INSTALACIONES SINGULARES EN VIVIENDAS Y EDIFICIOS GRADO MEDIO
INTRODUCCIÓN CAPACIDADES TERMINALES CRITERIOS DE EVALUACIÓN ORGANIZACIÓN DE LOS CONTENIDOS ENFOQUE DIDÁCTICO DESARROLLO DE LAS UNIDADES
OBJETIVOS
CONTENIDOS
CONCEPTOS
ACTITUDES
ENFOQUE DIDÁCTICO
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
EQUIPO DE AUTORES: Julio Carmona Carramolino Leopoldo Molina González. José Manuel Ruiz Gutiérrez. Rafael Arjona Cano.
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INTRODUCCIÓN La reforma de la Formación Profesional entre otros objetivos se proponía la incorporación de las nuevas tecnologías de la producción en el ámbito formativo. Éste objetivo suponía un reto para profesores, alumnos, empresarios empresarios y como no para las editoriales de libros de texto. El trabajo que en esta ocasión ofrecemos a nuestros compañeros profesores, alumnos y profesionales en general responde a una necesidad que se recogía en los Desarrollos Curriculares y que esta relacionada con la incorporación de las instalaciones singulares que se desarrollan en las viviendas y edificios. Escribir un libro que cubra el amplio desarrollo curricular que figura en los Reales Decretos que regulan el Modulo de Instalaciones Singulares en Viviendas y Edificios perteneciente al Ciclo formativo de Equipos e Instalaciones Electrotécnicas, ha significado un gran esfuerzo de recopilación y síntesis de información, por tener que incorporar en un solo libro cinco bloques temáticos de muy amplios contenidos cada uno, desde aquí entendemos que este módulo, en una posterior revisión del curriculum, se debería recortar uno de los cinco bloques de los que actualmente tiene. Nuestro trabajo ha tenido como referencia el mismo criterio recogido en la correspondiente correspondiente Unidad de Competencia que se recogen el RD que regula el título de esta familia profesional (unidad de competencia numero 2): "Construir y mantener instalaciones singulares en el entorno de los edificios"
El libro recoge aspectos teóricos y aspectos prácticos con fronteras, en ocasiones difusas, pero siempre con una finalizad instrumental, de acuerdo con la filosofía de la nueva Reforma de la Formación Profesional. Nuestro libro queda abierto a la incorporación de nuevos temas que recojan la segura aparición de nuevos sistemas técnicos orientados a las instalaciones singulares. singulares. Nuestro propósito a la hora de terminar el libro, es incorporar en el, los últimos avances, pero, no obstante, somos conscientes de que este no es un libro de historia o matemáticas, disciplinas éstas cuyos contenidos, no varían con la velocidad que las nuevas tecnologías. La elección de los sistemas (megafonía, antenas, seguridad, telefonía y energía solar) ha respondido fundamentalmente a la experiencia que habíamos adquirido en su manejo en nuestras clases con alumnos de Formación Profesional, así como a su nivel de difusión en el mercado y la disponibilidad de documentación y apoyo técnico de los fabricantes y distribuidores.
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INTRODUCCIÓN La reforma de la Formación Profesional entre otros objetivos se proponía la incorporación de las nuevas tecnologías de la producción en el ámbito formativo. Éste objetivo suponía un reto para profesores, alumnos, empresarios empresarios y como no para las editoriales de libros de texto. El trabajo que en esta ocasión ofrecemos a nuestros compañeros profesores, alumnos y profesionales en general responde a una necesidad que se recogía en los Desarrollos Curriculares y que esta relacionada con la incorporación de las instalaciones singulares que se desarrollan en las viviendas y edificios. Escribir un libro que cubra el amplio desarrollo curricular que figura en los Reales Decretos que regulan el Modulo de Instalaciones Singulares en Viviendas y Edificios perteneciente al Ciclo formativo de Equipos e Instalaciones Electrotécnicas, ha significado un gran esfuerzo de recopilación y síntesis de información, por tener que incorporar en un solo libro cinco bloques temáticos de muy amplios contenidos cada uno, desde aquí entendemos que este módulo, en una posterior revisión del curriculum, se debería recortar uno de los cinco bloques de los que actualmente tiene. Nuestro trabajo ha tenido como referencia el mismo criterio recogido en la correspondiente correspondiente Unidad de Competencia que se recogen el RD que regula el título de esta familia profesional (unidad de competencia numero 2): "Construir y mantener instalaciones singulares en el entorno de los edificios"
El libro recoge aspectos teóricos y aspectos prácticos con fronteras, en ocasiones difusas, pero siempre con una finalizad instrumental, de acuerdo con la filosofía de la nueva Reforma de la Formación Profesional. Nuestro libro queda abierto a la incorporación de nuevos temas que recojan la segura aparición de nuevos sistemas técnicos orientados a las instalaciones singulares. singulares. Nuestro propósito a la hora de terminar el libro, es incorporar en el, los últimos avances, pero, no obstante, somos conscientes de que este no es un libro de historia o matemáticas, disciplinas éstas cuyos contenidos, no varían con la velocidad que las nuevas tecnologías. La elección de los sistemas (megafonía, antenas, seguridad, telefonía y energía solar) ha respondido fundamentalmente a la experiencia que habíamos adquirido en su manejo en nuestras clases con alumnos de Formación Profesional, así como a su nivel de difusión en el mercado y la disponibilidad de documentación y apoyo técnico de los fabricantes y distribuidores.
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CAPACIDADES TERMINALES Las capacidades que se pretenden en este libro son prácticamente las señaladas en el correspondiente correspondiente Desarrollo curricular del módulo Instalaciones Singulares en Viviendas y Edificios correspondiente al Ciclo Formativo de Grado Medio Equipos e Instalaciones Electrotécnicas. Las capacidades terminales de este este módulo son:
1. Analizar las instalaciones de megafonía, identificando los parámetros y características más relevantes de las mismas. 2. Analizar las instalaciones de antenas de televisión terrestres y vía satélite, identificando los parámetros y características más relevantes de las mismas. identificando los parámetros y características más 3. Analizar las instalaciones de seguridad, identificando relevantes de las mismas. instalaciones de telefonía interior e intercomunicación, intercomunicación, identificando los 4. Analizar las instalaciones parámetros y características más relevantes de las mismas. instalaciones de energía solar fotovoltaica, identificando identificando los parámetros y 5. Analizar las instalaciones características más relevantes de las mismas. 6. Configurar pequeñas instalaciones singulares ( megafonía, antenas, seguridad, telefonía y energía solar fotovoltaica ) en el entorno de los edificios, adoptando en su caso, la solución mas adecuada atendiendo a la relación coste - calidad establecida. 7. Realizar las operaciones necesarias para el montaje de las instalaciones singulares (megafonía, antenas, seguridad, telefonía y energía solar fotovoltaica ) en el entorno de los edificios. singulares (megafonía, antenas, seguridad, telefonía 8. Diagnosticar averías en las instalaciones singulares y energía solar fotovoltaica ) en el entorno de los edificios y realizar las operaciones necesarias para el mantenimiento de las mismas, actuando bajo normas de seguridad personal y de los materiales utilizados. Orientado al desarrollo de estas capacidades se ha concebido este libro como una herramienta más, junto con los equipos didácticos, documentación técnica, manuales de programación, y demás materiales didácticos. Si bien en el desarrollo curricular al que hemos hecho mención los contenidos se agrupan de otra forma, pero en cualquier caso siempre se responderá al esquema planteado en el Desarrollo Curricular: Es evidente, que en este sentido, el libro debe tener y tiene una parte importante de contenidos puramente prácticos, sobre todo en los Bloques temáticos que hacen referencia a las técnicas de montaje y conexionado de las instalaciones los sistemas propuestos. La organización organización de los contenidos, contenidos, esta desarrollada desarrollada en cinco bloques bloques temáticos, cada uno de ellos, desarrolla las capacidades terminales descritas anteriormente, para cada una de las instalaciones instalaciones de megafonía, megafonía, antenas, seguridad, telefonía y energía solar fotovoltaica. f otovoltaica. La organización de cada bloque temático, está dividida en tres temas, el primero desarrolla los contenidos teóricos de las técnicas de las instalaciones a estudiar, el segundo, los elementos y equipos de que constan cada una de las instalaciones, y el tercero, las técnicas de montaje y conexionado, así como normativa y recomendaciones de instalación y mantenimiento.
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CRITERIOS DE EVALUACIÓN Los criterios de evaluación aplicados en cada uno de los cinco bloque temáticos, son los siguientes: Blo qu e 1
Clasificar los tipos de instalaciones de megafonía en función de la ubicación de las mismas, de la finalidad y del tipo de señal, describiendo sus características. Enumerar los elementos que componen una instalación de megafonía, describiendo su función, tipología y características generales. Especificar los parámetros mas relevantes que caracterizan cada una de las partes de las que esta compuesta una instalación de megafonía. Configurar pequeñas instalaciones de megafonía, en el entorno de los edificios, adoptando en cada caso, la solución mas adecuada, atendiendo a la relación coste – calidad. Realizar las operaciones necesarias para el montaje de instalaciones de megafonía, así como el diagnostico de averías y el mantenimiento de las mismas, actuando bajo las normas de seguridad personal.
Bl oq ue 2
Instalaciones de seguridad .
Clasificar los tipos de instalaciones de seguridad en función de la finalidad de las mismas, del tipo de detector, del sistema de aviso y de la señalización, describiendo sus características. Enumerar los elementos que componen una instalación de seguridad, describiendo su función, tipología y características generales. Especificar los parámetros mas relevantes que caracterizan cada una de las partes de las que esta compuesta una instalación de seguridad. Configurar pequeñas instalaciones de seguridad, en el entorno de los edificios, adoptando en cada caso, la solución mas adecuada, atendiendo a la relación coste – calidad. Realizar las operaciones necesarias para el montaje de instalaciones de seguridad, así como el diagnostico de averías y el mantenimiento de las mismas, actuando bajo las normas de seguridad personal.
Bl oq ue 4
Inst alacio nes de ant enas de televi sión terrestr e y vía saté lite
Clasificar los tipos de instalaciones de antenas en función del sistema de recepción, del tipo de distribución de señal y del sistema de amplificación, describiendo las características de las mismas. Enumerar los elementos que componen una instalación de antena colectiva de TV terrestre y vía satélite, describiendo su función, tipología y características generales. Especificar los parámetros mas relevantes que caracterizan cada una de las partes de las que esta compuesta una instalación de antena colectiva terrestre y vía satélite. Configurar pequeñas instalaciones de antenas colectivas y terrestres, en el entorno de los edificios, adoptando en cada caso, la solución mas adecuada, atendiendo a la relación coste – calidad. Realizar las operaciones necesarias para el montaje de instalaciones de antenas colectivas y terrestres, así como el diagnostico de averías y el mantenimiento de las mismas, actuando bajo las normas de seguridad personal.
Bloq ue 3
Instalacio nes de meg afon ía
Inst alacio nes de telefo nía
Clasificar los tipos de instalaciones de telefonía interior, en función del sistema de control, del tipo de distribución, describiendo las características de las mismas. Enumerar los elementos que componen una instalación de telefonía interior, describiendo su función, tipología y características generales. 4
Especificar los parámetros mas relevantes que caracterizan cada una de las partes de las que esta compuesta una instalación de telefonía. Configurar pequeñas instalaciones de telefonía, en el entorno de los edificios, adoptando en cada caso, la solución mas adecuada, atendiendo a la relación coste – calidad. Realizar las operaciones necesarias para el montaje de instalaciones de telefonía, así como el diagnostico de averías y el mantenimiento de las mismas, actuando bajo las normas de seguridad personal.
Blo qu e 5
Instalacio nes de energía so lar foto vo ltaica
Clasificar los tipos de instalaciones de energía solar fotovoltaica , describiendo su función, tipología y características generales. Enumerar los elementos que componen una instalación de energía solar fotovoltaica, describiendo su función, tipología y características generales. Especificar los parámetros mas relevantes que caracterizan cada una de las partes de las que esta compuesta una instalación de energía solar fotovoltaica. Configurar pequeñas instalaciones de energía solar fotovoltaica, en el entorno de los edificios, adoptando en cada caso, la solución mas adecuada, atendiendo a la relación coste – calidad. Realizar las operaciones necesarias para el montaje de instalaciones de energía solar fotovoltaica, así como el diagnostico de averías y el mantenimiento de las mismas, actuando bajo las normas de seguridad personal.
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ORGANIZACIÓN DE LOS CONTENIDOS Los contenidos del libro, están estructurados en cinco bloques temáticos, con la misma estructura cada uno de ellos, la materia de cada uno de ellos, se refiere a tipos de instalación totalmente diferentes, de forma que se podrían editar cinco libros diferentes, uno por cada bloque, la materia de cada uno de ellos, es suficientemente amplia, para tratarla de forma independiente, por lo que se pretende desde este texto, el potenciar las habilidades de comprensión e instalación, de forma que los alumnos/as, una vez estudiado este módulo, sean capaces de realizar las instalaciones de cada uno de los bloques, sin necesidad de dominar las operaciones de calculo de dichas instalaciones. Blo qu e 1
Instalacio nes de m egafon ía
Tema 1: Principios básicos de electroacústica Tema 2: Equipos e instalaciones electroacústicas Tema 3: Técnicas de montaje y conexionado de instalaciones electroacústicas Bl oq ue 2
Ins talac io nes de anten as de telev is ión terr estr e y vía sat é lite
Tema 4: Principios básicos de los fenómenos radioeléctricos. Recepción de TV analógica y digital Tema 5: Equipos e instalaciones de antenas de TV terrestres Tema 6: Técnicas de montaje y conexionado de instalaciones de antenas de TV terrestres Bloq ue 3
Instalaciones de seguridad
Tema 7: Sistemas de seguridad Tema 8: Sistemas de seguridad. Instalaciones contra incendios Tema 9: Técnicas de montaje de instalaciones de seguridad Bl oq ue 4
Ins talac io nes de telefo nía
Tema 10: Introducción a la telefonía Tema 11: Técnicas de montaje e instalación de sistemas telefónicos analógicos. centralita (dkda-16). Tema 12: Técnicas de montaje e instalación de sistemas telefónicos digitales. centralita (dkdamileniun). Blo qu e 5
Instalacio nes de energía so lar foto vo ltaica
Tema 13: Principios básicos de la energía solar fotovoltaica Tema 14: Equipos e instalaciones de energía solar fotovoltaica Tema 15: Técnicas de montaje y conexionado de instalaciones de energía soñar fotovoltaica
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ENFOQUE DIDÁCTICO El estudio de este módulo necesariamente pasa por la adopción de un planteamiento teórico practico que permita el conocimiento real de las instalaciones y sistemas que constituyen cada uno de los cinco bloques temáticos a estudiar. Los contenidos teóricos no precisan unos conocimientos previos muy específicos, si bien es preciso que el alumno tenga un conocimiento bastante amplio en electrotecnia e instalaciones eléctricas básicas y se maneje con soltura en la terminología eléctrica. En los primeros temas de cada bloque temático del libro, se estudia de forma teórica los conocimientos de cada tipo de instalación, por lo que se sugiere al profesor que se ayude de materiales audiovisuales, revistas técnicas, artículos de prensa, etc. Nos parece muy útil la idea de que los alumnos puedan visitar instalaciones reales. La realización de practicas en entrenadores o con paneles de simulación, es vital de cara al estudio de las unidades correspondientes a las técnicas de montaje de los cinco bloques temáticos, para lo cual es necesario que el profesor programe una serie de prácticas con una secuencia, si es posible, adaptada al libro, si bien es cierto que cualquiera de los cinco tipos de instalación, se pueden estudiar independientemente y en cualquier orden. En cualquiera de ellos las practicas sobre paneles se realizarán una vez que se han explicado los fundamentos teóricos del sistema, aunque recomendamos que el profesor muestre en el aula distintos operadores físicos con el fin de que el alumno se familiarice con ellos y descubra sus terminales, tamaños, formas, conexionado, alimentación, etc., con el fin de que pueda desarrollar los procedimientos necesarios, para la realización de las instalaciones correspondientes . El tratamiento de los temas relativos a las diferentes instalaciones, es importante que se acompañe con el manejo de documentación técnica de los distintos fabricantes con el fin de conseguir que el alumno se familiarice con los operadores técnicos que estudia. Se recomienda realizar los montajes y practicas sugeridas en el libro, así como las que están desarrolladas. Hemos procurado, no obstante, aportar información técnica de los fabricantes en la sección de ―Información complementaria‖ que acompaña a algunos capítulos.
