donde va a serconectada. Una vez en posición, basta concolocar el puntero en la orilla de una de susterminales (nodo), la que va a ser conectada,para que aparezca un punto remarcado; estaes la señal de que está activo el nodo. Arras-tre entonces una línea desde ese punto hastael otro nodo a conectar (el “destino”), el cualse encuentra en la base del transistor; puedeentonces soltar la línea para que el compo-nente quede conectado (figura 11).

4) Tome enseguida un capacitor ubicado en lasopciones del icono BASICOS y colóquelo enel área de trabajo. La orientación con la queaparece no es precisamente la adecuada; paracorregirla, estando seleccionado el elemento(se presenta de color rojo en la pantalla unavez que se hace clic sobre él) presione la com-

10KΩ

+6V

120µH

82 pF82 pF

1KΩ

Circuito a emular en EWB

Figura 9

Figura 10

1mH

Figura 11


binación de teclas CTRL+R, con lo que ésterotará 90 grados (figura 12). Coloque el si-guiente capacitor y conéctelo con el anterior,como se muestra en la figura 13.

5) El siguiente paso es conectar el nodo que fal-ta a la línea que va de la bobina al transistor.Para ello, ubique el puntero en el nodo delcapacitor (hasta que aparezca el punto) yarrastre una línea hasta la otra línea a conec-tar; debe aparecer un pequeño círculo que in-dica que es posible conectar en ese lugar lalínea que llevamos arrastrando. Basta con ubi-car ese círculo donde se desea crear el nuevonodo de conexión y soltar para crear la nue-va línea. Cabe mencionar que la ubicación deestos nodos no necesariamente debe ser,como en este caso, exactamente vertical, ya

que el programa tiene cierto rango de ajusteque coloca exactamente en forma perpendi-cular estas líneas.Siguiendo el mismo procedimiento coloquelas resistencias y la fuente que falta para queel circuito quede totalmente conectado.

6) El siguiente paso es editar los componentespara asignarles los valores con los que deseaque actúe la simulación del circuito (valoresreales). Esto lo consigue haciendo doble clicsobre el dispositivo correspondiente; porejemplo, sobre el transistor. La pantalla queaparece a continuación presenta la mayoríade los valores comerciales, clasificados porfabricante y matrícula (figura 14). Gracias aeste recurso, es posible simular el circuito lomás cercanamente posible a la realidad.

7) Una vez terminada la conexión del circuito yla edición de los componentes con sus valo-res reales, puede ya definir los puntos de prue-ba en los cuales se harán las mediciones conel equipo contenido en el programa. En esteejemplo, como el circuito es un oscilador,puede usar el osciloscopio para apreciar lasformas de onda que se presentan durante sufuncionamiento.Tome este instrumento del menú que presentael icono respectivo y arrástrelo hasta la posi-ción adecuada para medir las señales de laoscilación (haga doble clic sobre este para queaparezca la carátula principal y observe qué

Figura 12

Figura 13

Figura 14


representa cada una de sus terminales). Co-necte la punta marcada con GND a tierra y lade CHANNEL 1 (canal 1) en el emisor del tran-sistor (figura 15). Para observar las formas deonda, haga doble clic en el icono del oscilos-copio (si es que no lo ha hecho) para que apa-rezca con la pantalla y las funciones que con-tiene; enseguida, para poner en marcha elcircuito, es decir, para que comience a osci-lar, hay que energizarlo; presione entoncesel botón de inicio que se encuentra en la par-te superior derecha de la pantalla principal.

En caso de que requiera mayor nitidez en la pre-sentación de las señales, la pantalla del oscilos-copio nos permite extenderla haciendo clic enel botón EXPAND que se encuentra en la parte

superior del mismo. Esta nueva pantalla tienelas características que se muestran en la figura16.

En la figura anterior se presenta la forma deonda que se despliega cuando el circuito comien-za a oscilar. Los pulsos se generan para un va-lor estable y conforme transcurre el tiempo.

De ser necesario, puede utilizar el segundocanal del osciloscopio; para ello basta con co-nectar esta línea en el punto de prueba, con loque automáticamente aparecerá trazada la se-ñal del segundo canal.

Si además requiere observar el comporta-miento de la señal del circuito puesto en funcio-namiento, puede aprovechar otras posibilidadesde análisis que el programa ofrece como porejemplo el analizador gráfico entre otras utili-dades. Eso ya depende en cada caso de las ne-cesidades específicas del diseñador.

