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SABER
EDICION A RGENTINA
ELECTRONICA
EDITORIAL
QUARK
Año 20 - Nº 232 NOVIEMBRE 2006
YYaaestá pr imer portal estáen en Internet Internetelelprimer primer portalde de electrónica electrónicainteractivo. interactivo. Visítenos Visítenosen enla laweb, web,yyobtenga obtengainformación informacióngratis gratiseeinnumerables innumerablesbeneficios. beneficios.
www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.ar SECCION SE CCIONE ES FIJ AS Sección del Lector
80
ARTICULO DE TAPA La computadora como sistema de control - Manejo de puertos
3
MONT MON TAJ ES Afinador electrónico para instrumentos musicales Distribuidor de señales de audio Generador de ruido para efectos especiales Ionizador ambiental
22 57 60 63
SERVICE Curso de funcionamient funcionamiento, o, mantenimiento y reparación de reproductores de DVD Lección 6 - Las ópticas y su reparación
30
CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR Curso de SMD - Construcción de puntas de prueba Cómo funcionan los teléfonos celulares - El sintetizador/tran sintetizador/transmisor smisor del circuito de procesamiento de señales (MAGIC LV)
35 39
EL LIBRO DEL MES Multímetros y osciloscopios
42
ELECTRONICA Y COMPUTACION Reciclando PCs, placas en Slots ISA
50
AUDIO El teatro del hogar - Los TV de plasma
66
TV SATELITAL Medidores de campo
72
MAN MA N TEN IMIE IMIEN N TO DE CO COMPUTADO ADORAS RAS Problemas en redes inalámbricas
Distribución en Capital Carlos Cancellaro e Hijos SH Gutenbergg 3258 - Cap. 4301-4942 Gutenber
Distribución en Interior Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap.
Impresión: Inverprenta S. A.,Osvaldo Cruz 3091, Bs. Aires , Argentina
76
Uruguay RODESOL SA RODESOL Ciudadela 1416 - Montevideo 901-1184
Publicación adherida a la Asociación Argentina de Editores de Revistas
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EDICION ARGENTINA - Nº 232
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. Victor R. González Fernández Mauricio G. Pasti Ing. Alberto Horacio Picerno Egon Strauss
E D I T O R I A L Q U A R K S .R .R . L .
EDITORIAL
QUARK
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
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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
Lo que más le gusta: “La Electrónica” Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta para compartir las novedades del mundo de la electrónica. E n el mom momento ento del cierr e de esta ediedi ción, estábamos haciendo los preparativos para par a los los s eminar ios a realizar reali zar s e en México. Méxi co. Hemos dado una gran cantidad de seminarios, talleres, cursos y conferencias a lo largo de este año y faltando aún dos meses para que se acabe, continuamos con nuestra tarea de enseñar esta fascinante ciencia que es la electrónica. Pocas cosas en la vida se han hecho casi imprescindibles como son los teléfonos celulares o de línea y las computadoras. Es por eso que comenzamos esta edición con un artículo de tapa que pretende dar algunos conceptos de control y cómo realizarlos mediante el uso de los puertos de una computadora; do donde nde s e encuent encuentran ran nuevas aplica aplicacio ciones nes cada día. Para quienes gustan de los montajes, hemos seleccionado para par a esta es ta edición, edi ción, un dis d is tri bui buidor dor de d e señales s eñales de audio aud io que permite conectar una misma fuente a varios aparatos; un ionizador de ambiente ambientess , que es un dis di s po poss itiv itivo o que em emite ite al air e iones (partículas cargadas de electricidad) los cuales, según se ha comprobado, causan alivio a las personas con crisis de alergia, problemas del aparato respiratorio, etc. Y para quien le gus g us te el audi o, publicamo publi camoss un g ener enerador ador de r ui uido do para par a efectos especiales y un afinador electrónico, todo puede armarse con compo co mponentes nentes comunes comunes de fácil adquis ad quis ici ició ón. Continuamos con nuestro curso de DVD, ya estamos en la lección lec ción Nº6 y tamb también ién s egui mo moss dánd dándol ole e trucos trucos s ob obre re cómo cómo trabajar con componentes SMD, esta vez le explicamos cómo hacerr unas puntas de prueba. ce S on muc muchos hos los temas y ab abun un da nt nte e la i nf or maci ón que disponemos para usted, además, siempre cuenta con nuestra web en www.webelectronica.com.ar donde encontrará todo lo que necesi necesi te sobre lo que más más le gus ta: “La “La E lec lectrónica” trónica”
Tirada de esta edición: 12.000 ejemplares.
Ing . Horaci o D. Vallejo Vallejo
A RTÍCULO
DE
T APA
La Computadora Como Sistema de Control
Manejo de Puertos
El ciudadano industrializado, “muy cambiante en este último tiempo”, se ha visto en la necesidad de asumir, en escasos 30 años, el significado de un buen número de nuevos conceptos marcados por su alto contenido tecnológico. De ellos, sin duda, el más relevante ha sido la computadora. Ésta está introducida hoy en día, en su versión personal en multitud de hogares, y el hombr e medio va conociendo en creciente proporción, además de su existencia, su modo d e uso y buena parte de sus posibilidades. Pero dejando de lado esta verdadera revolución social, existen otros conceptos procedentes del desarrollo tecnológico que han superado las barreras impuestas por las industrias y centros de investigación, incorporándose en cierta medida al lenguaje coloquial. Es llamativo como entre éstas, se destaca el concepto de robot. Pero el robot industrial, que se conoce y emplea en nuestros días, no surge como consecuencia de la tendencia o afición de reproducir a imagen y semejanza a los seres vivientes, sino de la necesidad. Fue la escasez la que dio origen a la agricu ltura, el pastoreo, la caza, la pesca, etc. Luego, la necesidad provocó la prim era revolución industrial con el descubrimiento de la máquina de vapor de Watt y, actualmente, la necesidad ha cub ierto d e computadoras la faz de la Tierra. Inmersos en la era de la informatización, la imperiosa necesidad de aumentar la productividad y mejorar la calidad de los productos, ha hecho insuficiente la automatización industrial rígida, dominante en las primeras décadas del siglo XX. En esta nota veremos algunos conceptos de control y cómo realizarlos mediante el uso de los puertos de una computadora. Autor: Víctor R. González Fernández; e-mail:
[email protected] Profesor de Tecnología, Dr. en Física, Ingeniero Téc. de Telecomunicaciones, Investigador de la Universidad de Valladolid
Saber Electrón ica
