Saber Electronica n 231

r a . m o c . a c i n o r 3 7 3 5 0 7 t I S S S N N:: 0 3 2 2 8 8 - - 5 - 5 c e l e b e w . w w w

0 5 0 $ 6 , 5 1 - $ 3 1 2 3 º 2 N º N / 6 / 0 0 2 0 2 0 // 2 o 2 ñ o A ñ

EDITORIAL

QUARK

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

EDITORIAL

QUARK

Año 20 - Nº 231 OCTUBRE 2006

Ya Yaestá estáen enInternet Internetelelprimer primerportal portalde deelectrónica electrónicainteractivo. interactivo. Visítenos Visítenos en en la la web, web, yy obtenga obtenga información información gratis gratis ee innumerables innumerables beneficios. beneficios.

www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.ar SECCION CCIONE ES FIJ AS Sección del Lector

80

ART RTICU ICUL LO DE TAPA Conceptos de programación de PLCs - Aprenda a programar PLCs y obtenga simuladores para Festo, Siemens, etc.

3

EL LIBRO DEL MES Telefonía Celular

23

SERVICE Curso de funcionamiento, mantenimiento y reparación de reproductores de DVD Lección 5 - Otros drivers para los diodos láser

29

CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR Cómo funcionan los teléfonos celulares - Las funciones de control del circuito de procesamiento de señales (Magic LV) Reparación de un Monitor Compaq V500 Curso de SMD (Lección 2) - El soldador especial para componentes SMD

35 38 41

TV SATELITAL Cómo montar una antena para recepción de TV satelital (Conclusión)

43

TV Sistemas y Normas de TV Digital

49

MON MO N TAJ ES Fuente de emergencia - Inversor de 6V a 220V, 50W Robots chatarra Inter faz de un PIC a un módulo LCD Detector de fuga de agua Interruptor con alarma de sobrecalentamiento

57 60 64 68 70

MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS Fallas en Pocket PC

73

ELECTRONICA Y COMPUTACION Manejo de puertos de PC: operaciones directas desde operaciones

Distribución Distribuci ón en Capital Carlos Cancellaro e Hijos SH Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942

Distribución Distribuci ón en Interior Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap.

Impresión: Inverprenta S. A.,Osvaldo Cruz 3091, Bs. Aires, Argentina

Uruguay RODESOL RODESO L SA Ciudadela 1416 - Montevideo 901-1184

76

Publicación adherida a la Asociación Argentina de Editores de Revistas

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MON MO N TAJ ES Fuente de emergencia - Inversor de 6V a 220V, 50W Robots chatarra Inter faz de un PIC a un módulo LCD Detector de fuga de agua Interruptor con alarma de sobrecalentamiento

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Director Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción Pablo M. Dodero Gerente de Producción José María Nieves Columnistas: Federico Prado Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pablo Matute Matute E n este número:

Ing. John Carlos Quispe Chambi Mauricio G. Pasti Ing. Carlos M. Sánchez González Ing. Alberto Horacio Picerno Ing. Ismael Cervantes de Anda Egon Strauss

E D I T O R I A L Q U A R K S .R .R . L .

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Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SA BE R E LE CT R ON I CA Herrera Herr era 761 761 (1295) (1295) Capital Federal T.E. 4301-8804

Administración y Negocios Teresa C. Jara Staff Olga Vargas Hilda Jara Liliana Teresa Vallejo Mariela Vallejo Daniel Oscar Ortiz Ramón Miño

Sistemas: Paula Mariana Vidal Web Master: hostear.com Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected] Internet: www.webelectronica.com.ar Club SE: Luis Leguizamón Editorial Quark SRL Herrera 761 (1295) - Capital Federal www.webelectronica.com.ar

La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos Todos los productos o marcas que se me ncionan son a los efectos de prestar un servicio al lector lector,, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.

DEL DIRECTOR AL LECTOR

Seminarios Magnos de Electrónica 2006 Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta para compartir las novedades del mundo de la electrónica. En el mes de septiembre comenzamos a dictar Seminarios Magnos de Electrónica con el aval y el apoyo de numerosas Uni versidades de América Latina, a la fecha ya realizamos estos eventos en México (Ecatepec, 2 de septiembre) y Argentina (Corrientes, 9 de septiembre) y de aquí hasta fin de año se dictarán también en Colombia, Costa Rica, Paraguay, Uruguay y Venezuela. V enezuela. Cada Cada Seminario Seminario se prepara de forma similar similar en cacada país para tener una estructura educativa homogénea en todo el Continente. Estos eventos sirven para presentar los cursos que se desarrollarán durante 2007, al margen de actividades ya programadas y otras que se sumarán a pedido de diferentes Altas Casas de Estudio. Los temas seleccionados para este año son: a) Alarmas y Sistemas de Seguridad Microcontrolados, b) Codificación de Señales de TV, c) Tecnologías para Telefonía Celular y d) Robots y PLCs con MicrocontroladoMicrocontroladores. Cabe aclarar que a los dos primeros Seminarios ya asistieron más de 600 lectores (en su mayoría socios del Club SE) y esperamos la presencia presencia de más de 2000 asistentes al finalifinalizar el ciclo. Asimismo, al margen de los Seminarios Magnos programados para 67 países, continuamos dictando cursos so bre dif diferen erentes tes temas cuyo crono cronograma grama puede consu consultar ltar en nuestra web: www.webelectronica.com.ar. Como siempre decimos, cada uno de los eventos tienen el objeto de informar (seminarios), capacitar (cursos) y presentar nuevas tecnologías (congresos) y se programan de acuerdo con las respuestas que solemos efectuar en los mismos eventos o a través de encuestas realizadas en nuestra querida revista y en nuestra página web. Para todos los que hacemos Saber Electrónica es un verdadero orgullo poder prestar servicios educativos y, de esta manera, contribuir en la capacitación de todos los amantes de la electrónica.

Tirada de esta edición: 12.000 ejemplares.

Ing. Horacio D. Vall Vall ejo

A RTÍCULO

DE

T APA

Con cept os de

Programación de PLCs A pr en da a Pr og r am ar P LC y O b te ng a Simuladores para Festo, Siemens, etc. En Saber Electrónica hemos publicado bastante información tanto sobre el funcionamiento de los autómatas programables y de los PLCs como de su pr ogramación e, inclus o, el Ing. Ismael Cervant es de Anda ha preparado un texto sobre el tema que Editorial Quark publicará próximamente. Entre la bibliografía editada se encuentran los conceptos de programación ya sea con lenguaje de funciones (a través de compuertas), con lenguaje de instrucciones (específicamente hablamos de BASIC) y lenguaje de contactos (lenguaje ladder o escalera) pero lo hemos hecho como complementos a temas que estábamos desarrollando o para explicar la implementación de procesos industriales con PLCs. Sin embargo, mucho s lectores (especialmente del sector eléctrico) manifestaron su dific ultad en “ entender” muchas de las expli caciones por carecer de prin cipi os básicos so bre el tema; por este motiv o so lici tamos al Ing. Carlos Manuel Sánchez González, de la Universidad Michoacana de San Nicolás Hidalgo, México , la publicació n de algunas de sus n otas con las que imparte cátedras, adaptándolas de modo que lo que expliquemos pueda ser compr endido po r tod os los lectores. Cabe aclarar que este trabajo, compl ementado con proyecto s del Ing. Ismael Cervantes y textos de diferentes autores, tiene por o bjeto “ enseñarle a progr amar” PLCs comerciales y para ello inclu iremos algunos ejemplos ut ilizando equipos comerciales y brindándoles la posibilidad de bajar de nuestra web, programas de si mulación para que aprenda mientras practica con ut ilitarios reales. A los efectos d e una mejor comp rensión, este trabajo lo p ubli caremos en varias entregas comenzando con definiciones y conceptos pr ácticos que “ intentan” resumir la teoría sobre el funcionamiento de los Controladores Lógicos Programables. Prólogo y adaptación: Ing. Horacio D. Vallejo Autores de este artículo: Ing. Carlos Manuel Sánchez González (Universidad Michoacana de San Nicolás Hidalgo, México). Ing. Ismael Cervantes de Anda, docente ESCOM, México

Saber Electrón ica

Artículo de Tapa Conceptos Generales de Solución de Problemas Cuando un especialista debe poner en marcha un sistema que persigue algún propósito de control o automatización “siempre” tiene que: 1.- Definir y delimitar el problema. Es necesario conocer perfectamente el problema antes de in-

tentar siquiera resolverlo, esto quedando claro el objetivo, conocer los límites de los requerimientos, establecer los parámetros que intervienen siendo completos en los detalles. 2.- Establecer alternativas de solución y seleccionar la que prometa ser más viable, median-

te un análisis detallado de beneficios y desventajas, así como los costos tentativos económicos, de tiempo de solución, flexibilidad y continuidad de la solución. 3.- Programar una secuencia de solución, para ello se requiere asignar prioridades seccionan-

do el problema en sus partes constitutivas (dividir la solución en bloques) y definiendo el orden en que deben realizarse y quién debe realizarlas. 4.- Considerar lo referente a entradas y salidas, definiendo qué dispositivos van a estar asocia-

dos a la solución y en qué forma van a intercambiar información además del estudio técnico y de operación de dichos componentes. 5.- Establecer un plan de servicio que garantice la continuidad del servicio y operación bajo fa-

llos del sistema no previstos de nuestra propuesta de solución, mediante manuales técnicos y procedimientos de operación y mantenimiento. Teniendo en claro estos sencillo pasos, el especialista (ya sea técnico o ingeniero) podrá poner en marcha el proyecto que mejor se adapte a los objetivos impuestos, utilizando las herramientas que estén a su alcance, de modo de obtener un sistema ágil y de fácil manejo por parte de los operarios encargados de su manipulación. Ahora bien, cuando se trata de un control lógico programable, es preciso “aplicar” conceptos de programación que ejemplifiquen las diferentes tareas que deberá realizar el equipo y para ello, antes se debe saber en qué consiste dicho equipo. En las siguientes páginas haremos un breve desarrollo teórico que nos introducirá en la programación de los PLCs. Definición de PLC

Un PLC es un control computarizado, el cual cuenta en su interior con una mini computadora con microprocesador (X86, 80486, Pentium y muchos otros que en el plano industrial usan arquitectura Von Neumann. En este tipo de arquitectura los datos y la memoria del programa se encuentran en el mismo espacio de direcciones y hace uso de un con junto de instrucciones tipo RISC - Reduced Instruction Set Computer-). Saber Electró nic a

Esta unidad de proceso tiene la forma mínina de una computadora y contiene una cantidad de memoria del sistema y memoria para el usuario, una cantidad variable de funciones y puertos, un programa o sistema operativo mínimo que administra el hardware y una interfase que permite al usuario introducir el programa que permitirá que el PLC haga una tarea específica, llamado también cargador (loader). Ahora bien, para iniciarse en el campo de los controladores progra-

mables es necesario poseer conocimientos básicos de electrónica digital y electricidad básica, un poco de computación, y conocimientos previos de controles con relevadores. Los elementos de control lógicos que realizan funciones tales como las usadas en electrónica digital (And, Or, Nand, Nor, Xor, etc), estos elementos y otros tales como temporizadores , contadores, registros de corrimiento, banderas , etc; son usados para controlar el arranque y paro de motores; también de automatizar

Programación de PLCs procesos de producción en la industria, construir sistemas de alarmas, sistemas de ahorro de energía, sistemas de neumática, hidráulica y tantas otras aplicaciones en las que los elementos mencionados son usados en conjunto, para resolver problemas de la vida real. En la mayoría de los casos en la industria, los procesos de producción son de variables cambiantes y se requiere sean reajustados constantemente, por tal razón se necesita que los sistemas planteados para realizar tal tarea, sean de características adaptables, que puedan ser reprogramados de manera simple y rápida pues en la industria el tiempo vale dinero. Cuando se usan controles lógicos de función fija , construido con elementos discretos, se convierten en sistemas rígidos que sólo sirven para realizar esa tarea y no otra, reacondicionarlos resulta muy complicado y requiere de mucho recursos, por ejemplo tiempo y dinero. Se ve claro que se requiere un control lógico que se ajuste y que pueda reprogramarse sin que represente un cambio circunstancial en los circuitos. Estos requerimientos los cumple un dispositivo conocido en el mercado como PLC, mencionado anteriormente y creado para resolver una gran cantidad de problemas de manera fácil rápida, económica y confiable pues reduce el número de componentes del sistema, y aún más cuando los sistemas son muy complejos. Algunos PLCs comerciales son muy variados según su aplicación y marca, como: Square-D, Siemens, Festo, Allen-Bradley, etc. Figura 1

Los PLCs han evolucionado en el transcurso de 15 años pues las funciones, memoria, puertos y la interface de programación han mejorado mucho. Por ejemplo el PLC de FESTO 202 está discontinuado, ya que hoy existen PLCs de bajo costo que realizan funciones simples (mejores que las de este popular equipo) y están limitadas en hardware, pero contienen interfaces de programación muy avanzadas y amigables para el programador, como es el caso del LOGO de Siemens, el cual se programa mediante bloques (programación visual) interconectados entre sí, lo cual se traduce en una interface gráfica más avanzada y accesible para el programador. Es tarea del programador de PLC y el gerente de producción poder seleccionar el PLC adecuado para satisfacer lo demandado y se tenga una solución fiable y factible para su sistema de control, por ejemplo cuánto dinero se puede gastar, qué funciones se requiere que contenga el PLC, el número de entradas y salidas, la cantidad de memoria del usuario, si un solo PLC puede realizar todo el proceso y la manera de cargar el programa rápidamente en caso de caídas del sistema, otros posibles reajustes del proceso de producción, fallas como pérdidas de energía, ruidos, alarmas etc. En la figura 1 se grafica un esquema general que representa a un PLC.

pleta y concisa la labor a realizar, estableciendo las entradas y salidas con las que se va a interaccionar, las restricciones existentes en cuanto a tiempo de ejecución , precisión , memoria disponible , etc; e indicar los resultados deseados. 2.- Planear por escrito el algoritmo de solución que describa tex-

tualmente las operaciones a realizar y el orden de las mismas. 3.-Dibujar un diagrama de flujo (opcional) que facilite visualizar las

diversas operaciones y sus interdependencias, así como subdividir el problema en secciones pequeñas que podamos atacar con mayor facilidad (bloques). 4.-Codificar a diagrama de escalera, traducir la secuencia de operaciones indicadas en el diagrama de flujo en un listado de instrucciones codificadas (objetos de control) separadas en pequeños bloques que nos permitan analizar el programa, esto se logra mediante el uso de un diagrama de escalera. 5.-Convertir y Cargar el programa, el diagrama de escalera se con-

vierte a una lista de instrucciones (lista de mnemónicos) caso de Micro-1, o bien mediante un diagrama de componentes (bloques), según el modelo y marca del PLC, que se introducen por la interface local del PLC teclado y pantalla o cargador (Loader) también bien mediante una Consideraciones Básicas computadora personal puerto serie de la PC al PLC, usando un cable espara Programar un PLC pecial para el caso de PLC con pro1.- Enunciar claramente el pro- gramación visual (diagrama de comblema, definiendo de manera componentes) como el caso del LOGO de Siemens, es necesario convertir el diagrama de escalera en un diagrama de componentes discretos. 6.-Correr y verificar el programa, para verificar que opere correc-

tamente y en caso de no ser así, deSaber Electrón ic a

Artículo de Tapa

Figura 2

tectar las fallas y corregirlas, de manera local o remota, si se programa mediante la PC, algunos programas el caso del LOGO Confort Ver.2,Ver.4, y WindLDR Ver. 4.2, tiene un programador y simulador para verificar que el programa funcione bien antes de cargarlo al PLC. 7.-Documentar el programa con texto al margen que indiquen cómo opera el programa y facilite entenderlo y usarlo, comentarios e instrucciones para el usuario, diagrama a bloques, diagrama de tiempos, mapa de memoria, manual de uso, guía de usuario, respaldo en disco del código, etc. Diagrama de Escalera, Mnemónico y de Compuertas Los diagramas de escalera (fi-

gura 2) son usados para la representación general de circuitos de control que facilite su análisis mediante el uso de contactos N.A y N.C, Temporizadores, Contadores de eventos, Registros de corrimiento y otros elementos de control, mediante conexiones entre elementos que tiene similitud con una escalera, de aquí su Saber Electró nic a

Figura 3

nombre. El diagrama de escalera le facilita al programador, entender el funcionamiento del programa, pero no son instrucciones que el PLC directamente ejecute para el caso de algunos equipos comerciales, por lo cual es necesario codificar. El diagrama de escalera se convierte a lista de mnemónicos, en la cual el PLC sí ejecuta en particular modelo y marca, en el caso del PLC de Allen-Bradley llamado (PICO) si se introduce directamente el diagrama de escalera sin convertir a lista de mnemónicos, esta tarea de conversión es propia del programador, para lo cual deberá dedicar tiempo para estudiar la parte técnica y características del PLC a usar. Algunos de los elementos que se usan son los siguientes:

es la entrada I2 igual a “1” (está activa) es la entrada I2 igual a “0” (está desactivada) S , R (Set y Reset) activado desactivado I , O (Input, Output) en el PLC LOD es un mnemónico o instrucción usado para unir cada bloque o inicio de condiciones, en general conexión e interconexión con otro blo-

que a diferentes niveles, indicando después de LOD el elemento que lo antecede seguido del que lo sucede: (LD) ⇒ Condición (s) ⇒ Acción (s)

Un diagrama de escalera tiene su equivalente en lista de mnemónicos. En la figura 3 vemos un equivalente para estas dos formas de expresar un programa. En esta figura se especifica, mediante dos lenguajes o formas diferentes, un programa que, al ser grabado en un PLC hará que cuando esté abierto el interruptor (1) (entrada 1) se activen las salidas (200) y (201); el mismo programa establece otra condición que especifica que cuando esté desconectada la entrada (2) se activará la salida (202) y una tercer condición que especifica que si la entrada (3) está en estado bajo, entonces se activarán las salidas (202) y (201). Se observa que cada mnemónico es un lazo de conexión que incluye un elemento. La figura 4 muestra el mismo ejemplo, pero expresado en una forma más real. Otra forma de expresar un programa es mediante el diagrama de instrucciones, esto es, utilizando compuertas lógicas. La figura 5

Artículo de Tapa Tabla 1. Forma de alambrar o enlazar elementos dentro de un programa

LOD

⇒

Elemento que lo antecede

⇒

Elemento que lo sucede

pero si lo sucede un contacto o interruptor o entrada I Not 1. Los mnemónicos de esta figura son: Mnemónicos: LOD NOT 1 SET 200 SET 201

En la figura 7 tenemos otro ejemplo, donde los primeros LOD no son antecedidos por ningún elemento, pero sí sucedidos por otros I 1 e I NOT 2. Vea que hay un LOD posterior al que si lo antecede el elemento CNT 1 y lo sucede un OUT 200. Los mnemónicos de dicha figura son:

Figura 4

muestra el ejemplo que estamos tratando por medio de los tres sistemas de programación; los tres diagramas son equivalentes. Es claro que el PLC sólo puede procesar o ejecutar la lista de mnemónico (caso del Micro-1), si nuestro circuito solución es un diagrama de componentes lógico (parte izquierda de la figura 5), podemos convertirlo a lista de mnemónicos (parte derecha de la figura 5) y cargarla al PLC de manera local o remota.

Mnemónicos: lod de primer nivel LOD 1 lod de primer nivel LOD NOT 2 CNT 1 5 lod de segundo nivel LOD CNT 1 OUT 200

LOD es una función muy importante en los diagramas de escalera, Por lo que se observa que la funlos LOD nos permiten cargar “alam- ción LOD “es” equivalente a un cable brar” elementos de control o bloques, o alambre que sirve para conectar la manera correcta de usar es la es- elementos de control o bloques. pecificada en la tabla 1. Un ejemplo de Figura 6 esto se observa en la figura 6. En esta figura a LOD no lo antecede ningún elemento, Figura 5

Saber Electró nic a

Artículo de Tapa Programación de Compuertas en Lenguaje de Contactos

Figura 7

Sintaxis para la Alambrada de un Bloque

Observando el bloque de la figura 6, los elementos de control SET son de una sola entrada y una sola salida, por lo tanto se requiere un solo LOD de entrada y ningún LOD de salida.

Observando el esquema de la figura 7, vemos que tenemos dos acciones en un mismo “escalón” de programación, siempre se debe alambrar de izquierda a derecha (entradas elementos y salidas) y además de arriba para abajo, “el orden SI importa”. Como el elemento de control CNT 1 tiene dos entradas, se requieren dos LOD (se los llama LOD de primer

nivel por estar al comienzo de cada rama de programación) para sus dos entradas y un LOD de segundo nivel para su salida única. Si se tuviera un CNT 45, que es de tres entradas, se requieren tres LOD de inicio y un solo LOD para su única tal como se especifica en la figura 8. Para el caso de temporizador como el de la figura 9, el Timer es un elemento de una entrada y una salida pero a diferencia del elemento SET, éste requiere de un LOD de entrada y otro LOD de salida, en donde puede haber una o más acciones, en este caso sólo una, OUT 200. Creemos que con esto ya estamos en condiciones de analizar algún ejemplo práctico. Una vez construido el diagrama de escalera podemos convertir a diagrama de componentes mediante una traducción directa, como se mencionó anteriormente, con el fin de programar a LOGO.

El lenguaje de programación de cada PLC cambia de acuerdo al creador del producto, y aunque se utilizan los mismos símbolos en los distintos lenguajes, la forma en cómo se crean y almacenan cambia de fabricante a fabricante, por lo tanto, la manera de cómo se interpretan las instrucciones por medio de un PLC es diferente, dependiendo de la marca. Tal como vimos, el lenguaje escalera es una representación gráfica que, por medio de software, permite implementar tanto los contactos físicos que posee un relevador (Variables de Entrada), así como también las bobinas (Variables de Salida) que lo constituyen. Las actividades que realizan estas representaciones (variables de entrada y variables de salida) se materializan a través de las líneas de entrada y salida del PLC. En el Lenguaje en Escalera son muy bastos los símbolos empleados, pero como introducción, en primer término, explicaremos los símbolos que relacionan las entradas con las salidas. Los elementos básicos correspondientes a las entradas, son los que a continuación se muestran: Contacto normalmente abierto Contacto normalmente cerrado

Contacto Normalmente Abierto (NA) Figura 8

Figura 9


Este tiene la misma función de un botón real, el cual cuando no es accionado se reposiciona automáticamente a su estado natural que es encontrarse abierto o desconectado, ver figura 10. En otras palabras, cuando el usuario presiona el interruptor hace que exista una unión entre los dos contactos internos que tiene el botón, cambiando su estado lógico de abierto (desconectado) a cerrado (conectado), ver figura 11.