Para guardar el archivo, se sigue el procedi-miento normal de los programas para ambienteWindows; se asigna el nombre, y el programaguarda ese archivo con la extensión “ewb”(*.ewb).

Comentario final

Como podrá advertir, este tipo de programas sonpoderosos y muy amigables, pues permiten ar-mar y probar de manera rápida un circuito antesde hacerlo físicamente, hasta estar seguros deldiseño una vez que se ha simulado su funciona-miento. Los límites del programa están determi-nados por la cantidad de componentes suscep-tible de interconectarse, pero son suficientes parala mayoría de aplicaciones académicas y de di-seño medianamente complejas.

Si usted desea adquirir este programa,contacte con el fabricante en la siguiente direc-ción electrónica de la Web, donde incluso podrádescargar una versión de demostración, consul-tar los datos técnicos de las diferentes versionesdel programa (profesional, estudiantil, personal,educativa) y obtener las direcciones de los dis-tribuidores internacionales:

http://www.electronicsworkbench.com/

Figura 15

Figura 16


CIRCUITO

INTERCOMU-

NICADOR

CIRCUITO

INTERCOMU-

NICADOR

Oscar Montoya F. y Alberto Franco S.

En este artículo hablaremos, enprincipio, de los elementos

principales que conforman unintercomunicador, para enseguida

describir un circuito muy sencillo deconstruir y que usted podrá aplicar

de manera flexible en distintassituaciones.

Introducción

Los intercomunicadores o interfonos son siste-mas de comunicación electrónica local. Su prin-cipio de operación es muy parecido al utilizadopor el teléfono; pero a pesar de ello no se pue-den conectar entre sí de modo directo, debido alo diferente de los circuitos que se utilizan encada uno. Estos aparatos son utilizados comoredes de comunicación interna e independientede la línea telefónica, y su principal característi-ca es que, a diferencia de cualquier otro mediode comunicación local, emplean una red de ca-ble como enlace entre un aparato y otro; ade-más, siempre son sistemas fijos.

Las instalaciones de intercomunicación sehan incrementando durante los últimos años, es-pecialmente en el área doméstica, pues estossistemas nos dan cierto grado de seguridad altener una confirmación audible de la persona quetoca la puerta, sin tener que abrirla.


En el presente artículo se describen las par-tes fundamentales que conforman un sistema deintercomunicación, iniciando con los elementosprincipales y la teoría de operación de las dife-rentes configuraciones, para luego pasar a uncircuito sencillo mediante el cual se construyeun intercomunicador.

Configuración de los sistemasde intercomunicación

Como ya mencionamos, este tipo de sistemas seutilizan como una red de comunicación interna.El termino “red” se utiliza para definir a un con-junto de terminales o interfonos conectados en-tre sí. Dependiendo de las características de laconstrucción donde se va a instalar y de las ne-cesidades del usuario, se pueden elegir entre di-ferentes formas de instalación o conexión, talcomo lo veremos a continuación.

Conexión simple de dos interfonosEs la forma más sencilla de establecer un enlacedirecto entre dos puntos sólo con ayuda de unafuente de alimentación, las terminales de comu-nicación y el cable de transmisión. Este tipo deconexión se utiliza normalmente para comuni-car dos habitaciones, oficinas o la casa y el ta-ller. En la figura 1 se presenta el diagrama deconexión de una red simple de dos intercomuni-cadores, cuyo enlace se logra con ayuda de un

cable telefónico y una fuente de alimentación quesuministra la corriente a ambos aparatos.

Conexión centralizadaSe utiliza para la comunicación entre un apara-to principal (conectado a un sistema de conmu-tación electrónico) y un cierto número de apa-ratos secundarios. Normalmente se utilizan enpequeñas empresas donde se requiere de comu-nicación directa entre los departamentos y conla dirección (figura 2).

Una versión más simple de la configuracióncentralizada consiste en conectar múltiples ter-minales de interfono a una sola terminal cen-tral, de forma que el enlace de comunicación serealiza entre las terminales y la central, peronunca entre éstas.

Configuración de portero electrónicoCon esta configuración es posible enlazar lasdiferentes terminales de interfono de los depar-tamentos de un edificio, con la terminal de en-trada. Es decir, el visitante puede establecer lacomunicación desde la terminal de entrada concualquiera de los aparatos conectados en la red.Para esto, la terminal de entrada cuenta con untimbre independiente para cada uno de los de-partamentos, de manera que al llamar desde laterminal de entrada a alguno de ellos, el anfi-trión contesta desde su terminal en el interiorde su hogar.