El libro esta pensado para servir de guía en el desarrollo de las practicas, por lo que se ha procurado hacer una aproximación progresiva en dificultad a lo largo de su desarrollo. Queda a juicio del profesor el ampliar, reducir o seleccionar las prácticas que considere.
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TEMA 1: PRINCIPIOS BÁSICOS DE ELECTROACÚSTICA OBJETIVOS Los objetivos que se pretenden conseguir, con el estudio de este tema, son los siguientes:
Conocer las características y cualidades del sonido para entender su comportamiento.
Conocer y utilizar las unidades y parámetros de la señal sonora (Decibelio, Pascal, Fonio, etc.).
Resolver distintos ejemplos de cálculo sobre niveles de presión sonora (SPL).
Diferenciar distintos tipos de sonidos, en base a sus características y cualidades.
Definir y conocer las características de la señal de audio.
Comparar las distintas magnitudes que caracterizan a la señal de audio.
CONTENIDOS Conceptos
El sonido.
El sonido es una variación de presión del aire, originada por una fuente emisora, que puede ser percibida por el oído humano. Es imprescindible que esta variación se encuentre dentro de un margen de frecuencias para las que el oído está preparado. El oído humano puede percibir sonidos de entre 20 Hz y 20 kHz aproximadamente. Por encima de los 20 kHz, hablamos ya de ultrasonidos. Por tanto, podemos deducir que el sonido necesita de un medio material para propagarse, por lo que en el vacío no existiría sonido.
- Características del sonido. El sonido, como cualquier señal ondulatoria, se caracteriza por su frecuencia (número de ciclos por segundo), su intensidad o amplitud de las variaciones de la presión del aire y su longitud de onda (Fig. 1.1).
Fig. 1.1. El sonido más débil que el oído humano es capaz de percibir corresponde a una presión de 20 μPa (sólo a determinadas frecuencias en las que el oído es más sensible: de 3 kHz a 5 kHz); por el contrario el sonido más potente que el oído puede percibir correspondería a una presión de 20 8
Pa, que se daría bajo frecuencias de 7 kHz a 20 kHz o de 20 Hz a 200 Hz (muy agudos o muy graves). Obviamente, el sonido se propaga dependiendo de una serie de compresiones y refracciones de las moléculas de aire que se desplazan en todas direcciones; algo similar a los rayos solares cuando emanan del sol (Fig. 1.1). • La velocidad de propagación del sonido es de 340 m/s, aunque puede variar dependiendo de las condiciones atmosféricas de temperatura, humedad y presión. • La longitud de onda corresponde a la distancia que recorre el sonido para realizar una vibración completa. • La amplitud o inte nsidad determina la escala del sonido; por consiguiente, dependiendo de la intensidad de la vibración, el oído humano puede percibir sonidos fuertes o débiles. • La intensidad de un sonido es la potencia que puede desarrollar una onda sonora sobre la unidad de superficie:
Así pues, cuando decimos que un altavoz tiene una potencia de 10 W, significa que el empuje del altavoz produce una onda sonora que al atravesar una superficie de 1 m2 desarrolla 10 W de potencia en forma de vibración del aire. Podemos relacionar las características de longitud de onda ( λ), frecuencia ( f ) y velocidad (c), a través de la expresión:
Como ya conocemos la velocidad del sonido en el aire, podemos afirmar que la longitud de onda de un determinado sonido depende únicamente de la frecuencia (Tabla 1.1).
Tabla 1.1. Longitud de onda Las ondas sonoras que percibe nuestro oído son sonidos complejos, compuestos de multitud de ondas acústicas de diferentes amplitudes y frecuencias, que son precisamente las que nos ayudan a distinguir cada sonido. La frecuencia fundamental de un determinado sonido es la onda de mayor amplitud, es decir, lo que denominamos sonido puro o nota. 9
A las frecuencias múltiplos de la fundamental se les denomina armónicos. Así, podemos hablar de 2º armónico, 3r armónico, etc. Y dependiendo del contenido de armónicos podemos definir una característica más del sonido que denominamos timbre, y que nos sirve para distinguir distintos sonidos aunque tengan la misma frecuencia. Por ejemplo, la nota La de la tercera octava de la escala musical tiene una frecuencia fundamental de 440 Hz. Las frecuencias armónicas de la nota La serán: 440 · 2 = 880 Hz (2º armónico) 440 · 3 = 1 320 Hz (3r armónico) y así hasta obtener el resto de armónicos (Fig. 1.2).
Fig. 1.2. Armónicos de onda fundamental
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Cuantificación del sonido: presión acústica.
Las variaciones de intensidad acústica que puede percibir el oído comprenden una amplísima gama de niveles con una relación de más de 1000000 de veces entre los más débiles y los más fuertes. El umbral de audición P es el mínimo valor de presión acústica que origina sensación auditiva. El umbral del dolor corresponde al máximo valor de presión sonora que el oído humano puede soportar sin sufrir sensación dolorosa. Emplear las unidades de presión (pascales) para medir el sonido resultaría demasiado incómodo, y por eso recurrimos a una unidad llamada decibelio. El dB es una medida muy adaptada a la percepción del oído humano, porque éste no se comporta de forma lineal, sino que se ajusta más a lo que podría ser una función logarítmica. El dB es la unidad que mejor expresa la respuesta del oído humano. El valor de 0 dB corresponde al umbral de audición y equivale a una presión sonora de 20 μPa. Por otro lado, el umbral del dolor se situaría en torno a los 120 dB que corresponde a 20 Pa. Otra unidad que debemos conocer, aunque en electroacústica es menos utilizada, es el fonio, que se define como la unidad que mide la intensidad subjetiva de los sonidos, referida a la capacidad de percepción del oído humano y no simplemente al valor de presión medible con instrumentos físicos. El valor comparativo entre el fonio y el decibelio coincide para una frecuencia de 1 000 Hz. 10
El cambio de sonoridad más pequeño que podemos apreciar es de 1 dB aproximadamente, mientras que un cambio de presión acústica de dos veces corresponde a 6 dB, sin embargo, el oído necesita un aumento de 10 dB para notar una sonoridad doble que la anterior. Es decir, si escuchamos un sonido con un nivel sonoro de 60 dB, apreciaríamos una sensación auditiva de valor doble si aumentara a 70 dB. La Tabla 1.2 permite conocer la relación de distintos sonidos expresados en dB y Pa. Esta tabla está configurada basándose en la fórmula matemática que expresa el nivel de presión sonora, SPL:
Los 20 μPa son el nivel de referencia y equivalen a 0 dB, según la fórmula anterior. Otro concepto importante que hay que aclarar es el aumento del nivel de presión sonora, referido, por ejemplo, al empleo de altavoces.
El aumento del nivel de presión sonora, ΔSPL, se define como la relación entre la potencia de entrada suministrada a cierto altavoz y una potencia de referencia (generalmente, 1 W a 1 m de distancia) afectada, lógicamente, por la función logarítmica. La expresión matemática que nos permite calcular el aumento del nivel de presión sonora
( SPL) es la siguiente:
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P1 es la potencia de referencia (generalmente 1 W), y P2 la potencia de entrada suministrada a un altavoz, de la cual queremos calcular el aumento de presión sonora.
Tabla 1.2. Referencia de niveles acústicos
- Variación dinámica de los sonidos: voz, música y ruido. Los sonidos varían no sólo de frecuencia sino también de intensidad. La variación de intensidad permitida por la fuente sonora que los emite se denomina dinámica de los sonidos y abarca 40 dB para la voz y 70 dB para la música (Fig. 1.3).
Fig. 1.3. Dinámica de los sonidos
Voz 12
La voz humana puede tener variaciones de intensidad o de amplitud muy importantes, desde el susurro hasta el grito, que alcanzan unos niveles acústicos aproximados a los indicados en la Tabla 1.3, a 1 m de distancia del hablante. Las frecuencias que intervienen en la voz humana comprenden desde los 80-100 Hz en el hombre y los 14 Hz en la mujer, hasta los 8 kHz.
Tabla 1.3.
Música Todos sabemos que una orquesta posee infinidad de instrumentos musicales, tan variados como distintas las características de intensidad y frecuencia de los sonidos que reproducen. La gama de frecuencias que abarcan los instrumentos musicales es tan amplia como la capacidad de escucha de nuestro oído (Tabla 1.4).
Tabla 1.4.
Ruido Diariamente nos vemos agredidos por los ruidos que nos rodean (tráfico, sirenas, motores, etc.). Su gama de frecuencias y niveles acústicos son variados y molestos (Tabla 1.5).
Tabla 1.5. La sensibilidad al ruido no depende exclusivamente de la fuente sonora que lo provoque, sino de las condiciones ambientales y del estado psicofísico de las personas que los perciben. De forma genérica, denominamos ruido a todo sonido molesto o indeseado para el que escucha, haciendo la salvedad de que a veces lo que pudiera resultar molesto para unas personas no lo es para otras. Por consiguiente, se puede afirmar que el ruido depende también del grado de subjetividad de las personas.
- Propagación del sonido. 13
El sonido que emana de una fuente sonora puntual (helicóptero) se propaga alejándose de ella en forma de ondas esféricas a una velocidad de 340 m/s (1224 km/h), cuyo centro es el de la propia fuente que lo origina, pero, en realidad, no todas las fuentes sonoras son puntuales, por ejemplo el sonido producido por los coches que circulan por una autopista es de una fuente sonora lineal y sus ondas se propagan en forma cilíndrica (Fig. 1.4).
Fig. 1.4. Propagación del sonido
- Atenuación del sonido con la distancia. Al alejarnos de la fuente sonora el sonido se atenúa gradualmente, a razón de -6 dB al duplicar la distancia (si se trata de una fuente puntual) y de -3 dB (si es una fuente lineal). El nivel sonoro producido por un altavoz decrece al ir alejándonos de él (Fig. 1.5). En el caso de un altavoz cuyas ondas sonoras se propagan de forma esférica, la potencia se reparte en superficies que crecen con el cuadrado de su distancia al centro, por lo que la intensidad sonora decrece rápidamente (-6 dB) cada vez que duplicamos la distancia. Sin embargo, en las fuentes sonoras lineales (columna de altavoces) la potencia acústica atraviesa superficies cilíndricas de sección creciente con la distancia al centro, por lo que la intensidad acústica en ellas decrece de forma más lenta ( -3 dB) al duplicar la distancia. En este gráfico se está comparando un altavoz convencional (fuente puntual) con una columna de altavoces (fuente lineal), y podemos observar que para que el oyente obtenga 70 dB, se precisa un altavoz que produzca 88 dB a 1 m, o una columna que proporcione 79 dB a 1 m. De esto se deduce que los oyentes situados cerca de la columna se sentirán más cómodos que los cercanos al altavoz y con el mismo alcance en ambos casos.
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Fig. 1.5. Atenuación del sonido con la distancia La expresión matemática que nos permite obtener este valor de atenuación es: Fuente puntual: At = 20 log d Fuente lineal: At = 10 log d
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Influencia atmosférica en el sonido.
Los agentes atmosféricos (viento, humedad, temperatura, etc.) Influyen notablemente en la propagación y comportamiento del sonido. Cuando una onda sonora recorre distancias considerables en el aire, a la atenuación por la distancia, que hemos visto en el apartado anterior, hay que añadir la producida por la absorción acústica del aire.
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Como ya sabemos, esta atenuación depende en gran medida de la frecuencia del sonido, por lo que conviene tenerla muy en cuenta cuando se trata de sonorizar exteriores a grandes distancias (más de 100 m). A frecuencias más altas la atenuación es más acusada. La humedad es otro factor que hay que tener en cuenta, pues cuanto más baja sea la humedad relativa del aire, mayor absorción de sonido ocasionará. En la Tabla 1.6 se observa la atenuación de una onda sonora por la absorción del aire a distintas frecuencias por cada 100 m.
Tabla 1.6. Otros fenómenos atmosféricos que afectan al sonido son el viento y los cambios de temperatura. Cuando el viento sopla a favor, ocasiona una concentración o reforzamiento de las ondas sonoras, pero cuando sopla en contra, origina una disminución del nivel sonoro. Es, pues, importante tener muy en cuenta este factor cuando se trata de sonorizar zonas exteriores (cámpings, piscinas, etc.) (Fig. 1.6).
Fig. 1.6. Efectos del viento En cuanto a la temperatura, cuando el aire caliente está muy cerca de la tierra y el aire frío está por encima (horas diurnas), el sonido se propaga hacia arriba. Cuando se invierten las condiciones atmosféricas (horas nocturnas), el sonido se propaga hacia abajo. Por todo lo dicho sobre los agentes atmosféricos, los altavoces en el exterior deben estar orientados hacia abajo (sobre cierto ángulo de inclinación) desde una posición alta, con el fin de disminuir la atenuación producida por estos agentes. 16
- Cualidades y comportamiento del sonido.