Artículo de Tapa cerrado (conectado) a abierto (desconectado), ver figura 13. De acuerdo a la convención establecida por los fabricantes de los PLC, se sabe que la correspondencia que tienen los estados lógicos cerrado y abierto con los dígitos binarios “0” y “1” es la siguiente: Figura 10

Figura 11

Contacto Normalmente Cerrado (NC)

Éste también funciona como un botón real, pero de manera inversa al contacto normalmente abierto, esto es que cuando no es accionado se Figura 14


Figura 12

Figura 13

reposiciona automáticamente a su estado natural que es el encontrarse cerrado o conectado, ver figura 12. Cuando el usuario presiona el interruptor abre la unión que existe entre los dos contactos internos del botón, cambiando su estado lógico de

Abierto equivale a “0” lógico Cerrado equivale a “1” lógico

Ya que conocemos los símbolos básicos correspondientes a las entradas en el Lenguaje en Escalera, debemos encontrar la manera de obtener una respuesta en base a nuestras entradas. La solución la hallamos en el mismo Lenguaje en Escalera, ya que para representar una salida se emplea el símbolo el cual tiene una función similar a la de una bobina en un relevador, la cual una vez energizada provoca un cambio de estado en el (los) interruptor (es) que se encuentran bajo su influencia. Para programar un PLC, primero se deben tener contempladas las entradas y las salidas totales que estarán interactuando en el sistema que se va a automatizar, posteriormente es necesario plantear el procedimiento mediante el cual se relacionarán las entradas con las salidas, de acuerdo a las respuestas que se esperan del sistema. Una herramienta que se emplea frecuentemente para programar un PLC son las Tablas de Verdad, ya que en éstas se observa la respuesta que debe emitir el PLC en función de las combinaciones de los estados lógicos de las entradas. La combinación generada por la forma en cómo se conecten las variables de entrada, da origen a funciones lógicas estandarizadas como por ejemplo: AND, OR, INVERSOR, etc. Tanto las funciones lógicas mencionadas en el párrafo anterior como todas las que faltan tienen asociado un símbolo, por medio del cual se identifican en el área de la electróni-

Programación de PLCs

Figura 15

Figura 17

ca, cabe aclarar que en esta área estas funciones son llamadas por su nombre en inglés, por lo tanto así nos referiremos a ellas. Cuando se utiliza el Lenguaje en Escalera para programar un PLC no se emplean los símbolos de las funciones lógicas, por lo tanto, debemos ser capaces de implementarlas utilizando las variables de entrada y salida que de acuerdo a cierto arreglo, se comportarán como las funciones lógicas: AND, OR, INVERSOR, NOR, etc. Existen tres funciones lógicas a partir de las cuales se generan todas éstas, las cuales son: AND, OR e INVERSOR. Por lo que a continuación se explicará cómo se implementan con el Lenguaje en Escalera, así como su comportamiento. La función lógica AND tendrá la salida activada (energizada) sólo si ambos contactos (normalmente abiertos) tienen el nivel lógico de 1, en todos los otros casos la salida estará desactivada (desenergizada). Vea la figura 14 cómo es la implementación gráfica de todos los estados de la compuerta AND, cada rama de esa figura representa un “escalón”

de programación. Un análisis de esta figura nos lleva a la tabla de verdad de la figura 15. Con una función lógica OR la salida se presenta activada (energizada) si uno o todos sus contactos (normalmente abiertos) se encuentran en el estado de 1 lógico. En contraparte, la salida se presentará desactivada (desenergizada) cuando todos los interruptores tienen un estado lógico 0 (vea la figura 16). La tabla de verdad que se desprende de la figura 16, de la misma manera que para lo descripto con la compuerta anterior, es la que se reproduce en la figura 17. La función lógica INVERSORA (NOT), a diferencia de las funciones AND y OR, sólo requiere un contacto en la entrada, el cual debe ser normalmente cerrado. La salida se presenta activada (energizada) si el contacto se encuentra en el estado “0” lógico, tal como se observa en la parte superior de la figura 18. En contrapar-

Figura 16 Figura 18

Saber Electrón ic a

Artículo de Tapa

Figura 19

Figura 21

Figura 20

te, la salida se presentará desactivaIntuitiva y da (desenergizada) cuando el inteFormal rruptor tiene un estado lógico “1” (vea la rama inferior de la figura 18). Quienes trabajan con PLCs en inDe acuerdo a lo explicado en el dustrias y cuentan con un poco de párrafo anterior, se observa que la fi- experiencia, por lo general recurren a nalidad de esta función lógica es pre- la programación de un proceso de sentar en la salida el estado lógico automatización de una maquinaria de del contacto de manera invertida . manera intuitiva, la cual no es la más La figura 19 resume la tabla de ver- recomendable, debido a que en sisdad de esta compuerta. La función temas que requieren de un gran núlógica NO INVERSORA requiere úni- mero de entradas y de salidas, es fácamente de un contacto, el cual debe cil pasar por alto alguna condición o ser normalmente abierto. La salida detalle importante para el desempees el reflejo del estado lógico en el ño total del sistema. que se encuentre el contacto, ver fiLo que se recomienda es implegura 20. La tabla de verdad de la fun- mentar un método similar al empleación lógica NO INVERSORA es la do en el diseño de circuitos con comque se presenta en la figura 21. puertas lógicas, en donde se utilizan tablas de verdad constituidas por dos columnas: la primera presenta las Construcción de Tablas de Programación

combinaciones posibles de los estados lógicos de las entradas y la segunda, las diferentes salidas a cada una de estas combinaciones .

Para programar un PLC existen dos maneras: Se dice entonces, que se están ar-

mando “tablas” de programación, que muestran en una primera columna las diversas combinaciones de entradas, igualmente en la segunda columna se anotan las salidas que producen dichas entradas, la diferencia radica en la introducción de una tercera columna, en la cual se enlistan los estados de los registros de memoria, tal como se grafica en la figura 22. Aprovechando lo que hemos visto sobre “programación en lenguaje ladder” (de contactos o escalera) de compuertas lógicas, para explicar la implementación o programación de tablas empezaremos describiendo un ejemplo básico que se puede implementar mediante la tabla propuesta. El ejemplo consiste en encender una lámpara cuando sea presionado un botón, y se debe apagar cuando se suelte el botón. La tabla relacionada a dicho ejemplo se puede observar en la figura 23. Cabe aclarar que existen dos tipos de accionamiento cuando se registra la activación de un botón externo: el accionamiento momentáneo y el accionamiento memorizado. En este ejemplo en particular, utilizaremos el accionamiento momentáneo, que consiste en un botón que al ser

Figura 22


Programación de PLCs ha seleccionado una terminal física del PLC, ya sea de entrada o de salida, y también haberla relacionado con una etiqueta, procedemos a la programación de la lógica de una manera formal, para lo cual se recomienda se haga lo siguiente:

Figura 23

accionado activa el sistema, y al estar desactivado el sistema no presenta actividad. En contraparte, el accionamiento memorizado mantiene accionado al sistema hasta que se recibe la orden de paro. Para que podamos hacer uso de la tabla de la figura 23, en primer término debemos conocer con cuántos elementos de entrada y de salida contamos , esto es con el fin de po-

der asignar las terminales físicas de entrada y salida del PLC. En este ejemplo contamos con un botón con reposicionamiento automático (push botton ) y una lámpara, por lo que el botón se considera como un elemento de entrada y se debe relacionar con una de las terminales de entrada con las que cuente el PLC. La lámpara se clasifica como un elemento de salida por lo que se debe conectar a una de las terminales de salida del PLC. De lo mencionado anteriormente, al botón lo relacionamos con la entrada física E0 y la lámpara con la salida S0, los cuales se muestran en sus lugares respectivos en la tabla de la figura 23. El elemento E0, como se puede apreciar en la Tabla anterior, se encuentra en el campo denominado “Asignación de Terminales Físi- cas” de Entrada (vea la figura 22). El

1. Identificar la salida que será activada colocando un símbolo en la casilla correspondiente a ésta. 2. Decidir la forma en la que se marcarán las condiciones, ya sea momentánea o memorizada. 3. Marcar con un símbolo las casillas de las condiciones que se requieren para accionar la salida selec- cionada en el paso 1.

elemento S0 se observa en la misma Los símbolos que emplearemos tabla dentro del campo llamado para todos nuestros ejemplos serán “Asignación de Terminales Físi- definidos de la siguiente manera: cas” de Salida. Por otra parte, se deben crear etia) para accionamiento momentá- quetas con la finalidad de tener un neo se utilizará “ * ” ó “ = ” punto de referencia entre las terminab) para accionamiento memoriza- les físicas del PLC y los símbolos que do ocuparemos “ # ”. se emplean para su programación. Es importante que el nombre que se En nuestro ejemplo implementale asigne a dicha etiqueta simbolice remos el tipo de accionamiento mola idea que representa el elemento mentáneo y por lo tanto, para indicar externo o interno al cual se hace re- cuando se encienda la lámpara, se ferencia. deberá marcar con un “*” la casilla Continuando con el llenado de la corresponde a la salida S0. La conditabla, en la entrada física E0 se tiene ción para encender la lámpara es por conectado un botón por lo que la Eti- medio del accionamiento del botón, queta que asignaremos será la de por lo tanto se ubica un “*” en la en“Botón”, la misma que aparece en el trada correspondiente donde se encampo llamado “Etiqueta” del área de Entradas. La salida física S0 tendrá la conexión de la lámpara, por lo que la Etiqueta que su- Figura 24 gerimos es “Lámpara”, que de igual manera aparece en el campo correspondiente, pero ahora en el área de las Salidas. Una vez que se Figura 25 Saber Electrón ic a

Artículo de Tapa cuentra conectado, que es E0. Recordemos que empleando accionamiento momentáneo, lo que ocurrirá es que cuando esté activado el botón se encenderá la lámpara y cuando esté desactivado se apagará. La implementación del ejemplo descrito anteriormente en el Lenguaje en Es- Figura 26 calera, es la que se muestra en la figura 24. Como se puede observar en esta figura, para representar el botón se utilizó un contacto normalmente abierto, el cual hace referencia a la entrada física E0 que acciona a la Salida S0 mientras esté activado, la cual enciende la lámpara, como se muestra en la figura 25 (recuerde que con trazo más grueso o resaltado simbolizamos la Figura 27 acción del elemento). El siguiente ejemplo involucra el actuador de salida, así que se deuna función AND (en realidad tam- berán marcar con un “*” las casillas bién hemos mostrado, mediante dia- correspondientes. Se cuentan con grama de contactos, cada estado dos condiciones para encender la que puede tomar la salida de dicha lámpara: una es que esté accionado compuerta en función del estado de el Botón 1 y la segunda es que esté cada entrada). Se requiere que una accionado el Botón 2 , por lo tanto se lámpara esté encendida sí y sólo si ubica un “*” en la entrada correspondos botones están siendo pulsados. diente a E0 y otro en la entrada coLa implementación a través de tablas rrespondiente a E1. Si alguno de los se muestra en la figura 26, aquí se dos botones no está accionado, la puede observar que a diferencia de lámpara se apagará, tal como hemos la figura 23, en ésta se tienen dos bo- visto en la figura 14. Como se puede tones cada uno conectado en una apreciar, el orden que guardan los entrada física diferente del PLC: E0 y contactos relacionados con E0 y E1 E1; por lo que les asignaremos dos en el Lenguaje en Escalera tienen Etiquetas diferentes “Botón1” y “Bo- una relación directa con la ubicación tón2”, las cuales aparecerán en el de los “*” en la zona de salida de la campo llamado “Etiqueta” del área de tabla. Entradas. La conexión de la lámpara estará en la salida física S0 y se le asignara la etiqueta de “Lámpara”. En la tabla de la figura 26 se muestran activados de manera momentánea, los Botones de entrada y Figura 28 Saber Electró nic a

A continuación veremos la función OR implementada con una lámpara que debe estar encendida cuando se presione uno, otro o ambos botones que la controlan. La tabla correspondiente a este ejemplo es la mostrada en la figura 27. Se tienen dos botones conectados a las entradas físicas del PLC: E0 (cuya etiqueta es Botón1) y E1 (cuya etiqueta es Botón2). La salida física S0 hará referencia a la lámpara y se le asignará la etiqueta con el mismo nombre. De la misma manera se utilizará el tipo de accionamiento momentáneo, por lo que con un “*” se marcará la casilla que corresponde a la salida S0, para indicar el encendido de la lámpara. Se cuentan ahora con tres maneras para el encendido de la lámpara: una es que esté accionado el Botón 1, la segunda es que esté accionado el Botón 2, o ambas. Por lo tanto se ubica un “*” en la entrada correspondiente a E0, otro en la entrada correspondiente a E1 y uno en ambos. Si alguno de los dos botones está accionado, bastará para que encienda la lámpara (vea la figura 16 en la que se representan las cuatro combinaciones posibles que pueden tomar los pulsadores E0 y E1). Ya que tenemos el programa en Lenguaje Escalera , es necesario realizar las conexiones físicas de los botones en los contactos de entrada y del elemento actuador, que es nuestra lámpara, en una salida del PLC; esto se muestra en la figura 28.

Programación de PLCs Programación de un Interruptor con Memoria

Hemos visto cómo es la sintaxis de programación de un accionamiento momentáneo (un interruptor simple), veamos ahora un tipo de accionamiento memorizado aplicándolo al control de algún dispositivo. Primero describiremos los detalles del accionamiento memorizado para el cual se empleará el símbolo que es el que se encarga de la activación memorizada, ya sea de una salida física o una salida interna (marca o registro). Mediante el A

símbolo se desactiva la salida física o marca que fue accionada anteTabla 2 riormente. El ejemplo que vamos a describir, al programarlo en un PLC, permite que una vez que se ha accionado una Figura 30 entrada E0 el sistema activa una salida S0, la cual permanece en esta posición hasta una nueva orden de desactivación. Esto implica que D

Figura 29

por más que hayamos desactivado la entrada E1, la salida S0 permanecerá activa, es decir, tiene memoria y sólo se desactivará cuando el operador presione l botón de parada (que puede estar en otra entrada, por ejemplo, E1). En la figura 29 se ve la secuencia de este “ejercicio” de programación sobre un PLC con dos botones oo interruptores de entrada (E0 y E1) y una lámpara en la salida S0. Anteriormente establecimos que el símbolo para el accionamiento momentáneo utilizado en nuestros ejemplos es “*”, para este ejemplo será necesario la introducción de tres nuevos símbolos, los cuales se enlistan en la tabla 2. Programación de un Interruptor Temporizado

Figura 31

Vamos a describir un sistema que, al ser programado en un PLC, permita que una salida se active sólo si el operador mantiene apretado un botón (E0) de una entrada durante un tiempo determinado. Para programar este ejercicio se requiere utilizar un temporizador, el cual tomaremos de uno de los que tiene el PLC que empleamos para este ejercicio (recuerde que estamos enseñado a programar PLCs comerciales y TODOS los PLCs comerciales poseen temporizadores). Para activar al temporizador es necesario hacerlo por medio de un contacto normalmente abierto, tal como se indica en la figura 30. En este caso, la programación en lenguaje de contactos (ladder o escalera) establece que al accionar E0 se pone en marcha un temporizador de 3 segundos


Artículo de Tapa Figura 32

cuenta) y se activa la salida S0. En la figura 32 se muestra una “simulación” de este ejercicio de programación, es decir, que transcurrido el tiempo fijado, si permanece apretado E0, entonces se activa la salida S0 (que es una salida común, vale decir que si suelto E0, se desactiva S0). Comando de Seguridad

Figura 33

Cuando se activa el temporizador T0 mediante la acción de un pulsador puesto en la entrada E0, su reloj interno comienza a decrecer (vea la figura 31) a partir del valor en segundos que le hemos fijado (el cual es 3 para este ejemplo) hasta llegar a cero. Note que este ejercicio de programación posee dos “escalones”, el primer escalón (Escalón 1) de programación establece que pulsando E0


se pone en marcha el temporizador, mientras que el segundo escalón (Escalón 2 en la figura 31) dice que la salida S0 sólo se activará cuando el temporizador haya terminado su cuenta “y” esté accionado el pulsador E0. Cuando el contador del temporizador llega a cero se refleja la actividad de éste a través del contacto normalmente abierto T0 (que se cierra cuando termina la

Ahora procederemos a describir el funcionamiento de un interruptor de seguridad que he llamado Mando Bimanual. El Mando Bimanual fue creado para proteger al operador de posibles accidentes laborales con maquinaria industrial que puede poner en riesgo la integridad física del operador, por lo cual se requiere que mantenga ambas manos ocupadas en la activación del sistema y en consecuencia fuera de la zona de riesgo. Por ejemplo, este interruptor de seguridad se puede instalar fácilmente en una máquina de estampado de láminas de acero o cartón, en la cual el operador tiene que colocar manualmente dichas láminas (ver figura 33). Tomando en cuenta esta circunstancia, las manos y brazos del operador corren un gran riesgo ya que el pistón que realiza el estampado puede descender en cualquier instante mutilando al operador. El mando bimanual, tiene la misión de proteger las extremidades del operador, ya que tiene implementado un sistema de seguridad a base de oprimir 2 botones, que accionándolos a la vez tienen la capacidad de poder generar una orden o mando de acuerdo a lo que se describe en la tabla de programación de la figura 34. Primero digamos que el proceso se pondrá en marcha solamente cuando dos pulsadores se activen al mismo tiempo y que si primero se accionó uno, y luego de un tiempo se acciona el otro (por más que el primero siga accionado) el proceso no se pondrá en marcha. En la tabla de la figura 34 el área de las entradas cuenta con 2 botones de reposición automática (push boton o pulsa-

Programación de PLCs Figura 34

el operador al mismo tiempo. La tabla nos ayudará a realizar la programación en lenguaje ladder. La fila 1 establece que al pulsar el Botón 1 (E2) se activará un temporizador (T0); la fila 2 dice que al pulsar el Botón 2 (E3) también se activará el temporizador (T0). En la fila 3 se establece que al accionar de forma independiente cualquiera de los 2 botones se activa un temporizador (tal como vimos en las dos filas anteriores) y que si estos botones están apretados simultáneamente y dores normalmente abiertos) los cuales, aún no terminó la temporización de T0 (o para que se autorice una acción válida de sea que se debe usar un contacto normal algún proceso, deben ser oprimidos por cerrado del temporizador, según lo que hemos establecido en la marca), entonces accionará la salida “memorizada” M0 (esto significa que, en realidad activaremos un proceso cuyo contacto activará a una salida que dependerá de determinadas condicioFigura 36 Figura 35

nes de dicho provecto, tal como veremos más adelante). El proceso de puesta en marcha es considerado como una memoria temporizada (activada por un intervalo de tiempo), cuyo contacto será T0 y se le asignará la etiqueta de “Temporizada”. El tiempo máximo del temporizador se recomienda que sea de 1 segundo (a mayor tiempo no se garantiza la integridad física del operador), si al término de este tiempo no se ha activado el segundo botón, el PLC inhabilitará la generación del mando, aún cuando se presione el botón que hacía falta. Este modo de operación, traerá como resultado que el operador deba tener ambas manos fuera del proceso, porque de otra forma no tiene posibilidad de accionar los 2 botones al mismo tiempo. Una vez que los botones hayan sido manipulados al mismo tiempo, o con una diferencia máxima de 1 segundo entre botón y botón (además de mantener ambos botones pulsados. Si se pulsan ambos botones al mismo tiempo, el sistema generará un mando que se traducirá en una acción, y en el momento que suelte cualquiera de los 2 botones el circuito desactivará el mando que se había generado, esperando a que los 2 botones se encuentren en estado de reposo para iniciar un nuevo ciclo (equivale a un reset), sin embargo, al soltar los botones, la acción continuará durante un tiempo fijado por otro temporizador o proceso. Como actuadores o elementos de salida tendremos, en primer término, la Bandera del PLC identificada como M0 y a las lámparas conectadas a las Terminales S0 y S2 que llevan por etiqueta Lámpara 1 y Lámpara 2. Al cumplirse las condiciones de las entradas se provocará que el pistón descienda hasta la lámina que se va a rotular y se enciendan al mismo tiempo las lámparas. Pero para simplificar, utilicemos el mando para “automatizar” este proceso teniendo en cuenta el dibujo de la figura 35. De la tabla de la figura 34 se observa: Fila 1 y 2: El Temporizador se accio-

na iniciando una cuenta regresiva de tiempo, al ser oprimido el Botón 1 (Fila 1)


Artículo de Tapa

Figura 37

relacionado con la Entrada Física del PLC E2 o (función lógica OR) al ser oprimido el Botón 2 (Fila 2) relacionado con la Entrada Física del PLC E3. En lengua je Escalera esto se resume en la figura 36. Fila 3: El Botón 1 y (función lógica Figura 38

AND) el Botón 2 y (función lógica AND) un contacto normal cerrado (desactivación) del Temporizador en conjunto accio-

tor que produce el movimiento descendente desactivando la salida S3 cuando el Sensor Inferior , relacionado con la Entrada Física E0, sea accionado “O” cuando la Bandera M0 sea desactivada (figura 40). Fila 10 y 11: El motor que produce el

movimiento ascendente, será energizado mediante la salida S1 cuando el Sensor Inferior E0 sea accionado “O” la Bandera M0 sea desactivada, tal como se ilustra en la figura 41. Fila 12: Será desenergizado el motor

responsable del movimiento ascendente cuando el Sensor Superior E1 sea accionado (figura 42). Fila 13: La lámpara 1 se encenderá

cuando la Bandera M0 esté activada. Observe la figura 43. Figura 39

Fila 14: La lámpara 2 se encenderá

nan a la Bandera considerada como la marca M0. La figura 37 representa esta acción en lenguaje de contactos. Fila 4, 5 y 6: La Bandera se desactiFigura 40 vará cuando no esté siendo pulsado el

Botón 1 (Fila 4) “O” el Botón 2 (Fila 5) “O” cuando se active el Sensor Inferior (Fila 6) relacionado con la Entrada Física del PLC E0. La programación se observa en la figura 38. Fila 7: Se comenzará el movimiento

Figura 41

Figura 42

Figura 43


descendente, energizando la salida S3, cuando el Sensor Superior relacionado con la Entrada Física E1 sea accionado “Y” la Bandera esté activada relacionado con la marca M0, tal como se muestra en la programación de la figura 39. Fila 8 y 9: Será desenergizado el mo-

Figura 44

cuando la Bandera M0 esté activada, como se puede observar en la figura 44. Uso del Programa Mi PLC

De esta manera, partiendo de una tabla de condiciones, en la que expresamos “todo” lo que queremos que haga el PLC, podemos efectuar el programa mediante el utilitario de comando del PLC. A los efectos de que Ud. practique, puede bajar el programa “MI PLC” desde nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e ingresando la clave plcprog. En dicha dirección también encontrará “simuladores” de equipos comerciales para que se familiarice con los diferentes entornos de programación. Para practicar, baje el programa, guárdelo en el disco rígido de su PC y ejecútelo, aparecerá una pantalla como la de la figura 45, en la que dá los datos del propietario de este aplicativo. Al aceptar se va a desplegar la página de traba jo de dicho programa en la que Ud. podrá comenzar a programar estos ejemplos que acabamos de dar o abrir algún pro-