Fuente de alimentación

Terminal

Terminal

Línea de comunicación(cable telefónico)

Instalación de dos terminales de comunicación(Sistema de interfono simple)

Figura 1

TerminalTerminal

Terminal Terminal

Línea


Instalación centralizada de intercomunicador

Conmutadorelectrónico

Figura 2


El único inconveniente de este sistema es quela comunicación se establece con todos a la vez;así que, aunque sólo uno recibe la señal del tim-bre, todos pueden escuchar la comunicación. Al-gunos modelos más modernos de intercomuni-cadores cuentan con un interruptor para cadaterminal, de forma que al ser presionado, se ac-ciona un sistema electromecánico que automáti-camente abre la puerta de entrada, evitando queel anfitrión se desplace a abrirla (figura 3).

Terminales en conexión estrellaEn este modelo, todas las terminales forman unapequeña red de intercomunicación en la quecada aparato puede ponerse en contacto concualquiera de los demás. La selección del usua-rio con el que se desea hablar, se realiza de ma-nera manual y directa mediante interruptores yLEDs indicadores (figura 4).

Instalaciones compuestasEste tipo de instalaciones tienen característicasfuncionales de por lo menos dos de las conexio-


Chapa electrónica

Portero electrónico

Figura 3


Conexión de Intercomunicación total Figura 4


nes que se acaban de describir. Por ejemplo, sepueden considerar como instalaciones compues-tas las que tienen una terminal (estación) cen-tral, y la estructura de portero electrónico. Estetipo de conexiones son muy comunes en edifi-cios de viviendas.

También se pueden encontrar instalacionesde intercomunicación que utilizan medios dis-tintos; es decir, además de los servicios comu-nes de telefonía, permiten realizar funcionesespeciales como la transmisión de video o la bús-queda de personas mediante una llamada, a tra-vés de bocinas colocadas estratégicamente enel inmueble.

Como ya comentamos, estas instalaciones deintercomunicación son de uso privado. Cada tipode instalación de intercomunicación se caracte-riza por un esquema de conexión y por el uso dedeterminado tipo de aparatos, sin embargo, gra-cias a la maleabilidad de este tipo de esquemasy a la relativa sencillez de los equipos, cada ins-talación puede adoptar configuraciones muyvariadas, tanto de circuitos internos del interco-municador, como de conexión funcional de lared. Esta es una ventaja, ya que se presta parapoder adaptarlos a cualquier necesidad funcional.

Elementos principalesde un intercomunicador

MicrófonoEl micrófono es uno de los elementos básicosque conforman cualquier sistema de intercomu-nicación. El micrófono es un transductor cuyafunción es la de transformar las ondas sonoras

que recibe en señales eléctricas. Puede ser decarbón, de bobina móvil y piezoeléctrico; a con-tinuación describimos brevemente los dos pri-meros.a) El micrófono de carbón está formado por un

recipiente con partículas muy pequeñas decarbón, contenidas por una tela delgada y su-jetada mediante una lámina metálicaranurada (figura 5). Bajo la acción de las on-das sonoras, comprime el carbón haciendovariar la resistencia total del dispositivo; alpolarizar el micrófono, las variaciones de re-sistencia provocan variaciones en la caída detensión, de forma que éstas representan lasondas sonoras de la voz. Este tipo de micró-fonos operan en un rango de frecuencias de250 Hz a 4 KHz, ya que ese es también el ran-go de la voz humana.En estos micrófonos es característico un rui-do de fondo; se trata de una distorsión pro-vocada por la misma naturaleza del micrófo-no, pero son los más utilizados por su bajocosto.

b) En el micrófono de bobina móvil, los elemen-tos electromagnéticos reducen las distor-siones de la señal y son más estables que lostransductores de carbón; pero como generanuna señal de baja intensidad, se requiere deetapas posteriores de amplificación. El principio de operación se basa en la gene-ración de un voltaje inducido en una bobinasituada cerca de un imán que proporciona elflujo magnético a la bobina (figura 6). A cadavibración mecánica de la membrana, corres-ponde una variación del flujo magnético, con

Principio de funcionamiento de los micrófonos de carbón

RecipienteR

+ -Membrana

Gránulos decarbón

Amperímetro

R

+ -

Ondassonoras

Señaleléctrica

Figura 5


lo que se generan señales eléctricas (voltajeinducido), con forma proporcional a las on-das sonoras que provocaron la vibración me-cánica.