Artículo de Tapa Introducción Se llama mecanización a la incorporación de máquinas en la realización de determinadas tareas. Así, se habla de la mecanización del campo, cuando a las tareas agrícolas se han incorporado máquinas por todos conocidas como el tractor, el arado o la cosechadora. También se habla del mecanizado de piezas en un taller, cuando para su fabricación se utilizan máquinas como tornos o fresadoras, es decir, cuando se abandona la fabricación manual y se sustituye por procesos mecanizados que permiten mejores acabados y mayor rapidez en la confección de elementos. Un paso más allá es la automatización, considerada como la supresión parcial o total de la intervención de las personas en la realización de tareas productivas, como las tareas agrícolas, industriales o administrativas. Los autómatas son un caso muy conocido de control, ya tradicional, que se ha venido aplicando a aquella clase de máquinas en las que una fuente de energía acciona un mecanismo, que permite imitar los movimientos de los seres animados. Se conocen autómatas que fueron construidos por los griegos en el templo de Dédalo; sin embargo, uno de los casos más difundidos es el del Pato de Vaucanson (Grenoble 1709-París 1782) construido en 1738, que era un pato artificial capaz de batir las alas, zambullirse, nadar, tragar grano e incluso expeler una sustancia parecida al excremento. Otro caso de autómatas célebres aunque más próximo a nuestro tiempo es el del jugador de ajedrez de Torres Quevedo, construido en 1912, capaz de jugar finales de partida (rey contra rey y torre). Pero debe ponerse de manifiesto que los autómatas siempre repiten el mismo modelo de actuación, no son reprogramables y tampoco son capaces de variar sus
Saber Electró nic a
acciones en función del entorno o la situación. El control numérico es la supervisión y regulación de determinadas tareas mecánicas de precisión, realizadas por una máquina herramienta. El control de estas tareas se realiza de forma automática para evitar, de este modo, que el control se lleve a cabo por un operario que, en ocasiones, podría verse sometido a ciertos riesgos en un proceso donde es imposible erradicar los errores humanos. De esta forma, se ajusta al máximo la precisión en la confección de piezas estandarizadas y se libera al operario de su control, mejorando la calidad y la cantidad del trabajo realizado. Un ejemplo de control automático es el control de la velocidad de giro de un taladro o la velocidad y control de avance de un torno o fresadora. Otro sistema de control automático es el servocontrol. Consiste en controlar, de forma automática, las acciones de una máquina en función de unos parámetros definidos
Figura 1
y sus variaciones. Por ejemplo, el servocontrol se puede utilizar para controlar la velocidad de giro de un torno, de forma que se mantenga fi ja dentro de unos límites. Otro ejemplo de servocontrol podría ser el del freno de algunos vehículos en los que la fuerza transmitida a las ruedas es proporcional a la fuerza aplicada por el conductor sobre el pedal del freno; de esta función se encarga un mecanismo servocontrolado que se llama servofreno. La robotización es también una automatización de procesos sin la intervención humana, pero en este caso se da un paso más; hay desplazamiento de cargas, manipulación de objetos y un fuerte componente de realimentación. Es decir, este tipo de automatización permite la manipulación automática y programable de acciones y objetos. La realimentación es un proceso imprescindible en la robotización, ya que dota a un proceso de capacidad para captar información que, una vez procesada por la máquina, permite modificar su com-
La Computadora como Sistema de Control portamiento (sus acciones). Una máquina que posea la capacidad de realimentación, es capaz de modificar sus respuestas en función de las variaciones de su entorno. Figura 2 Centrando el análisis en las diferencias que existen entre automatización y robotización, puede decirse que una máquina automatizada (autómata) responde siempre de igual manera ante sucesos de idéntica naturaleza. Mientras que por el contrario un robot, es decir, una máquina robotizada, se caracteriza porque puede manejar objetos y, lo más interesante, es un dispositivo multifuncional y reprogramable. Una máquina robotizada es capaz de hacer trabajos totalmente diferentes y adaptarse al medio, ya que puede tomar decisiones en función de las condiciones exteriores. La totalidad de los procesos de mejora y control de la producción pueden sintetizarse en tres fundamentales: Procesos de mecanización, procesos de automatización y procesos de robotización. Las principales características de cada uno de estos tres grupos se exponen en el cuadro de la figura 1.
La Computadora Como Sistema de Control La aparición del computador en la década de los 40, acelera vertiginosamente el desarrollo de autómatas y robots. La cuestión es: ¿podemos hacer servir el PC como un autómata o un robot? . Para poder responder es preciso verificar si se cumplen las siguientes condiciones: ¿Podemos conectarle senso- res?
¿Podemos conectarle actuado- res? ¿Podemos programarlo (y re- programarlo) para que tome deci- siones en función de los sensores y de instrucciones previas para que los actuadores operen en conse- cuencia? La respuesta a las tres cuestiones es afirmativa ya que: La PC cuenta para comunicarse con sus periféricos, incluso en su versión más básica, con diversos dispositivos de entrada: puertos paralelo y serie, USB, joystick, micrófono... Además, es posible agregarle tarjetas especializadas que añaden otras muy diversas clases de entradas. También cuenta con varios dispositivos de salida: puertos paralelo y serie, USB, sonido, video... Asimismo, se pueden añadir tarjetas especializadas que expanden el número y tipo de entradas. Por otras parte, son muchos los lenguajes de programación utilizables en el PC que permiten leer las entradas y modificar las salidas: BASIC, LOGO, Pascal, C, Ensamblador, etc. (figura 2).
El Puerto de la PC
tadores PC/XT/AT. Un conector estándar macho de 25 pines aparecía en la parte trasera del PC con el solo propósito de servir de interfaz con la impresora. El sistema operativo DOS cargado en dichos PC soporta hasta tres puertos paralelos asignados a los identificadores LPT1, LPT2 y LPT3, y cada puerto requiere tres direcciones consecutivas del espacio de E/S (entrada-salida) del procesador para seleccionar todas sus posibilidades. Desde el punto de vista del hardware, el puerto consta de un conector hembra DB25 con doce salidas latch (poseen memoria/buffer intermedio) y cinco entradas, con ocho líneas de tierra. Desde el punto de vista del software, el puerto paralelo consta de tres registros (datos, estado y control) de 8 bits cada uno, que ocupan tres direcciones de E/S (I/O) consecutivas de la arquitectura x86 (figura 3). La función normal del puerto consiste en transferir datos a una impresora mediante 8 líneas de salida de datos, usando las señales restantes como control de flujo. Sin embargo, puede ser usado como un puerto E/S de propósito general por cualquier dispositivo o aplicación que se ajuste a sus posibilidades de entrada/salida.