Además de las características del sonido, debemos tener en cuenta sus cualidades para el estudio de su comportamiento.
Absorción-reflexión y transmisión Cualquier objeto que en su camino se encuentre una onda sonora producirá, básicamente, dos efectos opuestos: absorberá una parte de la energía de la onda sonora y otra parte la reflejará, produciendo un calentamiento en el material, que poco a poco se irá disipando. Sin embargo, no toda la onda sonora absorbida se convertirá en calor, sino que hay parte de la misma que es transmitida. Y es la naturaleza del objeto (forma, composición y tamaño) la que determinará qué parte de la energía sonora será absorbida, transmitida y reflejada (Fig. 1.7). Se dice que un material es un buen aislante acústico cuando transmite una cantidad de sonido pequeña, al mismo tiempo que absorbe gran parte del sonido incidente. Pérdida de transmisión de un material (PT) es la diferencia entre el nivel de presión sonora incidente (Si) y el nivel de presión sonora transmitido (St). Podemos calcularlo mediante la expresión matemática: PT = Si – St ; expresado en dB De todo esto se deriva una propiedad de los materiales muy útil en electroacústica: el coeficiente de absorción ( α).
El coeficiente de absorción a puede oscilar entre 0 y 1. Por tanto, un material con un coeficiente de absorción α = 0 es reflectante puro, mientras que si α = 1 es un absorbente excelente. Como norma general, los objetos lisos, pesados y rígidos son reflectantes, y los rugosos y porosos son absorbentes. Cuando en la sonorización de una estancia se presentan dificultades en la calidad del sonido por la existencia de materiales muy reflectantes (mármol, vidrio, etc.) es conveniente incorporar algún elemento absorbente (alfombra, cortinas, tapiz, etc.) para que el sonido resulte mucho más agradable. La Tabla 1.7 presenta distintos coeficientes de absorción.
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Fig. 1.7. Absorción, reflexión y transmisión
Difracción La difracción es la capacidad que tiene el sonido de rodear ciertos objetos. Cuando un sonido de una determinada longitud de onda alcanza un objeto de menor tamaño que la propia longitud de onda del sonido en cuestión, en vez de reflejarse en él lo rodea y sigue propagándose por detrás. Sin embargo, cuando la longitud de onda es más pequeña que el objeto, se produce una sombra que dificulta en gran medida la propagación del sonido (Fig. 1.8).
Fig. 1.8. Difracción del sonido Estos fenómenos de difracción se observan claramente cuando al doblar una esquina seguimos escuchando el ruido procedente de la calle que acabamos de dejar, y que seguimos oyendo con bastante nitidez las frecuencias bajas (gran longitud de onda), pero no así las agudas (pequeña longitud de onda), ya que no pueden rodear grandes obstáculos.
Refracción La refracción se produce cuando el sonido cambia de medio material. Cuando un sonido atraviesa un medio material y pasa a otro, la velocidad de la onda sonora varía y cambia de dirección respecto al sonido incidente. Son muchas las situaciones en las que aparecen los fenómenos de refracción del sonido, por ejemplo cuando una onda sonora tiene que atravesar masas de aire que se encuentran a diferentes temperaturas, a diferentes grados de humedad, etcétera (Fig. 1.9).
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Fig. 1.9. Refracción del sonido
Eco y reverberación Estos dos fenómenos tienen bastante similitud, los dos se producen como consecuencia de la reflexión del sonido contra diversos objetos, como paredes, montañas, etc. Pero, ¿cómo distinguir entre reverberación y eco? Si la reflexión del sonido llega a nuestros oídos antes de 0,1 s desde que se produjo el sonido que la provocó, se trata de reverberación, pero si este tiempo supera el 0,1 s (por ejemplo, 0,3 s), se trataría de eco. La reverberación puede ser beneficiosa o perjudicial para la audición, según la naturaleza y la intensidad del sonido. Por ejemplo, en un auditorio de música orquestal, un determinado nivel de reverberación transmitiría al oyente sensación de grandiosidad. Sin embargo, en una sala de conferencias o de proyección cinematográfica, perjudicaría la inteligibilidad de la palabra. La pérdida de inteligibilidad de la palabra se corrige colocando revestimientos absorbentes en las paredes que contrarresten el nivel de reverberación. Reverberación es el tiempo (RT60) que transcurre entre el momento que deja de producirse un sonido y el momento en que el nivel de presión sonora del mismo se atenúa en 60 dB basándose en el NPS original (Fig. 1.10).
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Fig. 1.10. Tiempo de reverberación En la siguiente unidad se clarificará este concepto con ejemplos concretos. Para que exista eco es preciso que la reflexión que lo produce alcance nuestro oído después de 0,1 s desde que se produjo el sonido original. En la Figura 1.11 se puede apreciar claramente un ejemplo de eco. El sonido reflejado por el edificio tardaría en recorrer la distancia que lo separa del oyente un tiempo superior a 0,1 s.
Fig. 1.11. Eco El eco causa muchos problemas en la sonorización de exteriores, aunque pueden corregirse reorientando los altavoces.
Enmascaramiento Enmascaramiento es el efecto que produce un sonido que dificulta la audición de otro menos intenso. 20
Por ejemplo, si dos personas están conversando cerca de una máquina que hace ruido, el entendimiento de la palabra se dificultará más cuanto más intenso sea ese ruido y mucho más si las frecuencias que componen el ruido son parecidas a las de la voz humana (500-4 000 Hz). Una aplicación práctica y curiosa del efecto de enmascaramiento se utiliza en oficinas diáfanas con el propósito de aumentar el grado de confidencialidad en cada mesa de trabajo con respecto a las demás. Para ello se hace una distribución densa de altavoces instalados en el falso techo que, además de reproducir música ambiental, emiten un ruido blanco convenientemente ecualizado para producir un cierto nivel de ruido ambiente que dificulte la inteligibilidad de la palabra a pocos metros de distancia. De esta forma se consigue que la conversación que se desarrolla en una mesa no sea escuchada en las mesas de alrededor.
La señal de audio. Definición y características.
La señal de audio es simplemente el sonido convertido en señal eléctrica para posibilitar su amplificación, transporte o modificación por procedimientos electrónicos (Fig. 1.12). En la Figura 1.12 observamos el proceso completo de amplificación de una señal sonora. La flauta produce unas ondas sonoras con un nivel de presión acústica de 45 dB, que son recogidas por el micrófono y convertidas en una señal eléctrica muy débil (3 mV). Posteriormente, un amplificador eleva esta señal de audio hasta un nivel de potencia de 50 W, adecuados para excitar al altavoz, que vuelve a convertir la señal de audio en ondas acústicas, pero con mucha mayor intensidad que la producida por el instrumento musical (105 dB).
Fig. 1.12. La señal de audio En resumen, diremos que se ha amplificado el sonido de la flauta en 60 dB (1 000 veces) por procedimientos electrónicos. Para el estudio completo de la señal de audio es necesario conocer algunas características elementales.
- Nivel de tensión. El decibelio-voltio. 21
En instalaciones electroacústicas se pueden encontrar niveles de tensión muy variados, desde 1 mV que puede producir un micrófono hasta 70-100 V que se encuentran en líneas de megafonía de tensión constante. La Figura 1.13 nos muestra los distintos valores que puede tomar la señal de audio, aunque el más aceptado es el valor eficaz o RMS.
Fig. 1.13. Valores de la señal de audio
La unidad dBV consiste en utilizar 1 Vrms como referencia de 0 dB y luego aplicar una escala que responde a una función logarítmica (Tabla 1.8).
Tabla 1.8 Estos valores se obtienen mediante la expresión matemática:
- Nivel de potencia de la señal de audio. Ésta es una de las características más importantes que va a determinar la calidad de un equipo o producto de sonido, pero también la que más confusión le ha creado al usuario, sin duda por intereses comerciales. Se anuncian productos que expresan su potencia en vatios (continuos,
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musicales, de pico, PMPO, RMS, etc.). Las formas más usuales de indicar los niveles de potencia de cualquier dispositivo acústico son las siguientes: • Potencia eficaz (Wrms). Es la potencia que un amplificador puede entregar de forma continuada
sin sobrepasar un determinado nivel de distorsión (1%, 3% o 10%). Se denomina también potencia nominal o cedida. • Potencia musical (Wmus). Es la potencia que puede entregar un amplificador durante un corto
periodo de tiempo (0,25 s). • Potencia pico a pico y PMPO. Es una potencia eng añosa que se consigue utilizando el valor de
pico de la tensión de salida en vez del valor eficaz, y si el equipo es estéreo, se suele sumar la potencia de ambos canales para abultar la cifra real de vatios. La potencia eficaz y musical se pueden relacionar por las expresiones: Wrms = 0,7 Wmus Wmus = 1,4 Wrms
- Distorsión. Esta característica de los equipos de sonido permite evaluar su capacidad de procesar la señal de audio sin alterar su timbre o contenidos de armónicos. Hay varios tipos de distorsión (armónica, de intermodulación, etc.), aunque la más conocida es la armónica, que viene expresada por las iniciales inglesas Thd (Total harmonic distorsion) y se mide en tanto por ciento.
Fig. 1.14. Distorsión Un 0% de distorsión significa que la señal de audio no ha sufrido deterioro alguno. El oído humano comienza a apreciar distorsiones entre el 0,5% y el 5%. En la Figura 1.14 se aclara más este concepto con el ejemplo de un amplificador.
- Relación señal/ruido. 23
Esta característica de la señal de audio se refiere a la relación entre la señal pura de origen y el ruido que inevitablemente la acompaña, añadido por los componentes electrónicos. Se expresa por las iniciales S/N (Signal /Noise). Cuanto mayor es este valor, mayor calidad de señal de audio tendremos. La Tabla 1.9 nos muestra algunos ejemplos:
Tabla 1.9. La Figura 1.15 muestra un amplificador con diferentes relaciones de señal de ruido S/N.
Fig. 1.15. Relación señal/ruido
- Respuesta en frecuencia.
Esta característica define el comportamiento de un determinado elemento electroacústico (altavoz, amplificador, bafle, radio, etc.) en relación con las diferentes frecuencias que componen la señal de audio. El elemento ideal sería aquel capaz de tratar a todas las frecuencias por igual, sin realzar ni atenuar ninguna. La Figura 1.16 muestra las frecuencias de algunos elementos electroacústicos conocidos. Y se observa que los elementos más modernos pueden manejar o reproducir cualquier frecuencia audible.
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Fig. 1.16. Respuesta en frecuencia
- Impedancia. Tipos. Ahora no se trata de analizar el concepto de impedancia desde el punto de vista electrotécnico, pues el alumnado ya ha estudiado este concepto en otros módulos profesionales. En electroacústica decimos que impedancia es la oposición que un elemento o circuito eléctrico (micrófonos, altavoces, amplificadores, líneas, etc.) presenta al paso de la corriente alterna en forma de señal de audio. Está claro que el valor de la impedancia depende de la resistencia, la inductancia y la capacidad de los elementos que intervienen en la instalación de audio, además de la frecuencia de la propia señal de audio. Teniendo en cuenta la variada gama de frecuencias de los elementos y de los equipos de sonido (Fig. 1.16) tendremos, pues, diferentes valores de impedancia. Los elementos electrónicos de la instalación de sonido (amplificadores, reguladores de volumen, fuentes musicales, etc.) tienen una o varias entradas y salidas de conexión, por lo que debemos estudiar los diferentes tipos de impedancia que existen. Por último decimos que la impedancia se representa por la letra Z y se mide en ohmios.
Impedancia de entrada (Zin) Es la que corresponde a las entradas de señal de audio de cualquier elemento de amplificación o control del sonido. Normalmente, presenta valores medios o altos (Tabla 1.10) y de componente resistiva-capacitiva.
Tabla 1.10. Impedancia de entrada 25
Impedancia de salida (Zout) Si hiciésemos una medida de impedancia en un elemento electrónico de procesamiento de la señal de audio, encontraríamos, normalmente, valores muy bajos, entre 0 y 600 Ω (Tabla 1.11). La razón de diseñar los equipos de sonido con impedancia de salida baja es para facilitar la adaptación con otros aparatos y evitar la captación de ruidos parásitos eléctricos en los cables de interconexión interconexión (Fig. 1.17).
Tabla 1.11. Impedancia de salida
Fig. 1.17. Impedancia de salida
Impedancia mínima de carga (Zmin) La impedancia de salida de cualquier elemento electrónico de sonido no debe ser inferior a un valor determinado, de lo contrario provocaríamos una sobrecarga en el circuito de salida, que podría originar incluso una avería del equipo. El valor de la impedancia mínima de carga ha de venir especificada en todos los equipos de sonido, y, sobre todo, en los destinados a suministrar potencia como, por ejemplo, los amplificadores. Un amplificador diseñado para trabajar sobre una carga (altavoz) de 8 Ω no debe conectarse a un altavoz con una impedancia menor (4 Ω por ejemplo), pues produciría un calentamiento en la etapa de salida del amplificador, originando una disminución del rendimiento de la instalación. Sin embargo, si lo conectamos a un altavoz de más impedancia, 16 Ω, el único problema sería que obtendríamos menos potencia de sonido, pero el amplificador funcionaría desahogadamente. La Tabla 1.12 muestra algunos valores usuales de este parámetro.
Tabla 1.12. Impedancia mínima de carga 26
Adaptación de impedancias A la hora de interconectar interconectar diversos elementos electroacústicos, hay que tener en cuenta algunas precauciones para evitar una posible avería. 1. No se debe conectar a la salida de un equipo de sonido cargas de valor inferior a su impedancia mínima de carga. 2. Cuando la salida de un equipo ha de conectarse a otros muchos elementos, hay que procurar que la impedancia combinada de entrada de todos ellos no sea inferior que la impedancia mínima de carga del equipo. Por ejemplo, si a una central de sonido con impedancia mínima de carga de 16 Ω han de conectarse 200 mandos de volumen con impedancia de entrada de 4000 Ω hay que comprobar que la impedancia combinada de todos ellos (Zc = 4 000/20 = 20 Ω) no sea inferior a la impedancia de carga de la central (16 Ω).
Actitudes
Valorar la importancia del comportamiento del sonido para entender el funcionamiento de una instalación electroacústica. electroacústica.
Mantener una actitud crítica y de indagación para diferenciar las magnitudes características en una instalación electroacústica. electroacústica.
Reconocer la importancia de la señal de audio para evaluar la calidad de una instalación electroacústica.