BocinaLa bocina de un sistema de intercomunicaciónse encarga de transformar las señales eléctricasen ondas sonoras audibles. Está construida deforma similar al micrófono de bobina móvil, yconsiste básicamente en un imán permanente,alrededor del cual se ha montado una bobina mó-vil.

Cuando se le aplica la señal eléctrica, dichabobina genera un campo magnético que inter-actúa con el campo magnético del imán perma-nente. Esta interacción provoca el desplazamien-

to hacia adelante y atrás de la bobina móvil; elmovimiento se transmite a un cono de cartón oplástico que a su vez genera ondas sonoras pro-porcionales a la señal eléctrica aplicada (figura 7).

Algunos modelos de bocinas no contienenimán y el campo magnético es producido por unapequeña barra de hierro dulce. La propia corrien-te generada por la voz alimenta al circuito. Es-tos transductores son más económicos, pero tie-nen la desventaja de ser menos sensibles a lacorriente que genera el sonido (baja fidelidad);y, por el contrario, son más perceptibles a lasvariaciones de la fuente de alimentación, (por loque generan ruido de salida).

La transmisión telefónica

El principio en el que se basa la transmisión te-lefónica se muestra en la figura 8. El micrófonotransforma las vibraciones provocadas por elsonido, mismas que recibe en oscilaciones de lacorriente continua proporcionada por la batería,y se “sintoniza” con las vibraciones. La corrien-te modulada circula a través del receptor quetransforma las pulsaciones en ondas sonoras.Este circuito telefónico constituye la parte fun-damental de una instalación de comunicacióninterna.

Circuito de aplicación

En la figura 9 se muestra el diagrama a bloquesdel circuito propuesto para realizar un interco-

Bobina móvil

Imánpermanente

Membrana plástica

Micrófono de bobina móvil

Señal eléctrica de salida

Figura 6

Bobina móvil

Imánpermanente

Desplazamiento

Señal de entrada

Ondas sonoras

Estructura de una bocina

Cono

Figura 7


municador sencillo. Con las explicaciones ante-riores el lector debe ser capaz de encontrar elmicrófono y el receptor ideal para su aplicación.Aquí se propone un par de bocinas comunes parahacer las veces de receptor y emisor, pero pue-den variar de acuerdo con la aplicación.

Consta de dos módulos iguales, los cuales tie-nen un micrófono (bocina en este caso), un am-plificador (para la señal del micrófono) y un re-ceptor (bocina); ambos módulos estánalimentados por una fuente de (9V).

En la figura 10 se describe el circuito esque-mático donde se puede apreciar el circuito bási-co de comunicación; esta misma etapa se repitepara dejar completo el circuito. Cabe hacer men-ción de que la bocina excitada por el primer mó-dulo es parte del segundo módulo, y viceversa.

En la parte del amplificador se utiliza un ope-racional LM386, el cual tiene la particularidadde manejar señales muy pequeñas y amplificar-las lo suficiente como para poder excitar unabocina.

RECEPTORMICROFONO

Las ondas sonoras producidas por la voz delinterlocutor, hacen vibrar en el micrófono un delgado diafragma metálico, el cual a su vez presiona a los gránulos de carbón, convariaciones y pausas, según la intensidad de la emisión.

Cada teléfonoabonado se conecta

a la central localmediante un par dealambres, y a su vezésta se conecta a una central generalpor medio de una

red de cables.

En el otro extremo, las señalesllegan a un electroimán que se

ubica de manera contigua aldiafragma, atrayéndolo y

repeliéndolo según la corrientefluctuante, con lo que se

producen vibraciones que a suvez generan las ondas sonoras

que escucha el otro interlocutor.

Señal eléctrica

Ondas sonorasemitidas

DiafragmaGránulosde carbón

Diafragma

CENTRALTELEFONICA

Señal eléctrica

Ondas sonorasrecibidas

Electroimán

Principios de operación del teléfonoFigura 8

Diagrama a bloques de un intercomunicador sencillo

Amplificadorde

entrada

Fuente de

alimentación

Amplificadorde

entrada

Micrófono

Micrófono

Receptor 1

Receptor 2

Indicador deencendido

Figura 9


Vea también la figura 11, donde se muestrala placa de circuito impreso y una fotografía delpro-yecto ya construido.