Introducción Descripción del Conector Físico Hace años, IBM diseñó el puerto paralelo para manejar impresoras desde su gama de microcompu-
La conexión del puerto paralelo al mundo exterior se realiza me-
Saber Electrón ic a
Artículo de Tapa
Figura 3
Figura 4
Saber Electró nic a
diante un conector hembra DB25. Observando el conector de frente y con la parte que tiene mayor número de pines hacia arriba (figura 4), se numera de derecha a izquierda y de arriba a abajo, del 1 al 13 (arriba) y del 14 al 25 (abajo). En este conector tenemos: 8 líneas (pines) son para salida de datos (bits de DATOS). Sus valores son únicamente modificables a través de software, y van del pin 2 (dato 0, D0) al pin 9 (dato 7, D7). 5 líneas son de entrada de datos (bits de ESTADO), únicamente modificables a través del hardware externo. Estos pines son: 11, 10, 12, 13 y 15, del más al menos significativo. 4 líneas son de control (bits de CONTROL), numerados del más significativo al menos: 17, 16, 14 y 1. Habitualmente son salidas, aunque se pueden utilizar también como entradas y, por tanto, se pueden modificar tanto por software como por hardware. Las líneas de la 18 a la 25 son la tierra. En la tabla de la figura 5 se detallan la nomenclatura y descripción de cada línea. La columna “Centronics pin” se refiere a las líneas del conector tipo Centronics usado en las impresoras. La columna E/S se refiere al dato visto des-
Artículo de Tapa Figura 5
Figura 6
lida, I/O) base y se reconoce en sistemas MSDOS por el número LPT (lp en Unix/Linux). Cuando arranca la máquina, la BIOS (Basic Input Output System) chequea direcciones específicas de E/S en busca de puertos paralelos y construye una tabla de las direcciones halladas en la posición de memoria 40h:8h (o 0h:0408h). Esta tabla contiene hasta tres palabras de 16 bits, cada palabra con el byte bajo primero seguido por el byte alto. Cada palabra es la dirección de E/S base del puerto paralelo (que denominaremos LPT_BASE en lo sucesivo). La primera corresponde a LPT1, la segunda a LPT2 y la tercera a LPT3. Hay que agregar que, en MS-DOS tenemos el dispositivo PRN que es un alias a uno de los dispositivos LPT (generalmente es LPT1, pero se puede cambiar con la orden MODE). Las direcciones base estándar para los puertos paralelos son: 03BCh 0378h 0278h
de el lado del PC. El nombre de cada señal corresponde a la misión que cumple cada línea con relación a la impresora, el periférico para el que fue diseñado el puerto paralelo. Las señales activas a nivel bajo aparecen con la barra de negación (por ejemplo, Strobe). Cuando se
Saber Electró nic a
indica alto o bajo se refiere a la tensión en el pin del conector. Alto equivale a ~5V en TTL y bajo a ~0V en TTL.
Las direcciones son chequeadas en este orden. La tabla de la figura 6 muestra, como ejemplo, la memoria en un PC con dos puertos paralelo instalados en las direcciones hexadecimales 378 y 278.
Acceso al puerto El puerto paralelo se identifica por su dirección de E/S (entrada/sa-
Registros El puerto paralelo estándar (SPP) consta, como se mencionó
Artículo de Tapa ejemplo, la impresora pone a alto Busy (pin 11) para indicar que está ocupada. Pero en realidad, al leer el registro de estado, Busy la interpretamos como 0 (puesto que el pin 11 se corresponde con S7). Es decir, es como si fuera activa en bajo (Busy).
Figura 7
Figura 8 Figura 9
antes, de tres registros de 8 bits localizados en direcciones adyacentes del espacio de E/S del PC (vea la tabla de la figura 7). Los registros se definen relativos a la dirección de E/S base (LPT_BASE) y son: LPT_BASE + 0: registro de DATOS LPT_BASE + 1: registro de ESTADO LPT_BASE + 2: registro de CONTROL Se hará referencia a cada bit de los registros como una inicial que identifica el registro seguido de un número que identifica el número de bit, siendo 0 el LSB (bit menos significativo) y 7 el MSB (bit más signi-
Saber Electró nic a
ficativo). Por ejemplo, D0 es el bit 0 del reg. de datos, S7 es el bit 7 del reg. de estado y C2 es el bit 2 del reg. de control. Se indican con una barra de negación los bits que utilizan lógica negativa. En lógica positiva, un 1 lógico equivale a alto (~5V TTL) y un 0 lógico a bajo (~0V TTL). En lógica negativa 1 equivale a bajo (~0V) y 0 equivale a alto (~5V). Lo expresado lo podemos observar en el diagrama del conector de la figura 8. Es preciso no confundir la lógica que sigue el puerto con la lógica que mantiene la impresora. Por
Registro de datos (D): El registro de estado se halla en LPT_BASE. Se puede leer y escribir. Escribir un dato en el registro causa que dicho dato aparezca en los pines 2 a 9 del conector del puerto. Al leer el registro, se lee el último dato escrito (NO lee el estado de los pines; para ello hay que usar un puerto bidireccional). En la figura 9 se describe el nombre que toma cada bit de este registro. El estándar es que las salidas sean LS TTL (low schottky TTL), aunque las hay que son de tipo OC (colector abierto). La corriente que pueden entregar (modo source) es de 2,6mA máximo y pueden absorber (modo sink) un máximo de 24mA. En el puerto original de IBM hay condensadores de 2,2nF a masa. Las tensiones para el nivel bajo son entre 0 y 0,8V y el nivel alto entre 2,4V y 5V. Registro de estado (S): El registro de estado está en LPT_BASE+1. Es de sólo lectura (las escrituras serán ignoradas). La lectura dá el estado de los cinco pines de entrada al momento de la lectura. En la figura 10 los nombres de los pines se dejaron en inglés porque es como generalmente se identifican. La línea Busy tiene, generalmente, una resistencia de pull-up interna. El estándar es que sean entradas tipo LS TTL. Registro de control (C): El registro de control (figura 11) se en-
Artículo de Tapa Figura 10
Figura 11
cuentra en LPT_BASE+2. Es de lectura/escritura. Los cuatro bits inferiores son salidas. La lectura devuelve lo último
Saber Electró nic a
que se escribió a dichos bits. Son TTL a colector abierto con resistencias de pull-up de 4.7kW, por lo que un dispositivo externo puede forzar
el estado de los pines sin dañar el driver. Esto permite utilizar estas cuatro líneas como entradas. Para ello, se ponen en alto las cuatro salidas (escribiendo 0100b, es decir, 4h, en LPT_BASE+2) lo que hace que las salidas “floten”. Ahora, un dispositivo externo puede forzar a bajo alguna de las salidas con lo que, leyendo el puerto, sabemos si esto sucedió o no. Es posible realizar esta técnica en salidas totem-pole (como D0D7) pero no se recomienda su uso porque habría que tener un conocimiento preciso de la corriente, ya que se puede sobrecargar los transistores de salida y dañar el driver (especialmente en puertos integrados LSI). Bit de puerto bidireccional (com- patible PS/2): El bit C5, está disponible sólo si se trata de un puerto bidireccional; en los puertos comunes
La Computadora como Sistema de Control Figura 12
no se utiliza, al igual que los bits C6 y C7. Si C5=1, el buffer de los datos de salida se pone en alta impedancia, “desconectando” dicho buffer de los pines 2 a 9 del conector del puerto (D0 a D7). Si se escribe al registro de datos, se escribe al buffer pero no a la salida. Esto permite que al leer el puerto, se lea el estado de las entradas y no lo que hay en buffer. Cuando C5=0 el puerto retorna al modo salida, su estado por defecto. En las computadoras IBM PS/2, para habilitar el puerto paralelo bidireccional, además de lo antes descrito, se debe poner a 1 el bit 7 del registro del puerto 102h (opciones de configuración). En computadoras que no tengan puerto paralelo bidireccional compatible PS/2, hay que modificar uno o más bits de algún puerto específico correspondiente al chipset de la placa. A veces se habilita por el Setup o por jumper en la placa del puerto.