Programación de PLCs grama hecho de los que vienen con el programa como ejemplo. Haciendo click en el ícono de ayuda tendrá un tutorial sobre el manejo de este programa, por razones de espacio no podemos detallar el funcionamiento aquí, pero una vez armado el dispositivo podrá hacer simulaciones y verificar todo lo necesario como si estuviera trabajando realmente. Para comenzar a programar nuestro ejemplo puede ir a “Proyectos” de la barra de menú y seleccionar un nuevo proyecto. Se desplegará una pantalla como Figura 46 la de la figura 46 en la que automáticamente aparecerá el primer escalón de programación. Ahora tendrá que programar los “elementos” de ese primer escalón (que corresponde a las filas 1, 2 y 3 de la tabla de la figura 34); para ello haga click en el ícono elementos y seleccione un contacto normal abierto (figura 47). Se desplegará una ventana como la de la figura 48 en la que deberá seleccionar que ese contacto es una entrada (para nosotros es la entrada E0, donde estará conectado el Botón 1). Al hacer click sobre “entrada” nos pediFigura 47 rá que especifiquemos los datos de entrada (figura 49) es decir deberemos poner “E0” en el primer renglón y “Botón 1” en el segundo renglón, tal como se observa en la figura 50. Hacemos click en aceptar y aparecerá el contacto programado sobre el escalón 1 (figura 51). Para colocar el segundo contacto (correspondiente a la fila 2), debemos hacer click sobre el costado izquierdo del contacto E0 (éste se iluminará) y luego debemos seleccionar la opción “abrir” una rama para que aparezca una se-

Figura 45

Figura 48

Figura 49


Artículo de Tapa Figura 51

Figura 50

Figura 52

Figura 53

Figura 55

Figura 54

gunda rama en el escalón (figura 52) y luego, sobre esa rama, volvemos a seleccionar un elemento “contacto normalmente abierto”, repetimos lo aprendido colocando los valores que correspondan (E1 y Botón2) y luego cerramos la rama. Por último seleccionamos el elemento “Reset Temporizador”, definimos sus variables y al aceptar tendremos el primer escalón de programación listo (figura 53). Ahora, para programar el segundo paso deberemos agregar un nuevo esSaber Electró nic a

calón de programación haciendo click en la pestaña “escalón” de la barra de menú (figura 54) y efectuamos el siguiente escalón de programación (correspondiente a la fila 3) y así continuamos “armando” el programa de acuerdo a lo explicado hasta obtener el programa completo. La figura 55 muestra una pantalla en la que se observan varios escalones programados. Reitero que Ud. puede practicar ba jando el programa de la web y siguiendo los pasos comentados en esta nota y

así, posteriormente, podrá realizar tareas de simulación y poner en práctica otras características de este programa, temas que explicaremos en otras ediciones. Si Ud. no quiere aguardar, en nuestra web tiene una explicación detallada sobre el manejo de este programa y la forma en que puede hacer simulaciones, forzar salidas, establecer marcas, y todo lo que precisa saber para adquirir “experiencia” y no tener inconvenientes cuando deba efectuar la programación de un PLC comercial. ✪

Van a ser “cuatro años” desde el primer artículo que escribí en nuestra querida revista sobre el mantenimiento y liberación de Teléfonos Celulares y por eso me decidí a escribir un texto que hable exclusivamente sobre este tema. Como suelo decir cada vez que tengo oportunidad, la liberación de un teléfono, para que pueda ser utilizado en cualquier país, puede considerarse una “unidad de ingreso” dentro de las actividades de un técnico. Surge fundamentalmente de dos problemas puntuales, uno adaptar teléfonos provenientes de otros países, y dos, permitir que los mismos puedan activarse en otro operador, otra cuestión importante es la natural evolución de la tecnología, que muchas veces motiva el reemplazo de los terminales/ teléfonos. Las compañías prestatarias de telefonía celular, cuando venden un teléfono a un usuario suelen programarlo para que sólo reconozca las tarjetas SIM de esa empresa, de modo que cuando uno le coloca un chip de otra empresa, el teléfono no funcione. Desbloquear un teléfono celular implica “cambiar la información” de posiciones de la memoria del teléfono, a los efectos de que pueda reconocer cualquier tipo de chip (SIM), sin importar la empresa a la que pertenezca. Desbloquear un teléfono no constituye ningún delito, siempre que se cuente con el aval del propietario del móvil pero... ¿al desbloquear un teléfono se lo está clonando?, tal como lo explicamos en numerosos artículos de Saber Electrónica, la respuesta es NO ya que la clonación implica cambiarle la identidad al móvil y esto SI constituye un delito gravísimo y penado por la ley. En la edición Nº 22 de la Colección “Club Saber Electrónica” (que es el libro que estamos comentando y que se encuentra en puestos de venta de revistas de México), además de explicar en qué consiste la telefonía celular, cómo funcionan los móviles y las diferentes tecnologías, “resumo” el trabajo de estudio e investigación que vengo realizando desde hace unos años, explico cómo poder capacitarse utilizando material que Editorial Quark ha preparado exclusivamente para lectores de distintos niveles y explica los métodos de desbloqueo de varios teléfonos celulares. En la obra se detalla el funcionamiento y las características de los teléfonos celulares, las diferentes tecnologías, constitución interna, técnicas de reparación, formas de desbloqueo, etc. En esta nota resumimos algunos ítems contenidos en el texto.

Ing. Horacio D. Vallejo

Saber Electrónica

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Liberación de Teléfonos Celulares

Liberación del Teléfono Sony Ericsson W600i Se emplea el software USB-Smart SEMC Tool 6.1 o superior (este programa tiene licencia pero hay versiones en la web que emulan su funcionamiento). También se precisa el cable Crusier 4 en 1, que puede comprar en casas especializadas o armarlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs. Por último, precisa los drivers del teléfono que puede bajar de la página www.SonyEricsson.com. Para proceder al desbloqueo haga lo siguiente: 1) Conecte el cable al teléfono y la PC, encienda el télefono e instale los drivers. El móvil debe estar sin el chip (SIM) y apagado.

Figura 1

Figura 2

2) Ejecute el programa USB-Smart SEMC Tol y aparecerá la pantalla de la figura 1. Seleccione el teléfono, el tipo de cable, la mínima velocidad de transmisión y el puerto donde está conectado el teléfono, también la interfaz Cruiser 4 in 1. Seleccione la casillaClear SP Locks y la ventana Unlock y haga click sobre el botón DO CHEAP SHIT USB JOB. En este caso, seleccione el modelo de teléfono “W550/W600”. 3) El programa detectará el terminal y comenzará la transmisión de datos para la liberación del móvil (figura 2). 4) El teléfono queda liberado en pocos segundos, presentándose una pantalla como la mostrada en la figura 3.

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Saber Electrónica

Figura 3

Recuerde:

La batería debe estar bien cargada. Asegúrese de utilizar el programa correcto. Asegúrese de que el cable esté bien conectado y nunca lo desconecte mientras hay intercambio de datos con la computadora.

- $ 9 ,9 0 6 0 0 2 2 8 º N 6 9 7 - A ñ o 6 5 4 1 5 1 : N S I S

EDITORIAL

QUARK

1 er Año de Saber Electrónica

SERVICE Curso de Funcionamiento, Mantenimiento y Reparación de

Reproductores de DVD Lección 5

Otros Drivers para Diodos Láser En la entrega anterior explicamos el funcionamiento de dos etapas driver clásicas de DVD. En éste, continuamos explicando el tema, ya que analizaremos las que por mucho son las populares en los equipos de última generación.

Por: Ing. Alberto Horacio Picerno [email protected]

Introducción

En la entrega anterior analizamos dos circuitos driver de láser; el más clásico, idéntico a los usados en CD, que formaba parte de los primeros equipos de DVD no compatibles con CD y de los compatibles que utilizaban un solo láser. Luego analizamos el driver autocontenido en el CI de entrada utilizado por los equipos Philips DVD703 y similares. En estos equipos, el circuito integrado posee una pata destinada a excitar el láser de CD y otra a excitar el láser de DVD, tomando dos informaciones provenientes de pick-up de dos diodos monitores separados y montados cada uno en el correspondiente láser. En esta entrega analizaremos otros dos circuitos muy utilizados en los DVD genéricos o de supermercado con nombres de fantasía, que no tienen mayor importancia, porque se los suele cambiar en función de las necesidades de comercialización.

Dentro de esos nombres incluimos: J-Window, Sun, Tonomac, Admiral y tantos otros que es imposible nombrarlos a todos. Los pick-up de DVD se diferencian sobre todo en la cantidad de diodos láser que contienen y por la cantidad de diodos monitores. Parece obvio que cada diodo láser tenga su diodo monitor, pero la realidad nos indica que no es así. En efecto, cuando se trata de un pick-up con un solo diodo láser no hay ninguna duda que existe un solo diodo monitor. Pero cuando el pick-up posee dos diodos láser nos encontramos con dos posibilidades. Existen pick-ups construidos con los llamados diodos láser dobles, que contienen los dos diodos láser dentro del mismo chip metálico, o los pick-ups que contienen dos diodos separados de CD y de DVD cuyos diodos láser poseen dos rayos bien diferenciados que se unen en forma óptica por medio de un prisma. El láser doble posee un solo diodo

monitor compartido por ambos diodos láser. En el otro caso existen dos diodos monitores separados. Lo más importante para el reparador es que en un caso, el pick-up tiene un cable para el ánodo del diodo láser de DVD, otro para el diodo láser de CD y otro para el ánodo del diodo monitor compartido y por supuesto todos los otros electrodos están conectados a una masa común. En el otro caso, aparece un cable más ya que existen dos diodos monitores separados. Ambas posibilidades pueden ser atendidas con el mismo CI de entrada, utilizando algún circuito externo al mismo que complemente a los circuitos drivers de DVD y CD, ya que generalmente los mismos están ubicados fuera del circuito integrado de entrada, sobre todo cuando los mismos poseen un alto grado de integración (los DVD de chip único por ejemplo). El ejemplo del Philips DVD703 con el CI TZA1033 que conServi ce & Montajes

Service tiene a ambos driver y su circuito de conmutación, no fue por lo general seguido por otros fabricantes. Queremos aclarar que existen algunos pick-ups para DVD que se diferencian por poseer ocho fotodiodos en lugar de los clásicos seis. Este sistema fue utilizado por Matsushita para sus productos Panasonic, Technics y Quasar en su primera generación de DVDs. Volveremos sobre el tema cuando tratemos el problema del matrizado de las señales de error.

se utiliza en equipos Sanyo, Samsung, Mitsumi y otros muchos genéricos que se consiguen en la Argentina, Paraguay y Chile con nombres Sol Tech, Philco y ESN. De modo general podemos decir que es un procesador de alto grado de integración, que posee todos los circuitos desde los amplificadores de entrada para 6 fotodiodos hasta la salida de RF. En la figura 1 se puede observar el circuito completo de la sección de RF. Como se puede observar, se trata de dos drivers clásicos con sus correspondientes resistores de 10 Análisis del Circuito Driver de Ohms, adecuados para medir la coLáser de Sunplus Technology, rriente de láser con toda facilidad. La Para Pick-Ups con Láser Doble conmutación de uno a otro láser co(Un sólo diodo monitor) rre por cuenta del SPHE6300 a través de la aplicación de la adecuada Este circuito de entrada, basado tensión de base a Q1 o Q2 por interen el circuito integrado SPHE6300, medio de los resistores de base R2 y

R5 respectivamente. Los capacitores electrolíticos C1 y C3 se agregan para producir un encendido suave de los diodos láser con el fin de incrementarles la vida. Ambos diodos láser comparten un solo diodo monitor que ingresa al chip único por las patas 36 y 37 (XMONIDVD y XMONICD). Es evidente que el circuito integrado está preparado para trabajar con pick-up de láser doble o de dos diodos láser separados. Cuando trabaja con un diodo láser doble, el fabricante del equipo debe agregar algún circuito externo que conmute los preset de ajuste de la corriente de láser. Para eso, el SPHE6300 posee una salida especial denominada XLDSW. Esa salida debe aplicarse a algún circuito que conmute los presets, como por ejemplo el formado por los transistores Q3, Q4 y Q5.

Figura 1 - Circuito de RF con chip único SPHE6300.

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Otros Drivers para Diodos Láser Cuando se enciende el láser de guir trabajando con los diodos láser DVD, la pata 34 (XLDDVD) pasa a un reales, pero siempre con la mayor potencial de aproximadamente 4V, precaución. Por ejemplo si Ud. realien tanto que la pata 35 (XLDCD) se za un cortocircuito momentáneo enmantiene a potencial de 5V. Esto ha- tre las patas 34 y masa (por ejemplo ce circular corriente por Q2 de modo la pata 32), la corriente por el láser de que se encienda el láser de DVD. Al DVD puede aumentar hasta 300mA. mismo tiempo la pata 56 (XLDSW) Esta corriente tal vez no alcance papasa a un potencial de 3,3V que a ra quemar el láser, pero puede ser través de R9 hace conducir al mosfet suficiente para alterar su patrón de Q5. Este transistor opera como una radiación, de modo tal que el haz dellave electrónica que se cierra y co- ja de ser cilíndrico y por lo tanto no necta el resistor R12 a masa para puede leer los pits con facilidad geque el preset R6 se encargue de rea- nerándose errores de lectura (como lizar el ajuste de la corriente del láser una púa partida para un disco de vide DVD. Observe que el transistor nilo). Q4 queda abierto porque Q3 conduEl problema más común es que ce, colocando su compuerta a masa no se encienda uno o ninguno de los a través de R10. dos diodos láser. Esta, como cualPara encender el láser de CD, la quier otra falla, debe comenzar por la pata 56 debe quedar a potencial de prueba de fuentes. En nuestro caso masa. En este caso Q3 está cortado están involucradas tres fuentes, auny los resistores R8 y R10 aplican a la que por una razón de orden es concompuerta de Q4 una tensión de 5V, veniente agregar una cuarta fuente. haciéndolo conducir para conectar En principio, los dos drivers se aliR11 a masa. Al mismo tiempo, Q5 se mentan desde 5V. La mejor medición corta para desconectar la red de que se puede hacer es en los emisoajuste de la corriente del láser de res de Q1 y Q2, luego de encender el DVD. equipo. En ambos emisores, se debe ¿Cómo sabe el SPHE6300 que el medir entre 4,75 y 5,25V. Al medir los láser debe encender? El no tiene inte- emisores, nos estamos asegurando ligencia para determinarlo; simple- que los resistores SMD R1 y R4 esmente espera las órdenes del micro- tán en buenas condiciones. Posteprocesador del sistema que se lo co- riormente, debe medir la tensión munica a través del puerto de comuni- VDD del integrado en las patas 12, caciones del tipo de 3 informaciones a 24, 40, 57, 65 y 73, y debe hacerlo tosaber: data, clock y habilitación que mando masa en las patas VSS 32, ingresan por las patas 70, 71 y 72. 38, 49, 87 y 62 y nunca en otro lugar ¿Cómo se determina la existen- alejado. La experiencia nos indica cia de una falla de drivers de láser? que el circuito impreso de un DVD, Nuestro consejo es que siempre cono es un componente fiable y mumience comprobando la corriente de chos problemas se deben a un maniambos diodos láser y si encuentra al- puleo exagerado y descuidado de las guna corriente superior a 100mA, de- plaquetas que poseen muchas pistas tenga el control y reemplace los dio- de 1/4 de mm. Por eso le aconsejados láser por simuladores, para se- mos que no se conforme con medir guir trabajando tranquilo. Recuerde una sola pata de fuente; mídalas a toque una corriente superior a 100mA das. aplicada sólo por algunos segundos, Por último se debe medir la tenalcanza para dañar definitivamente sión de referencia VREF de 2,5V, que un láser de CD o de DVD. se genera en la pata 39 del SPSi las corrientes están dentro de HE6300 al conectar la tensión de sus parámetros normales, puede se- fuente de 5V en la pata 33 (AVDD).

Esta es la cuarta tensión que aconse jamos medir y que si bien opera como fuente interna de 5V para el amplificador de RF y las matrices, puede provocar problemas porque desde allí se toma también la energía para la fuente de tensión de referencia. Si están presentes 5, 3,3 y 2,5V puede continuar con la búsqueda de la falla. La primer acción que realiza un lector de DVD al ingresar el disco, es realizar un flash de láser rojo sobre el disco y tratar de detectar la luz de regreso a los fotodiodos. A este proceso lo hemos llamado búsqueda de disco. La intención es reconocer la existencia de un disco, no importa si es CD o DVD, para saber si se debe continuar con el proceso de búsqueda de foco, o si se debe abortar la operación con un “no disc”. Como ya sabemos, algunos fabricantes programan su micro para hacer un encendido sólo del láser de DVD y otros para que al mismo tiempo se encienda el láser de CD. En nuestro caso, el circuito no está preparado para encender los dos diodos láser al mismo tiempo, porque las redes de ajuste se deben conectar de a una. En casos como éste, algunos fabricantes hacen un flash de DVD y otro de CD a continuación, en tanto que otros sólo hacen un flash de DVD. El problema en este caso, es para los reparadores que no pueden probar la sección CD si falla el láser de DVD. ¿Existe algún modo de engañar al sistema para que pase a la rutina de búsqueda de foco sin haber pasado por la rutina de búsqueda de disco? Sí, existen varias posibilidades. Una de ellas es colocar una lámpara de escritorio sobre la zona del disco con una bombita de 150W. El proceso a seguir es el siguiente: coloque la lámpara como para que ilumine sobre la lente desde unos 5 cm; realice un ingreso de la bandeja sin disco y encienda la lámpara. Cuando la bandeja llegue al final de la operación de ingreso, deje transcurrir un par de seServi ce & Montajes

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Figura 2 - Láser simulado y driver de prueba.

gundos y apague la lámpara. Seguramente que la luz roja producida por la lámpara incandescente, alcanzará para que el fotómetro interno se engañe y detecte un disco aunque ninguno de los diodos láser se haya encendido. Lo importante es que ya se realizó el primer paso de búsqueda de disco y el sistema ingresó en la rutina de búsqueda de foco. En este sector ya es posible analizar el funcionamiento de cada diodo láser particular, medir su emisión y/o ajustar la corriente. Recuerde que el sistema enciende primero el láser de DVD y busca el foco, momento en que aprovechamos para leer la emisión en DVD. Como no encuentra el foco debido a la ausencia del disco, repite el proceso de búsqueda de foco en CD; en ese momento aprovechamos para medir la emisión en CD y si es necesario realizamos un ajuste. Si la emisión en algunos de los dos casos es muy baja o muy alta, se debe proceder a reparar la etapa correspondiente. Primero hay que repetir la medición, de modo que no sólo se debe medir la emisión, sino la corriente por el resistor de emisor y al mismo tiempo la tensión sobre la pata XLDCD o XLDDVD. Si la tensión de la base es la correcta, (aproximadamente 4V) cuando el láser debe estar encendido y la tensión sobre el resistor de emisor no es la correcta, (aproximadamente 420mV en CD y

500mV en DVD) las únicas posibilidades que restan son: un transistor desbeteado, o un diodo láser abierto. En tanto que, si la tensión de base no es suficientemente baja, el problema puede ser un transistor con un cortocircuito base emisor (equivalente a un capacitor electrolítico C1 o C3 en corto) o un resistor R2 o R5 cortado. No consideramos que R1 o R4 puedan estar alteradas, ya que la primer medición que realizamos al probar las fuentes la realizamos sobre los emisores de los dos transistores. Si duda de los diodos láser, puede reemplazarlos por nuestro diodo virtual y realizar nuevamente la prueba de corriente. Nuestra experiencia es muy concluyente con respecto a diodos láser en corto o abiertos: realmente es una falla muy poco probable. Por lo general, un diodo láser dañado tiene una tensión de barrera absolutamente normal, lo que se altera es la emisión de luz. Para que un diodo entre en la condición de láser, es necesario una cierta cantidad de fotones emitidos como led y un cierto coeficiente de reflexión de los espe jos internos. Cuando un diodo láser se daña, se reduce dramáticamente este coeficiente de reflexión y se pierden tantos fotones que no se puede establecer el funcionamiento como amplificador de luz y por lo tanto el láser emite algo menos que un diodo led. En realidad, la experiencia indica que el mayor responsable es siempre un

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flex cortado o un conector que no hace un buen contacto. Hasta ahora, no consideramos para nada al diodo monitor y a sus circuitos asociados. Nuestro circuito adolece del mismo problema que tienen todos los circuitos realimentados. En caso de falla, es muy difícil encontrar al responsable, sin cortar el lazo de realimentación. En nuestro caso, si no se encuentra ningún problema evidente en el circuito del/los driver/s, corresponde cortar el lazo de realimentación desconectando las patas XMONIDVD y XMONICD y colocar sobre ambas un resistor de 100 Ohms con un potenciómetro de 1K en serie a masa. Comience con el potenciómetro totalmente abierto y mida la tensión sobre el resistor R1 o R4 cuando se deba encender el diodo láser. Seguramente la tensión será muy baja o directamente nula, reduzca el valor de resistencia y vuelva a medir. Ahora es posible que la tensión haya subido. Si no aumenta, es muy probable que el circuito integrado esté dañado. En otros casos similares, le indicaríamos cambiar directamente el circuito integrado. Pero en este caso, se trata de un SMD de 100 patas y no es fácil cambiarlo. Por lo tanto le aconsejamos realizar la prueba forzada de funcionamiento de los dos drivers, antes de tomar esa decisión mayor. Desconecte la pata 35 XLDCD y la 34 XLDDVD y conecte los resistores R2 y R5 a sendos circuitos de ajuste según la figura 2. De este modo Ud. está independizado del circuito integrado en lo que respecta al control de la corriente por los diodos láser y los dos diodos láser pueden estar activos. El diodo monitor conectado a las patas 36 y 37, tendrá una tensión dependiente de la iluminación. Desconecte la pata 56 y suelde un cable flexible muy fino (0,10 mm) a la pista para llevarla a masa o a 5V alternativamente. Comience conectando el cable a masa. Conecte otro cable fino entre el colector de Q3 y masa.

Otros Drivers para Diodos Láser

Figura 3 - Circuito con SPHE6300 para pick-up de dos diodos láser.

Comience con los dos preset hacia los 5V. Los diodos láser deben estar apagados, cosa que puede verificar midiendo la caída de tensión sobre R1 y R4 que será nula en ambos casos. En esta condición mida la tensión sobre el diodo monitor. Seguramente obtendrá un valor del orden de los 300mV. Ahora comience a bajar el cursor del preset del láser de CD, mientras observa la tensión sobre el resistor R1. Ajuste el valor a 420mV y mida la iluminación con el fotómetro para determinar el rendimiento del diodo láser de CD. Mida nuevamente la tensión sobre el diodo monitor, seguramente obtendrá un valor del orden de los 150mV, si todo está bien. Retire el cable que cortocircuita el colector de Q3. La tensión debe bajar en función de la posición del preset R3 (puede moverlo para asegurarse que funciona y luego debe dejarlo en la posición original), indicada por el téster que mide la tensión sobre el

diodo monitor. Vuelva a colocar el puente sobre el colector de Q3. Conecte el cable de selección de láser a 5V para optar por la red de ajuste para DVD. Y vuelva a realizar toda la prueba anterior para confirmar que funciona correctamente el driver correspondiente. Luego de esta prueba exhaustiva, si no encontramos ningún problema en los drivers, se deberá cambiar el circuito integrado SPHE6300. Si algún driver no funciona bien deberá repararse. No indicamos un método para hacerlo, debido a que la prueba

indicada es precisa por sí misma y nos lleva a tener bajo sospecha muy pocos componentes que pueden ser comprobados simplemente con un téster. Análisis del Circuito Driver de Láser de Sunplus Technology, Para Pick-Ups de dos Diodos Láser (dos diodos monitores)

Ya sabemos que el SPHE6300, está diseñado para dos entradas de diodo monitor. Uno para CD y otro

Resultado del examen de autoevaluación Nº4.