ENFOQUE DIDÁCTICO Dado el carácter teórico e introductorio de este tema, en el campo de las instalaciones electroacústicas, se deben plantear ejercicios de resolución de problemas para aplicar las fórmulas de cálculo que aparecen en el tema. Es interesante la utilización de un sonómetro para observar los efectos de atenuación del sonido con la distancia. Se deben manejar distintos equipos de audio (amplificadores, micrófonos, altavoces, etc.), de forma aislada, para interpretar los parámetros que aparecen en sus placas de características. También pueden ser de gran utilidad catálogos técnicos de diferentes fabricantes. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Entender el comportamiento del sonido en base a sus características y cualidades.
Enumerar los parámetros fundamentales que caracterizan a la señal sonora.
Resolver algunos ejemplos de cálculo sobre las magnitudes de la señal de audio.
Identificar las características más importantes de la señal de audio, sobre una instalación de megafonía ya montada.
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TEMA 2.- EQUIPOS E INSTALACIONES ELECTROACÚSTICAS OBJETIVOS Los objetivos que se pretenden alcanzar con el estudio de este tema, son los siguientes:
Estudiar y conocer los diferentes tipos de micrófonos y sus características funcionales.
Identificar y seleccionar distintos micrófonos por su funcionamiento funcionamiento y aplicación. aplicación.
Conocer el funcionamiento del altavoz, tipos y características.
Elegir diferentes tipos de altavoces en función de su aplicación.
Distinguir las características funcionales del amplificador. amplificador.
Diferenciar los distintos tipos de instalaciones instalaciones electroacústicas según la forma de distribuir y controlar el sonido.
los parámetros que intervienen en en la acústica de los diferentes recintos. recintos. Analizar los
Conocer y manejar diferentes fuentes de sonido.
Realizar un ejemplo de cálculo de instalación de sonido para un pequeño local.
CONTENIDOS Conceptos
El micrófono. Definición.
El micrófono es el elemento que transforma los sonidos o señales acústicas en sus correspondientes correspondientes señales eléctricas, para tratarlas posteriormente por procedimientos procedimientos electrónicos (filtraje, amplificación, etc.). La Figura 1.18 muestra las partes elementales de un micrófono dinámico. Como veremos más adelante, esta generación de de señal eléctrica eléctrica se consigue por procedimientos procedimientos piezoeléctricos, piezoeléctricos, electrostáticos, electrostáticos, electrodinámicos y electromagnéticos, según sea el tipo de micrófono.
Fig. 1.18. Funcionamiento de un micrófono
- Características funcionales de los micrófonos.
Sensibilidad 28
Se mide en mV/Pa (milivoltios/Pascal). Los valores más usuales oscilan entre 1 y 5 mV/Pa. Por ejemplo: a 20 cm de los labios de un orador hay aproximadamente una presión sonora de 94 dB o el equivalente a 1 Pa. Si un micrófono tiene una sensibilidad de 3 mV/Pa, proporcionará 3 mV de señal eléctrica a su salida cuando lo coloquemos a 20 cm de distancia del citado orador; 6 mV si está a 10 cm, o 1,5 mV si estuviera a 40 cm (Fig. 1.19). Los valores de sensibilidad de los micrófonos se fijan para una frecuencia de la presión acústica incidente de 1 000 Hz, y se considera como frecuencia de referencia.
Fidelidad Es la capacidad que tiene el micrófono para responder con la misma sensibilidad, sin distorsión ni perturbación, a todas las frecuencias comprendidas dentro del espectro de audio (20 a 20000 Hz).
Fig. 1.19. Sensibilidad de los micrófonos La fidelidad se caracteriza también por la curva de respuesta en frecuencia y por el grado de distorsión. Decimos que un micrófono tiene una gran fidelidad cuando su respuesta en frecuencia es prácticamente plana, es decir, cuando las variaciones de amplitud para las distintas frecuencias del espectro audible son pequeñas.
Curva de respuesta o respuesta en frecuencia Se refiere al comportamiento del micrófono ante distintas frecuencias de la señal sonora. La curva de respuesta representa la sensibilidad correspondiente a las diversas frecuencias, referidas a un nivel convencional o de referencia (0 dB para 1 Pa y mV) (Fig. 1.20).
Fig. 1.20. Respuesta en frecuencia Un micrófono de calidad debe tener una curva lo más plana posible. La curva de la Figura 1.20 representa la respuesta de frecuencia de un micrófono ideal para reproducir la palabra, pues según se observa, la curva es bastante plana para una frecuencia de entre 300 Hz y 4 000 Hz. 29
Sin embargo, un micrófono destinado a la captación del sonido procedente de una orquesta tiene que tener una respuesta de frecuencia lo más amplia posible, igual o mayor a la del oído humano, ya que una orquesta produce sonidos de cualquier frecuencia. En ambientes ruidosos es recomendable utilizar micrófonos de respuesta en frecuencia muy ajustada a la banda de palabra para evitar la captación de sonidos ambientales, lo que originaría un enmascaramiento de la palabra del hablante.
Grado de distorsión Indica la aptitud del micrófono para dar respuestas sin deformación. Se expresa teniendo en cuenta el contenido de armónicos que contiene la señal de salida y se mide en tanto por ciento.
Direccionalidad Esta característica del micrófono nos indica cómo varía su sensibilidad con respecto a la dirección de procedencia del sonido. Dependiendo de la direccionalidad, se pueden seleccionar o captar los sonidos que interesan y rechazar los que nos interesan, como ruidos, ecos, etc. Básicamente, existen dos tipos de micrófonos, los omnidireccionales, que captan los sonidos en todas las direcciones, y los direccionales, que captan los sonidos procedentes de una sola dirección. Atendiendo a esta característica, los micrófonos se pueden clasificar de la siguiente forma: a) Micrófono de presión omnidireccional. Este micrófono posee una envoltura completamente cerrada y los sonidos chocan contra la membrana de forma frontal. La deformación de la membrana es proporcional a la presión instantánea del aire que la envuelve, debido a los sonidos que se generan, en cualquier dirección del espacio, alrededor del micrófono (Fig. 1.21).
Fig. 1.21. Micrófono omnidireccional
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El micrófono de presión es omnidireccional porque es igual de sensible para todos los sonidos procedentes de cualquier dirección. Es un micrófono muy adecuado para captar música.
b) Micrófono de gradiente de presión bidireccional. La envoltura de este micrófono está abierta por la parte anterior y posterior, y los sonidos inciden en la membrana por ambos lados. La fuerza con que se desplaza la membrana corresponde a la diferencia de presión que existen entre las dos caras, que será máxima en la dirección axial de micrófono. No captará, por tanto, los sonidos procedentes de los laterales. Este micrófono es adecuado para captar la palabra de un orador (Fig. 1.22).
Fig. 1.22. Micrófono bidireccional
c) Micrófono cardioide. Se basa en la conjunción de las dos características anteriores. Dispone de aberturas posteriores y laterales, pero parcialmente obstruidas con un filtro acústico o resistencia acústica. El micrófono cardioide es muy direccional, muy sensible a los sonidos procedentes de la parte frontal, poco sensible a los de procedencia lateral y de sensibilidad casi nula a los que provienen de la parte posterior. Este micrófono se utiliza frecuentemente cuando se desea captar sonidos de voz desde una sola dirección, descartando lo que podrían ser sonidos o ruidos de fondo no deseados (Fig. 1.23).
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Fig. 1.23. Micrófono cardioide d) Micrófono hipercardioide. Es un micrófono cardioide pero altamente direccional, en el que el gradiente de presión supera el 65%. El uso de estos micrófonos es imprescindible en las instalaciones de refuerzo de palabra para conseguir la captación preferente de la voz del orador sin recoger simultáneamente el sonido de los altavoces más próximos, pues produciría el acoplamiento acústico o efecto Larsen, caracterizado por el conocido ―pitido‖ de los altavoces (Fig. 1.24).
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Fig. 1.24. Micrófono hipercardioide
Impedancia Impedancia es un término electrotécnico que debes conocer. Los micrófonos de alta impedancia tienen valores de más de 1 000 , y proporcionan una tensión de salida de 10 mV a 30 mV, pero muy poca corriente. Los de baja impedancia (≤ 600 ) generan una tensión de salida de entre 0,5 mV y 2 mV, pero con
una corriente más elevada. Cuando un micrófono de alta impedancia está conectado a un amplificador con un cable de más de 10 m, se produce una importante pérdida de altas frecuencias debido a la capacidad del cable. Sin embargo, este fenómeno no es tan acusado para los de baja impedancia, ya que poseen una corriente de salida mucho mayor, de hecho que despreciaría los efectos del cable para distancias incluso de 100m.
- Tipos de micrófonos. Atendiendo a la tecnología empleada para su funcionamiento, existen varios tipos de micrófonos.
Electrodinámico de bobina móvil Este micrófono basa su funcionamiento en la inducción electromagnética. Los sonidos producidos delante del micrófono hace vibrar a la membrana y al vibrar la membrana vibra la bobina que hay en el interior del campo magnético, creado por un imán permanente, generándose así entre los extremos de la bobina una tensión inducida que será de la misma frecuencia y de una amplitud proporcional a las vibraciones sonoras (Fig. 1.25). Estos micrófonos se fabrican para impedancias de 200 Ω y 600 Ω, y pueden ser balanceados y no balanceados. 33
Los micrófonos electrodinámicos de bobina móvil son de buena calidad, en cuanto a fidelidad, y muy económicos, lo que justifica su alto grado de utilización en cualquier instalación de sonido.
Fig. 1.25. Micrófono electrodinámico de bobina móvil
Electrodinámico de cinta Este micrófono tiene un funcionamiento similar al de la bobina móvil. En este caso, el conductor móvil es una cinta de aluminio de unos 4 mm de espesor y de una longitud aproximada de 5 cm, que se encuentra situada en el interior de un imán permanente. Al moverse la cinta por la presión sonora, en el seno del campo magnético del imán aparece una FEM inducida en sus extremos de la misma amplitud y frecuencia que la señal sonora (Fig. 1.26). Estos micrófonos son de alta fidelidad pero de precio muy elevado y, por tanto, poco usados.
Fig. 1.26. Micrófono electrodinámico de cinta 34
Electromagnético de hierro móvil En este caso, dentro del imán permanente vibra una lámina metálica solidaria a la membrana vibrante. La FEM variable se genera en una arrollamiento colocado en el imán (Fig. 1.27).
Fig. 1.27. Micrófono electromagnético de hierro móvil
Micrófono electroestático de condensador Está formado por dos láminas muy próximas entre sí (aproximadamente 35 micras), que constituyen las dos placas de un condensador. La lámina (M) es de duraluminio y constituye la membrana vibrante, mientras que la otra es fija (F) y está provista de agujeros ciegos. La membrana fija está en contacto con la caja del micrófono y, por tanto, se encuentra a potencia 0 V (Fig. 1.28). El condensador formado por las láminas se conecta en serie a una alimentación exterior de corriente continua (B) y a una resistencia (R). En ausencia del sonido, el condensador se encuentra cargado al potencia de la pila o batería y, por consiguiente, no circula corriente. Cuando aparece el sonido, la membrana vibra variando la distancia entre las placas y, consecuentemente, la capacidad del condensador, cargándose éste más o menos en función de estas variaciones. Aparecería entonces una corriente variable que provocaría una caída de tensión en la resistencia del circuito de salida, que será proporcional a las variaciones de la presión sonora originaria. Las corrientes generadas por este tipo de micrófonos son muy pequeñas y para que las tensiones de salida sena apreciables, la resistencia R debe tener un valor elevado (5-20 M Ω). Este valor tan elevado de impedancia puede crear inconvenientes para acoplar este micrófono a un amplificador, lo que conllevaría la necesidad de emplear adaptadores de impedancia.
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Fig. 1.28. Micrófono electrostático del condensador La alimentación exterior que necesitan estos micrófonos oscila, según los casos, entre 9 V y 48 V, siendo suministrada por el mismo equipo de sonido. Son muy vulnerables a los agentes exteriores (polvo, humedad, etc.) y deben protegerse en el interior de una cápsula. Producen poca distorsión y no captan ruidos de fondo.
Electret Como el anterior, es de tipo electrostático. Está formado por una membrana de policarbonato de 5 micras de espesor metalizada por su parte exterior, que constituye el electrodo móvil. En el interior de la membrana se encuentra el electrodo fijo, formado por una placa metálica polarizada y perforada, con lo que se consigue aumentar la capacidad del condensador formado. Basan su funcionamiento en la variación de capacidad que se produce entre la membrana y la placa polarizada, que al vibrar por los efectos de las ondas sonoras (Fig. 1.29).
Fig. 1.29. Micrófono electret Es pequeño y ligero, no capta zumbidos en las proximidades de campos magnéticos y produce una señal de audio de mayor calidad que los dinámicos. Igualmente se fabrica con impedancias 36
de 200 Ω y 600 Ω. Este tipo de micrófonos necesita alimentación de corriente continua para su funcionamiento y suele tener la salida no balanceada.
Micrófono piezoeléctrico de cristal Está basado en el fenómeno de la piezoelectricidad, fenómeno por el que ciertas sustancias como el cuarzo, el titanio de bario, la sal de Rochelle, etc., generan cargas eléctricas cuando son sometidas a una variación mecánica o, por el contrario, vibran si se les aplica una tensión eléctrica. Este micrófono está constituido por una placa que contiene dos cristales piezoeléctricos tallados de diferente forma, y sobre ellos se ponen dos láminas de aluminio que actúan como electrodos. La placa formada por los dos cristales va montada con uno de sus extremos unido a un soporte, mientras que el otro extremo está sujeto al diafragma en el micrófono. Cuando se produce un sonido delante del micrófono, el diafragma vibra con la misma frecuencia y amplitud que la señal sonora, de esta forma, uno de los cristales se contrae y el otro se dilata, produciendo entre sus terminales una tensión alterna de igual frecuencia y amplitud que la señal sonora originaria (Fig. 1.30). Este micrófono tiene una impedancia muy alta, por lo que la tensión de salida es bastante baja. En cambio tiene bastante fidelidad, no presenta ruidos de fondo y en general es muy económico y se usa mucho.
Fig. 1.30. Micrófono piezoeléctrico de cristal Inalámbrico Este micrófono al no tener cable permite al usuario moverse libremente. Se compone básicamente de una cápsula de micrófono dinámico o electret, unido a una emisora de FM. En el equipo de sonorización existirá un receptor que convierta la señal de radio, en señal de audio. Las frecuencias de radio que se emplean para estos micrófonos son de 40 MHz y 200 MHz, aunque existen micrófonos de menor calidad en la banda de FM (Fig. 1.31).