Saber Electrón ic a
Artículo de Tapa Bit de interrupción : En trabajos normales de impresión, ni el BIOS ni el DOS hacen uso de la interrupción. El hecho de poseer una línea de interrupción que está conectada directamente al PIC (Programmable Interrupt Controller), lo hace muy útil para experimentación en data-loggers por ejemplo. El bit de interrupción está conectado al control de un buffer de tres estados. Cuando C4=1, se activa el buffer y su entrada, S6, se conecta a la línea IRQ (en general es IRQ7 o IRQ5). La lectura del bit, nos devuelve el estado del mismo (es decir si el buffer está en alta impedancia o no). Se producirá una interrupción, cuando haya un flanco descendente en el pin correspondiente a S6. A continuación, se describen los pasos para poder utilizar interrupciones. Finalmente, en la figura 12 se muestra una tabla que reúne las características hardware y software del puerto paralelo.
Protocolo del Puerto de Impresora El handshaking (“apretón de manos” o protocolo) es un conjunto de reglas que ambos extremos de un sistema de comunicación tienen que seguir para que la comunicación sea correcta. El puerto paralelo, usado con una impresora, transmite datos y transmite/recibe las señales de protocolo. Las principales son Strobe, Ack y Busy. La secuencia a seguir para enviar datos sería: Colocar el byte a enviar en el registro de datos. Verificar que la impresora no esté ocupada (Busy = bajo, S7 = 1). Indicarle a la impre-
Saber Electró nic a
sora que acepte los datos (Strobe = bajo , C0 = 1, pulso >5us). En ese instante la impresora indica que está ocupada recibiendo los datos (Busy = alto, S7 = 0). Finalmente, la impresora envía un pulso de aceptación indicando que se recibieron los datos y que se puede volver al paso 1 (Ack = bajo, S6 = 0, pulso de entre 5 ms y 15 ms según impresora). Las otras señales sirven para verificar el estado de la impresora (Error, PaperEnd), para reiniciarla (Init) y para configurarla (AutoFeed, Select). En los nuevos puertos, estas señales adquieren otra función, a veces parecida y otras totalmente distintas.
Interrupciones con el Puerto Paralelo En primer lugar, se debe habilitar el buffer que conecta la línea ACK con la línea IRQ. Esto lo hacemos poniendo a 1 el bit 4 del registro de control (LPT_BASE+2). Luego se debe preparar una ISR (Interrupt Service Routine) que atienda la interrupción recordando enviar la señal EOI (20h) al registro de control del PIC (puerto 20h) al salir de la rutina. La interrupción software corresponde a la número 0Dh para IRQ5 y 0Fh para IRQ7. Finalmente
se habilita con 0 la interrupción IRQ5 (o IRQ7) escribiendo al bit 5 (o 7) del registro de interrupciones del PIC (puerto 21h). Para desinstalar la ISR, se deshabilita la IRQ5 (o IRQ7) escribiendo un 1 al bit 5 (o 7) del registro de interrupciones del PIC (puerto 21h). Luego se hace que C4=0.
Velocidad Un puerto paralelo ISA normal toma un ciclo-ISA para leer o escribir. En un sistema cuya velocidad de bus sea 1,3MHz, se puede decir que la lectura se puede hacer cada 1 ms (idealmente, ya que siempre existen otras instrucciones software, etc; En la práctica pueden ser desde 1.2 ms a 2 ms). Algunos puertos soportan un modo “turbo” que elimina los 3 estados de espera de la CPU, con lo que la velocidad de lectura/escritura del puerto se duplica (2,7MHz).
Acceso Básico al Puerto Paralelo
Programación básica de la E/S en Basic: Para realizar el control de dispositivos mediante el puerto paralelo debemos hacer uso de las funciones de QBasic que permiten acceder a los puertos
Tabla 1
La Computadora como Sistema de Control
hardware. Daremos unos ejemplos básicos de la programación de la E/S por el puerto paralelo. Estos ejemplos se presentan con un grado de estructuración creciente en el estilo de programación.
En el primer ejemplo se supone que la PC está equipada con un puerto paralelo de tipo estándar localizado en la dirección 0x378, como suele ser habitual en Windows 98, de modo que el registro de da-
tos se localiza en esa misma dirección y el de estado en 0x378+1. En el ejemplo (al que llamamos CTRL.BAS) se envía un byte a las líneas de datos y se recibe un byte de las líneas de estado con las funciones OUT e INP utilizando un estilo de programación muy básico, tal como se sugiere en la tabla 1. En el siguiente ejemplo se supone que la PC está equiTabla 2 pada con un puerto paralelo de tipo bidireccional localizado en la dirección 0x378 de modo que el registro de datos se localiza en esa misma dirección y el de control en 0x378+2. El bit C5 del registro de control se utiliza como conmutador del modo salida (escritura en las líneas de datos) al modo entrada (lectura de las líneas de datos). En el ejemplo, mostrado en la tabla 2 y al que llamamos CTRL _0.BAS, se envía y se recibe un byte de las líneas de datos del puerto aprovechando su capaciTabla 3 dad bidireccional utilizando las funciones OUT e INP sin mayores complicaciones en la programación. El siguiente ejemplo es funcionalmente idéntico al anterior, aunque se hace uso de las constantes de BASIC para dotar al programa
Saber Electrón ic a
Artículo de Tapa de mayor elegancia y claridad. También, facilita la reprogramación en caso de que, por ejemplo, el puerto no se halle en la dirección supuesta. Obsérvese en la tabla 3 que la constante 0x378 sólo aparece ahora una vez en el código fuente, frente a las cuatro veces que lo hacía en CTRL _0.BAS. Se ha hecho uso asimismo de la notación hexadecimal para los valores que activan y desactivan el bit C5 del registro de control. En el siguiente ejemplo, esta vez no es sólo maquilla je. Cuando en los casos anteriores hemos activado y desactivado el bit C5, pudimos también modificar el estado del resto de los bits del registro de control. Normalmente, es de buen gusto respetar el estado original del puerto cuando uno finaliza la ejecución de su programa. Así pues, en el siguiente ejemplo se lee (tabla 4, CTRL_2.BAS) en primer lugar el estado del registro de control y se almacena en un byte (que llamamos ctrl%). Cuando utilizamos OUT, lo hacemos de modo que únicamente modifi-
Saber Electró nic a
Tabla 4
Tabla 5
La Computadora como Sistema de Control se registran las direcciones de los puertos paralelos presentes en el PC (en la zona de las variables de la BIOS), por mediación de la función PEEK. Una vez detectados los puertos presentes, nos quedamos con el primero y programamos la entrada-salida exactamente igual que en CTRL_2.BAS. Vea la programación de este ejemplo (CTRL_3.BAS) en la tabla 5. Por último, integraremos el código que localiza la dirección del puerto en ua función que devuelve dicha dirección. Para ello definimos la función PuertoDir%, sin argumentos y de tipo entero. Si dicha función no localiza ningún puerto devuelve un 0, lo que brinda al programa una posibilidad de terminar la ejecución cuando en un PC no existe puerto paralelo disponible (tabla 6).