Descripción de la operaciónLas ondas sonoras captadas por la bocina deentrada son las que alimentan a la terminal noinversora del amplificador LM386. Podemos va-riar la señal de entrada (volumen) con el poten-ciómetro VR1(1k ohm). Esta señal es directamen-te alimentada a la etapa de amplificación, cuyasalida (terminal 5 del operacional), es la que seencarga de transmitir la señal hacia la bocinaen el otro módulo.

El interruptor tiene la función de que cuandoel circuito no se esté usando, no haya consumode energía. Así, al oprimir el botón (push-button),el circuito se energiza o se puede comenzar atransmitir el mensaje a través del micrófono. Ob-serve que el LED se enciende cuando el circuitoestá operando.

En realidad, la operación de este circuito esmuy sencilla; todo se centra en las característi-cas del micrófono y de la bocina. En este circui-to, previendo que el micrófono o la bocina ten-gan ciertas limitantes para la captación del

sonido, el amplificador está polarizado para te-ner una ganancia de 200, es decir, el valor de laseñal de entrada multiplicada por 200.

Si requiere modificar esta ganancia, recuer-de que hay la posibilidad de disminuir la ganan-cia del amplificador LM386.

Si requerimos que la ganancia de señal deentrada sea de solamente 20, bastará con elimi-nar los capacitores C1 y C2, además de la resis-tencia R1, sin conectar las terminales que se de-jaron de utilizar.

Esto es necesario cuando el micrófono es losuficientemente bueno, como para entregar unaseñal que, multiplicada por la ganancia del am-plificador, sobrepase los máximos permitidos(soportados) por la bocina de salida.

Si dibuja el circuito del amplificador, pero eli-minando los componentes que mencionamosantes para obtener la ganancia de 20, se podrádar cuenta que la conexión de la salida hacia labocina resulta directa; esto es porque la ganan-cia de este amplificador en especial está fija enun valor de 20 y la modificación hacia 200 resul-ta agregando los componentes externos (bási-camente el capacitor C1).

1KΩ3

2+

-386

4

8

C3

+-

R1

6

C2

C4

220µFd

Circuito esquemático del intercomunicador

+-

C1+ -

1

5+ -

+Vcc

+ Vcc

220Ω47µFd

+-

C1: 10µfd / 10VC2: 1µfd / 10VC3: 10µfd / 10VR1: 10Ω 1/4w

Lista de partes1 Capacitor de 47µfd. 10V2 Bocinas de 8Ω1 SW Normalmente abierto1 CI LM3861 Potenciómetro 1 KΩ (o preset)2 Capacitores de 10 µfd1 Capacitor de 1µfd1 Resistencia de 10Ω 1/4W1 Capacitor de 220 µfd1 Fuente de alimentación 9V1 Led rojo (difuso) Cable telefónico Protoboard

7

Sw

Figura 10


Diversas opcionesEs conveniente comentar que, dependiendo dela distancia, es probable que la señal de salidadel amplificador tenga una pérdida en la líneade transmisión, por lo que puede requerirse deun amplificador adicional, que se deberá colo-car a una distancia que permita nitidez (aunquepequeña, que no tenga distorsión por pérdidas);y en este punto haremos el equivalente a unarepetidora en la televisión.

Se puede complementar este circuito con al-gún timbre sencillo que será, salvo en la alimen-tación, independiente de los circuitos del interco-municador. Esto con el fin de alertar aldestinatario del mensaje.

Los sistemas de comunicación privada en suconcepción elemental son realmente sencillos,

5cm

5cm

Lado de soldaduraLado de componenetes

9VDC

-

-

-

+

+

+

47µF

C1C3LM386

C2

C4

Bocina1(Micrófono)

Bocina 2(Altavoz)

Escala aproximada :2:1

R1

9V

Figura 11

como es el caso del circuito que se presenta aquí;la complejidad se va dando en la medida en quese requieran características específicas mínimasde operación. Así, los diseños de este tipo deequipos serán más complejos dependiendo de:

• La distancia entre los módulos• La cantidad de módulos a conectar• La configuración de la conexión final (centra-

lizada o totalmente intercomunicada)• Las aplicaciones especiales como la cámara

de video

Como siempre, queda en sus manos este diseñopara que usted lo desarrolle y aplique según sugusto y necesidades.


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