Fig. 1.31. Micrófono inalámbrico
Micrófonos especiales Estos micrófonos utilizan una cápsula electret con la direccionalidad muy marcada hacia delante (tipo cardioide), para no recoger los ruidos de ambiente, sólo la voz del que habla. 37
Las señales de audio que produce esta cápsula son inmediatamente amplificadas más de 200 veces por el preamplificador del propio micrófono. Éste incorpora un ajuste de sensibilidad para la adaptación del micro en ambientes ruidosos y poder eliminar así todas aquellas frecuencias indeseadas.
-
Selección de los micrófonos.
Para la selección y determinación de los micrófonos, debe considerarse el tipo, la forma, la directividad, las características de frecuencia, la impedancia, si debe o no ser balanceado, el lugar de utilización y para qué se usa. Y atendiendo a estas premisas, vamos a dar algunas pautas para elegir distintos tipos de micrófonos según los casos. • Micrófonos fijos — Avisos: micrófonos especiales preamplificados. — Conferencias, oradores, iglesias: micrófonos direccionales
(cardioides) con salida balanceada, preferentemente. • Micrófonos móviles — Entrevistas, presentaciones: micrófonos dinámicos omnidireccionales de mano; micrófonos
electret omnidireccionaels de mano con batería; micrófono electret de solapa; micrófono inalámbrico. — Un solo orador: micrófonos dinámicos direccionales cardioides con cable o vía radio.
- Colocación de los micrófonos. Efecto de la proximidad Para que la reproducción del sonido sea lo más fiel posible, hay que tener la precaución de respetar la distancia aconsejada entre el micrófono y la fuente sonora. Es decir que cuanto más cerca situemos el micrófono de los labios del orador, menos ruidos del ambiente captaremos y mejor se reproducirá la voz del hablante. La distancia de empleo, para un micrófono omnidireccional, está comprendida entre 10 cm y 25 cm (Fig. 1.32). Si situamos el micrófono a una distancia menor de 10 cm, la onda expansiva de la voz desplazaría la membrana de forma brusca, produciendo un impulso eléctrico de gran amplitud que saturaría por unos instantes la entrada del amplificador. En el caso de utilizar micrófonos direccionales, la proximidad de éstos a la boca del orador no es tan acusada, ya que apenas recogen los sonidos o ruidos del ambiente. Los límites en la proximidad vienen determinados por los golpes de voz al pronunciar sonidos demasiado graves.
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Fig. 1.32. Proximidad de los micrófonos
Acoplamiento acústico Esta sensación desagradable se produce cuando se coloca el micrófono en un lugar equivocado. Este fenómeno se desencadena cuando cualquier sonido producido en la estancia es recogido por el micrófono, amplificado y lanzado de nuevo por los altavoces, de forma que cuando llega de nuevo al micrófono, lo reproduce con mayor intensidad, dando lugar a una realimentación en cadena que se manifiesta por un pitido desagradable y molesto (Fig. 1.33). Para evitar esta situación hay que actuar de diferentes formas, según los casos: • Si es posible, se debe retirar el micrófono de la zona de realimentación. • Reorientando los altavoces. • Utilizando micrófonos unidireccionales. • Reduciendo la potencia de salida de los altavoces. • Atenuando, en el amplificador, el volumen de entrada del micrófono. • Empleando altavoces de respuesta en frecuencia muy plana. • Y si todo lo anterior no da resultado, utilizando un ecualizador gráfico para reducir la ganancia
del sistema.
Fig. 1.33. Acoplamiento acústico
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El altavoz. Definición.
El altavoz es un transductor o conversor de la señal eléctrica de audio en energía acústica. El altavoz recibe del amplificador señales eléctricas de una determinada información de audio y, por diversos procedimientos, la transforma en variaciones de presión del aire que corresponden a esas señales. La Figura 1.34 muestra un ejemplo de un altavoz dinámico y podemos ver sus partes más importantes.
- Características de los altavoces. Son muchas las características que definen un altavoz. En esta Unidad sólo estudiaremos las más significativas.
Impedancia La impedancia representa el valor de carga, en ohmios, sobre la salida del amplificador, aunque ésta variará con la frecuencia de la señal de salida aplicada al altavoz. Las impedancias con las que se fabrican los altavoces más usuales son: 2, 4, 8, 16, 25 y 32 Ω.
Fig. 1.34. Altavoz dinámico La resistencia medida en los bornes del altavoz será algo inferior a los valores indicados anteriormente (Tabla 1.13).
Tabla 1.13. Resistencia de la bobina del altavoz según su impedancia
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Los fabricantes de altavoces representan los valores de impedancias en una curva o gráfica para distintas frecuencia, siendo el valor de referencia del altavoz el indicado en el intervalo de frecuencias de 300 a 1 000 Hz. Para comprender esto, vamos a analizar la Figura 1.35.
Fig. 1.35. Impedancia de los altavoces
Fig. 1.36. Respuesta en frecuencia de un altavoz El punto A de la gráfica indica el valor de la resistencia que mediríamos con el óhmetro. El valor indicado es aproximadamente de 6 Ω. La zona B corresponde a la impedancia que tiene el altavoz a su frecuencia de resonancia, que se refiere a la frecuencia en la que éste funcionaría a pleno rendimiento. La zona C, situada entre 300 y 1 000 Hz, es la que representa realmente el valor de impedancia con que se va a marcar el altavoz (8 Ω en este caso). Por último, la zona D muestra un aumento progresivo de la impedancia, como consecuencia del efecto de la inductancia de la bobina móvil.
Respuesta en frecuencia 41
Es el comportamiento del altavoz ante las diversas frecuencias del espectro acústico, es decir, la gama de frecuencias que un altavoz es capaz de reproducir. Este parámetro se ilustra en la curva de la Figura 1.36 que se traza poniendo en el eje de abcisas las distintas frecuencias reproducibles y en el eje de ordenadas las intensidades sonoras en decibelios o el valor de atenuación de decibelios, tomando como referencia el umbral de sensibilidad indicado por el fabricante. Si analizamos la gráfica de la Figura 1.36 a), por ser más compleja, podremos observar tres gamas de frecuencias diferentes para un mismo altavoz: • Si admitimos únicamente una pérdida de eficacia de – 3 dB, sobre el valor de sensibilidad indicado por el fabricante, está claro que este altavoz reproduce frecuencias entre 130 Hz y 10 kHz. Es el caso de los altavoces de alta fidelidad (Hi-Fi). • Aumentando esa pérdida a –6 dB, este altavoz reproduciría frecuencias desde 100 Hz hasta 12 kHz, que corresponde a los altavoces de buena calidad. • Por último, si admitimos pérdidas de eficacia de – 12 dB, reproduciría frecuencias entre 60 Hz y 18 kHz. Aquí estarían representados los altavoces de calidad media-baja. • Cuando más lineal es la curva de respuesta de un altavoz, más limpio y natural será el sonido
que reproduce.
Ángulo de cobertura: directividad de un altavoz El ángulo de cobertura a es el haz sonoro que un altavoz es capaz de proyectar sin que su nivel sonoro disminuya en –6 dB con respecto al medido en su eje central. La Figura 1.37 ilustra este parámetro y muestra un altavoz que proporciona 90 dB medidos en un sonómetro a 1m de distancia sobre su eje, con 1 W de potencia aplicada.
Fig. 1.37. Ángulo de cobertura α El índice de directividad Q es la relación entre el nivel de presión sonora que el altavoz produce sobre la proyección de su eje central y el nivel de presión sonora que produce en todas las direcciones. Este índice nos demuestra la capacidad del altavoz para concentrar la potencia acústica en la dirección útil, evitando radiar potencia en otras direcciones, lo que perjudicaría la calidad de audición de una determinada estancia o auditorio. Cuanto mayor es este índice, más direccional es el altavoz (Fig. 1.38).
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Fig. 1.38. Índice de directividad de un altavoz (Q)
Sensibilidad Sensibilidad es el nivel de presión sonora que un altavoz es capaz de proporcionar en su eje a 1 m de distancia cuando le aplicamos 1 W de potencia de audio (Fig. 1.39).
Fig. 1.39. Sensibilidad La sensibilidad se expresa en dB/1 W/1 m. El valor de sensibilidad se debe medir para varias frecuencias de ensayo, de tal forma que el altavoz se tasará con el valor promedio de todas las medidas obtenidas con las diferentes frecuencias. Lo normal es realizar estos ensayos para 800 frecuencias distintas, entre 100 y 12 000Hz. Son valores usuales de sensibilidad, para altavoces de gama media, los comprendidos entre 85 y 100 dB/W/1m.
Eficiencia o rendimiento Este concepto está muy ligado a la sensibilidad, por tanto, los altavoces tienen mayor rendimiento cuanto más alto sea su valor de sensibilidad. Rendimiento es la relación entre la potencia acústica de salida del altavoz y la potencia eléctrica suministrada a su entrada. Este valor, expresado en tanto por ciento, suele ser bajo, debido a que el altavoz es poco eficiente en la conversión de energía. Se pueden encontrar valores entre el 1% y el 5% en altavoces de cono y entre el 10 % y el 30 % en altavoces exponenciales de bocina. Por ejemplo, un altavoz con un rendimiento de 10% significa que por cada 30W eléctricos suministrados en su entrada, proporciona 3W acústicos a su salida. 43
Distorsión Esta característica expresa la diferencia que hay entre la señal de audio aplicada al altavoz y la que éste realmente reproduce. Se expresa en valores de tanto por ciento. Y son precisamente los altavoces los componentes que mayores índices de distorsión poseen. Los valores de distorsión aumentan a medida que aumenta la potencia aplicada por el amplificador, sobre todo si se seleccionan frecuencias bajas o tonos graves. Los valores de distorsión suelen oscilar entre el 0,5 % y el 2% para altavoces de alta calidad (Hi-Fi), y entre el 10% y el 15% para altavoces de baja calidad. La causa más importante que origina la distorsión radica en la flexibilidad del sistema vibrante del altavoz, formado por el cono de papel y la bobina móvil.
Potencia Como ya sabemos, existen diferentes tipos de potencias en los equipos de audios, pero nos referimos a la más importante de todas: la potencia nominal o RMS. La potencia nominal o RMS es la máxima potencia que un altavoz puede soportar de modo continuado sin producir calentamientos ni distorsiones. Se mide en vatios. La potencia nominal que se especifica en los altavoces está condicionada a la frecuencia y al grado de distorsión normalizados cuyos valores respectivos son 1 000 Hz y 2,5-3 %. Los valores de potencia están ligados al tamaño del cono del altavoz, y por supuesto, a su calidad de reproducción.
Tipos de altavoces. Selección y colocación de los altavoces. Algunos criterios generales.
El amplificador. - Características del amplificador. - Conexionado y adaptación de los altavoces. Clasificación de las instalaciones electroacústicas. - Amplificación y control centralizado. - Amplificación centralizada y control distribuido. - Instalaciones modulares con amplificación y control distribuido. Instalaciones en estancias o recintos cerrados. - Tiempo de reverberación. - Inteligibilidad de la palabra. - Instalaciones en teatros. - Salas de conferencias. - Locales públicos: escuelas, hospitales, supermercados, hoteles, etc.... - Secuencia básica a seguir para el cálculo de instalaciones de recintos cerrados. Sonorización de espacios exteriores. Cálculo del número de altavoces.
Principales fuentes musicales. Información complementaria. Actitudes
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Valorar la importancia de la utilidad de los distintos micrófonos cuando queremos captar la voz o la música, o ambos a la vez, para evitar el efecto de realimentación.
Aprovechar los conceptos estudiados para realizar evaluaciones de calidad sonora de
distintos altavoces, interpretando los resultados según el tipo de altavoz utilizado.
Reconocer la importancia del amplificador como elemento fundamental para configurar cualquier instalación electroacústica.
Comprender la necesidad de la adaptación de impedancias para el buen funcionamiento del amplificador.
Resolver problemas de cálculo para sonorizar un pequeño local, manejando los parámetros que intervienen en la acústica de los locales.
ENFOQUE DIDÁCTICO Será de gran utilidad, para afianzar los conceptos estudiados, realizar un listado de características de los componentes electroacústicos mas importantes (micrófono, amplificador, altavoz, mandos de control, fuentes musicales, etc.), con el propósito de recordar los parámetros y las magnitudes estudiadas (sensibilidad, rango de frecuencias, impedancia, respuesta en frecuencia, potencias, etc.). Es conveniente utilizar diferentes micrófonos para convertir la presión sonora incidente en su membrana en señal de audio, midiendo con un milivoltímetro de corriente alterna entre los dos terminales de su conector, con el objeto de averiguar la sensibilidad de los mismos. El profesor deberá resolver ejemplos de cálculo simulados sobre sonorización de locales. Si fuera posible, sería muy ilustrativo realizar algún cálculo real de sonorización de una estancia del propio Instituto (salón de actos, aula de usos múltiples, etc.). Sobre un pequeño montaje de un grupo de altavoces conectados a una equipo de sonido, el profesor demostrará la sobrecarga que se produce cuando no respetamos la impedancia mínima de carga del amplificador. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Enumerar los elementos que componen una instalación de megafonía, describiendo su función, tipología y características generales.
Clasificar los tipos de instalaciones de megafonía en función de la ubicación de la misma (recintos cerrados, recintos abiertos), de la finalidad de la instalación (música, avisos) y del tipo de distribución de señal, describiendo las características de las mismas.
Identificar el tipo de instalación electroacústica, los equipos y elementos que la configuran, interpretando la documentación técnica de la misma, relacionando los componentes reales con los símbolos que aparecen en los esquemas.
Interpretar un ejemplo de cálculo de instalación electroacústica para un pequeño local o recinto cerrado, analizando las magnitudes y parámetros que intervienen.
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TEMA 3: TÉCNICAS DE MONTAJE Y CONEXIONADO DE INSTALACIONES ELECTROACÚSTICAS OBJETIVOS Los objetivos que se pretenden conseguir con el estudio de este tema se enumeran a continuación:
Interpretar esquemas de cableado y montaje de distintas instalaciones de sonido ambiental e intercomunicación para viviendas.
Interpretar esquemas de cableado y montaje de distintas instalaciones de sonido para locales de negocios: oficinas, talleres, supermercados, asistencia sanitaria, etc.
Conocer los componentes necesarios para instalar un sistema de sonido ambiental para una vivienda o local de negocios.
Instalar adecuadamente cada uno de los componentes, empleando los accesorios y herramientas requeridos para el montaje.
Realizar las pruebas de funcionamiento de la instalación de sonido planteada previamente.
A partir de esquemas de instalaciones de sonido ya configuradas, diseñar otras
instalaciones que incluyan variaciones o ampliaciones, con especial atención al proceso de montaje en cuanto a la colocación y ubicación de cajas y canalizaciones.
Montar pequeñas instalaciones con el sistema de Líneas de Tensión Constante.