Actividades Tabla 6
camos individualmente el bit deseado, y no todos. Finalmente escribimos el byte ctrl% al registro de control para recuperar el estado original. Obsérvese que se usa el operador ~ para realizar el complemento a 1 de C5ON, de modo que nos ahorramos el definir otra constante simbólica para la condición de bit apagado.
Ahora un cambio significativo: vamos a determinar, y no a suponer, dónde se halla situado el puerto paralelo (consúltese la sección correspondiente de El Puerto Paralelo del PC para conocer los detalles acerca de cómo determinar cuántos puertos se hallan instalados y qué direcciones de E/S ocupan). Para ello accedemos a la zona de memoria donde
Es recomendable que ponga en práctica lo dictado hasta aquí y para ello le sugerimos realizar algunos ejemplos básicos.
Encendiendo un LED Realícese el montaje elemental esquematizado en la figura13. Puesto que se trata de un montaje inicial, en el que se es posible “sacrificar” el orden respecto de la sencillez, se puede llevar a cabo unien-
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Artículo de Tapa do directamente con regletas los componentes a los cables, e introduciendo éstos en las hembras del conector de la PC. Por supuesto, es preferible realizar montajes más estables, pero de ello nos ocuparemos más adelante. Nota: no es preciso puentear exteriormente entre sí las líneas 18-25 puesto que cada una de ellas es ya la tierra del puerto. En este montaje se ha conectado un LED (salida digital) en el pin 2 del puerto (bit D0 del registro de datos) y un interruptor (entrada digital) en el pin 15 (bit S3 del registro de estado). A los fines prácticos, intente realizar un programa en QBasic para la iluminación del LED y para la detección del estado del interruptor (véase el programa CTRL.BAS de la tabla 1). Ahora haga un montaje como el de la figura 14, donde se supone que el puerto paralelo tiene capacidad bidireccional y se ha conectado el interruptor (entrada digital) en el pin 3 del puerto (bit D1 del registro de datos). Haga un programa en QBasic para la iluminación del LED y para la detección del estado del interruptor (véase el programa CTRL_0.BAS).
Interfaces Básicos de E/S con el Puerto Paralelo Circuito sin Alimentación Externa Se trata de un circuito muy sencillo que usa un mínimo de componentes y proporciona un test funcional de 8 bits. Cada bit de la entrada puede ser individualmente controlado y visualizado en los LED de salida. Los diodos LED que actúan de
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display se alimentan únicamente con la corriente proporcionada por las propias salidas del puerto. Sería preferible alimentar los LED y utilizar la corriente absorbida para iluminarlos, pero el conector no proFigura 14 porciona una señal de alimentación (Vcc), de modo que se necesitaría una fuente externa. Eléctricamente, el puerto paralelo entrega señales TTL y como tal, teóricamente, se le puede conectar cualquier dispositivo que cumpla con los niveles de voltaje específicos de la lógica TTL, sin embargo el hardware del puerto paralelo está muy limitado en cuanFigura 15
Figura 13
to a su capacidad de manejo de corriente, por ésta razón se debe ser muy cuidadoso con el manejo de las señales del puerto: un cortocir-
La Computadora como Sistema de Control cuito puede dañar permanentemente la tarjeta madre del PC. Sin embargo, experimentalmente se comprueba que en la mayoría de los PC el puerto proporciona corriente suficiente para una clara indicación visual de los LED. El circuito se muestra en la figura 15. Las líneas de datos (D0-D7, pines 2-9) se utilizan como líneas de salida, e iluminan los LED cuando en ellas se fija por software un 1 lógico (+5V). Cuando se fija un 0 lógico, los LED se apagan. Como entradas se utilizan, como nibble (semibyte) bajo, las cuatro líneas asociados al registro de control (C0,C1,C2 y C3, pines 1, 14, 16 y 17) y, como nibble alto, cuatro de las líneas asociadas al registro de estado (S4,S5,S6 y S7, pines 13, 12, 10 y 11). Obsérvese que las líneas de control se utilizan normalmente como salidas. Sin embargo, aquí deben ser configuradas como entradas. Obsérvese, asimismo, que cuatro de las líneas de entrada se corresponden con bits que utilizan lógica negativa (C0,C1,C3 y S7). Esto habrá de tenerse en cuenta cuando se realice el programa de control de esta interfaz. Los detalles sobre el montaje de éste y los posteriores circuitos se pueden consultar en la página web: http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01
Figura 16
rruptor normalmente abierto S produce que aparezca un 1 lógico (+5V) en la entrada Busy (registro de ESTADO, S7). Cuando se cierra
S un 0 lógico (GND) se aplica a la entrada Busy. Un circuito como el precedente para las 8 líneas de entrada y sali-
Circuito con Alimentación Externa Fijémonos ahora solamente en una de las líneas de entrada y en una de las líneas de salida. Un circuito como el de la figura 16 utiliza una fuente externa de +5V para alimentar los diodos LED y las señales de entrada. Un 1 lógico en D7 (bit 7 del puerto de DATOS) produce que el LED se apague. Un 0 lógico produce la iluminación del LED. El inte-
Figura 17
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Artículo de Tapa da es un alternativa al propuesto en la sección anterior. Las aplicaciones y programas prácticos para este circuito las daremos en otra nota, pero también las puede bajar de: http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01
Circuito con Alimentación Externa y Etapa Separadora Para disminuir lo más posible el riesgo de daños al puerto, se puede utilizar un circuito integrado 74LS244 como etapa separadora en las líneas de salida. Al mismo tiempo se mejora la capacidad de manejo de corriente, de forma que se pueden conectar sin riesgo la serie de diodos LED que indican la actividad en las líneas de datos del puerto paralelo. El circuito se detalla en la figura 17. Por cada línea de entrada que tomamos directamente del puerto paralelo existe una etapa amplificadora-separadora dentro del circuito int e g r a d o 74LS244 que nos permite trabajar con una tasa de entrega de corriente suficiente para desplegar en los diodos emisores de luz la informa-
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ción escrita en las líneas de datos del puerto. Además es posible habilitar ó deshabilitar el despliegue del nibble de orden inferior ó superior del byte escrito en el puerto. Colocando en un nivel lógico alto el pin 1 del CI 74LS244 inhabilitamos el despliegue del nibble de orden bajo y un nivel lógico alto en la patita 19 evita el despliegue del nibble de orden alto. Por comodidad, se conectan las patitas 1 y 19 permanentemente a
Figura 18
tierra de tal manera que sea posible visualizar la actividad en los diodos LED. Este circuito, al igual que otros presentados en este artículo, neceFigura 19
La Computadora como Sistema de Control sita de alimentación externa. Se puede alimentar directamente mediante una fuente de +5V, o construir ésta usando una pila de 9V o un adaptador universal, y un regulador de voltaje 7805. El 7805 puede regular cualquier voltaj vol taje e de entre entre 7 y 25V 25V c.c. c.c. hasta hasta los 5V que precisa el circuito (vea el diagrama de conexión del regulador en la figura 18.