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Service para DVD. Cuando se utiliza este tipo de pick-ups, el circuito se simplifica, porque no necesita el circuito selector de red de ajuste. Esa función la cumple el mismo circuito integrado o bien puede ser que tenga dos circuitos excitadores independiente. No lo podemos saber, porque el fabricante no entrega la información sobre el circuito interno. En la figura 3 se puede observar el circuito correspondiente. La prueba de este circuito se realiza de modo muy similar al anterior. El único problema es la selección del láser, que no puede ser realizada en forma forzada. Es decir que el reparador debe procurar que el equipo realice la detección de disco en forma forzada y luego aprovechar aque-

llos instantes de tiempo en que el sistema enciende el láser de CD para medir el funcionamiento del circuito interno de CD. Luego debe esperar el momento en que el sistema funciona en DVD para verificar la sección correspondiente. En realidad, debido a que todo el procedimiento se realiza en forma interna, sólo se realiza la prueba de los drivers a lazo abierto con los dos preset, si ambos circuitos funcionan correctamente, se analiza el bus de datos y si se observa que funciona correctamente, se cambia el circuito integrado directamente. Es evidente que existe un riesgo porque sólo podemos probar el bus en forma muy superficial; es decir podemos probar que hay datos pero no

EXAMEN DE AUTOEVALUACIÓN Nº 5 1 - ¿Cuántos haces posee un pick-up de última generación? ( ) A) 1 ( ) B) 2 ( ) C) 3 ( ) D) 4 2 - ¿Qué mide el diodo monitor? ( ) A) Una derivación del haz principal del láser ( ) B) La luz reflejada por el disco ( ) C) La luz de uno de los haces secundarios ( ) D) La luz de los dos haces secundarios 3 - ¿Qué función cumple la ventana plana de un pick-up? ( ) A) Dividir el haz principal en tres haces divergentes ( ) B) Dividir el haz principal en tres haces convergentes ( ) C) Evitar el ingreso de tierra al la sección de óptica fija ( ) D) Generar la distorsión cilíndrica que permite ajustar el foco 4 - ¿Cuál es la función del espejo semitransparente? ( ) A) Refleja los rayos procedentes del láser ( ) B) Deja pasar los rayos provenientes del disco ( ) C) Las respuestas A y B al mismo tiempo ( ) D) Disipar la energía térmica del láser 5 - ¿Qué se mide para ajustar el azimut de un pick-up? ( ) A) La señal RF ( ) B) La señal FE ( ) C) La señal FOK ( ) D) La señal TE

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podemos saber si esos datos indican el encendido de un láser, sin tener algún sistema que pueda leer los datos y guardarlos para un posterior análisis. Conclusiones

Así terminamos con el tema de los drivers de los reproductores de DVD compatibles. En esta entrega terminamos de analizar los cuatro tipos diferentes de drivers con los que el reparador se puede encontrar en el estado actual de la técnica. En la próxima entrega, vamos a comenzar a analizar los pick-up y los circuitos amplificadores de los fotodiodos. ✪

6 - En un pick-up KSS-150A el camino óptico se desarrolla en forma ( ) A) Perpendicular al disco ( ) B) Paralelo al disco ( ) C) Oblicuo al disco ( ) D) A 45º del disco 7 - Un prisma reemplaza a: ( ) A) Una lente fija ( ) B) Una lente móvil ( ) C) Un espejo semitransparente ( ) D) Una rejilla de difracción 8 - ¿Cuál és el mejor método para limpiar un pick-up? ( ) A) Con líquidos limpiadores especiales para pick-up ( ) B) Con aire comprimido de baja presión ( ) C) Con aire comprimido a alta presión ( ) D) Con alcohol isopropílico 9 - En un pick-up tipo CDM1215 ( ) A) Existen más de tres haces ( ) B) La lente móvil incluye los fotodiodos ( ) C) La rejilla de difracción no existe ( ) D) Los fotodiodos y el láser están incluidos en el mismo pack 10 - El ajuste del ángulo de la rejilla de difracción sirve para mejorar el funcionamiento del ( ) A) Servo de foco ( ) B) Servo de Tracking ( ) C) Servo de velocidad ( ) D) Amplificador RF

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Cómo Funcionan los Teléfonos Celulares Las Funciones de Control del Circuito de Procesamiento de Señales (MAGIC LV) Hemos estudiado que en los teléfonos Motorol a Series 920/925, el procesamiento final de las señales de RF para las bandas EGSM, DCS y PCS están a cargo de un sistema funcional l lamado MAGIC LV. Vimos cuál es el proceso de la señal durante la recepción y quedó establecido que las diferentes funciones deben ser controladas para el establecimiento de una comunicación. En esta nota veremos cómo se realiza el control de estas funciones en el MAGIC LV. Autor: Ingeniero Horacio Daniel Vallejo e-mail: [email protected]

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l circuito MAGIC LV contiene 4 reguladores de tracking (rastreo) y un superfiltro, que generará las tensiones de referencia para la mayor parte del IC así como para el circuio “fronf end” (analizado en saber Electrónica 229) y del VCO principal, cuyo funcionamiento detallaremos en una próxima entrega. Los reguladores de tracking se alimentan a través de los pines REG_REF (vea en la figura 2 la relación de estos pines con U510 y C514). Los voltajes de referencia son filtrados y conducidos adecuadamente (buffereados) para el empleo sobre el circuito integrado. Estas tensiones deben realizar el track (el rastreo)

dentro de un rango de 1.5%. La tensión de alimentación se aplicará a los reguladores de tracking, de modo que provocará un aumento sobre la línea REG_REF a los efectos de que se realice el “rastreo” correcto de la señal hasta que este valor baje a su potencial normal. Ahora bien, para la fuente externa del VCO se emplea un superfiltro. Este superfiltro está en cascada con un regulador externo y cualquier “filtración” o interferencia con el IC, tendrá que proporcionar un rechazo de 80dB de modo que por cada 0,1V en el VCO habrá un corrimiento de frecuencia de 217Hz con un “risetime” (tiempo

de subida) de 20µs, esto significa que la tensión de alimentación de la batería se incrementará en 0,1V por cada 217Hz de variación con un tiempo de subida de 20µs y un ciclo de actividad de 0,125V. Este superfiltro usa un transistor de pase interno, que es capaz de conducir una corriente de 30mA con una diferencia de tensión menor de 0.4V entre los pines SF_SPLY y SF_OUT. En el pin SF_SPLY se debe colocar un capacitor de 1µF. Como el superfiltro “rastreará” la señal sobre SF_SPLY, se tendrá que sensar la energía durante el reset para “eliminarla” cuando sea necesario, aún cuando la tensión de alimentación permanezca activa.

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Cuaderno del Técnico Reparador Todas las tensiones de alimenta- las rampas de control de amplificación dentro del IC deben estar den- dor de poder. Además, MAtro del 5% de sus valores finales GIC_LV integra los amplificadores después de transcurridos 5 milise- operacionales y comparadores que gundos de detectado un evento en reciben la salida detectada del amel POR_LB. Para esta finalidad se plificador de poder y crea el voltausa la tensión sobre el circuito de je de control necesario para manereset dentro del oscilador a cristal jar el puerto de control del amplifide referencia. cador de poder basado en las ramEl MAGIC_LV tiene dos jue- pas de control. Cuando TXgos de interfaces SPI; un juego es _KEYM va a estado alto, el regulapara manejar la interfaz de control dor de rampa recibe una entrada para la VIDA IC (líneas AUXSPI) positiva. Esto hará que el pin y otra como interfaz con POG (lí- AOC_DRIVE directamente se eleneas SPI). AUX_SPI_DX es la lí- ve, lo que a su vez causará que la nea de entrada de datos serial. salida PA también se eleve. El auAUX_SPI_CLK es la línea de en- mento de la tensión de salida PA trada de reloj, de modo que los da- hará que DET_AOC comience a tos que cambian ocurren en el flan- elevarse hasta que el nivel de coco (borde) creciente de esta señal. rriente continua sobre DET_AOC LIFE_CE es la línea de habilita- exceda el nivel de corriente contición del reloj que se activa con un nua sobre DET_REF por la comnivel alto para el integrado LIFE. pensación del detector de RF, que MAGIC_LV integra un sistema hará una comparación con el nivel conversor digital analógico (D/A) de referencia. En este punto el y controla la lógica para generar comparador "Detector Activo" se

irá hacia abajo y comparará el nivel de voltaje de entrada al integrador con el regulador de rampa. Esto causará que el nivel PA deje de elevarse, manteniendo el nivel presente como determinado por la comparación de los 8 bits del regulador de rampa. El lazo de control de PA necesita ahora una tensión mínima para mantener el sistema de control en un lazo cerrado. El circuito MAGIC utiliza dos líneas SPI - GPO que son usadas para controlar las bandas de operación de los circuitos de RF GSM. Ellos son N_BAND_0 y N_BAND_1. Cuando MAGIC LV va hacia el estado “ahorro de batería” deja de alimentar las secciones de recepción analógica (vía RX_EN_LIFE), EL AOC, el sintetizador principal y el superfiltro. Con esto nos aseguramos que en condiciones de reposo, el teléfono tendrá un consumo mínimo, permitiendo una mayor duración de la carga de la batería. Figura 1

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Cómo Funcionan los Teléfonos Celulares Figura 2

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Reparación de un Monitor Compaq V5 0 0 Describimos el proc edimiento que seguimos en nuestro taller, para la reparación de un monitor que sólo encendía el piloto durante un ti empo al poner en marcha el equipo pero no se ilumi naba la pantalla. Las explicaciones que damos pueden ser aplicadas a otros equipos siempre que se sigan los procedimientos indicados. Recuerde que si desea conocer tanto la teoría de funcionamiento como los principios de reparación de los Monit ores (ya sea de PC como de TV) puede consultar el texto “ Todo Sobre Monitores” de Editorial Quark. Autor: Ing. Alberto H. Picerno Autor Invitado: Jorge Bassi

Introducción

Comentamos los pasos a seguir para la reparación de un monitor Compaq V500 chasis CHB5337, que posee un circuito similar al del monitor Samsung CHB**7L/6**7L/7**7L. Al encender el monitor, el led piloto permanecía unos pocos segundos encendido en forma fija y luego comenzaba a parpadear. No se ilumina la pantalla. Comentarios

El hecho de que el led parpadee nos indica que la fuente principal está funcionando y que el microprocesador nos está indicando que ha detectado una anomalía en alguno de los circuitos que él controla. Por lo tanto, se procede a verificar las tensiones y formas de onda del CI jungla TDA9109 que controla la genera-

ción del barrido vertical, horizontal, la señal y el sensado de corriente de la PWM, entre otras funciones. Durante los pocos segundos que duraba el equipo funcionando, las tensiones y señales eran correctas, pero las funciones de generación de barrido y generación de señal de excitación de la etapa PWM ambas generadas por el jungla TDA9109, duraban un instante y luego se apagaban. No obstante, lo más importante fue que la tensión de alimentación de 12V, también se apagó. Siguiendo esta conexión, se llegó hasta el CI PQ12RD11 (un regulador con pata de apagado) que tenía la función de entregar o no la tensión de 12V, de acuerdo al control de una línea de entrada llamada SUSPEND proveniente del microprocesador. A esta altura, enfocaremos nuestra atención en el microprocesador. Si observamos la seri-

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grafía en el circuito impreso (lado soldaduras), debajo del micro, vemos que están detalladas las funciones del mismo. Se pudo observar que había dos patitas, las cuales estaban indicadas como SUSPEND y H_PROTECT (suspención y protección horizontal), por lo tanto, podemos pensar que si se activa la línea entrante H_PROTECT, tendrá como resultado la activación de la línea saliente SUSPEND. Entonces, sólo nos resta averiguar por qué se activa la línea H_PROTECT. Hasta aquí, toda esta operación se llevó a cabo sin el esquema del monitor. Se utilizaron esquemas similares, hojas de datos de los CI´s y seguimiento de pistas en el circuito impreso. Si bien se podría haber seguido trabajando de la misma forma, se pudo encontrar el esquema correspondiente, con lo cual se aceleró bastante el proceso de búsqueda de la falla.


Figura 1

Si seguimos el esquema, nos encontramos que esta línea H_PROTECT (figura 1) viene de la salida de un circuito operacional LM324 utilizado como comparador a través de una resistencia y un diodo. Esta señal debe estar normalmente en estado bajo, si es que todo está funcionando correctamente en la salida horizontal. Pero en este caso permanecía en un estado alto. Lo primero que se revisó fueron las entradas del comparador. La entrada negativa está conecta-

da a una tensión fija de 5V y la positiva va a un divisor de tensión conectado a una salida de tensión rectificada de 30V que viene del fly-back. Por otro lado hay un diodo conectado entre la salida del operacional y la entrada positiva, de modo que cuando la salida vaya a alto, quede el circuito bloqueado en este estado. Es decir que tanto se trate de una falla momentánea como permanente, si la salida del comparador se fue a cero, este circuito queda trabado en una salida baja y se debe des-

conectar el monitor de la red para que se destrabe. En las figuras 2 y 3 se aprecian dos secciones del monitor que fueron analizadas en busca de la falla. Finalmente el problema se resolvió cambiando el LM324, ya que su salida estaba internamente en corto con la alimentación, quedando bloqueado en estado alto todo el tiempo. Comentario del Ing. Picerno

El señor Jorge Bassi es por mucho, el más destacado de mis alumnos y espero un futuro colaborador de nuestra revista. Este clarísimo informe de reparación es una muestra de sus conocimientos y sobre todo una aguda prueba no sólo de lo que sabe, sino del modo que analiza una falla, hasta encontrar el componente dañado. Pero por sobre toda las cosas,

Figura 2

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Fallas y Soluciones en Monitores este informe nos permite determinar que sabe expresar lo que es capaz de pensar. Existieron, sobre la faz de la Tierra, personas muy geniales, que lamentablemente no supieron expresar lo que sabían. Aunque Ud. no lo crea, una de ellas fue el máximo exponente científico del siglo 20, el mismísimo Albert Einstein, que murió sin poder encontrar un modo simple de explicar la teoría de la relatividad; aunque muchos creen que no estaba tampoco muy interesado en explicarla claramente, porque creía que la mejor manera de aprender era intentando entender algo casi incomprensible. El ponía las ecuaciones y creía que era responsabilidad del lector entender lo que ellas significaban. Creo que el informe es perfecto, pero siempre se puede mejorar algo. Jorge me comentó verbalmente que había verificado la falla por el método del precaldeo;

pero como no lo puso en el informe lo agrego yo: Si un monitor parece que arranca y se apaga, se puede deber a que el horizontal o el vertical tienen una falla, o como en este caso a que funciona mal un circuito sensor de seguridad (exceso de consumo, falta de una tensión, exceso en una tensión, falta de pulso de retrazado vertical etc. etc. Una costumbre poco recomendable es estudiar el circuito y eliminar las protecciones una por una. Para aplicar ese método, se debe tener el circuito, la capacidad y el tiempo necesario para analizarlo. Pero a pesar de esto, sigue siendo un método poco seguro; porque si lo que falla es el circuito, al eliminar la protección se puede quemar algún componente. Para aplicarlo se debe alimentar la etapa de salida horizontal con una fuente regulada de 0 a 150V e ir aumentando la tensión

Figura 3

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de a poco. El método que yo propongo es precaldear el filamento con una fuente exterior de 6,3V, observar la pantalla y luego encender. Si lo que falla es un circuito de protección, Ud. observará una imagen normal (la pantalla de Windows por lo general) con buen brillo contraste y color, bien enfocada y con buena convergencia y pureza. Este método tiene también una enorme ventaja extra, se puede observar el estado general del monitor desechando aquellos que tienen el tubo agotado o fallas múltiples que no hacen posible realizar una reparación económica. Me permito agregar el circuito, para que el lector pueda ver el problema con mayor claridad. Por razones de espacio no podemos colocar el circuito completo, pero le damos a nuestros lectores las tres secciones que están nombradas en el texto de arriba. ✪


Curso de SMD (Lección 2) El Soldador Especial Para Componentes SMD Esta es la segunda entrega de nuestro curso de SMD. En la primera lección, vimos cómo hacer para desoldar circuitos integrados de muchas patas, por ejemplo un chip de 60 terminales. En esta damos la explicación para que pueda armar en su casa, un soldador especial para tecnología SMD. Por: Ing. Alberto Horacio Picerno [email protected]

n los circuitos impresos donde hay componentes SMD, las islas y las pistas suelen tener dimensiones mínimas de modo que el soldador común no puede ser utilizado sin producir daños insalvables a la plaqueta. En principio parecería que sólo basta con reducir el tamaño de la punta. Sin embargo no es así; en principio las puntas de larga duración tienen un tratamiento superficial que no permite limarlas ni tornearlas. El autor optó por dejar el soldador para componentes tradicionales sin hacerle modificaciones y comprar un soldador de los más baratos para modificar. Encontró un soldador que se consigue en los comercios a sólo $8 (2,60 U$S) y que es un verdadero desastre si se lo pretende utilizar como viene de fábrica. En principio, la punta no es de cobre, sino de bronce que es más barato, pero que no trasmite el calor de un modo efectivo. El primer problema es entonces, cómo fabricar una punta de cobre más pequeña que una punta normal, basándose en algún dispositivo que sea barato, fácil

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de conseguir y fácil de modificar. Y pensando, se me ocurrió que no hay nada de cobre que se le parezca más a una punta de un soldador, que un clavo para teja española. Tomé un clavo, le redu je la cabeza con el alicate hasta que entró en el soldador y luego llené con alambre de cobre, la zona que va dentro de la resistencia del soldador. Ver la figura 1. Luego, corté las puntas sobrantes de alambre y probé que la punta entrara en el soldador con algún mínimo huelgo como para que no quede trabada. Los clavos se consiguen en cualquier ferretería, tienen un tamaño de una décima de pulgada por 5 cm de largo y cuestan aproximadamente $60 el Kg, en donde entran aproximadamente 200 clavos, (aproximadamente 30

Figura 1 - Construcción de una punta de soldador a partir de un clavo de teja

centavos por punta). Para mi soldador el alambre a enroscar es de 1 mm. Yo tenía en mi taller, pero si no consigue restos de alambre del diámetro adecuado, acérquese a algún taller de rebobinado con el soldador y el clavo y seguramente lo van a sacar del apuro. Si el alambre es esmaltado, debe quitarle el esmalte y limpiarlo bien con una lija muy fina. Ahora vamos a responder a algunas preguntas, que seguramente se están formando en su cerebro. ¿El cobre utilizado en ese clavo, es el más adecuado para una punta de soldador? No, el cobre utilizado en las puntas, es cobre electrolítico y el de los clavos es cobre recocido estándar. El cobre electrolítico se oxida menos y es mejor conductor del calor y la electricidad. Sin embargo, considero que todo esto es poco importante porque al valor que tienen las puntas nos podemos dar el lujo de cambiarla todas las semanas. Luego veremos, que en realidad duran mucho tiempo si se tiene la precaución de no pasarlas de temperatura. Serv ice & Mont ajes

Cuaderno del Técnico Reparador La punta del clavo tiene un formato de pirámide trunca que no es muy adecuado, ¿se puede modificar fácilmente? El cobre, es un metal suficientemente blando como para poder tornearlo con gran facilidad. El autor compró un sacapuntas de aluminio y lo ató al portasoldador que armaremos a continuación. Con ese sacapuntas, se puede mantener la punta limpia y bien afilada siempre. Antes dijimos que era fundamental conservar la temperatura del soldador en un valor suficientemente bajo. Recuerde que el proceso de oxidación se modifica con el cuadrado de la temperatura de la punta. De allí deducimos, que es fundamental que la punta sólo esté a una temperatura 50ºC mayor que la fusión de la mezcla eutéctica de plomo y estaño, o sea a 230 ºC. Por eso inventamos el portasoldador activo. La idea es intro-

ducir la punta del soldador en algún capuchón cerámico que soporte alta temperatura (en nuestro caso, usamos la parte externa de un portalámpara). La parte de atrás del soldador, la apoyamos en una horquilla que contenga un pulsador normal abierto (se lo puede sacar de un equipo de CD en desuso). La idea es que los contactos se cierren cuando levantamos el soldador y pongan en cortocircuito un diodo conectado en serie con la línea de alimentación. Ver el circuito en la figura 2. Este portasoldador puede completarse con una esponja para limpiar la punta de soldador. El autor utilizó una esponja de cocina de ésas que tiene una capa fina de color verde (que tiene agregado un abrasivo) y una capa gruesa de esponja común de goma de color amarillo. Parte de esa esponja amarilla está oculta


en la base del portasoldador. Nota: para que esta esponja cumpla su cometido sin dañarse, se debe encontrar bien humedecida con agua. El soldador se apoya en la horquilla por un lado y por la punta que debe introducirse en algún objeto que soporte la temperatura de la punta. El autor utilizó un portalámparas de cerámica de esos para lámparas de 150W, al que le quitó todas las partes metálicas internas. ✪

Figura 2 - Portasoldador activo

TV S ATELITAL

Cómo Montar una Antena para Recepción de TV Satelital (Conclusión) En la entrega anterior le explicamos cómo son las diferentes antenas satelitales, para qué sirve cada una y cómo se ajusta la parábola en el sistema Direct TV. En este artículo, le explicamos cómo detectar los errores más comunes y cómo solucionarlos.

Por Ing. Alberto H. Picerno

Introducción

Cuando todos los componentes de un sistema satelital Direct TV funcionan bien, con un pequeño barrido de la parábola, el sistema comienza a recibir señal permitiendo realizar un ajuste definitivo y preciso con el medidor de intensidad de campo en pantalla, ya sea observándola o escuchando el tono que cambia de frecuencia. Cuando algo no funciona bien, el enlace nunca se produce y el barrido no tiene ningún efecto. La pantalla no se modifica, el tono se sigue cortando, (más o menos una vez por segundo) y cada dos o tres segundos aparece el cartel que indica que modifique el ángulo de la antena en 3 grados. Lo clásico es realizar un barrido de azimut tres saltos de +3º primero y de -3º después. Si no se comienza a recibir señal, se deja la parábola en la posición central y se realiza un barrido de la altura, también con el mismo criterio de +3º y -3º. Si aún no se recibe señal, se repite el ajuste grueso con la brújula y la escala de alturas grabadas en el anclaje y, por último, se considera que el sistema tiene una falla. En ese caso, es conveniente realizar una rutina de pruebas que nos permita determinar qué eslabón de la cadena es el que falla: la orientación, el LNB,

el cable, los conectores o el receptor. Descontamos que la falla no está en el receptor de TV ya que el mismo presenta correctamente las imágenes fijas generadas por el receptor satelital como, por ejemplo, las pantallas que indican las coordenadas de la antena. Problemas más Frecuentes en un Sistema Satelital

R) El LNB no tiene tensión de ali- mentación. Desconecte el cable y mida la tensión que entrega el conector de antena. Debe estar comprendido entre 11V y 19V. En caso contrario, busque un conector mal armado, un coaxil cortado o en corto, etc, recordando que la tensión de fuente del LNB sale del receptor satelital y se envía por el cable coaxil multiplexado con la señal.