Aplicar los conocimientos previos adquiridos en cuanto a la medida y análisis de la señal
de audio.
CONTENIDOS Conceptos Instalación de sonido e intercomunicación para viviendas: sistema Domos. - Componentes del sistema Domos. - Esquema de instalación y montaje con un canal de sonido más intercomunicación. - Esquema de instalación y montaje para cuatro canales de sonido más intercomunicación entre zonas. - Ejemplos de conexionado con diferentes fuentes musicales. Instalaciones de sonido y comunicación para áreas de negocios: BUSINESS/2 y BUSINESS/4. - Componentes del sistema BUSINESS. - Conexión de fuentes musicales. - Esquemas de conexión y montaje de BUSINESS/2. - Esquemas de conexión y montaje de BUSINESS/4. - Sistema para conferencias y votaciones CS1100. - Descripción de los componentes del sistema. Actitudes
Mantener una actitud crítica y de análisis para interpretar adecuadamente los distintos esquemas de montaje de instalaciones de sonido para viviendas y locales de negocios.
Respetar las normas de seguridad para el conexionado de los distintos componentes de las instalaciones electroacústicas.
Valorar la utilidad del empleo de los conectores para cable plano, cuando se necesita conectar equipos con un elevado número de conductores. 46
Mantener una actitud de trabajo en equipo, para realizar proyectos de instalaciones de sonido complejas entre varios alumnos.
Consultar catálogos técnicos de diferentes fabricantes para valorar los procedimientos de montaje utilizados en instalaciones con las mismas características de funcionamiento.
ENFOQUE DIDÁCTICO El desarrollo de este capítulo es eminentemente práctico, por lo tanto, es imprescindible el empleo de los equipos y elementos de sonido necesarios, para realizar las diferentes instalaciones encaminadas a sonorizar, tanto viviendas como locales de negocios. Se debe conocer, a priori, el funcionamiento y las prestaciones de cada uno de los equipos y elementos que componen las instalaciones de sonido ambiental, con el objeto de poder elegir el montaje más adecuado en cada caso. Es necesario realizar el montaje de la mayoría de las prácticas propuestas, con el fin de que el alumnado desarrolle todas las capacidades y destrezas relacionadas con las operaciones de montaje, conexionado y puesta en funcionamiento de los distintos equipos de audio. El profesor debe provocar fallos de funcionamiento en algún bloque de la instalación, para que el alumnado practique las técnicas de detección de averías y reparación de las mismas. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Identificar la función de cada uno de los componentes que aparecen en una instalación de sonido ambiental e intercomunicación para viviendas.
Identificar la función de cada uno de los componentes que aparecen en una instalación de sonido ambiental e intercomunicación para locales comerciales.
Interpretar algunos esquemas de conexionado para su posterior montaje, relacionando los equipos con la simbología utilizada.
Esquematizar en bloques funcionales la instalación electroacústica, describiendo la función y características de los elementos que la componen.
Dibujar sobre los planos de una vivienda los distintos componentes de una instalación de sonido ambiental.
Conexionar adecuadamente los equipos y elementos necesarios para montar una instalación de sonido e intercomunicación para una vivienda o local de negocios.
Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándolo en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (proceso de trabajo seguido, herramientas y materiales empleados, esquemas y planos, cálculos, etc.).
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TEMA 4: PRINCIPIOS BÁSICOS DE LOS FENÓMENOS RADIOELÉCTRICOS. RECEPCIÓN DE TV ANALÓGICA Y DIGITAL OBJETIVOS Los objetivos que se pretenden alcanzar al finalizar el estudio de este tema, son los siguientes:
Identificar la señal de TV como una onda electromagnética que viaja a la velocidad de la luz.
Conocer las características de transmisión de las ondas electromagnéticas como principio básico para evaluar la señal de TV.
Conocer las bandas que integran el espectro radioeléctrico.
Diferenciar los distintos tipos de modulación de la señal.
Resolver ejemplos de cálculo con las unidades y parámetros de los fenómenos radioeléctricos: niveles de tensión, atenuación o ganancia de señal, etc.
Definir y conocer las características constructivas de los cables coaxiales como medio de transmisión.
Estudiar e interpretar los conceptos fundamentales de la TV digital: modulación, codificación, transmisión, compresión, etc.
CONTENIDOS Conceptos Las ondas electromagnéticas. Espectro radioeléctrico. Modulación de la señal de TV. La onda portadora. Propagación de la señal de TV. - Intensidad del campo electromagnético. - Efecto de doble imagen. Polarización de la onda electromagnética. Líneas de transmisión: el cable coaxial. Unidades y parámetros en los sistemas de antena de TV. Conceptos fundamentales de la televisión digital. - Conversión de la señal analógica en digital. - Transmisión de datos. - Codificación de vídeo. - Comprensión de la información de la señal de vídeo. - Codificación de audio según MPEG2 - El multiplex de MPEG2. Actitudes
Valorar la importancia que tiene la modulación de la señal de TV para poder transmitir información a largas distancias.
Reconocer la importancia que tienen las unidades y parámetros de los fenómenos radioeléctricos para poder cuantificar la señal de TV.
Resolver problemas de cálculo sencillos para practicar la conversión de unidades (dBm dBV). 48
Mantener una actitud de indagación y curiosidad para valorar las ventajas de la TV digital frente a la TV analógica.
ENFOQUE DIDÁCTICO El carácter general y propedeútico de este tema, obliga al alumnado a adquirir conocimientos que luego, en los siguientes temas, le serán necesarios para resolver ejemplos de cálculo de instalaciones de recepción de TV, tanto terrestre como satélite. El profesor debe plantear al alumnado ejercicios de localización de diferentes canales, dentro del espectro radioeléctrico general, para identificar la portadora de audio y de vídeo. Se deben proponer suficientes ejercicios de cálculo, sobre conversión de unidades, para que el alumnado se familiarice con el empleo de las fórmulas matemáticas que aparecen en este tema. Es conveniente disponer de un entrenador didáctico de transmisión de señales para entender mejor el concepto de modulación de la señal de TV. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Definir y relacionar las características que identifican una onda electromagnética.
Explicar los dos tipos básicos de modulación de la señal de TV.
Interpretar los resultados obtenidos en los ejercicios de cálculo sobre las unidades y parámetros de los fenómenos radioeléctricos.
Enumerar las características de construcción de un cable coaxial.
Especificar los parámetros más relevantes de la TV digital.
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TEMA 5: EQUIPOS E INSTALACIONES DE ANTENAS DE TELEVISIÓN TERRESTRE OBJETIVOS
Conocer la estructura de un sistema de antena colectiva para TV terrestre.
Identificar los dispositivos y componentes que forman un sistema de antena colectiva. Diferenciar cada una de las partes que forman una antena.
Conocer las características técnicas de una antena receptora.
Estudiar y diferenciar los componentes del equipo de cabeza. Establecer diferencias entre los amplificadores de banda ancha y los amplificadores selectivos o monocales. Conocer y estudiar los componentes de la red distribución analizando sus características. Utilizar la simbología adecuada para elaborar esquemas de montaje de instalaciones de antena de TV terrestre.
Realizar el cálculo y montaje de instalaciones de antena colectiva e individual, manipulando los componentes para lograr un perfecto ajuste de la señal de TV en la toma de usuario. Manejar el medidor de campo para analizar los niveles de señal en los diferentes puntos de la instalación.
CONTENIDOS Conceptos Estructura de un sistema de antena colectiva. Componentes del sistema captador de señales. - La antena. - Características técnicas de una antena. - Tipos de antenas. Preamplificadores. Componentes del equipo de cabeza. - Amplificadores. - Conversores. - Moduladores. - Mezcladores. - Filtros. - Atenuadores. - Ecualizadores. Componentes de la red de distribución. - Repartidores. - Derivadores. - Cajas de paso y tomas de usuario. - Características técnicas de derivadores y tomas de usuario. Componentes de un sistema de antena individual. - Antenas interiores. 50
Amplificadores de vivienda. Amplificadores de banda ancha para mástil.
Realización de instalaciones de televisión terrestre. - Instalaciones de antena colectiva (MATV). Consideraciones previas. - Tipos de instalaciones de antenas colectivas. Sistema de amplificación de alta potencia. - Inspección del lugar de la instalación. - Cálculo de la instalación. - Realización de la instalación.
Sistema de amplificación de banda ancha. - Cálculo de la instalación. Instalaciones individuales. Instalación individual para siete tomas. Actitudes
Mantener una actitud crítica y de análisis para interpretar adecuadamente los distintos esquemas de montaje de instalaciones de TV terrestre. Respetar las normas de seguridad para el montaje y conexionado de los distintos componentes de las instalaciones de TV terrestre. Mantener una actitud de trabajo en equipo, para realizar proyectos de instalaciones de TV terrestre de complejidad media entre varios alumnos. Consultar catálogos técnicos de diferentes fabricantes para valorar los procedimientos de montaje utilizados en instalaciones de TV con las mismas características de funcionamiento. Valorar el empleo de la simbología adecuada para interpretar correctamente los esquemas de montaje y conexionado de las instalaciones de TV terrestre. Mantener el máximo cuidado para manejar el Medidor de Campo en la medición de la señal de TV.
ENFOQUE DIDÁCTICO Como el desarrollo de este capítulo es eminentemente práctico, es imprescindible el empleo de los equipos y elementos necesarios para realizar las diferentes instalaciones de antenas de TV terrestre, encaminadas a distribuir la señal en las tomas de usuario, tanto en instalaciones individuales como colectivas. Se debe conocer, a priori, el funcionamiento y las prestaciones de cada uno de los equipos y elementos que componen las instalaciones de antenas de TV terrestres, con el objeto de poder elegir el montaje más adecuado en cada caso. Es necesario realizar el montaje de, al menos, una instalación de antena de TV en sistema colectivo, con el fin de que el alumnado desarrolle todas las capacidades y destrezas relacionadas con las operaciones de montaje, conexionado y puesta en funcionamiento de los distintos equipos de recepción de TV terrestre. El profesor debe provocar fallos de funcionamiento en algún bloque de la instalación, para que el alumnado practique las técnicas de detección de averías y reparación de las mismas. El empleo del Medidor de Campo se hace imprescindible para el análisis de la calidad de la señal de TV en los diferentes sectores de la instalación, desde el equipo de cabeza hasta la toma de usuario, con el objeto de detectar fallos de funcionamiento o de conexionado en algún equipo. 51
CRITERIOS DE EVALUACIÓN Enumerar los elementos que componen una instalación de TV terrestre, describiendo su función, tipología y características generales. Clasificar los tipos de instalaciones de antenas de TV terrestres en función del sistema de recepción, del tipo de distribución de señal y del sistema de amplificación, describiendo las características técnicas de las mismas. Conexionar adecuadamente los equipos y elementos necesarios para montar una instalación de TV terrestre de complejidad media. En un caso práctico de análisis de una instalación simulada de antena colectiva de TV terrestre: Identificar el tipo de la instalación, los equipos y elementos que la configuran, interpretando la documentación técnica de la misma, relacionando los componentes reales con los símbolos que aparecen en los esquemas de montaje y conexionado. Esquematizar en bloques funcionales la instalación, describiendo la función y características de cada uno de los elementos que la componen. Realizar las comprobaciones necesarias para verificar que los materiales y equipos que conforman la instalación, cumplen los requisitos establecidos en la documentación técnica de la misma y, cuando sea el caso, detectar y reparar las averías. Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándolo en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (proceso de trabajo seguido, herramientas y materiales empleados, esquemas y planos, cálculos, etc.).
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TEMA 6: EQUIPOS E INSTALACIONES DE ANTENAS DE TELEVISIÓN SATÉLITE OBJETIVOS Conocer las partes de un satélite de TV. Establecer diferencias entre la señal de TV satélite y la terrestre. Conocer la estructura básica de una estación receptora. Estudiar la características y parámetros de una antena parabólica. Observar las diferencias entre los distintos tipos de antenas parabólicas. Comparar las características técn icas de funcionamiento y diseño sobre ―unidades exteriores‖ de distintos fabricantes.
Valorar las ventajas de trabajar con distintas polaridades en la señal de TV de un mismo satélite. Manejar las fórmulas matemáticas para calcular el apuntamiento (elevación y azimut) de una antena hacia diferentes satélites y desde lugares de recepción distintos. Realizar instalaciones de SMATV manipulando los componentes reales sobre diferentes ejemplos de distribución de la señal de TV satélite. Manejar el Medidor de Campo para analizar el nivel de señal en los diferentes puntos de la instalación.
CONTENIDOS Conceptos Órbita geoestacionaria. Posiciones orbitales. Composición de los satélites. Enlace descendente y señal de TV. Los satélites de TV que se reciben en España. Enlace ascendente. Estación emisora. Estación receptora. Antena. Unidad exterior. - Unidad interior. - Otros dispositivos. - Elementos de distribución. Distribución de la señal de televisión satélite. Sistemas colectivos. - Distribución por procesado de canales. - Distribución en frecuencia intermedia. - Distribución por bloques de FI por VHF. - Distribución mixta o selectiva. Sistema individuales. - Instalación dependiente de la existente. - Instalación independiente de la existente. Cálculo de orientación de las antenas. 53
-
Relación portadora/ruido.
Instalación y orientación de antenas. - Antena fija. - Antena polar (móvil). Instalación de la unidad exterior. Sistema de distribución por procesado de canales. - Definición de la instalación. - Inspección del lugar de la instalación. - Cálculo de la instalación. - Realización de la instalación. Sistema de distribución en FI. - Definición de la instalación. - Inspección del lugar de la instalación. - Cálculo de la instalación. - Realización de la instalación. Distribución por bloques de FI en VHF. - Definición de la instalación. - Inspección del lugar de la instalación. - Cálculo de la instalación. - Realización de la instalación. Actitudes Mantener una actitud crítica y de análisis para interpretar adecuadamente los distintos esquemas de montaje de instalaciones de TV vía satélite.
Respetar las normas de seguridad para el montaje y conexionado de los distintos componentes de las instalaciones de TV vía satélite. Mantener una actitud de trabajo en equipo, para realizar proyectos de instalaciones de TV vía satélite de complejidad media entre varios alumnos. Consultar catálogos técnicos de diferentes fabricantes para valorar los procedimientos de montaje utilizados en instalaciones de TV con las mismas características de funcionamiento. Valorar el empleo de la simbología adecuada para interpretar correctamente los esquemas de montaje y conexionado de las instalaciones de TV vía satélite. Valorar la importancia de la necesidad de utilización del inclinómetro y la brújula para el apuntamiento de las antenas parabólicas. Mantener el máximo cuidado para manejar el Medidor de Campo en la medición de la señal de TV.