Circuito Bidireccional con Alimentación Externa El circuito de la figura 19 aprovecha la capacidad bidireccional del puerto paralelo de la práctica totalidad de los PCs actuales. Así, las 8 líneas de datos del puerto (D0D8) se pueden utilizar a modo de un bus de datos que, en ocasiones contiene los valores que serán leídos por la computadora y, otras veces, transporta los datos que ésta envía a la salida digital. No es preciso ahora utilizar las líneas de estado y de control del puerto a modo de entradas, como se hacía en el circuito sin alimentación externa (figura 15). Este circuito utiliza los siguientes CI: 74LS573: un registro octal latch D transparente usado como puerto de salida para iluminar los diodos LED, o cualquier dispositivo al que se le quieran enviar señales digitales. 74LS245: un transceptor octal bidireccional que proporciona un puerto de entrada de 8 líneas; toma datos de entrada de 8 interruptores o de cualquier dispositivo desde el cual se quiera leer información digital. Ambos integrados se controlan mediante el bit C0 del registro de control. Cuando el pin 1 se halla en alto, los datos escritos por el puerto se transfieren a los LED mediante el 74573, mientras que el 74245 es-
tá aislado del bus de datos. Cuando el pin 1 está bajando, los datos a su entrada se conservan en la salida. Cuando el pin 1 está bajo el 74245 se habilita y los datos presentes en su entrada se transfieren a su salida y pueden ser leídos por el programa. El bit C5 se utiliza como control de las operaciones de lectura/escritura del puerto bidireccional. El programa debe fijar tanto C0 como C5 a 0 para realizar una escritura (es decir, debe escribir un valor decimal 0 el el registro de control). Para llevar a cabo una lectura ambos bits deben ser establecidos a 1 (es decir, debe escribir un valor hexadecimal 0x21, o decimal 33, en el registro de control).
Display de 7 Segmentos Una posibilidad es sustituir, en los montajes anteriores, el sistema de visualización mediante 8 diodos LED por un display numérico de 7 segmentos (figura 20) más un punto decimal. El circuito resulta así más compacto. Si se trata de un display de ánodo común hay que alimentar con Vcc= +5V las dos líneas señaladas como comunes en la figura, y es preciso poner a tierra la línea correspondiente al segmento que se quiere iluminar. Si se trata de un display de cátodo común, hay que alimentar con +5V el segmento que se desea iluminar y poner a tierra las dos líneas comunes. Así, en un display de cátodo común, las líneas 1-8 se pueden conectar directamente a las líneas de datos del puerto (pines 2-9 del conector DB25), y las dos líneas comunes se pueden conectar a cualquiera de las patillas de tierra del conector,, por ejemplo, la 25. conector Reiteramos que si Ud. desea realizar los montajes de los circuitos propuestos, o si quiere analizar
Figura 20
con mayor profundidad lo que aquí se expone, puede visitar la página de Internet:
http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01. Cabe aclarar que los circuitos se pueden montar sobre una placa tipo "protoboard" y utilizar cable rígido para realizar las conexiones necesarias entre los componentes. Las entradas/salidas del circuito hacia el PC se pueden reunir en un conector DB25 macho unido a la placa por líneas de cable rígido o de cable plano. plano. A su vez, el conecconector macho se puede unir directamente al conector hembra del PC mediante un cable de extensión paralelo, lo que normalmente resulta más cómodo para acceder a la parte trasera del PC donde se sitúa el conector hembra. Para simplificar los circuitos que utilizan interruptores a modo de entradas digitales, éstos se pueden reunirr en un reuni un único único DIP switc switch h de ocho posiciones. Lógicamente, para cada circuito podemos realizar diferentes actividades, pero ese tema, desarrollado por el autor en la web, será objeto de otras publicaciones publicaciones.. ✪
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MONTAJE
Afinador Electrónico para Instrumentos Musicales El circuito que proponemos en este ar- tículo es un indicador “de frecuencia” a través de la lectura de un instrumento: la aguja o el display dará una indicación máxima cuando la frecuencia del soni- do captado por un micrófono de elec- tret sea la misma para la cual el aparato ha sido previamente ajustado. Una ca- racterística interesante es su bajo con- sumo, razón por la cual puede ser ali- mentado con pilas para obtener un ins- trumento portátil. Adaptación de Horacio D. Vallejo
L
a indicación precisa de la frecuencia de emisión de una nota de un instrumento musical es la mejor manera de hacer su afinación. Los procesos más usados de afinación hacen uso de un patrón que debe ser comparado con el sonido emitido por el instrumento, lo que requiere el "buen oído" del músico o afinador. Existe entonces un oscilador patrón que tanto puede ser electrónico, como el tradicional diapasón que debe activarse para que dé normalmente la nota (LA) de 440Hz. Lo que proponemos con este montaje es un sistema que elimina la necesidad de contar con un buen oído de músico , pues la indicación de que la nota se encuentra en la frecuencia correcta es dada por un instrumento electrónico. Básicamente nuestro indicador
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de afinación consiste en un micrófono, conectado a un filtro selectivo, que sólo dejará pasar la señal para el microamperímetro si la misma está exactamente en la frecuencia preajustada. Calibrando el filtro para una determinada nota patrón, como por ejemplo ejemplo el LA de 440Hz, todas las veces que el micrófono capte un sonido de esta frecuencia tendremos la indicación máxima so- bre el instrumento . El circuito es muy sensible y puede ser usado con cualquier tipo de instrumento, pues su acción no depende del timbre y sí de la frecuencia (altura) de la nota. Cabe aclarar que una vez montado en una cajita plástica y alimentado por pilas (y luego de haber sido vez calibrado), no necesita ningún tipo de ajuste aparte de conectarlo y desconectarlo.
La base del circuito es un filtro activo "doble T", cuya estructura se se puede observar en el circuito general de la figura 1 (conectado entre pata 2 y pata 6 del amplificador operacional). El filtro proporciona una fuerte realimentación negativa sobre un amplificador en toda la banda, menos en la frecuencia para la cual es sintonizado. Así, mientras en la frecuencia exacta del ajuste su ganancia es del orden de 200 veces, con un factor de mérito Q = 50, la ganancia para cualquier otra frecuencia es prácticamente unitaria. Si hiciéramos un análisis teórico, veríamos que apenas una octava más abajo de la frecuencia de resonancia del filtro, la ganancia cae hasta solamente 1/3, lo que significa que las notas adyacentes son “casi” rechazadas por el circuito.