P) El LNB tiene tensión de alimentaP) El sistema no responde al barrido ción, pero el sistema no responde a nindel ángulo horizontal o azimut. guno de los ángulos de barrido y no R) La elevación está mal ajustada. existe ninguna obstrucción en la direcVerifique con un nivel, la verticalidad ción del eje de captación de la parábola. del caño de 1” que soporta la parábola. Verifique el ajuste con el inclinómetro incluido en el soporte de la antena. Cambie de 3º en + o en - el ángulo de inclinación y vuelva a ajustar el azimut. El satélite está bloqueado por algún árbol o edificio alto. Recuerde que no debe observar lo que está sobre el eje geométrico de la antena, sino lo que es- tá delante de un eje imaginario que tiene un ángulo igual al que forma el LNB con el eje geométrico, pero en sentido opuesto al eje (es decir hacia arriba en lugar de estar hacia abajo).

P) El sistema no responde a ninguno de los dos ángulos de barridos

R) Revise los conectores, verifique que el cable coaxil sea del tipo indicado. Reemplace el LNB o el receptor satelital.

P) Faltan muchos canales R) Desconecte el cable coaxil del receptor satelital. Conecte un prolongador de cable que le permita medir con el multímetro la tensión continua para el LNB, al mismo tiempo que ingresa la se- ñal al receptor (ver la figura 1). Cambie de canales y observe que en algunos canales la tensión continua de salida es de 12V y en otros de 18V. Si la tensión está fija, el sistema no puede cambiar de ángulo de polarización y no puede

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TV Satelital recibir una determinada cantidad de canales. Si la tensión cambia, el problema está en el LNB. El LNB tiene, en realidad, dos captores. Uno está orientado en un ángulo de polarización vertical y el otro en un ángulo de polarización horizontal. La falla de uno de los captores genera la falla en consideración. NOTA: En el dibujo sólo mostramos el prolongador de cable. En realidad, este prolongador se debe insertar en el sistema en serie con el propio cable coaxil, utilizando un niple prolongador de cable.

Problemas Aleatorios en la Recepción de Señales

Un sistema comercial tiene una gran cantidad de ayudas para que el mismo usuario no se alarme si se trata de un problema circunstancial. Para que las ondas centimétricas (10GHz implican 3 cm de longitud de onda) del sistema satelital se puedan propagar, necesitan una atmósfera adecuada. Las nubes comunes prácticamente no producen atenuación, pero la lluvia o las nevadas muy intensas o las nubes muy cargadas de agua, sí. Las ondas se propagan muy mal en ese medio, la señal se atenúa y pueden producir congelamiento de las imágenes, pixeleo o un corte de transmisión cuando el nivel de señal está por debajo de un valor mínimo establecido.

Cuando la señal del satélite se corta, el sistema Direct TV coloca un mensaje sobre una pantalla gris que dice: Buscando la señal del satélite (el mal tiempo puede estar causando interferencia). Por favor espere. Si esto ocurre un día con una tormenta muy grande, seguramente que la causa es la tormenta, pero si ocurre un día totalmente despejado, es probable que el sistema esté fallando. Lo más común es que la antena se haya desorientado, pero el receptor satelital pone este mensaje en todos los casos en que se corta el enlace con el satélite por la causa que fuera. Un cable coaxil roto, un conector medio desarmado, un LNB fallado o la sección de RF del receptor en malas condiciones, generan el mismo mensaje. Lo mejor que se puede hacer es seguir el método de trabajo que le indicamos en el punto anterior, para determinar la falla realizando verificaciones rápidas y efectivas. Por ejemplo, ir hasta la antena, desconectar el LNB y medir la tensión continua sobre el conector en la punta del cable. La tensión a medir debe ser de 11V a 19V. Esta tensión, se genera en el receptor y es necesaria para alimentar al LNB. Su ausencia indica que el cable coaxil o los conectores están cortados o en corto. Desconecte el conector del sintonizador y pruebe la tensión sobre el receptor. Si tiene una tensión correcta, el problema

es externo; en caso contrario, deberá reparar el receptor. La pregunta es: ¿el receptor tiene reparación? Si se trata de la ausencia de una tensión continua, es muy probable que sí. Lamentablemente, conseguir un circuito del receptor de Direct TV o del de Sky es tarea para dos magos, porque con uno no alcanza. Mandrake y Fasulo tienen encomendada dicha tarea, pero si algún lector puede aportar algo al respecto, agradeceremos su colaboración como corresponde y prometo regalarle mis libros autografiados. Es decir, que no tenemos el circuito de la fuente de 12/18 que ajusta la polarización, pero con un poco de trabajo y buena vista, es posible seguir las pistas del circuito impreso. Otras fallas requieren el uso de instrumental muy sofisticado, como ser generadores de RF de 900MHz a 1300MHz que no son comunes en los talleres de reparación. ¿Qué ocurre cuando una parábola está parcialmente desajustada? El problema de los cortes con las tormentas se magnifica y cualquier lluvia normal produce un corte prolongado. El sistema le permite determinar esa condición particular por simple observación de la pantalla de “ajuste de la antena”. Inclusive, es recomendable indicarle al usuario que recuerde el valor indicado en “intensidad de señal”, para que él mismo determine la conveniencia de un

Figura 1 - Cable de prolongación que permite medir la tensión continua que alimenta al LNB.


Montaje de una Antena de TV Satelital ajuste. Inclusive, si bien el manual de usuario de Direct TV no lo indica explícitamente, se puede leer que aconsejan que el mismo usuario intente ajustarla escribiendo: Inspeccione y vuelva a alinear su antena parabólica, si puede hacerlo de manera fácil y segura. Muchas antenas parabólicas son difíciles de alcanzar. De ser ese el caso, llame a un instalador para solicitar asistencia. Esto significa simple y llanamente que se espera que la antena se corra y que es tan fácil ajustarla nuevamente que, si el usuario se anima, es preferible que aprenda a hacerlo. Por lo menos es conveniente que sepa cómo medir la intensidad de campo y pedir reparación en caso de dudas. Más adelante vamos a insistir sobre el tema, porque existen zonas de recepción particularmente difícil que puedan requerir un cambio de transponder. Justamente, la República Argentina es uno de los países más perjudicados en ese aspecto; en las provincias patagónicas, la distancia al satélite es muy grande y se producen cortes con mucha frecuencia. Recuerde que la menor distancia al satélite ocurre para los países situados en el ecuador terrestre, en donde las antenas parabólicas miran prácticamente al cenit y las mayores distancias se producen en el polo norte o sur, donde miran prácticamente al horizonte. Cómo Orientar una Antena sin Ayuda de la Pantalla

Si no tengo la ayuda de la pantalla, ¿cómo se puede realizar la orientación de una antena? ¿Todos los tipos de parábolas se ajustan del mismo modo? Este no es un caso que se le vaya a presentar a un instalador de sistemas comerciales, pero su comprensión nos permite entender mejor el funcionamiento de un sistema satelital, para animarse a intentar la recepción de canales abiertos dedicados a la enseñanza, las noticias o a la divulgación de cultura en general. Si se trata de ajustar cualquier tipo de antena, los procedi-

mientos son siempre similares, teniendo en cuenta el corrimiento (offset). En efecto, los cálculos permiten determinar hacia dónde se debe dirigir el eje de captación de la antena; si se trata de una antena offset, Ud. debe compensar el hecho de que el eje geométrico de la parábola no coincide con el eje de captación. Pero si Ud. utiliza la escala de elevación marcada en la misma parábola, se supone que este eje ya tiene implícito el corrimiento (offset). Siempre se opera del mismo modo. Con la brújula se ajusta el valor del azimut al calculado en el apartado anterior, incluyendo la declinación magnética correspondiente. Para el ajuste con la brújula, la misma no se debe acercar mucho a superficies metálicas, pues podría dar un error de medición si la superficie metálica está magnetizada. Mida primero con la brújula en la mano y tome algún punto de referencia sobre el norte, haga luego lo mismo con la brú jula montada en la antena para verificar si el montaje es adecuado. Para ajustar la elevación en el caso general, se utiliza un aparato llamado inclinómetro, (no es más que un nivel con regla giratoria que se compra en la buenas ferreterías) que como su nombre lo indica, es un medidor de inclinación. Como el inclinómetro se coloca en la superficie de la antena, lo que realmente se mide es el ángulo complementario al indicado por cálculo (el ángulo complementario se obtiene sumando 90º al valor original). Para el ajuste con el inclinómetro, se suele colocar una regla recta en los extremos de la superficie de la parábola, para obtener un plano recto y fiable. En general, los sistemas satelitales más antiguos requieren un ajuste del desplazamiento de la polarización al valor necesario. El LNB está montado de modo que puede ser girado sobre su eje para lograr un máximo de señal. Otros sistemas no tienen este ajuste y confían en que el montaje mecánico es suficientemente preciso como para que no haga falta ajustarlo.

Un Medidor de Campo de Uso General

El eslabón más débil de mi método, es la medición de señal de antena. Un sistema genérico que no presente indicación en pantalla no se puede ajustar. Inclusive el método del celular es bueno para salir de un apuro, pero no siempre es aplicable. Uno de mis alumnos me comentó que su celular le producía una interferencia tan grande que no se podía utilizar. Además, cuando la parábola está en un lugar inaccesible, no es muy grato andar moviendo la antena y escuchando por el celular. ¿Se puede hacer un medidor de intensidad de campo? Para responder a esta pregunta, primero se debe conocer más a fondo el sistema receptor. El receptor de los sistemas satelitales siempre es un doble superheterodino. En un superheterodino clásico, la señal de antena se bate con una señal del oscilador local, que se encuentra una frecuencia de FI más arriba. De ese modo, la señal convertida es siempre una frecuencia fija, llamada frecuencia intermedia. Para TV, por ejemplo para el canal 13, la frecuencia de la portadora de video es de 211,25MHz, la frecuencia del oscilador local es de 257MHz y el batido genera una frecuencia de FI de 45,75MHz. Cuando las frecuencias de señal se hacen muy altas, el pasaje a la frecuencia de FI se suele hacer en dos pasos en lugar de uno y entonces el proceso se llama doble heterodinaje. En el caso que nos ocupa, las señales están en la banda de 11,45 a 12,2GHz. En el LNB se realiza una amplificación y un batido con una frecuencia fija de 10,5GHz generándose nuevas frecuencias portadoras en la banda de 0,95GHz a 1,7GHz. Posteriormente en el receptor satelital estas frecuencias de portadoras se vuelven a batir, en este caso con una frecuencia de oscilador local variable, para obtener una frecuencia de FI fija. Cualquier probable medidor, debería colocarse a la salida del LNB y debe ser un amplificador sintonizado en la mitad Servi ce & Montajes

TV Satelital de la banda, es decir en aproximadamente 1,3GHz. En esas frecuencias no hay CIs amplificadores, la única posibilidad es el uso de transistores de 10GHz con circuitos sintonizados del tipo guía de onda, realizados sobre el propio impreso. Los instaladores de los sistemas comerciales, poseen un medidor con un instrumento de aguja que se conecta directamente al LNB; este medidor posee pilas que alimentan al LNB, además de medir su salida. Los medidores de intensidad de campo utilizados por Direct TV no se venden, sino que le son entregados al personal cuando terminan su curso de perfeccionamiento. Trataremos de averiguar algún detalle más sobre el tema. Sistemas No Comerciales de TV Satelital

utilizarlo como medidor. Ya sabemos que el sistema es un doble heterodino. También sabemos que el LNB es un conversor con una salida de 0,95 a 1,25GHz muy difícil de medir con métodos convencionales. Pero en el receptor, esa señal se aplica a un nuevo conversor y de allí a una FI. Esa FI debe tener un sistema de CAG (control automático de ganancia), y precisamente esa tensión se comporta como lo haría un medidor de señal. Es decir, la idea es analizar el receptor satelital, ubicar el CAG y ajustar la antena a máxima tensión de AGC. Un sistema genérico, puede tener una antena de montaje polar, que se utiliza cuando se quieren recibir varios satélites. Permite recorrer los diferentes satélites en órbita geoestacionaria de forma automática (con un servomotor), mediante la rotación de un sólo eje polar. Su principio constructivo se aseme ja al utilizado en las grandes antenas radiotelescópicas. Se fabrican tanto de foco primario, como en offset. Su ajuste es más delicado y complicado, y resulta más cara. Para orientar esta antena, se deben seguir los pasos siguientes: - Primero se orienta la antena hacia el polo norte (estando en el hemisferio sur) y se eleva un número de grados, igual a la latitud del lugar de recepción. - Se ajusta el ángulo de declinación para encontrar la órbita geoestacionaria. Se dota a la antena de un eje polar y un eje de rotación y se ajusta el offset (corrimiento) de declinación. Los componentes de una estación de recepción satelital domiciliaria de este tipo son similares a los de un sistema comercial. El equipo individual de recepción de TV por satélite libre generalmente está compuesto por los siguientes elementos, muy similares a los de la TV comercial:

c) Unidad interior sintonizable. d) Rotor de parábola. e) Cable.

A continuación, se presentan las características más importantes de cada componente. a) Detector, alimentador o iluminador:

Es el componente encargado de recoger las señales de radiofrecuencia reflejadas en la antena parabólica. Va colocado en el foco de la parábola. Para poder diferenciar entre polarización horizontal y vertical, existe un elemento denominado polarizador, que discrimina la polarización según el tipo y la forma de colocarlo. Para pasar de polarización vertical a horizontal y viceversa, basta girar 90º el conjunto alimentadorpolarización-conversor. En algunas instalaciones, se puede disponer de un servomecanismo llamado Pola-Rotor o discriminador, que realiza el giro de 90º a distancia (desde la unidad de sintonía), mediante un selector de polaridad horizontal/vertical, que permite cambiar de posición la polaridad del alimentador. Existen detectores de doble polaridad u ortomodos, que permiten disponer simultáneamente de las señales de TV por satélite en polarización vertical y horizontal. Utiliza dos guías de ondas del tamaño requerido, perpendiculares entre sí; una transmite la polaridad horizontal y la otra la polaridad vertical. Se utilizan dos conversores para cada una de estas señales recibidas.

Si Ud. desea experimentar en el campo de la TV satelital no comercial, puede recurrir a los satélites libres o gratuitos, por ejemplo el ISPASAT o el BRAZILSAT dedicados a la difusión de la enseñanza. Inclusive puede tomar las emisiones satelitales no codificadas de los satélites comerciales que, por lo general, emiten una pantalla con propaganda institucional que puede ser captada con cualquier receptor satelital. Por ejemplo, cuando el instalador oficial realiza una instalación, lo hace captando este canal, sin avisar a la central que deben habilitar un nuevo cliente. Recién cuando el enlace está bien ajustado, se encarga de pedir la habilitación b) Conversor LNB (de bajo nivel por tarjeta o telefónicamente. de ruido): Como ya sabemos, una vez preorientada una antena, se procede a La señal del haz descendente, que medir el nivel de señal que recibe con se refleja en la superficie o plato de la un medidor de intensidad de campo antena parabólica orientada al satélite adecuado, y se reajusta la antena para determinado, concentra toda su enerobtener el máximo nivel de señal. Pero gía en el foco, y a través del detector o ¿qué es un medidor de campo adecuailuminador situado en dicho punto, la do y con qué se lo puede reemplazar si señal se introduce en el amplificador de a) Detector, alimentador o ilumi- entrada. no se tiene uno? Si no se tiene medidor, hay que me- nador. La señal captada por la antena es b) Conversor LNB. ter las manos en el receptor satelital y muy débil, debido a la gran atenuación Serv ic e & Mont ajes

Montaje de una Antena de TV Satelital que sufre en el espacio comprendido desde el satélite hasta el punto de recepción. Además, por tener una frecuencia muy elevada, debe ser transformada a una frecuencia mucho más baja para enviarla al receptor interior (sintonizador de satélite), de manera que se transmita por el cable coaxil sin una gran atenuación (Canal de Frecuencia Intermedia = 950MHz a 1750MHz). El dispositivo encargado de ello se denomina conversor, y como debe tener un bajo nivel de ruido, se denomina conversor de bajo nivel de ruido o LNC. El mismo, unido a un amplificador de bajo nivel de ruido o LNA y a un oscilador local, mezclador y filtro de la 1ª Frecuencia Intermedia, conforma lo que se llama bloque de bajo nivel de ruido, que comúnmente se denomina conversor LNB. El mismo se ubica en el foco del reflector y debe estar sellado para soportar las inclemencias del tiempo. La alimentación del conversor se realiza a través del propio cable de señal, con sus correspondientes filtros de baja frecuencia, en 15 ó 20V de tensión continua. c) Unidad interior sintonizable:

También denominada unidad de recepción de satélite, es la encargada de sintonizar cada uno de los canales captados por la antena. La conexión de la antena a la unidad interior se hace por medio de un cable coaxil de poca atenuación y buena respuesta a las frecuencias de la 1ª Frecuencia Intermedia, que comprende la banda de 950MHz a 1750MHz. La salida de video compuesto de la unidad interior, se conecta al receptor de TV o a la entrada de una videocasetera, utilizando un cable coaxil normal de TV. El cable coaxil correspondiente será de 75 ohm de impedancia. Generalmente, esta unidad es del tipo multinorma (PAL / NTSC).

máticamente la antena orientada hacia un satélite determinado. Suele utilizarse en las antenas de montaje polar, cuando se desean recibir varios satélites mediante la misma antena parabólica. Proporciona el movimiento y control para que la antena pueda rastrear el satélite mediante un brazo telescópico que se extiende y contrae, gobernado por una unidad de control, que se puede colocar cerca de la unidad de sintonía. Se necesita un sólo actuador para el seguimiento y orientación de la antena a todos los satélites geoestacionarios del cinturón de Clarke, siempre dentro de un ángulo de azimut total donde los satélites son "visibles" por la antena. e) Cable:

El cable que conecta la antena con la unidad interior de sintonía debe ser de buenas características, es decir, poca atenuación en el margen de frecuencias utilizado en la 1ª Frecuencia Intermedia. Los fabricantes disponen de varios modelos de este tipo de cable para poder utilizar en la instalación; sin embargo, algunos instaladores utilizan el cable normal de TV, con el consiguiente aumento de la atenuación y una posible pérdida de calidad de imagen, si hay muchos metros de cable. Si se tiene un recorrido de cable largo (más de 40 m), puede ser necesario introducir una nueva conversión de señal, a una frecuencia de unos 70MHz. Otras Consideraciones

Para el montaje de las antenas satelitales, se recomienda instalarlas libres de obstáculos o conductores metálicos cercanos, que puedan deformar la forma espacial del diagrama de captación direccional de cada antena. Resulta importante resaltar, que en función de las altas frecuencias transd) Rotor de parábola: mitidas, y por lo tanto, las pequeñas También denominado actuador, es el longitudes de onda resultantes, el coaelemento encargado de colocar auto- xil debe considerarse como una línea

de transmisión larga. Correctamente trabaja como línea aperiódica, es decir, con ondas progresivas. Por lo tanto, cualquier tipo de asimetría, falta de homogeneidad o desadaptación de impedancias entre todos los componentes del sistema, puede originar reflexiones en aquellos puntos en los que aparece una discontinuidad del valor de la impedancia. Estas reflexiones generan ondas estacionarias que disminuyen el rendimiento de la instalación y causan los temidos fantasmas en las imágenes y/o ecos en los sonidos, que degradan la calidad del funcionamiento de la instalación. Por tal motivo, los cables deben ser de buena calidad, de manera que conserven sus parámetros característicos en toda su longitud, y en especial, los repartidores y derivadores no deben introducir ninguna discontinuidad en el valor de la impedancia que se presenta entre los conductores del coaxil. Además, todo cable debe tener su finalización en una impedancia terminal de valor igual a la impedancia característica de la red de distribución. Como en estos sistemas no existe la ayuda en pantalla de los sistemas comerciales, la pre-orientación de la antena debe realizarse mediante cálculo matemático, del tipo trigonométrico. Si el lector no tiene conocimientos matemáticos, le aconsejamos recurrir a algún profesor de matemáticas con las siguientes indicaciones. Cálculo del Azimut y la Elevación

Como se indicó anteriormente, para orientar una antena de recepción satelital hay que definir el valor del azimut y la elevación correspondiente, para lo que hay que tener en cuenta la localización geográfica del lugar de recepción (latitud y longitud) y la ubicación del satélite geoestacionario sobre el plano ecuatorial (longitud). Para realizar el cálculo matemático, hay que emplear Servi ce & Montajes

TV Satelital algunas fórmulas de trigonometría esférica, cuya demostración se puede consultar en los libros de la materia. En dichas fórmulas hay que introducir algunas constantes terrestres. El radio, medido desde el centro de la Tierra, correspondiente a la trayectoria en la que se desplazan los satélites geoestacionarios, es de 42.164,46Km. Sin embargo, es más habitual hacer referencia a la distancia h que existe desde el satélite al ecuador terrestre, que resulta de 35.786,3Km. La diferencia entre los valores anteriores, corresponde al radio terrestre ecuatorial R, que vale 6378,16Km. Para simplificar las expresiones, conviene definir dos variables auxiliares. La primera, simbolizada con F, resulta igual a la diferencia, expresada en grados, entre la longitud del satélite Lgs y la longitud del punto de recepción Lgr: F = Lgs - Lgr

La otra variable auxiliar, simbolizada Supongamos que se desea orientar con D, resulta de la expresión: la antena hacia el satélite Brazilsat A1 situado a una longitud de 65 grados 2 D = √ [h + 2 . R . (R + h) . (1 - cos F oeste. Entonces. . cos Ltr)] en la que Ltr representa la latitud del F= 65º - 53º= 12º punto de recepción. El ángulo de elevación E puede calD= √ [(35786,3Km)2 + 2 . cularse mediante la fórmula: 6378,16Km . (6378,16Km + + 35786,3Km) . (1 - cos 12º . cos E= arc cos [ ((R + h) / D) . 35º)] 2 2 . √ (1 - cos F . cos Ltr) ] D= 37249,95Km El ángulo de azimut A resulta: A= arc sen [ (sen F) / (√ (1 - cos2 F . cos2 Ltr)) ]

E= arc cos [ ((6378,16Km + 35786,3Km) / 37249,95Km) . . √ (1 - cos2 12º . cos2 35º) ] E= 47,37º

Veamos un ejemplo práctico. Sea una instalación a realizar en las cercanías de Buenos Aires, cuya ubicación geográfica la definen una longitud de 53 grados oeste y una latitud de 35 grados sur.