ENFOQUE DIDÁCTICO Como el desarrollo de este capítulo es eminentemente práctico, es imprescindible el empleo de los equipos y elementos necesarios para realizar las diferentes instalaciones de antenas de TV vía satélite, encaminadas a distribuir la señal en las tomas de usuario, tanto en instalaciones individuales como colectivas.
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Se debe conocer, a priori, el funcionamiento y las prestaciones de cada uno de los equipos y elementos que componen las instalaciones de antenas de TV vía satélite, con el objeto de poder elegir el montaje más adecuado en cada caso. Es necesario realizar el montaje de, al menos, los dos ejercicios prácticos que se proponen en el apartado de cuestiones y ejercicios propuestos, con el fin de que el alumnado desarrolle todas las capacidades y destrezas relacionadas con las operaciones de montaje, conexionado y puesta en funcionamiento de los distintos equipos de recepción de TV vía satélite. Sería conveniente que se realizara el montaje de una instalación de antena de TV en el que se integraran los dos sistemas de recepción (terrestre y vía satélite), por ser estos tipos de instalaciones los más utilizados en montajes de sistemas colectivos. El profesor debe provocar fallos de funcionamiento en algún bloque de la instalación, para que el alumnado practique las técnicas de detección de averías y reparación de las mismas. El empleo del Medidor de Campo se hace imprescindible para el análisis de la calidad de la señal de TV en los diferentes sectores de la instalación, desde el equipo de cabeza hasta la toma de usuario, con el objeto de detectar fallos de funcionamiento o de conexionado en algún equipo. De igual forma, es absolutamente necesario la utilización del inclinómetro y la brújula para la orientación de las antenas parabólicas a los satélites respectivos.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN Enumerar los elementos que componen una instalación de TV vía satélite, describiendo su función, tipología y características generales. Clasificar los tipos de instalaciones de antenas de TV vía satélite en función del sistema de recepción, del tipo de distribución de señal y del sistema de amplificación, describiendo las características técnicas de las mismas. Conexionar adecuadamente los equipos y elementos necesarios para montar una instalación de TV vía satélite de complejidad media. En un caso práctico de análisis de una instalación simulada de antena colectiva de TV vía satélite: Identificar el tipo de la instalación, los equipos y elementos que la configuran, interpretando la documentación técnica de la misma, relacionando los componentes reales con los símbolos que aparecen en los esquemas de montaje y conexionado. Esquematizar en bloques funcionales la instalación, describiendo la función y características de cada uno de los elementos que la componen. Realizar las comprobaciones necesarias para verificar que los materiales y equipos que conforman la instalación, cumplen los requisitos establecidos en la documentación técnica de la misma y, cuando sea el caso, detectar y reparar las averías. Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándolo en los apartados necesarios para una adecuada documentación de las mismas (proceso de trabajo seguido, herramientas y materiales empleados, esquemas y planos, cálculos, etc.).
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TEMA 7: SISTEMAS DE SEGURIDAD OBJETIVOS Los objetivos que se pretenden alcanzar, una vez realizado el estudio de esta unidad, son los siguientes:
Conocer la estructura básica de un sistema de seguridad.
Identificar los diferentes componentes que forman una central de proceso para la gestión de un sistema de seguridad, y comprender la importancia que ello supone en el proceso de control de un entorno determinado.
Comprender la utilidad de los diferentes tipos de sensores, y la necesidad del recalibrado de éstos, haciendo que el sistema tenga una fiabilidad permanente.
Estudiar los diferentes sistemas de seguridad que existen, y saber determinar el óptimo para cada usuario, según su necesidad.
Analizar el funcionamiento de un sistema de Circuito Cerrado de Televisión «CCTV» y
comprender la importancia que ofrece la imagen como elemento de seguridad.
CONTENIDOS Conceptos Instalación de seguridad. Composición de una instalación de seguridad. - Sensores. - Central de alarma. - Avisadores. - Central receptora de alarmas (CRA). - Equipos individuales. - Control de accesos. - Circuito cerrado de televisión (CCTV). Actitudes
Reconocer el modo de operación de los diferentes sistemas de seguridad que utilizan un controlador como cerebro del sistema, con el fin de comprender la filosofía de sectorización en ―zonas‖ para vigilar con más eficacia los objetivos a controlar.
Aprovechar los conocimientos adquiridos, para saber diferenciar entre sistemas de
seguridad, y saber elegir el más adecuado para cada situación, diferenciando ésta, y valorando la importancia de una decisión acertada en la elección de los medios.
Valorar la eficacia de la imagen como elemento de seguridad y saber aplicarla correctamente, conociendo los medios adecuados para ello.
ENFOQUE DIDÁCTICO Esta unidad, al tratarse de sistemas de seguridad en general, se ha de tratar de forma que el alumno reconozca la necesidad de un sistema de estas características, valorando la importancia de personas y bienes materiales, y así comprender la protección de éstos. Es importante que el profesor disponga de normativa actual sobre «Seguridad privada» para poder estudiar los límites legales que el uso de un sistema de seguridad pueda utilizar.
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El profesor determinará con ejemplos la forma y uso de los diferentes sistemas, para así hacer comprender a alumno qué sistema es el adecuado para cada necesidad; será necesario hacer un estudio previo, pasar a realizar un montaje real, y comprender la importancia de haber acertado con el sistema elegido. El alumno determinará la elección del soporte de señal a utilizar en la instalación; por ello los estudios previos al montaje identificarán el «peligro» valorando la cuantía de éste. Como ejemplo citar: soportes vía radio para lugares inaccesibles, protecciones metálicas, en lugares de riesgo vandálico, protecciones especiales para lugares corrosivos, protecciones especiales para soportes que han de estar sometidos a cambios bruscos de temperatura, etc.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Diferenciar los diferentes sensores que se pueden aplicar a una instalación de seguridad.
Describir los diferentes modos de funcionamiento de los avisadores, tanto para interiores, como para exteriores, reconociendo el modo más adecuado para una situación específica.
Clasificar los distintos tipos de soporte para transmisión de señal, que puede utilizar una instalación de seguridad.
Distinguir los diferentes tipos de programación de un sistema de seguridad, calibrando la importancia que ello supone, y entender la responsabilidad que su acceso tiene.
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TEMA 8: SISTEMAS DE SEGURIDAD. INSTALACIONES CONTRA INCENDIOS OBJETIVOS Los objetivos que se pretenden alcanzar, una vez realizado el estudio de esta unidad, son los siguientes:
Conocer la estructura y componentes del fuego, con el objetivo de comprender como se desarrollan los sistemas que actúan sobre él.
Comprender la utilidad de los diferentes tipos de sensores contra incendios en sus diferentes etapas, y la necesidad del recalibrado de éstos, entendiendo que es sobre ellos donde recae la importancia del sistema.
Identificar los distintos tipos de avisadores que existen para incendios, diferenciándolos de los usados para otros sistemas de seguridad y control.
Estudiar los emplazamientos con peligro de incendio y/o explosión, y analizar las normativas que existen al respecto.
Reconocer la utilidad de sistemas inmediatos, contra incendios.
CONTENIDOS Conceptos Instalaciones contra incendios: necesidad y obligación. Fuego. - Incendio. - Principios químico-físicos del fuego. - Producción de incendios. - Velocidad de reacción. - Clases de fuego. - Fases del incendio. - Medios de extinción. Sistemas de detección y alarmas antiincendios. - Central de incendio. - Detectores. - Avisadores. - Pulsadores de alarma. - Accesorios. - Sistemas de extinción automática. - Sistemas centralizados. Actitudes
Reconocer la importancia de un sistema contra incendios, la función social que desarrolla en la protección de personas y bienes.
En algunos casos, al utilizar componentes tóxicos para la extinción de incendios, conocer la capacitación necesaria para la realización de instalaciones de estas características
Fomentar los conocimientos y aptitudes a un peligro existente y a saber como atajarlo en sus formas, evitarlo y detectarlo a tiempo.
ENFOQUE DIDÁCTICO 58
Lo primero que el alumno debe entender, son los componentes del fuego, ya que desde esta base, los sistemas contra incendios desarrollan sus estudios, creando detectores que actúan en sus diferentes etapas de reacción (calor, humo, llamas...) Una vez valorado el poder destructivo del fuego y sus consecuencias, y ayudados por información como soporte de empresas destinadas a fabricación de componentes para la detección y control del fuego, el alumno deberá diferenciar las etapas del fuego, elegir el sistema más adecuado para su control, evaluando los posibles riesgos de un mal cálculo. Se determinará el sistema apropiado (que será la suma de: detectores, central procesadora, soporte de información, y avisadores, insitu o remotos, y suplementos). El profesor determinará la importancia de los sistemas de seguridad con ejemplos actuales, y se realizarán pequeñas instalaciones simulando locales de diferente actividad, así como lugares con características especiales que necesiten instalaciones también especiales. (detención de humos, detección de llamas, detección de gases, etc.) El alumno será capaz de determinar en una instalación real cual serán las zonas de peligro inmediato, las zonas con menor índice de peligro, y ubicar en cada una de ellas los aparatos necesarios que cumplan en un tanto por ciento elevado las estimaciones de cálculo.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Diferenciar los diferentes sensores que se pueden aplicar a una instalación contra incendios, indicando su importancia en tiempo de reacción.
Saber interpretar las programaciones de una central contra incendios, en las cuales, la programación de zonas agiliza el proceso de detección y extinción.
Enumerar los distintos tipos de soportes que utilizan los sensores para comunicar la información, como la gestiona la central procesadora, y como se ejecutan las órdenes hacia los avisadores, con el tiempo como factor primordial.
Distinguir los diferentes compuestos que se utilizan para la extinción de incendios, adecuando cada uno de ellos a un tipo de incendio, evitando con un uso erróneo complicar las labores de extinción.
Interpretar las normas que al respecto están publicadas y que son de obligado cumplimiento para determinados locales.
Saber encajar los conocimientos adquiridos a propuestas simuladas con ejemplos, en los que se den condicionantes reales de detección y control de posibles incendios.
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TEMA 9: TÉCNICAS DE MONTAJE DE INSTALACIONES DE SEGURIDAD OBJETIVOS Los objetivos que se pretenden alcanzar, una vez realizado el estudio de esta unidad, son los siguientes:
Montaje y conexionado de centrales contra hurto e intrusión con ejemplos prácticos, con un número elevado de componentes y servicio de mantenimiento.
Montaje y conexionado de sistemas contra incendio, con ejemplos prácticos, con un número elevado de componentes y servicio de mantenimiento.
Montaje y conexionado de un sistema de circuito cerrado de televisión (CCTV), con ejemplos prácticos de uso doméstico y profesional.
Diferenciar entre portero automático y videoportero y comprender cómo este último realiza una función de seguridad en el control de accesos; todo ello avalado con montajes prácticos.
CONTENIDOS Conceptos Instalaciones de seguridad. Montaje y conexionado de un sistema de seguridad antirrobo. - Descripción funcional. - Tipos de zonas. - Transmisión de reportes. - Funciones. - Composición de la placa. - Conexiones. Central exterior para sistemas de seguridad. - Características de una central exterior. - Actuación de la central. Montaje y conexionado de una instalación contra incendios. - Equipos. - Puntos. - Secuencia de maniobras. - Características de la central. - Detectores analógicos: decisión de alarma. - Detectores analógicos: nivel de mantenimiento. - Autocalibración. - Ajuste de sensibilidad. - Conexionado de la central. - Recomendaciones para su uso. - Instalaciones de equipos analógicos. - Personalización de la instalación. Montaje de un sistema de circuito cerrado de televisión. - Cámara. 60
-
Montaje: instalación doméstica. Montaje CCTV.
Videoportero. - Portero automático: principio de funcionamiento. - Videoportero: principio de funcionamiento. Normativa. Instalación de un sistema de detección de monóxido de carbono y otros gases. Actitudes
Fomentar la capacidad de análisis para interpretar esquemas de sistemas de seguridad en todos sus ámbitos.
Aprovechar los conocimientos adquiridos, sumarlos a los conseguidos en módulos
similares y fomentar el desarrollo de diseño e interpretación de instalaciones de seguridad.
Valorar los procedimientos prácticos adquiridos en el aula, como ejemplos reales visibles en el ambiente social-laboral.
Reconocer las principales características de todas las aplicaciones realizables con sistemas de seguridad, propiciando su uso correcto, y valorando el campo tan amplio que comprenden.
ENFOQUE DIDÁCTICO Para desarrollar esta unidad se requiere material diverso, necesario para que se vean todos los sistemas en el texto mencionado. Esta unidad al ser de origen práctico requiere por tanto al menos un modelo de cada sistema : Sistema anti-hurto Sistema anti-intrusión Sistema anti incendio CCTV Portero automático Videoportero, etc. Con la diversidad de sistemas de seguridad que se encuentran en el mercado, el alumno deberá conocer al menos un modelo de cada uno, tanto teórica como prácticamente, para entender en su globalidad el significado de instalación de seguridad. Se recomienda el uso de legislación actual sobre determinados inmuebles, a la hora de realizar proyectos de instalación sobre ellos, entendiendo las normativas específicas existentes sobre sistemas de este tipo. Realizar un montaje con cada uno de los sistemas, ayudará al alumno a entender en su totalidad la idea integral de un sistema de seguridad y a diferenciar entre necesidad y obligación. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Describir los procedimientos de instalación de un sistema contra robo y/o anti-hurto, entendiendo la diferencia entre ambos, y adecuando el material correspondiente para cada uno.
Representar los procedimientos de instalación de un sistema contra incendio, adecuando los componentes exactos para cada situación.
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Distinguir los diferentes tipos de sensores/detectores – avisadores, los cuales en su extensa gama se diferencian en su modo de funcionamiento, conceptos éstos que determinarán la capacidad de diseño de instalaciones de seguridad.
Interpretar los esquemas de montaje de porteros automáticos y videoporteros, diferenciando este último como más integral en su labor de «sistema de seguridad».
Describir los procedimientos de instalación de un sistema de Circuito Cerrado de Televisión, explicando la función que realizan las cámaras como ―sensores‖ de imagen.
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TEMA 10: INTRODUCCIÓN A LA TELEFÓNIA OBJETIVOS
Conocer las características de funcionamiento de un aparato telefónico.
Distinguir los componentes del aparato telefónico.
Comprender la estructura de la red telefónica.
Conocer las características de la conmutación en telefonía.