Distribuidor de Señales de Audio
Figura 1
La frecuencia en que un doble T actúa depende de los valores de sus componentes, de acuerdo con la siguiente fórmula (los valores corresponden a los componentes de la figura 1, donde “siempre” se debe cumplir que R6 = R7, C3 = C4 y VR1 = R6 / 2):
f=1/2.
π
. R6 . C3
Haciendo variable uno de los componentes, podemos ajustar sensiblemente la frecuencia de operación pero, en la práctica, debido a la tolerancia principalmente de los capacitores, puede ser necesaria una adaptación más crítica a fin de obtener el funcionamiento deseado. Esta adaptación consiste en la conexión experimental de capacitores de valores bajos en el doble T, en paralelo con C4, para bajar la frecuencia hasta el valor exacto de la nota patrón, o bien hacer su cambio en un lote hasta llegar al punto deseado. En el procedimiento para calibración veremos cómo hacer esto. Para excitar esta etapa de filtro a partir del sonido del instrumen-
to, usamos un micrófono de electret, conectado a una etapa amplificadora con un único transistor. No precisamos mayor amplificación que esto, pues el ajuste no debe hacerse lejos del indicador. Con un único transistor, tendremos sensibilidad para que en el caso de una guitarra, por ejemplo, el mismo puede quedar a 30 ó 40 cm del micrófono, y con esto, obtendremos deflexión total de la aguja del Lista de Materiales CI-1 - 741 - circuito integrado - am- plificador operacional. Q1 - BC548 ó equivalente - transis- tor NPN de uso general. R1, R3, R4, R5 - 10k Ω R2 - 4M7 (El valor de R2 puede al- terarse en la banda de 1M Ω a 10M Ω para modificar la sensibilidad de en- trada). R6, R7 - 15k Ω R8 - 2k2 C1, C2 - 100nF - capacitores cerá- micos o de poliéster C3, C4 - 22 nF - capacitores cerámi- cos o de poliéster - ver texto
instrumento cuando se consigue la nota correcta. El indicador es un microamperímetro de 0-200µA que puede ser aprovechado de un VU-metro común de bajo costo. Observe que la utilización de un amplificador operacional en la configuración indicada exige el empleo de una fuente de alimentación simétrica. Esta fuente consiste en dos juegos de cuatro pilas pequeM1 - 0 - 200µA - microamperímetro MIC - micrófono de electret de dos terminales. B1, B2 - 6V - 4 pilas pequeñas SW1 - interruptor doble VR1 - 10k Ω - trimpot multivueltas VR2 - 47k - trimpot multivueltas C5 - 47 nF - capacitor cerámico o de poliéster - ver texto C6, C7 - 100µF - capacitores elec- trolíticos
Varios: Placa de circuito impreso universal, dos soportes de 4 pilas pequeñas, caja para montaje, zócalo para el in- tegrado, cables, soldadura, etc.
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Montaje ñas, que tendrán excelente durabilidad dado el bajo consumo de corriente del aparato y al hecho de que su utilización se hará en intervalos de tiempo cortos. El diagrama completo del indicador aparece en la figura 1. Para el montaje podemos emplear una placa de circuito impreso como la mostrada en la figura 2. El integrado 741 se puede montar en un soporte (zócalo o base) DIL, lo que facilitará su sustitución y evitará el calor en el proceso de soldado. Los resistores son todos de 1/8W ó 1/4W y los capacitores de filtro (C3, C4y C5) pueden ser de poliéster o cerámica, así como los demás, excepto C6 y C7, que son electrolíticos para 16V ó más. El micrófono de electret es del tipo de dos terminales, debiendo observarse su polaridad mientras que Q1 puede ser cualquier transistor de silicio de uso general. VR1 y VR2 son trimpots multivuelta cuyo ajuste deberá hacerse solo una única vez después del montaje del aparato. Para la alimentación usamos dos soportes de 4 pilas pequeñas. Como tenemos una fuente de alimentación simétrica, el interruptor usado es doble (SW1). Podemos usar para este fin una llave doble inversora, aprovechando cuatro de sus seis terminales. El ajuste es algo crítico y puede hacerse tomando como base dos fuentes de señal. Una de ellas se-
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nentes del doble T. En este punto, con el frecuencímetro, las cosas son más sencillas, pues podemos saber cuál es la diferencia de frecuencia que existe entre el punto de funcionamiento y el punto deseado. Si la frecuencia está por arriba de lo esperado, el accionamiento ocurre con una nota más alta, entonces debemos aumentar C5 y eventualmente Figura 2 C3 y C4, conectando en paralelo capacitores de menor valor (de 220pF a 1nF) hasta obtener el punto correcto. Si la frecuencia estuviera por debajo de lo esperado, entonces debemos cambiar C3 y C4 por otros capacitores de un mismo lote, esperando encontrar unidades con valores menores dentro de un mismo lote, esría un generador de audio conecta- perando encontrar unidades con do a un amplificador y ajustado pa- valores menores dentro de la banra la frecuencia exacta de 440Hz. da de tolerancia, o bien reducir sus La utilización de un frecuencímetro valores de 15 ó 20nF e ir conectanen su salida sería importante para do capacitores, de 4nF ó 5n6 en el obtener esta frecuencia con preci- caso de 15nF y de 1n5 a 2n2 en el sión. caso de 20nF, hasta obtener la afiOtra posibilidad es a partir de nación exacta retocada en VR1. un instrumento previamente afinaOtra posibilidad menos crítica do o de diapasones mecánicos (sil- consiste en cambiar R6 y R7 por bato o tipo horquilla). trimpots de 4k7 en serie con resisDebemos ajustar el potenció- tores de 12k Ω y hacer el ajuste fino metro VR1 para obtener la máxima en estos componentes. Para usarindicación de IC3. Si la aguja tiende lo, después de ajustado, basta coa pasar del final de la escala, ajus- nectar la unidad y afinar el instrutamos VR2, que limita su curso. mento delante del micrófono. Al dar Si no se consigue la frecuencia la nota correcta (LA = 440Hz) la exacta de ajuste, será preciso mo- aguja se moverá hasta la indicadificar los valores de los compo- ción máxima. ✪
2 0 0 6 - $ 9 ,9 0 3 8 º N 6 - 5 6 9 7 - A ñ o I S S N : 1 51 4
EDITORIAL
QUARK
2 do Año de Saber Electrónica
SERVICE Curso de Funcionamiento, Mantenimiento y Reparación de
Reproductores de DVD Lección 6
Las Opticas y su Reparación En la entrega anterior terminamos con el tema de los dri- vers de láser. En ésta comenzamos a tratar el tema de los pick-ups ópticos para DVDs incompatibles y compa- tibles. En nuestro curso de SMD comenzamos con un te- ma fundamental ¿cómo desoldar un circuito integrado de 98 patas o mayores aún?