A= arc sen [ (sen 12º) / (√ (1 - cos2 12º . cos2 35º)) ] A= 20,33º ¡¡Hasta la próxima!! ✪

TV

Sistemas y Normas de TV Digital Los sistemas de televisión y otros afines (DVD, Videograbación, etc.) están pasando por un período de franca digitalización en todo el mundo. Las técnicas digitales empleados en todos ellos son, en principio, similares o al menos basados en prem isas afines. En la presente nota nos ocuparemos de estos sistemas actualmente en uso. Autor: Egon Strauss

parte de esta nota), es necesario utilizar señales digitales codificados en Algunos requisitos y prestacio- forma especial, denominada “compresión de señales”. nes de la TV Digital (DTV): Al pasar del dominio analógico al Los métodos de compresión vadominio digital, se incorporan varias rían en sus valores numéricos al igual nuevas prestaciones que antes no que las normas usadas en la TV anaexistían o sólo estaban presentes en lógica y de esta manera se conocen forma optativa. Con la TV Digital varios sistemas de DTV (Televisión (DTV) se tornan obligatorias y son in- Digital): el sistema ATSC (Advanced corporadas en forma automática al Television System Committee) en uso servicio. Nos referimos entre otros a en los Estados Unidos y otras partes los siguientes: del mundo y el sistema DVB (Digital • Imagen en formato 16:9, quedan- Video Broadcast), en uso en varios do el formato antiguo 4:3 como op- países europeos. En la figura 1 vemos ción. el logotipo de la TV-Digital usada en • Definición mejorada o alta defini- los Estados Unidos y en la figura 2 veción de la imagen. mos el logotipo del sistema europeo • Efectos digitales de programa- DVB. ción, sintonía, ajuste de imagen y sonido y otros, todos en forma digital. • Sonido digital multicanal con caLa Imagen Digital Requiere lidad de CD, quedando el sonido moPasos de Compresión de Señales naural o estereofónico como opciones. Para poder incorporar las nuevas • Sintonizador apto para el proce- prestaciones es necesario no sólo disamiento de las señales VSB (Vesti- gitalizar la imagen, sino también introgial Side Band) de la DTV. ducir una codificación especial, la Para lograr muchas de estas pres- compresión de señal. taciones digitales nuevas, presentes En la TV analógica se usan los patodos en un ancho de canal compati- rámetros que surgen de la tabla 1. ble con los canales analógicos actualEn la tabla 2 vemos los parámemente en uso (ver Tabla en la primera tros que se agregan en la TV digital. La Televisión Digital

Se especifican los valores para ATSC y DVB. HDTV significa High Definition Television: Televisión de Alta Definición. Este sistema se basa fundamentalmente, en el aumento del formato de la pantalla. Esto significa aumento del contenido de la imagen. En HDTV la relación de aspecto de la pantalla es de 16:9. Esto significa un ancho de pantalla un 33% mayor que la televisión convencional. Estudios realizados indican que la adopción de un formato más ancho de pantalla provoca un mayor grado de participación del espectador en la escena. Este fenómeno es debido a que el espectador no ve toda la pantalla de una sola vez, sino que elige la parte de la imagen que desea. Observe que el formato 16:9, tiene una relación cuadrática con el formato de televisión convencional o standard de 4:3.

Figura 1 - Logotipo de DTV.

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TV rios sistemas, dedicado cada uno a fines específicos. En la DTV (Televisión Digital) nos interesa especialmente el sistema MPEG-1, usado para la compresión del sonido y el MPEG-2, usado para la compresión de la imagen. En el proceso intervienen varios tipos de imagen, cada uno con propósitos diferentes.

Figura 2- Logotipo de DVB.

De esta manera debemos considerar tres tipos de cuadros:

Las Bases de la Compresión de Señales

• “Cuadros I”, intra imágenes • “Cuadros P”, imágenes interfra- me predichas • “Cuadros B”, imágenes predichas bidireccionales (interpoladas)

Debido a lo extenso del tema sólo deseamos aquí incluir algunos conceptos básicos de este proceso, que es sólo posible en forma coherente en el dominio digital. Se usan sistemas Los “Cuadros I” están codificados de codificación del tipo MPEG (Motion sin referencia a otros cuadros, lo que Picture Expert Group) que se fundó en permite el acceso aleatorio y los mo1988 y se dedicó al desarrollo de va- dos de avance y retroceso rápido, pe-

ro a costa de una compresión baja. En este tipo de imagen se usan casi todos los bits necesarios por la imagen sin compresión. Los “Cuadros P” están codificados con referencia a un cuadro previamente codificado más cercano, sea “Cuadro I” o “Cuadro P”, generalmente con compensación de movimiento. Este tipo de cuadro no provee ningún punto de referencia para el acceso aleatorio o la edición. Los “Cuadros B” son bidireccionales y por lo tanto requieren cuadros pasados y futuros como referencia. En ellos se puede usar compensación de movimiento. Con el uso alternado de estos tres tipos de imagen, se logran tasas de compresión suficientes para hacer caber dentro del canal de la TV convencional analógica de 6 o 7MHz, la información necesaria para

TABLA 1. Parámetros de la TV-Analógica.

SISTEMA FREC./CUADRO CAMPOS/CUADRO NTSC PAL

SISTEMA

59,94Hz 50Hz

LINEAS/CUADRO FREC. HORIz.

2 2

525 625

15734 15625

SUBPORT. LINEAS ACTIVAS/ CUADRO

455H/2 1135H/4+25

TABLA 2. Parámetros de TV-Digital.

483 576

FRECUENCIA CAMPO

CAMPO/ CUADRO

LINEAS / CUADRO

FREC. HORIZ.

RELACION MUESTREO LUMINANCIA

PIXELS / LINEA

HDTV USA 1080x1920

60Hz

2

1125

33750

2200 H = 74,25MHz

1920

HDTV EUROPA ITU-R-BT 1120, DVB

50Hz

2

1250

31250

2304 H = 72MHz

1920

SISTEMA

SUBPORTADORA

LÍNEAS ACT. POR CUADRO

RELAC. DE MUESTREO DE CROMA

MUESTREO DE BITS

RELACION DE DATOS SERIE

HDTV USA 1080x1920

COMPONENTES

1080

1100 H = 37,125MHz

10

HDTV EUROPA ITU-R-BT 1120, DVB

44000 H = 1,485Gb/S

COMPONENTES

1152

1152 H = 36MHz

8 o10

46080 H = 1,44Gb/S


Sistemas y Normas de TV Digital una imagen de alta definición y de formato 16:9. Para ello es necesario reducir el ancho de banda de unos 135 MHz que se necesitaría con la modulación digital PCM (Pulse Code Modulation) a sólo 6MHz del canal americano o 7MHz del canal europeo. Se usan diferentes métodos de avanzada, entre ellos la omisión de señales redundantes y la transformada del coseno discreta, y se llega así a la tasa de compresión de casi 70 veces, necesaria para este fin. El proceso digital permite la selección de la definición de la señal de video, prestación debidamente normalizada en DTV. En la tabla 3 vemos los diferentes niveles de compresión para las variantes aprobadas de la DTV. Una de las ventajas de la compresión variable es poder ubicar en el mismo canal de 6 (o 7) MHz varios programas de TV, haciendo así de la transmisión por canales satelitales o por cable un operativo altamente lucrativo para la empresa prestadora.

Nivel

Ports Centronics para impresoras y dispositivos con interfaz IEEE1394. Para una introducción exitosa del Durante el funcionamiento, el proceservicio de DTV es de suma importan- sador posee la capacidad de recibir cia poder usar los televisores analógi- flujos de datos con bytes en paralelo cos actuales y adaptarlos para el ser- y en serie con una tasa máxima de vicio digital con el agregado de adap- 108 Mbit/seg. tadores digitales. La industria ya está El flujo de bits es aplicado a una previendo esta necesidad y a conti- etapa de desencriptado de DVB incornuación mencionaremos dos tipos de porado, donde la sección del demultiprocesadores diseñados específica- plexador retira la información específimente para este fin. ca del programa (PSI = Program SpeEn la figura 3 vemos el esquema cific Information), la información de en bloques del procesador RISC service (SI = Service Information), SAA7219 de Philips que es usado en mensajes de acceso condicional (CA muchos Adaptadores Digitales para = Conditional Access) y datos privaDTV. En esta función forma parte de dos. Todos los datos son almacenauna combinación de dispositivos que dos en una memoria externa para su procesan, reciben y decodifican flujos procesamiento posterior. de transporte de señales MPEG-2. El filtrado para la sección de menEl procesador cumple con todas sajes privados está basado en hardlas funciones del Adaptador Digital ware y usa un máximo de 32 diferenpara DTV y por lo tanto tiene la inter- tes identificadores de paquetes. El faz necesaria para dispositivos perifé- procesador incorpora también un moricos tales como UARTs (Universal do de bajo consumo de “sleep” que Asynchronic Receiver Transmitter), permite el funcionamiento en espera

Parámetro

Alto

1920 muestras /línea 1152 líneas / cuadro 60 cuadros / seg 80Mb / seg

Alto 1440

Adaptadores para DTV

TABLA 3. Niveles y Perfiles. Perfil

Algoritmo

Alto

Igual anterior + 3 capas con modos SNR y Espacial escalable, Representación YUV: 4:2:2

1440 muestras / línea 1152 líneas / cuadro 60 cuadros / seg 60Mb / seg

Espacial Escalable

Igual anterior + Codificación Espacial Escalable (permitidas 2 capas), Representación YUV: 4:2.0

Principal


SNR Escalable

Igual Principal + Codificación SNR Escalable (permitidas 2 capas), Representación YUV: 4:2:0

Bajo


Principal

Codificación no escalable, con Video entrelazado, Acceso aleatorio, Modos de Predicción Imagen B, Representación YUV: 4:2.0

Simple

Igual principal, No soporta predicción imagen B, Representación YUV: 4:2:0 Servi ce & Montajes

TV

Figura 3 - El procesador SAA7219 de Philips.

del adaptador digital para DTV. La fuente funciona con una tensión de 3,3 volt cc. Otro procesador adecuado para esta función es el procesador SAA7215 de Philips que es del tipo de decodificador integrado de MPEG AVGD (Audio/Video/Gráfico/ Display). En la figura 4 vemos un esquema en bloques de este procesador. La reconstrucción de los flujos de bits comprimidos de audio y video se efectúa en el decodificador MPEG-2 después de salir del procesador anfitrión. Los flujos decodificados de audio y video son aplicados a continuación a los parlantes y al monitor. La salida gráfica corresponde al modo EG (Enhanced Graphic) y soporta los formatos de video RGB, SVideo, Video Compuesto, NTSC, PAL y SECAM, como asimismo displays de fondo y otros del tipo OSD como guías de programación y similares. La resolución de la imagen es apta para la ga-

ma de SIF hasta CCIR601. Otros procesadores son los siguientes: TDA9829T, TDA9819 para la señal de FI de VSB y el demodulador y decodificador de VSB, tipo TDA8960. Conclusiones

La introducción de la TV digital está en pleno desarrollo en algunas partes del mundo y en otras está prevista para dentro de los próximos años. Sin embargo, no creemos que el reemplazo del servicio analógico por el digital pueda producirse hasta dentro de una década o más. Los motivos económicos son, posiblemente, el obstáculo más importante en este proyecto. ✪


Figura 4 - El procesador SAA7215 de Philips.

MONTAJE

Fuente de Emergencia Inversor 6V a 220V, 50W Esta fuente de alimentación de emergencia puede ser sumamente útil en casos de corte de luz y en si- tuaciones de emergencia que se conformen con las especificaciones de la fuente. La potencia de 50 Watt puede ser suficiente para algunas lámparas de luz de bajo consumo, pero desde luego no alcanza para exigencias de carga mayores. Tomando en cuenta estas limitaciones, podemos encarar la construcción. Autor: Egon Strauss El Circuito Básico En el diseño de fuentes de alimentación de emergencia de 220 Volt, 50Hz, es necesario pensar en la facilidad de construcción y mantenimiento y en la confiabilidad del funcionamiento. Usar una batería de automóvil de 6 o 12 Volt como fuente primaria de la fuente de 220 Volt parece aceptable, ya que el consumo recae sobre esta fuente primaria y actualmente es el elemento más económico y duradero que se dispone para este fin. Al mismo tiempo, al introducir una batería de automóvil en el diseño, es necesario pensar en la recarga de dicho componente que debe realizarse en forma automática al regresar el suministro normal de la tensión de red de 220 Volt. La potencia de salida puede ser suficiente para alimentar unas 5 o 6 lámparas fluorescentes de bajo consumo, de 7 Watt cada

una que actualmente se obtienen en el mercado a precios muy convenientes. Estas lámparas fluorescentes enroscables brindan un rendimiento lumínico muy alto y son recomendados para este tipo de iluminación de emergencia. En la figura 1 vemos el aspecto de una de estas lámparas de 15 Watt, si bien la preferida para una iluminación de emergencia, es el modelo de 7 Watt.

Figura 1. Una lámpara fluorescente de bajo consumo (a rosca).

Se fijaron las especificaciones de la fuente de la siguiente manera: • Tensión de la fuente primaria: Eb = 6 Volt c.c. ±0,9 Volt, • Corriente de alimentación: Ib = 11 Ampere para consumo de 50 Watt, • Tensión alterna de salida: Eout = 220 Volt c.a., • Potencia nominal: Pout = 50 Watt, • Frecuencia: f = 50Hz ±1Hz, Para lograr este tipo de exactitud y tolerancia, deben tomarse


Montaje

Figura 2. El circuito de la fuente de emergencia.

ciertas precauciones que aconse- b) entrega la tensión de 220 Volt Volt componentes usados correspon jan un circuito que comprende las de la fuente cuando la red está e stá in- den a una de las versiones prosiguientes etapas: terrumpida. badas, pero no existe ningún in• Un gener generador ador sin sinuso usoida idall de La inducta inductanci ncia a L del circ circuit uito o conveniente en usar otros com50Hz provisto de un circuito reso- LC se determina en 5,06 Henry, ponentes, si ello fuera necesario, nante LC y un transformador cu- aproximadamente, cuando el va- por motivos de obtención o exisyos arrollados actúan junto con lor del capacitor es de 2µF y la tencia de estos componentes. un capacitor de 2µF como ele- frecuencia de 50Hz. Con estos Nos referimos especialmente al mentos reactivos para el oscila- valores se cumple la condición hecho de haber usado transistodor y también como transforma- para 50Hz de LC = 10,14 aprox. res de germanio tipo PNP PNP.. Es facdor de excitación. tible, con ligeras modificaciones, • Una eta etapa pa de exc excita itació ción n en usar transistores de silicio tipo push-pull que también funciona PNP y event eventual ualmen mente, te, tam tambié bién n El Circuito Usado en la como etapa separadora entre el del tipo NPN, si bien en este caso Fuente de Emergencia oscilador y la etapa de salida. las modificaciones son, desde • Un Una a etapa etapa de sal salid ida a que De acuerdo a las especifica- luego, de mayor importancia. provee la energía necesaria y un ciones arriba indicadas, podemos El hecho de usar transformatransformador que entrega la ten- desarrollar un circuito específico dores en este diseño garantiza la sión necesaria de 220 Volt. para esta fuente de emergencia. estabilidad de frecuencia necesa• Un circu circuito ito de de conmut conmutaci ación ón Aclaramos en este punto que los ria y facilita también la obtención automática que: de la tensión de a) conecta la salida especifiTabla 1 - Reemplazos equivalentes de transistores. tensión rectificacada. El uso de da de la red a la una batería de Tra rans nsis istor tor or orig igin inal al Reem Re empl plaz azos os di dire recto ctos s batería para su 12 Volt Volt en lugar AC117 ECG102A, NTE102A, SK3004, 2N422, 2N534, recarga cuando 2N535, 2SA538, 2SA302, 2SB89, 2SB75, 2SB92, de 6 Volt, es la red funciona también una vaAD138 ECG121, NTE121, SK3717, SK3738, AD149, normalmente; y riante factible, AD150, 2N420, 2SB84.

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Montaje si bien requiere un dimensionamiento diferente de los transformadores. Los datos indicados son para los componentes especificados en el diagrama o reemplazos equivalentes. Observe la tabla 1. En la figura 2 vemos el circuito sugerido. Se observa que la rectificación de la tensión alterna para lograr la tensión de carga de la batería, la efectúan los transistores de salida. Esta conexión la efectúa el relé de salida. El circuito de excitación sinusoidal está determinado por el capacitor C2 y los arrollamientos L2, L4 y L1 del transformador Tr1. Los transistores de salida poseen un encapsulado metálico, motivo por el cual se montan en forma directa sobre el chasis metálico para lograr una disipación térmica conveniente. Deben usarse arandelas de mica y grasa termoconductiva para el montaje, a fin de evitar cortocircuitos y al mismo tiempo lograr un comportamiento térmico adecuado.

Datos para el armado de los transformadores: Transformador Tr1: Núcleo M 42, chapa Nº IV IV,, apilado unilateral, entrehierro de 0,5 mm. Bobinado L2: 240 espiras de alambre de 0,4 mm, Bobinado L4: 2700 espiras de alambre de 0,14 mm, Bobinado L1: 80 espiras de alambre de 0,1 mm, Bobinado L3: 2 x 60 espiras de alambre de 0,2 mm. Transformador Tr2: Núcleo M 55, chapa Nº IV IV,, apilado bilateral.

Bobinado Bifilar L5: 2 x 130

espiras de alambre de 0,75 mm, Bobinado Bifilar L6: 2 x 25 espiras de alambre de 0,3 mm Bobinado Bifilar L7: 2 x 42 espiras de alambre de 0,75 mm. Transformador Tr3: Núcleo M 102, apilado bilate-

ral. Bobinado L8: 2 x 27 espiras de alambre de 2 mm, Bobinado L9: 2 x 8 espiras de alambre de 0,7 mm, Bobinado L10: 930 espiras de alambre de 0,4 mm, Bobinado L11: 210 espiras de alambre de 0,4 mm. Otro de los componentes especiales es el relé, que cumple las funciones arriba mencionadas y por lo tanto debe poseer juegos de contactos para todas ellas. Se trata de un relé inversor de cuatro polos, con un par de contactos normalmente abiertos y otro normalmente cerrado. Esto significa que debe poseer 6 juegos de contactos inversores. En dos juegos de contactos la corriente es mínima, pero en los otros cuatro la corriente puede llegar a 0,5 Amperes. La bobina del relé se conecta a 220 Volt, motivo por el cual debe cumplir las especificaciones adecuadas. El capacitor del oscilador, C2, es de 2µF x 70 Volt, del tipo de papel o Mylar, no electrolítico. El capacitor C1 es un electrolítico de 200µF x 3 Volt. El capacitor C3 es de papel de 47nF.

Los resistores son seis y poseen las siguientes características: R1: preset de 10kΩ, R2: resistor de carbón de 390Ω x 1/2 watt, R3: preset de 100Ω, R4: alambre de 1,8Ω, 2 Watt, R5: alambre de 1,8Ω, 2 Watt, R6: resistor de carbón de 1,5kΩ x 1/2 Watt.

El diodo D1 es del tipo 1N4001 de silicio, con una tensión de 600 Volt, 1 Ampere. El armado de la fuente de emergencia es sencillo, ya que no hay problemas de frecuencias altas o acoplamientos delicados. Sin embargo, es necesario cuidar el aspecto eléctrico y la aislación, para evitar sorpresas desagradables. En el uso conviene tomar en cuenta la potencia máxima especificada y evitar la sobrecarga del circuito. La colocación de un fusible en el circuito de carga es recomendable pero no imprescindible.

Ventajas del Sistema Debemos destacar una de las ventajas del sistema propuesto de fuente de emergencia de 220 Volt con respecto a las fuentes convencionales de baja tensión. Estas últimas sólo funcionan durante apagones y constituyen un circuito adicional e independiente de todos los circuitos de 220 Volt existentes. El sistema de 220 Volt en cambio, puede funcionar en forma permanente. Cuando no hay corte, se alimenta de la red eléctrica común pero, en el caso del corte de luz, pasa automáticamente a funcionar desde la fuente de emergencia. Los artefactos instalados se convierten así en parte integrante permanente de la iluminación de la casa o departamento en el cual están instalados. Al cortarse la red eléctrica se mantienen iluminados sin corte, mientras que el resto se apaga. En cada caso conviene evaluar las ventajas de uno u otro sistema y luego optar por el que más le convenga según cada necesidad. ¡¡Hasta el mes que viene!! ✪

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MONTAJE

Robots Chatarra En un mundo no muy distante para nosotros, se abre la posibilidad de poder conocer y desarrollar por medio de materiales en desuso o material chatarra, proyectos tecnológicos de gran valor científico. La robótica en nuestro continente debe seguir creciendo, y no debe tener barreras económicas o de tecnolo- gía. Debemos seguir el ejemplo de Argentina quien participó en el último mundial de Robots realizado en Alemania, logrando estar entre los cuatro mejores del mundo.

Autor: Ing. John Carlos Quispe Chambi Instituto Superior Público José Antonio Encinas - Puno - Perú [email protected]

E

n algunos países, conseguir algunos materiales como servomotores y sensores, entre otros componentes electrónicos para desarrollar diversos proyectos, se hace complicado, y en algunos casos imposible por su alto valor económico; confiar en algún distribuidor del extranjero nos da mucha desconfianza, y además tenemos los altos precios de costo, a los de envío. Es por esta razón que proponemos el armado de robots utilizando material chatarra, donde conseguimos motores de fuerza, sensores, etc. Descripción

Los robots sigue líneas tienen varios circuitos, pero todos ellos poseen como sensores los famosos CNY70, sensores con un costo alrededor de 5 dólares cada uno, y con la seguridad de que en algunas partes de nuestro continen-

te el conseguirlos se hace imposible, el presente artículo da como una alternativa de solución el utilizar los sensores del mouse.

sarmamos y observamos la parte interna del circuito del mouse del cual debemos prestar atención en los sensores que tiene incluido. En la figura 1 se muestra el esquema electrónico interno de un mouse, Sensores del Mouse donde se pueden apreciar dos pares de sensores, dos diodos IR y dos fotoLo primero que hacemos es con- transistores, suficientes para realizar seguir un mouse en desuso, que po- el proyecto de los seguidores de línea. demos encontrar en las PCs compatiEn la figura 2 se muestran los senbles; en dicho mouse internamente se sores extraídos del mouse, los dos encuentran sensores que reemplaza- diodos IR y los dos fototransistores y, rán la utilización de los CNY70. Lo de- es la forma en que deben de ser dispuestos en el robot seguidor de líneas. En la figura también se observan los pines que se utilizarán; para el diodo IR tenemos el Cátodo y el Ánodo, y para el fototransistor tenemos los pines dos y tres que representan el colector y el emisor.