Analizar los sistemas de transmisión telefónica
CONTENIDOS Conceptos Principios de telefonía. - Componentes del teléfono. - Clases de teléfonos. Redes telefónicas. - Red de enlaces. - Red de abonados. - Cables telefónicos. Estructura de la red telefónica. - Red jerárquica. Conmutación telefónica. - Tipos de llamadas. - Equipos de conmutación. - Funciones básicas de los equipos de conmutación. - Clasificación de los equipos de conmutación. Transmisión telefónica. - Medios de transmisión. - Modos de transmisión. - Técnicas de transmisión. - Técnicas MDT. - Sistemas FO. Actitudes
Fomentar la capacidad de análisis de esquemas y planos de cara a interpretar sencillos esquemas funcionales de distribución telefónica.
Reconocer la importancia de las redes de telefonía.
Mantener una actitud de motivación e innovación, en relación a las posibilidades y aplicaciones de los sistemas de telefonía.
Reconocer y relacionar las principales características de los elementos que podemos encontrar en instalaciones de conmutación y transmisión.
ENFOQUE DIDACTICO 63
Este tema esta dedicado al conocimiento teórico de los sistemas de telefonía, por lo que se deberá contar con material audiovisual de apoyo, es conveniente aclarar que el estudio de la telefonía es muy amplio, su reducción a solo tres temas, es porque se pretende conseguir, que el alumno/a adquiera los suficientes conceptos para poder realizar instalaciones de telefonía en viviendas y edificios. Para conseguir un mejor conocimiento de los sistemas es muy conveniente que los alumnos puedan comprobar en la realidad su aspecto, descripciones técnicas, valores nominales, terminales de conexión etc. Que el alumno distinga claramente los diferentes sistemas de conmutación y transmisión que habitualmente se están utilizando.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Describir el funcionamiento del teléfono.
Enumerar los componentes de un teléfono.
Distinguir las distintas redes telefónicas.
Describir el funcionamiento de los sistemas de conmutación.
Explicar los fundamentos de la transmisión telefónica.
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TEMA 11: TÉCNICAS DE MONTAJE E INSTALACIÓN DE SISTEMAS TELEFÓNICOS ANALÓGICOS. CENTRALITA (DKDA-16) OBJETIVOS
Conocer las características de instalación de telefonía interior.
Identificar los componentes necesarios para la instalación de equipos complementarios.
Realizar instalaciones en oficinas o edificios.
Conocer el principio de funcionamiento de las centralitas DKDA.
Identificar los componentes de la centralita DKDA.
Estudiar los servicios que ofrece la centralita DKDA.
Aprender los procedimientos de programación, de la centralita DKDA.
CONTENIDOS Conceptos Instalaciones de telefonía interior de la RTB. - Línea de abonado. - Línea exterior. - Línea acometida. - Línea interior. - Instalaciones de telefonía en los edificios. Instalación de equipos complementarios. Instalación de la centralita DKDA. - Tipos de centralitas DKDA. - Módulos DKDA. - Instalación de los módulos funcionales de la DKDA 16 Descripción de servicios de la DKDA. - Terminales telefónicos del sistema DKDA. - Servicios de la DKDA. Programación de los servicios de la DKDA. - Comandos del sistema. - Comandos relacionados con enlaces. - Comandos relacionados con extensiones. - Comandos con características generales. - Comandos de diagnóstico y mantenimiento. Averías en los conductores. - Pruebas para identificar pares en circuito abierto. - Prueba para identificación de cortocircuitos, cruces y derivaciones a tierra. - Prueba para encontrar pares invertidos, transpuestos y trocados. Actitudes
Fomentar la capacidad de análisis de cara a interpretar esquemas de instalaciones de telefonía. 65
Proponer la realización de instalaciones de telefonía interior, con el fin de poder desarrollar las habilidades de montaje y conexionado.
Valorar la utilización de los servicios de la centralita DKDA-16.
Mantener una actitud de trabajo en equipo, para realizar proyectos de instalaciones complejas entre varios alumnos.
Reconocer y relacionar las principales características de las aplicaciones que podemos realizar con la centralita DKDA-16.
ENFOQUE DIDACTICO El desarrollo de este capítulo es eminentemente practico, por lo tanto es imprescindible el uso de material de instalaciones de líneas telefónicas analógicas, para realizar aplicaciones en el entorno de viviendas y edificios. Se recomienda el aprendizaje de la instalación de cada uno de los componentes de que están compuestas las líneas y la centralita DKDA-16, así como el de los elementos auxiliares necesarios para la realización de aplicaciones reales, es conveniente utilizar componentes de telefonía analógica y digital. Realizar la programación de los servicios que se proponen en el capitulo, con el fin de que el alumno/a desarrolle capacidades sobre como utilizar la centralita DKDA-16 en el diseño de instalaciones en viviendas y edificios. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Describir los procedimientos de instalación de la línea de abonado.
Realizar instalaciones de equipos complementarios de telefonía.
Enumerar los componentes de la DKDA-16.
Distinguir la forma de instalación de los diferentes módulos de la DKDA-16.
Realizar diferentes tipos de instalaciones de telefonía interior que pueden realizar con la DKDA-16.
Enumerar los servicios que ofrece la DKDA-16.
Describir los procedimientos de programación de los servicios de la DKDA-16.
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TEMA 12: TÉCNICAS DE MONTAJE E INSTALACIÓN DE SISTEMAS TELEFÓNICOS DIGITALES. CENTRALITA (DKDA-MILENIUM) OBJETIVOS
Conocer las características de instalación de la RDSI.
Identificar los componentes para la instalación de los equipos terminales.
Realizar instalaciones de telefonía RDSI.
Realizar instalaciones para la transmisión de datos e imágenes.
Conocer el funcionamiento de la centralita DKDA MILENIUM.
Identificar los componentes de la centralita DKDA MILENIUM.
Conocer los servicios que ofrece la centralita DKDA MILENIUM.
Estudiar los procedimientos de programación de la centralita DKDA MILENIUM.
CONTENIDOS Conceptos Instalaciones de telefonía interior de la RDSI. - Acceso de usuario a la RDSI. - Estructura de acceso de usuario a RDSI- Instalación de la terminación de red (TR1). - Instalación de usuario. Bus pasivo. - Elementos de la instalación del bus pasivo. Servicios portadores de la RDSI. - Servicios portadores en modo circuito. - Servicio portadores en modo paquete. - Servicios finales o teleservicios. - Servicios suplementarios. Terminales RDSI. Instalación de la centralita DKDA-MILENIUM. - Tipos de centralita DKDA-MILENIUM. - Módulos DKDA-MILENIUM. - Instalación de módulos de la DKDA-MILENIUM. Servicios de la DKDA-MILENIUM. Programación de servicios de la DKDA-MILENIUM. Actitudes
Propiciar el trabajo en equipo del grupo de alumnos a la hora de realizar las prácticas.
Reconocer la importancia de las operaciones de mantenimiento y supervisión de las instalaciones de telefonía.
Valorar la utilización de la RDSI, en las instalaciones de telefonía.
Mantener una actitud de motivación e innovación en relación a las posibilidades de instalación y aplicaciones que los sistemas DKDA-MILENIUM ofrecen en la configuración de instalaciones de telefonía, analógica, digital y RDSI. 67
Proponer el desarrollo de practicas de programación de servicios con la centralita DKDAMILENIUM.
ENFOQUE DIDACTICO El desarrollo de este capítulo es eminentemente practico, por lo tanto es imprescindible el uso de material de instalaciones de líneas telefónicas RDSI, para realizar aplicaciones en el entorno de viviendas y edificios. Se recomienda el aprendizaje de la instalación de cada uno de los componentes de que están compuestas las líneas RDSI y la centralita DKDA-MILENIUM, así como el de los elementos auxiliares necesarios para la realización de aplicaciones reales, es conveniente utilizar componentes de telefonía analógica y digital y RDSI. Realizar la programación de los servicios que se proponen en el capitulo, con el fin de que el alumno/a desarrolle capacidades sobre como utilizar la centralita DKDA-MILENIUM en el diseño de instalaciones en viviendas y edificios. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Describir los procedimientos de instalación del acceso básico.
Enumerar los componentes de una instalación de usuario de RDSI.
Realizar instalaciones de usuario de RDSI. Bus Pasivo.
Describir los servicios portadores de la RDSI.
Enumerar los componentes de una centralita DKDA-MILENIUM.
Realizar diferentes tipos de instalaciones de telefonía interior que pueden realizar con la DKDA-MILENIUM.
Enumerar los servicios que ofrece la DKDA-MILENIUM.
Describir los procedimientos de programación de los servicios de la DKDA-MILENIUM.
TEMA 13: PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA OBJETIVOS Los objetivos que se pretende cubrir a lo largo del capítulo son los siguientes:
Conocer los principios físicos en los que se fundamentan las células solares fotovoltaicas.
Distinguir los principales parámetros de funcionamiento de un panel solar.
Distinguir las partes que constituyen una instalación básica de energía solar fotovoltaica.
CONTENIDOS Conceptos Algunos parámetros y definiciones importantes. Efecto fotovoltaico. Células solares. - Parámetros eléctricos de trabajo de una célula solar fotovoltaica. Células y paneles fotovoltaicos. 68
-
Tipos de células. Proceso de fabricación de un panel solar con células de silicio monocristalino. Panel o módulo fotovoltaico. Aplicaciones de los paneles fotovoltaicos. Normas de claridad aplicables a los paneles solares.
Actitudes
Mantener una actitud de indagación y curiosidad frente a las nuevas tecnologías en materia nuevas fuentes de energía alternativa.
Reconocer y relacionar los conceptos relativos a las posibilidades reales que ofrece la energía solar en el futuro desarrollo tecnológico y social.
Propiciar la discusión en el grupo de los temas relativos al tema.
ENFOQUE DIDÁCTICO En el desarrollo del tema se sugiere el uso de recortes de prensa, noticias, videos, propaganda de fabricantes que el alumno pueda utilizar como medios de aprendizaje. Este tema por su carácter general permitirá al profesor hacer referencias constantes al problema del aprovechamiento de la energía en el contexto actual de agotamiento de los recursos energéticos derivados del petróleo haciendo hincapié en las ventajas de la energía del sol y explicando a la vez las distintas formas de obtener energía de el. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Enumerar las principales características de un panel solar.
Distinguir los elementos que intervienen en el rendimiento de un panel solar fotovoltaico.
Describir los distintos tipos de células solares y sus características diferenciales.
Diferenciar las instalaciones en función del tipo de edificio en el que se encuentren.
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TEMA 14: EQUIPOS E INSTALACIONES DE ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA OBJETIVOS Los objetivos que se pretenden en esta unidad son:
Conocer los aspectos relativos al almacenamiento de la energía eléctrica.
Identificar las características y parámetros de funcionamiento de los equipos que constituyen la instalación.
Comprender la función de cada elemento que integran una instalación.
Identificar los distintos convertidores de corriente continua en alterna.
Realizar los cálculos necesarios para una instalación básica.
CONTENIDOS Conceptos Estudio de las partes que constituyen una instalación de energía solar fotovoltaica. Almacenamiento de energía: acumuladores. - Características técnicas de un acumulador. - Estructura de los acumuladores. Reguladores. - Tipos de reguladores. Convertidores. Cálculo de instalaciones. - Evaluación de la energía disponible (radiación solar). - Evaluación de la energía necesaria en cc y ca. - Proceso de dimensionado. - Definición del equipo necesario. - Documento resumen. - Otros datos a tener en cuenta en el cálculo de las instalaciones. Actitudes
Valorar la importancia que tiene el conocer los conceptos básicos relativos a sistemas de acumulación de energía eléctrica mediante acumuladores electroquímicos.
Reconocer la importancia de los convertidores de energía de cara a obtener un mejor aprovechamiento de las instalaciones de energía solar fotovoltaica.
Aprovechar los conceptos relativos al cálculo de una instalación de cara a poder realizar un
estudio de un caso real de instalación.
ENFOQUE DIDÁCTICO Este tema, por su carácter general, es importante que se trate bajo un punto de vista conceptual, procurando que el alumno comprenda con claridad los conceptos no siendo necesario entrar en el análisis electrónico de los convertidores y reguladores si bien es muy importante que el alumnos comprenda su funcionamiento a nivel de bloques funcionales. El profesor pondrá cuantos ejemplos considere necesarios con el fin de que queden claros los conceptos, es muy recomendable que los ejemplos estén próximos a la realidad que conoce el alumno. 70
A la hora de estudiar los distintos métodos de almacenamiento de la energía conviene que el profesor explique en clase la evolución de estos y la importancia que tienen de cara al rendimiento energético. Es importante el planteamiento de casos prácticos de cálculo de instalaciones de energía solar con el fin de que el alumno se familiarice con los parámetros y fórmulas de cálculo.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Identificar los parámetros más relevantes de un acumulador.
Describir las distintas partes de que esta compuesto un acumulador.
Clasificar los distintos tipos de convertidores de corriente.
Diferenciar los distintos tipos de reguladores interpretando sus características de una forma clara.
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TEMA 15: MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE LAS INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS OBJETIVOS Como objetivos para desarrollar en este tema enumeramos los siguientes:
Conocer las principales tareas que se deben realizar para la instalación y puesta en marcha de una instalación de energía solar fotovoltaica.
Interpretar cuestiones relativas a mantenimiento de las distintas partes que forman parte de las instalaciones.
Distinguir las principales medidas a realizar en una instalación fotovoltaica.
Distinguir mediante un esquema y/o plano los elementos y cableado de una instalación.
CONTENIDOS Conceptos Operaciones de montaje. - Procesos previos a la instalación. - Reconocimiento del lugar en el que se va a realizar la instalación. - Ubicación de los paneles. - Ubicación de los acumuladores. - Elección del método de fijación de los paneles. - Fases en el proceso de montaje. Mantenimiento de instalaciones y pruebas de funcionamiento. - Medidas a realizar. Normativa relacionada con las instalaciones. Actitudes
Valorar la importancia que tiene la ubicación de los paneles en una instalación de cara a su posterior rendimiento.
Reconocer la importancia de los elementos acumuladores de cara al buen funcionamiento de la instalación.
Aprovechar los conceptos estudiados para realizar practicas de instalaciones de energía
solar fotovoltaica.
Mantener una actitud de indagación y curiosidad frente a las nuevos reguladores de carga y convertidores de corriente dada su importancia en una instalación.
ENFOQUE DIDÁCTICO El carácter practico de este tema obliga al alumno a fijar conocimientos que luego deberá poner en practica en el campo real, es por ello que se debe cuidar mucho la adquisición de buenos hábitos de trabajo así como la sistematización y el análisis de cara a la realización de las instalaciones Es conveniente que el profesor plantee sencillos casos prácticos de instalaciones con el fin de que el alumno se familiarice con las técnicas básicas de montaje. Determinar con claridad las operaciones básicas de mantenimiento de las instalaciones interpretando con exactitud las medidas realizadas en los equipos.
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