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Figura 1

Figura 2

Robots Chatarra Cabe recalcar que el diodo IR es visto de frente poniendo la cúpula en la parte superior, y para el fototransistor visto con la lengüeta en la parte de encima. En la figura 3 se observa la forma de ubicar los sensores del mouse, tanto el diodo IR como el fototransistor en el seguidor de líneas. Circuito de Operación de los Sensores

En la figura 4 se observa el circuito de funcionamiento de los sensores del mouse en el seguidor de líneas, tanto el diodo IR como el fototransistor tienen que ser alimentados con una batería de 9V y se utiliza un diodo led para observar el funcionamiento de los sensores. Cuando están sobre la línea negra de la ruta de prueba, se observa que la intensidad del diodo led se incrementan y cuando los sensores están sobre la superficie blanca, la intensidad del led disminuye. Esta ruta puede ser creada utilizando una pizarra acrílica y cinta aislante de color negro. Para la implementación final deberemos construir dos circuitos como el de la figura 4. Podrá utilizar para esto una plaqueta de experimentación (protoboard). La siguiente prueba se realizará con los dos circuitos armados y los sensores ubicados como en la figura 3, implementados en el chasis del robot. La prueba final de los sensores será cuando los dos diodos led de ca-

Figura 4

da circuito se prendan con mayor intensidad cuando los sensores se encuentren dentro de la línea negra, y reducirán su intensidad cuando estén sobre una superficie blanca. Cuando uno de los sensores se encuentre dentro de la línea negra y otro en la superficie de color blanca, se observará que uno de los leds se encenderá con mayor intensidad y el otro no; lo mismo debe de suceder en sentido inverso. Funcionamiento a) Los Sensores

La explicación técnica del funcionamiento de los sensores se da en principio con la polarización directa del diodo IR. Esta polarización surge con una resistencia en serie de 680 ohmios, tal como se muestra en la figura 5. Para verificar su correcta polarización utilice un multímetro, y mida la corriente que circula por el ramal. Hecho esto, debe tener una corriente de alrededor de 15mA, esto indica circulación de corriente por la rama y que el diodo IR está correctamente polarizado, ya que no podemos ver la intensidad luminosa como si se tratara de un diodo led porque el diodo IR emite una luz infrarroja, la cual es imposible ver. El fototransistor recibe en la base una pequeña corriente y esto depende de la cantidad de luz infrarroja que incide en él. En la aplicación del se-

guidor de líneas, la luz proveniente del diodo IR choca con la superficie de color blanco y rebota en dirección al fototransistor, ocasionando así esa pequeña corriente en la base que polariza al transistor y hace que el diodo led (D2) se encienda con mayor intensidad. Cuando la luz infrarroja incide sobre la superficie negra, es absorbida gran cantidad de esta luz, haciendo que la luz infrarroja se refleje al fototransistor con una atenuación considerable y por consiguiente, la corriente de base se hace más pequeña aún. Como resultado, el diodo led (D2) se prende de manera tenue. b) El LM324

Para el funcionamiento del seguidor de líneas, usamos el amplificador operacional LM324, circuito obtenido de Saber Electrónica N°171. A su salida, dependiendo del tipo de motores que se esté utilizando, se puede utilizar el transistor BD139, como se muestra en la figura 5. Este amplificador operacional está configurado como comparador de ten-

Figura 3

Figura 5


Montaje sión el cual lo ajustamos haciendo variar el potenciómetro de 10K conectado a la entrada no inversora del amplificador operacional. Este potenciómetro entrega a la entrada no inversora diferentes niveles de tensión y los compara con la entrada de la etapa inversora. Figura 7

En la entrada inversora del amplificador operacional tenemos la señal proveniente del emisor del fototransistor, la cual tendrá también diferentes niveles de tensión, dependiendo de la corriente de base como hemos explicado anteriormente. En el pin de salida del amplificador operacional tendremos, dependiendo de los niveles de las tensiones de entrada, un voltaje de alimentación de 9V o el voltaje de 0 Voltios. c) Etapa de Potencia

Cuando se arma el circuito, para un correcto control de los motores, se deben invertir las salidas del LM324 que van a la base de los transistores BD139, de forma tal que el sensor de-

Figura 6 Figura 8

Saber Electr óni ca

recho controle el motor izquierdo, y el sensor izquierdo controle el motor derecho. También en el circuito se observa la utilización de dos baterías, una para la parte electrónica y otra para los motores. Esto depende de la dimensión y peso de los motores del seguidor de líneas. El circuito que se observa en la figura 5 se debe construir en duplicado uno para cada motor. Se recomienda el uso de motores de 6V o de tensiones menores. Estos motores y su correspondiente parte mecánica de fuerza se pueden obtener de walkman en desuso, que hayan reproducido casetes de cinta magnética. Estos tienen en su parte mecánica un juego de poleas, con sus correspondientes correas. En la figura 6 se observa la parte mecánica extraída de un walkman en desuso. Esta parte puede ser adaptada a las llantas del seguidor de líneas, las cuales pueden ser CDs en desuso (forrar los CDs con material de mayor fricción) o llantas de coches de bebé (las pequeñas), ya que estas llantas tienen una envoltura de goma que tiene mayor fricción con la superficie. En la figura 7 se observan las llantas de cochecitos de bebé, que son utilizados como llantas de nuestro seguidor de líneas. El chasis del seguidor de línea puede ser de cualquier material plástico, madera, mica, carcasa de flopy disk que no se use, en donde deberá adaptarse una bola loca pequeña y las dos llantas en la parte posterior del seguidor de líneas. En la figura 8 se observa el chasis del robot hecho de un flopy disk viejo. Existen algunos radio grabadores de mayor tamaño que los Walkman que también tienen mecanismos muy buenos, motores más grandes y poleas también más grandes. En la figura 9 se observa la presentación final del robot seguidor de líneas; en este caso, se utilizan como llantas dos CDs y una bola loca. En la figura 10 se observa una herramienta importante para la creación

Robots Chatarra Figura 10

Figura 11

de un robot más robusto que se conoce como “vale todo”; este robot llega a pesar entre unos 5 a 7 kilos, y para su construcción se necesitan servos que tengan fuerza y velocidad. Estos servos son reemplazados por trico de

Figura 9

automóvil, el cual se usa para hacer girar los limpiaparabrisas. Consta internamente de un motor, un tornillo sin fin y un engranaje. Estos sistemas, también los podemos obtener de material chatarra; son buenos y tienen

fuerza. En la figura 11 se observa el acabado del robot vale todo, con sus armas correspondientes, encargadas de dañar al oponente. Este robot puede ser controlado mediante radio a distancia por vía RF. ✪


MONTAJE

Interfaz de un PIC a un Módulo de LCD El presente trabajo corresponde al módulo teórico de la nota de aplicación AN587 de Microchip Technology y explica la forma de establecer la comunicación entre un microcontrolador PIC y y un módulo LCD. Se ha seleccionado un módu- lo comercial de dos renglones y 20 caracteres y el programa de aplicación a grabar en el PIC podrá bajarlo de Internet. Adaptación: Horacio Daniel Vallejo Introducción

Esta nota de aplicación AN587 trata sobre la interfaz entre un dispositivo PIC micro a un módulo de LCD LM032L de Hitachi, con un display de dos renglones por 20 caracteres, ya que los módulos de LCD son útiles para la visualización del texto de un sistema. En aplicaciones de gran volumen, el uso de displays LCD especiales para usuarios resulta económico. Las rutinas provistas en esta nota pueden ser un buen punto de partida para usuarios cuya implementación de aplicaciones se efectúa con módulos LCD especiales. El código fuente que se explica en dicha nota también es compatible con dispositivos del tipo PIC16C5X ó 16F5/8X, pero en estos casos se debe hacer una modificación para la inicialización del registro de funciones especiales (de una forma similar a lo que explicamos en Saber Electrónica Nº 215 cuando mencionamos cómo emigrar de un PIC 16F84 a un PIC 16F628). Funcionamiento Figs. 1, 2 y 3. D iagramas en bloques de los tres diferentes interfaces de datos.


El módulo de caracteres del display LCD LM032L de Hitachi puede

Interfaz de un PIC a un Módulo de LCD funcionar en uno de dos modos. El primer modo (y también el asignado de fábrica), es el modo de interfaz de datos de 4 bits. El segundo es el modo de interfaz de datos de 8 bits. Cuando se opera en el modo de 4 bits, se necesitan dos transferencias por carácter / comando. En el modo de 8 bits, se necesitan cuatro líneas adicionales de E/S, si bien es más fácil su implementación al necesitar menos memoria de programa. El uso del modo de 8 bits es estrictamente un compromiso entre tamaño de memoria de programa y líneas de E/S. Los tres interfaces de datos más comunes son:

1. Una interfaz de 8 bits.

• Enable (E). • Read/Write (Lectura/Escritura)

2. Una interfaz de 4 bits, con trans- (R_W). ferencia de datos en el nibble más al- • Register Select (Selección de to del port. Registro) (RS). 3. Una interfaz de 4 bits, con trans- Las funciones de cada señal de ferencia de datos en el nibble más ba- control pueden observarse en la tabla 1. Una fila única de la fuente es usa jo del port.

da para generar cualquiera de estas Recordamos a nuestros amigos opciones con ensamble condicional. lectores que el “nibble” es una palabra Esto requiere dos indicadores. En la binaria, constituída por la agrupación tabla 2 vemos los indicadores y sus de 4 bits que son tratados en forma resultados. unitaria. El módulo LCD tiene también Las figuras 1, 2 y 3 muestran los tres señales de control: diagramas en bloques de las tres dife-

Figura 4 - El flujo de inicialización para el módulo LCD.


Montaje rentes interfaces de datos. Las líneas de datos LCD_CNTL y LCD_DATA son definidos por el usuario con respecto a su asignación de ports. Esto se logra por medio de declaraciones de EQUate en el código de fuente. Observe los Apéndice S, C y D. Los drivers de LCD son dispositivos lentos en comparación con los mi-

crocontroladores. Resulta preocupante que las comunicaciones no se realicen en forma demasiado rápida. El software debe controlar la velocidad y la temporización de las comunicaciones para asegurar que el LCD lento y el microcontrolador veloz puedan mantenerse sincronizados. Los requisitos de temporización del LM032L pueden verse en el Apéndice A de dicha nota de aplicación que Ud. puede bajar de nuestra web: www.webelectronica.com.ar o en inglés de la página de Microchip. Comunicamos que las especificaciones completas del LM032L se han obtenido de Hitachi y su manual de datos también puede bajarlo de Internet. Cuando el módulo se enciende, el modo de transferencia de datos preajustado es el de 8 bits. La secuencia de inicialización sólo requiere comandos de una longitud de 4 bits. El último comando de

inicialización debe especificar el ancho de la transferencia de datos (4 u 8 bits) y a continuación debe ejecutarse un retardo de 4,6 ms antes que el módulo LCD pueda ser inicializado. Algunos de los comandos del módulo LCD son: • 1 ó 2 renglones de caracteres • display on/off • desactivar display • incrementar o no incrementar el puntero de direcciones de caracteres después de cada carácter • cargar el puntero de direcciones de caracteres

El flujo de inicialización para el módulo surge de la figura 4. Después de la inicialización, cada dirección de carácter puede ser buscado en forma individual. La figura 5 muestra la estructura de comandos para especificar la dirección del carácter. Figura 5 - Estructura de comandos. El driver de display HD44780A de Hitachi posee 80 bytes de TABLA 1. Funciones de las señales de control. RAM. El módulo LM032L Señal de control Función usa sólo 40 bytes de la E Produce la transferencia del estado de datos / controles RAM disponible de 2x20 Pendiente ascendente = transfiere estado de control (RS y R_W) caracteres. Es factible usar Pendiente descendiente = transfiere datos las restantes posiciones de RS Control de selección de registros memoria de la RAM para el 1 = LCD en modo de datos almacenamiento de otra in0 = en modo de comando formación. R_W Control de lectura / escritura La figura 6 muestra las po1 = LCD en escritura de datos siciones de datos del dis0 = LCD en lectura de datos play soportados por el driver, así como los caracteres visibles realmente en TABLA 2. Indicadores de ensamble condicional. el display del módulo (marIndicadores Indicadores cados por las direcciones Cuatro bits Datos Hi Resultado no sombreadas). 1 0 Modo de 4 bits. Datos son transferidos en el nibble El ejemplo de programa inbajo del port 1 1 Modo de 4 bits. Datos son transferidos en el nibble alto dicado aquí usa la prestación de “incremento autodel port mático del carácter”. El 0 x Modo de 8 bits. Modo

TABLA 3. Requisitos de fuente Memoria de programa Memoria de datos

8 bit 4 bit, datos transferidos en el nibble alto 4 bit, datos transferidos en el nibble alto


32 53 53

3 3 3

Verificado en

PICDEM-2 (Nota 1) PICDEM-2 (Nota 1) Reloj de tiempo real de bajo consumo, (AN582)

Interfaz de un PIC a un Módulo de LCD

Figura 6 - Posiciones de datos del display.

mismo incrementa automáticamente el puntero de la dirección de caracteres después de que cada caracter haya sido escrito en el display.

La selección de modos de transferencia de datos de 4 u 8 bits es estrictamente un compromiso entre magnitud de la memoria con respecto a los recursos de E/S. El código suministrado es de fácil uso en cualquiera de las Conclusión tres interfaces comunes. La fuente puede ser modificada fácilmente para El módulo del display de caracte- adaptarla a las necesidades de diseres LM032L de Hitachi está indicado ño. Otros módulos de display o drivers para la visualización de información. pueden ser implementados con las

modificaciones apropiadas. En la tabla 3 vemos los recursos necesarios para las subrutinas SEND_CHAR, SEND_COMMAND y BUSY_CHECK en los diferentes modos de interfaz de datos. Recuerde que si Ud. desea tener la bilbliografía completa y el código fuente, puede bajar la nota de nuestra web: www.webelectronica.com.ar con la clave “piclcd ”. ✪


MONTAJE

Detector de Fuga de Agua Las filtraciones de agua en paredes, techos o muebles no son fáciles de detectar y ocasionan un enorme problema de humedad que suele da- ñar la pintura, revestimientos o empapelados y hasta incluso el debilitamiento de la estructura de un edificio. El sencillo aparato que proponemos permite detectar los lugares más probables donde se encuentre la filtración, limitando el pe- rímetro a romper en busca de la fuga.

Autor: Horacio Daniel Vallejo e-mail: [email protected] l contacto de un líquido con el Se alimenta con 2 baterías de 9V Las características sobresalienmaterial de una pared o techo para que pueda ser transportado fá- tes son las siguientes: afecta su conductividad eléctri- cilmente y su consumo de energía es ca, lo que podrá servir de punto de tan pequeño que las pilas durarán * Tensión de alimentación: 18V (2 partida para un equipo de detección. meses. Bastará que el usuario lo baterías de 9V). Un cambio de la consistencia o la apoye en el lugar sospechoso para * Corriente de reposo: < 5mA. humedad de una pared, antes incluso que el aparato indique si existe o no de aparecer una alteración de la co- humedad presente, lo que significa El circuito consiste básicamente loración, suele modificar la resisten- una manera de usarlo muy sencilla. en un amplificador seguidor de tencia eléctrica de un lugar haciendo que sobre una zona, Figura 1 la resistencia caiga de millones de ohms a algunos centenares o incluso decenas de ohms. Este efecto es la base de nuestro proyecto, se trata de un pequeño detector portátil que puede acusar la disminución de la resistencia de una pared o techo, generalmente causada por una filtración (figura 1). El aparato es muy simple de montar y dá una indicación sonora cuando la resistencia de una zona cae abruptamente.

E


Detector de Fuga de Agua sión que activará a un buzzer y hará encender a un led cuando el sensor esté en presencia de humedad. Este sensor puede estar formado por dos chapitas de metal o bien por dos esponjas conductoras pegadas en la parte inferior de la caja que alo jará al aparato, como sugiere la figura 2. Si la resistencia fuera muy alta, lo que ocurre con una superficie seca, o con muy pequeña humedad (debe ser tenida en cuenta la humedad ambiente en los días lluviosos, para que no haya una falsa indicación) el buzzer no sonará, ya que la resistencia Figura 2

presente en IC2 no es lo suficientemente baja para provocar el cambio de estado del A.O. Si la humedad fuera elevada, la resistencia puede caer al punto de que tengamos sonido en el buzzer y que se encienda el led. El contacto directo con agua ya representa una resistencia muy pequeña, lo que hace que el aparato indique este estado. Por supuesto que en el caso de un contacto directo con agua, los electrodos deben ser secados antes de una nueva prueba, lo que significa que el usuario debe tener siempre a mano un trozo de tela con este fin. En la condición de no emisión de sonido, o sequedad total, el consumo de corriente del aparato será extremadamente bajo, lo que significa que hasta incluso el interruptor general puede ser eliminado. En la figura 3 tenemos el diagrama completo del aparato, observándose su simplicidad. Los componentes pueden ser montados en un pequeño puente de terminales, ya que el aparato no es crítico. Existe también la opción de la placa de circuito impreso que tendrá la diagramación de la figura 3.

Lista de Materiales IC1 - TL071 - Amplificador operacional con entradas Fet (puede emplear LF356 o equivalentes). Q1 - BC548 - Transistor NPN de uso general. R1 - 1k Ω R2 - 1k Ω VR1 - Trimpot o potenciómetro de 1M Ω D1 - Diodo led de 5mm BZ1 - Buzzer de 12V

Varios: Placa de circuito impreso, zóca- lo para el integrado, gabinete para montaje, cable de alimentación, cables, estaño, btaerías de 9V y conectores para las baterías, sensores (ver texto), etc.

El transistor admite equivalentes, y el parlante es una pequeña unidad de 5 cm de 8 ohm que deberá entrar en la caja elegida para alojar el proyecto. El sensor está formado por dos chapitas de metal de aproximadamente 5 x 3 cm o bien dos trozos del mismo tamaño de goma conductora del tipo usado para proteger circuitos integrados. Para probar el aparato, basta colocar las baterías y tocando con los dedos al mismo tiempo en las dos áreas del sensor debe haber emisión de sonido. Para usar el aparato apoye el sensor en la pared o techo donde se sospeche que puede haber una filtración y verificar si hay o no emisión de sonido. ✪

Figura 1


MONTAJE

Interruptor con Alarma de Sobrecalentamiento El circuito que proponemos desconecta artefactos eléctricos cuando se detecta una temperatura superior a un valor de referencia de sobrecalentamiento. Opera con un NTC como sensor y tiene una amplia gama de tem- peraturas de ajuste, las que dependen del NTC utilizado. El circuito puede ser ajustado para operar entre algunos grados por debajo de cero y más de 100ºC. Por su sencillez puede ser montado aún por principiantes y el ajuste también es fácil de hacer. Autor: Adaptación de Fedrico Prado

ste circuito puede usarse industrialmente para detectar señales de sobrecalentamiento de motores eléctricos, transformadores, lugares de trabajo o de almacenamiento de elementos y en muchos otros casos. En el hogar se utiliza para detectar la desconexión de un congelador, la apertura de una puerta de una habitación en la que debe mantenerse el frío, etc. En el comercio podemos

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detectar, por ejemplo, la suba de temperatura en cámaras frigoríficas. Si se hacen modificaciones sencillas, el mismo circuito puede tener aplicación en el automóvil para activar una alarma en caso de que la temperatura del motor ascendiera, sobrepasando un punto pre-ajustado. El sensor es un NTC de 10k Ω, bastante común, pero, con algunas alteraciones en el circuito puede re-

emplazarse por un equivalente. Las características del circuito son las siguientes: * Tensión de entrada: 110/220 Vca (de acuerdo con la red local) * Corriente máxima en la carga: 2A (con el relé utilizado) * Banda de temperatura: -20 a +120ºC (típ) * Tensión en el sensor: 12V (máx) Figura 1

Saber Electr ónic a

Interruptor con Alarma de Sobretemperatura * Corriente de operación: 100mA (típ)

El corazón del circuito es un operacional 741 que tiene en su salida un transistor NPN que opera a un relé.

Figura 2

El operacional se utiliza como comparador de tensión, esto significa que cuando la tensión de salida del 741 es positiva, tendremos la activación o energización del relé. Se emplean los dos contactos (NA y NC) del relé.

En la figura 1 se observa el diagrama completo del interruptor. En la entrada no inversora del amplificador operacional se conecta un divisor de tensión formado por R1 y VR1. Con VR1 se ajusta la tensión de referencia que determinará la temperatura de disparo, lo que significa que la tensión de salida del circuito estará cerca de la tensión de alimentación, y con eso el transistor se mantendrá saturado, energizando el relé. Cuando la temperatura del NTC alcanza el valor previamente establecido por VR1, la tensión en el divisor formado por R2 y el NTC (R4) se igualará a la tensión de referencia, originándose, entonces, la conmutación delcomparador. Así, la tensión de salida del operacional caerá rápidamente a cero, con lo que el transistor Q1 se va al corte, desactivando el relé. Para utilizar el circuito lo que se hace es presionar SW1 de modo que, por un instante, estando el NTC "frío", el relé cierre sus contactos y mantenga la alimentación en la carga y en el sistema de alimentación con base en Q1. Cuando la temperatura en el sensor alcanza el valor de referencia ajustado, se produce la desactivación del relé, se corta la alimentación y el circuito activa al sistema de alarma avisando que se superó la temperatura máxima permitida y desactivando la carga. Para activar nuevamente el circuito, el NTC debe estar por debajo de la temperatura preajustada y presionar SW1 por un instante. En la alimentación del circuito note la inclusión de un regulador de tres terminales para mayor precisión de accionamiento. La figura 2 muestra la disposición de los componentes en una placa de circuito impreso. Para el circuito integrado y para el relé sugerimos la utilización de zócalos. El 7812 debe tener un disiSaber Electr ónic a

Montaje Lista de Materiales

RG1 - 7812- circuito integrado regulador de tensión. IC1 - 741- circuito integrado (SID) Q1- BC547 o BC548- transistor NPN de uso general D1, D2- 1N4002 o equivalentes- diodos de silicio D3- 1N4148- diodo de uso general R1- 47k Ω R2- 10k Ω R3- 4,7k Ω R4 - NTC de 10k Ω VR1- trimpot de 100k Ω C1- 1000µF- electrolítico de 25V

pador de calor y el transformador deberá poseer secundario de por lo menos 250mA. El sensor es un NTC de 10k Ω a 25ºC, pero puede utilizarse algún equivalente. De manera general, el valor de R2 deberá alterarse según el valor de la resistencia del NTC a temperatura ambiente. Para accionar cargas de corrien-

talarse lejos del circuito, haciendo la conexión a través de un cable blindado. Ajuste VR1 para obtener el accionamiento a la temperatura deseada. Este ajuste debe hacerse con SW1 presionado. Para usar el sistema conectamos la salida IC3 a la carga que debe ser alimentada, y coloque el NTC en la zona donde debe sensar temperatura. El NTC puede ser pegado con elementos aglutinantes. En caso de que el lugar estuviera expuesto a humedad, debe preverse un blindaje para los terminales de conexión tanto como para el componente, a fin de evitar tes más elevadas, hasta 10A por el accionamientos erráticos. ejemplo, el relé puede ser el G1RC2 En IC4 se puede conectar un sis(Metaltex), o equivalentes, y en ese tema de aviso de sobrecalentamiencaso tendrá que modificar el diseño to, como, por ejemplo, una lámpara de la placa. roja o algún dispositivo sonoro. Para probar el aparato mantenga Presionando SW1 la carga debe SW1 presionado y actúe sobre VR1 alimentarse normalmente. hasta oir la conmutación caracterísSi hubiera sobrecalentamiento, tica del relé. Conecte una carga en el circuito desconecta automáticaIC3 para monitorear la acción de esmente el relé y se alimenta el sistete componente. El sensor puede ins- ma de aviso conectado en IC4. ✪ C2- 100µF- electrolítico de 25V T1- Transformador con primario de acuerdo a la red local y secundario de 12 + 12V con por lo menos 250mA RL1 - MCH2RC2- Relé de 12V x 2A o equivalente SW1- Interruptor de presión NA SW2- Interruptor simple IC3, IC4 - Tomas comunes o terminales de salida para alimentación Varios: Placa de circuito impreso, zóca- los para el integrado y el relé, gabinete para montaje, cable de alimentación, cables, estaño etc. Nota: SW2 debe usarse para desactivar el sistema de alarma.


M ANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS FALLAS ANALIZADAS

CON

E L P ISAPAPELES M ÁS C ARO

F ALLAS

EN

OJO CLÍNICO DEL

M UNDO

P OCKET PC

¿Se imaginan pagar más de 200 dólares por un pisapapeles para el escritorio? Si no son estrellas de Hollywood, seguramente la respuesta sera un ¡No! Contundente. Ahora bien, esta revisión demuestra que la informática puede hacer realidad delirios como éstos.

De la Redacción de

de MP Ediciones

E

sta es la segunda autopsia “de rutina”, provocó una falla que PC iPAQ H3630, con 32MB de que realizamos sobre una casi dejó su Pocket convertida en ROM, procesador StrongARM Pocket PC, y no porque sea- un bonito ladrillo metálico. SA1110 a 206MHz y Windows CE mos fanáticos de este dispositivo 2000. El sistema operativo es el (bueno… un poco sí). El punto es “talón de Aquiles” para aquellos que los equipos de mano van gaexigentes que ven que su equipo Historia Clínica nando cada vez más adeptos entre podría correr perfectamente la verlos usuarios. Y no nos referimos Al igual que en el caso anterior, sión 2002 (muy mejorada en su assólo a las PDA: en el rubro entran el equipo analizado es una Pocket pecto visual). Es por eso que mutambién celulares, rechos se lanzan productores de MP3, a la aventura de cámaras digitales, conactualizar la solas portátiles y vaROM de su rios etcéteras más. H3630 utilizanResulta obvio, entondo los instaladoces, que mientras mares que, en su yor sea la cantidad de momento, Hewdispositivos, mayor selett Packard disrá el número de comtribuyó para los pradores que deambuusuarios de este len buscando soluciomodelo, en una nes a problemas inesoferta limitada. perados. El caso que De acuerdo con tratamos en esta oporlas instrucciotunidad es el de un nes, antes de usuario que, intentanproceder a la do realizar una opera- Figura 1 - Para seleccionar el archivo que tiene la ROM original, es nece- actualización, ción supuestamente sario declarar la ruta absoluta. se debe efecSaber Electr óni ca

Mantenimiento de Computadoras tuar un “soft reset” de la iPAQ mediante el botón situado en la parte inferior. Luego, se la conecta al craddle, donde se sincronizan los datos y se le provee de energía desde la fuente de alimentación. Una vez que el equipo está “online” con respecto a la PC de escritorio, se corre el instalador que efectúa la actualización de la ROM. Este permite realizar un backup de su actual contenido, lo cual es altamente recomendable. Después de aceptar todos los parámetros previos, se inicia la transferencia del nuevo sistema operativo, proceso que puede seguirse desde una barra de progreso que aparece tanto en la pantalla de la iPAQ como en la PC de escritorio. Como pueden suponer, éste es el punto más crítico de la operación, debido a que los datos de la ROM original fueron rescritos, y los de la actualización están en plena transferencia. Lo peor del caso es que un alto porcentaje de estas actualizaciones, por distintos motivos, fallan en este punto, y dejan la Pocket PC totalmente inutilizable. Uno de esos tantos casos fue el del protagonista de esta autopsia, quien llegó hasta nuestro laboratorio portando una PDA que, al encenderse, sólo mostraba una serie de caracteres irreconocibles y una pseudo-barra-de-progreso a medio completar. Según sus declaraciones, a mitad de la instalación apareció en la PC un mensaje que declaraba “error de transferencia”, tras lo cual no hubo mucho más para hacer.

A esta altura, la avería podría clasificarse como “muy grave”, ya que no existe posibilidad de sincronización entre la Pocket y la PC de escritorio. Lógicamente, al no haber sistema operativo funcionando, no existen las instrucciones capaces de permitir que ActiveSync detecte la presencia del equipo en su craddle de conexión. Por fortuna, siempre hay una posibilidad de salvación, y es la que pusimos en práctica. Volviendo a la Vida

Figura 2 - Ante una falla en la transferencia de la ROM, la IPAQ no es capaz de mostrar otra cosa que no sea esto.

tos y, por lo tanto, no hay posibilidad de que la unidad funcione. A pesar de los intentos de “soft reset” y “hard reset” (realizados desde la llave de encendido de la iPAQ), nos topábamos siempre con la misma imagen estática que no nos permitía hacer nada.

Análisis Preliminar

En realidad, éste es un caso que no deja mucho margen de análisis, ya que el problema es obvio: los datos del sistema operativo alojados en la ROM están corrup-

Figura 3 - Esta es la pantalla de la Pocket PC corriendo Parrot, el software que permite sincronizarla con la PC de escritorio.


Con sólo recurrir a la lógica, la solución salta a la vista: hay que reemplazar los datos afectados en la ROM, por una versión de Windows CE totalmente funcional. Ya no importa si es 2000 o 2002, lo primordial es que la PDA vuelva a la vida. El primer obstáculo que se debe superar es la falta de comunicación, para lo cual debemos recurrir a la ayuda de un loro… Sí, leyeron bien, y no se trata de una broma ni de un repentino interés por resolver las autopsias usando magia negra. La línea iPAQ incluye un sistema de sincronización de emergencia llamado “Parrot” (loro), al cual se accede de la siguiente manera: 1) En la parte inferior de la PDA buscamos la llave de encendido (hard reset), que suele estar cubierta por una pequeña abertura deslizable. 2) Una vez identificado el switch, lo pasamos a la posición Off (derecha). 3) Mientras el equipo está apagado, presionamos el botón del altavoz (el central) y, sin soltarlo, volvemos a encender la Pocket y restauramos el switch a su posición original. 4) Aparece en pantalla la imagen de un loro, lo cual indica que Parrot está activo y listo para reci-

El Pisapapeles Más Caro del Mundo

Figura 4 - Estos son los parámetros bási- cos para que MTTY pueda sincronizar sin problemas con la PDA.

* Eliminar toda actividad de Ac- racteres, de manera seriada, ya tiveSync (para hacerlo, podemos que es la prueba de que la transfeusar el programa www.mydesk- rencia se está llevando a cabo. Una vez finalizado el proceso, tophelp.com/download/killasaparecerá el mensaje “Done” en la .zip). * Alimentar el PDA desde la ventana principal. Retiramos enfuente de alimentación. tonces la iPAQ de su craddle, le efectuamos un “hard reset” (apagado y posterior encendido) y comprobamos la carga del sistema Transferencia operativo en forma normal. ✪ de la Nueva ROM Tenemos, entonces, a la iPAQ corriendo Parrot, alimentada mediante la fuente de energía eléctrica, conectada al craddle serial y con el ActiveSync fuera de actividad. Pasamos ahora a transferir la ROM que obtuvimos previamente mediante el proceso de backup. Para hacerlo, ejecutamos el MTTY, con lo que aparecerá la ventana principal con la posibilidad de configurar las características de conexión. En general los parámetros serán los siguientes:

bir datos desde la PC. Si bien este sistema permite establecer la comunicación, ésta no es posible mediante el ActiveSync, que seguirá sin reconocer la presencia del equipo. Para transferir el sistema operativo “sano” a la Pocket, será necesario usar un pequeño programa denominado Multi-Port TTY ( http://todopocketpc.com/descargas/varios/mtty-v14.zip). Para que todo funcione sin inconvenientes, debemos cumplir * Port: COM1 (varía según el los siguientes requisitos: puerto usado) * Usar el craddle con conexión serial (el USB no sirve para estos casos).

Figura 5 - La posibilidad de correr Li- nux en una Pocket PC, puede ser muy tentadora, pero hay que ser conscien- te de los riesgos que se pueden correr durante su instalación.

* Baud: 115200 * Databits: 8 bits * Stopbis: 1 bits * Parity: None * Flow control: None * Local echo: No

Una vez configurado el programa, vamos a la opción [Auto /Download file name]. Se abre una ventana de diálogo donde, en [First time download file name], ingresamos la ruta absoluta de la imagen de la ROM que queremos transferir. Para terminar, hacemos click en [OK] y, luego, en el botón [AutoDownload], el último de la derecha, en la hilera de botones situada debajo del menú. El proceso que sigue puede demorar entre 20 y 30 minutos, durante los cuales observaremos un indicador de progreso formado por barras y asteriscos. Es importante controlar la aparición de estos ca-

SOBRE LA ACTUALIZACION

Las Pocket PCs tienen una característica muy tentadora para los usuarios: la flexibilidad con respecto al sistema operativo. Si bien incluyen un software de origen, la sola posibilidad de actualizarlo y lograr, así, un funcionamiento y un aspecto visual totalmente diferentes, anima a quienes poseen uno de estos equipos a lanzarse a esta aventura. Incluso, en la actualidad existen versiones de Linux para Pocket PC. Un ejemplo de esto es el Intimate Project, que desarrolló una versión de Debian Linux para Pocket, y que puede descargarse desde http://intimate.handhelds.org/index.html. Si bien las posibilidades que esto brinda son muy variadas, hay que ser muy prudentes al momento de fomentar esta actividad, ya que las empresas desarrolladoras de estos dispositivos no se hacen cargo de las fallas que puedan producirse durante el proceso. Si bien el caso de esta autopsia resultó exitoso, esto no significa que todos los errores ocurridos durante la transferencia de una nueva ROM puedan salvarse recurriendo a un reemplazo de su contenido. También se han detectado casos en los que el MTTY no logró establecer el enlace con la Pocket PC corriendo Parrot, lo cual dejaría al usuario con mínimas posibilidades de restaurar su correcto funcionamiento. Saber Electr óni ca

ELECTRÓNICA Y COMPUTACIÓN

Manejo de Puertos de PC: Operaciones Directas desde Aplicaciones En una nota anterior vimos como un Sistema Operati- vo maneja E/S para proteger su integridad. Ahora, nuestro objetivo será tratar de lograr la manera más sencilla de obtener E/S desde nuestras aplicaciones, aprovechando las limitaciones del sistema o buscando soluciones alternativas. Por Mauricio G. Pasti

C

omo vimos, las Aplicaciones entran dentro del modo Usuario y se comunican con el hardware a través de drivers y llamadas al sistema, los cuales se regulan por restricciones y prioridades. Cada uno de los sistemas vistos tiene sus peculiaridades con respecto a la E/S directa. • Si bien DOS es el único sistema de los mencionados que soporta E/S directa, se considera obsoleto por la comunidad informática en Gral. • Windows en forma nativa no soporta E/S directa desde una aplicación. • Linux soporta E/S directa desde una aplicación, pero solamente si el que ejecuta esa aplicación tiene privilegios de root (administrador de sistema) También vimos que hay distintas maneras de comunicarse con una placa conectada a la PC usando Interrupciones, DMAy E/S. Pero lo que no aclaramos fue que todos estos tipos de transferencia requieren en algún momento E/S directa, tanto para programar el controlador de DMA, como el de Interrupciones. Saber Electrón ic a

Figura 1

Manejo de Puertos de PC E/S en DOS

Las PCs recién adoptaron las características de seguridad y enfoques de capa de usuario y de Kernel a partir de la década del 90, con el surgimiento de Linux y las versiones de Windows NT (que requerían una mayor estabilidad que las versiones hogareñas de Windows). Por este motivo, cualquier lenguaje de programación de alto nivel que corra en DOS soporta E/S directa. La industria nos ha llevado a ir escalando los sistemas operativos y entornos más amigables, más tareas simultáneas, desechando lo anterior. De todas maneras, este tipo de lenguajes y plataformas. puede ser bastante útil para tareas didácticas, ya que con pocos conocimientos de programación y con computadoras de bajas prestaciones, se pueden realizar numerosos proyectos que pueden llegar a ser vistosos, no tanto por los colores de ventanas vistas en pantalla, sino por los elementos controlados. Esto puede posibilitar que muchas escuelas con escasos recursos puedan aprovechar equipos antiguos para diseño de proyectos de E/S. Si poseemos una versión de DOS viejita, podemos llegar a encontrar BASICA y GW-BASIC, variantes del lenguaje de programación BASIC. A partir de MS-DOS 5.0 y hasta Windows 95 inclusive se incluyó el QBASIC (basado en el QuickBasic 4.5, pero sin compilador). Tanto QBASIC como BASICA y GW-BASIC son sólo intérpretes (son siempre necesarios para ejecutar los programas). Microsoft dejó de proveer el QBASIC en las versiones siguientes de Windows. QBASIC nos provee dos simples instrucciones:

• INP(Puerto): devuelve un byte (8 bits) desde un puerto de E/S • OUT Puerto, dato:. envía un byte a un puerto de E/S Dentro del Recuadro 1 podemos ver un simple ejemplo donde a través de un programa en QBASIC ya través del puerto paralelo hacemos una se-

Recuadro 1

DEFINT A-Z Cuenta=5000 CLS PRINT “Secuencia de Luces” PRINT “Pulse una tecla para terminar...” DO FOR I = 0 TO 7 Salida = 2 ^ I OUT &h378,Salida Retrasa Cuenta NEXT FOR I = 6 TO 0 STEP -1 Salida = 2 ^ I OUT &h378,Salida Retrasa Cuenta NEXT LOOP UNTIL INKEY$<>”” END SUB Retraso (Ciclos%) FOR P% = 0 TO Ciclos NEXT P% END SUB cuencia de luces tipo “Auto Fantástico”. En este ejemplo definimos una variable Cuenta, ésta nos permite acomodar la velocidad en que se desplazan los leds a través de la subrutina Retraso, cuya única función es hacer que el programa pierda tiempo de la misma manera que podríamos poner varias instrucciones NOP en un programa de un PIC. Se incluyen dos bucles FOR que determinan el desplazamiento del bit que enciende cada led desde un extremo hacia el otro y un bucle exterior que finaliza cuando se presiona una tecla, terminando el programa. Se debe aclarar que se ha tomado la dirección &H378 (correspondiente al LPT1). Según la configuración de su sistema, puede ser que el puerto paralelo donde se conectan los led responda a la citada dirección o que deba cambiarse por &h278 o &h3BC (esta última dirección era muy utilizada en las

PCs que tenían placa de video con puerto paralelo incluido). En caso de no saber cuál es la dirección que corresponde a nuestro puerto, no rompemos nada con intentar ver cuál de las tres funciona, ya que son direcciones destinadas específicamente a estos puertos. Escribir en ellas no provocará ningún conflicto con ningún otro elemento de hardware conectado. En la figura 1 vemos una de tantas implementaciones circuitales que puede utilizarse para demostrar este ejemplo, en este caso colocamos un buffer 74LS244 para protección del puerto. Los 5V que alimentan este circuito integrado pueden obtenerse de la misma fuente de alimentación de la PC a través de cualquiera de los cables rojos que alimentan a los discos rígidos, disqueteras o lectoras de CD-ROM. Algo muy importante: para evitar daños, no olvide verificar el circuito antes de conectarlo al puerto. Saber Electrón ic a

Electrónica y Computación Windows 95/98 probablemente no funcionen en Windows 2000/XP, salvo que sean implementadas a través de drivers (programables a través del Microsoft DDK, que junta 2 características problemáticas: caro y difícil para el programador principiante)

sando por todas las versiones intermedias. Es muy versátil y provee varias Windows 95/98 tiene una cierta perfunciones que facilitan la tarea de Enmisividad sobre las operaciones de E/S trada-Salida, no se necesitan conocidirectas desde aplicaciones, aunque mientos de assembler. Sólo se requieesto es aplicable sólo en algunas verren conocimientos mínimos de algún siones de lenguajes de programación. lenguaje de alto nivel como Visual Ba(por ejemplo se puede hacer un “artilusic, C, o Delphi. El autor especifica claIO.DLL: un recurso más que útil gio” para tener E/S desde una aplicaramente en su página cuales son los líción realizada en Delphi 1.0, pero no se mites de utilización, los conceptos básipuede con la versión 2.0). Además, esEn esta nota aplicaremos una libre- cos legales se pueden observar en el te tipo de operaciones E/S requiere un ría externa(IO.DLL) diseñada por Fred Recuadro 2. En la tabla 1 vemos las poco de conocimientos de assembler Bulback, un programador independien- instrucciones provistas por IO.DLL de 80x86, complicando más la tarea de te, totalmente ajeno a Microsoft (podeprogramación. A partir de Windows NT mos ver su página http://www.geekhiy sus sucesores (2000 y XP) el criterio deout.com). Esta librería permite desaUn Ejemplo en Visual Basic de E/S es mucho más estricto, imple- rrollar aplicaciones que funcionen desmentaciones de E/S que funcionan en de Windows 95 hasta Windows XP, paA modo de ejemplo, veremos cómo realizar E/S en Visual Basic a través de Recuadro 2 IO.DLL. Para poder utilizar esta librería basta con copiar el archivo IO.DLL en la Licencia y Código Fuente carpeta donde está el programa en deIO.DLL es completamente gratis! Sin embargo, usted no podrá: sarrollo y agregar en un módulo BAS • Cobrar esta librería de ninguna manera. Por ejemplo, usted no puede las siguientes declaraciones: vea el venderla como un producto individual. cuadro 3. Si bien es un ejemplo que • Esconder la IO.DLL detrás de un control OCX (utilizado por los lengua- puede parecer bastante tonto, se quie jes de Microsoft) o control Delphi. Esto tambien se considera como “trabajo re mostrar que con pocas líneas de proderivado” y también debe proveerse gratuitamente. grama podemos lograr respuestas por • Asumir la propiedad intelectual. parte del hardware a través de eventos El autor no se hace responsable de las consecuencias de usar IO.DLL. ocurridos en la PC. De la misma maneNo se ofrecen garantías. ra, a través de las funciones de entrada El código fuente está disponible por u$s1000 (sí, mil!) dólares. El autor PortIN y PortWordIN, podríamos guarofrece también la posibilidad de hacer una adaptación “a medida” en el caso dar el contenido del puerto en una vade que algún usuario la requiera (con su tarifa, claro). riable para su manipulación y posible E/S directa con Windows

Tabla 1 - Instrucciones provistas por IO.DLL Instrucción

Uso

PortOut PortWordOut PortDWordOut PortIn PortWordIn PortDWordIn SetPortBit ClrPortBit NotPortBit GetPortBit RightPortShift LeftPortShift IsDriverInstalled

Escribe un byte al puerto especificado Escribe una palabra (de 16 bits) al puerto especificado Escribe una palabra doble (de 32 bits) al puerto especificado Lee un byte del puerto especificado. Lee una palabra (16 bits) del puerto especificado Lee un palabra doble (32 bits) del puerto especificado Setea en 1 el bit especificado del puerto indicado Setea en 0 el bit especificado del puerto indicado Invierte el estado del bit especificado del puerto indicado Lee el estado del bit especificado Provoca una rotación a la derecha del contenido del puerto haciendo que LSB pase a MSB Provoca una rotación a la izquierda el contenido del puerto haciendo que MSB pase a LSB Devuelve un valor distinto de 0 si la DLL está cargada en memoria

NOTA: LSB=Least Significative Bit (Bit Menos Significativo) MSB=Most Significative Bit (Bit Más Significativo) Saber Electr óni ca

Manejo de Puertos de PC Recuadro 3

Private Declare Sub PortOut Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Data As Byte) Private Declare Sub PortWordOut Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Data As Integer) Private Declare Sub PortDWordOut Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Data As Long) Private Declare Function PortIn Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer) As Byte Private Declare Function PortWordIn Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer) As Integer Private Declare Function PortDWordIn Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer) As Long Private Declare Sub SetPortBit Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Bit As Byte) Private Declare Sub ClrPortBit Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Bit As Byte) Private Declare Sub NotPortBit Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Bit As Byte) Private Declare Function GetPortBit Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Bit As Byte) As Boolean Private Declare Function RightPortShift Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Val As Boolean) As Boolean Private Declare Function LeftPortShift Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Val As Boolean) As Boolean Private Declare Function IsDriverInstalled Lib "IO.DLL" As Boolean Asumiendo unos conocimientos mínimos de Visual Basic, agregamos un Evento que se ejecuta al momento de cargar el programa: Private Sub Form_Load() PortOut &H378,0

'Pone todas las salidas en el puerto paralelo en 0

End Sub Ahora, supongamos que agregamos un botón de comando (similar a los botones de una ventana del tipo “OK”,”Aceptar” o “Cancelar”). Queremos colocar una salida determinada en el puerto paralelo después de hacer click en un botón llamado “Setear” y otro llamado “Resetear”. Entonces, generamos dos botones de Comando (estamos suponiendo conocimientos básicos de VisualBasic) y luego tipeamos: Private Sub Setear_Click() PortOut &H378,255

'Relacionada al evento de hacer “click” sobre el botón Setear

'Coloca todos los bits de datos del puerto paralelo (D0-D7) en 1

End Sub Private Sub Resetear_Click()

´Relacionada al evento de hacer “click” sobre el Resetear

PortOut &H378,0

'Coloca todos los pines del puerto paralelo en 0 (leds apagados)

End Sub emisión de una nueva salida. Con conocimientos mínimos de cualquier lenguaje de programación podríamos adaptar el ejemplo en DOS para utilizarlo en Windows, ya que existe la instrucción OUT de Qbasic y el PortOut de IO.DLL son similares, así como también hay similitud entre la función INP de Qbasic y su correspondiente PortIN de la librería de Fred Bulback. Si hablamos del puerto paralelo, podremos encontrar mucha información en la web referida al tema con proyectos relacionados al control desde PC de montajes electrónicos. En el Recuadro 3 encontraremos varias direcciones útiles con imple-

mentaciones interesantes a través del http://www.todorobot.com.ar/propuerto paralelo en otros lenguajes de yectos/paralelo/paralelo.htm programación. Ojalá que esta nota sea disparadora de grandes ideas, en una El puerto paralelo de la PC por Virpróxima nota veremos cómo podríamos gilio Gómez Negrete independizarnos del puerto paralelo a http://www.modelo.edu.mx/univ/virtravés de una salida propia. ✪ tech/circuito/paralelo.htm Direcciones útiles

Página Original de Fred Bullback referida a su diseño del IO.dll (inglés) http://geekhideout.com/iodll.shtml

Comando de Puerto Paralelo http://www.anser.com.ar/pc.htm

Muchísimos accesos a información acerca de E/S desde Software (inglés) http://www.programmersheavenUsando el port paralelo de una PC .com/zone7/articles/article320.htm como medio de control Saber Electrón ic a

Saber Electronica n 231

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