Por: Ing. Alberto Horacio Picerno
[email protected]
Introducción
¿Qué diferencia existe entre un pick-up para CDs y un pick-up para DVDs? En realidad muy pocas, pero existen algunas y el reparador debe tenerlas en cuenta en el momento de reparar un equipo. En principio esta entrega va a ser un poco un repaso de lo ya visto sobre DVDs. El alumno sabe que existen dos tipos de pick-ups diferentes y que los circuitos drivers incluidos en el primer integrado de la cadena (y a veces prácticamente el único cuando se trata de un equipo monochip) están preparados para más de una conexión. También mencionamos que existían algunos raros pick-ups de equipos Matsushita bajo los nombres Panasonic, Technics y Quasar que poseen un conjunto de 10 fotodiodos en lugar de los 6 habituales. En principio debemos explicar que existen pick-ups aptos sólo para
DVDs (fueron los primeros equipos comerciales que salieron a plaza) y otros de un solo láser pero que están capacitados para leer tanto DVDs como CDs. Estos equipos a su vez están divididos entre aquellos que tienen lente Fresnel y los que tienen lente esférica común. Y aun existe otra variante más entre los equipos duales, los mismos pueden ser con un
diodo láser doble o con dos diodos láser diferentes. Y por supuesto existe la solución obvia de 1 pick-up de CD con su correspondiente plaqueta y un pick-up de DVD con otra y que fue la segunda opción comercial y por supuesto, la más cara de los equipos duales. En la figura 1 tratamos de explicar todas estas variantes en un gráfico.
SOLO DVDs
→
PICK-UP DVD
DVDs + CDs
→
PICK-UP CD + PICK-UP DVD
→
LASER DUAL (un sólo láser y un sólo diodo monitor)
→
LASER CD + LASER DVD (cada uno con su propio monitor)
→
LASER CD/DVD (con un sólo diodo monitor)
Serv ic e & Mont ajes
Figura 1 - Diferentes opciones de Pick-Ups.
Las Opticas y su Reparación Las Opticas de DVD y la Solución de sus Problemas
No pretendemos que el lector se transforme en un técnico óptico, pero pensamos que por lo menos debe conocer los nombres y capacidades de las diferentes lentes que se utilizan en un reproductor de DVD moderno y cómo probar que dichas lentes funcionen correctamente. Las lentes se identifican en primera instancia de acuerdo a su simetría. En una óptica de DVD están representados todos los tipos de lentes en algún lugar diferente del circuito óptico. Comencemos con la lente más común de todas. La lente de simetría esférica. A ella pertenecen las de las cámaras de foto y de video y en ella se basan el primer dispositivo óptico que conoció la humanidad: los monóculos y sus primos cercanos los anteojos. Cuando una lente de simetría esférica (en adelante lente esférica) recibe luz desde el infinito, concentra la misma en un punto llamado foco. La distancia que media entre el centro de la lente y el foco, se denomina distancia focal y para el caso que nos ocupa, es decir la lente móvil de un pickup, esa distancia focal en el aire es de aproximadamente 3,5 mm. Esa distancia depende del medio en donde se produzca la concentración del haz, es decir que cuando se produce dentro del plástico de la cara activa del disco, puede ser un valor menor aún.
La distancia mas fácilmente medible, es la que media entre la cara del disco y la cara externa de la lente, pero esa distancia no es igual para todos los pick-ups porque existen lentes de muy diferente espesor. Seguramente muchos lectores se estarán preguntando qué importancia tiene la distancia focal de una lente, si la distancia entre el disco y la lente es un valor fijo imposible de ajustar. Parece imposible de ajustar, pero sin embargo es un ajuste de fábrica que debe realizarse con minuciosa exactitud (sobre todo en un DVD) cuando por alguna razón se debe cambiar el motor giradiscos. En efecto, al igual que en un CD, el miniplato donde se apoya el disco está montado directamente sobre el eje del motor giradiscos, a una altura ajustada en fábrica (y luego pegado con una gotita de cianocrilato). Si el montaje es original, le recomendamos que mida la distancia entre el disco y la lente con algún espesor de cartón y luego de cambiar el motor vuelva a ese valor de ajuste. Pero nunca se puede saber si el equipo no fue tocado antes por otro reparador. Este pudo haber cambiado el motor sin tomar ningún recaudo y dejó el miniplato mal ajustado. Por ejemplo, uno de las causas mas comunes de falla, es un motor giradiscos con los contactos sucios. El cliente suele llevar el equipo a reparar indicando que se congela la imagen
Figura 2 - Diferencias entre un pick-up clásico y uno de holograma.
al final de las películas. Cuando el reparador lo hace funcionar, observa que el circuito integrado driver está muy caliente luego de un par de horas de uso. La falla parece clara y totalmente intuitiva, se trata de driver o del motor giradiscos dice nuestro improvisado reparador. Como se trata de un driver SMD y no desea desoldar y soldar otro solo por hacer una prueba, cambia el motor (que es mas fácil de cambiar). Por supuesto, no toma la precaución de medir la distancia plato disco y comete el error de su vida. Al probar nuevamente el equipo, el que se queda congelado es él, porque el disco no llega a girar nunca. Asustado y pensando qué mentira le va a decir al dueño del equipo, porque antes no se veía el final de la película y ahora no se ve ni el principio; coloca la tapa y lo devuelve sin probar, para que el cliente no se de cuenta de la nueva falla y le dice “no se consigue el repuesto”. El cliente se lo lleva a Ud. y por supuesto, no dice que lo llevó antes a otro lado, porque presupone que le van a cobrar más caro. Ud. tiene entonces una, dos o tres fallas en el mismo equipo. Supongamos que el problema era realmente el motor y que el otro reparador lo cambió por otro igual. El único problema que persiste es ajustar la altura del miniplato con toda exactitud. El ajuste de la altura del miniplato no presenta mayor dificultad para todos los reparadores que están debidamente equipados. Vamos a ajustar el miniplato para un disco DVD, porque la luz del láser visible nos permite realizar un ajuste muy preciso. Tome un DVD de una sola capa y una sola cara (la gran mayoría de las películas están editadas de ese modo). Si la etiqueta tiene un color claro es mejor, ya que vamos a observar el disco desde el lado de la etiqueta mientras lo colocamos en el pick-up sobre el miniplato, colocado sobre el eje pero sin pegar. El disco debe estar sólidamente agarrado al miniplato por intermedio del imán del propio equipo. Servi ce & Montajes
Service En la entrega anterior Ud. apren- en forma similar a lo que ocurría con dió a construir un excitador de láser y el disco de vinilo en donde la púa rota a ajustar la corriente de láser en forma se desplazaba radialmente, aquí se segura, midiéndola con un téster digi- ven perjudicados tanto el servo de fotal. Ajuste la corriente a cero y conec- co como el de traking y es muy probate el flex. Seleccione un zócalo del ble que la lectura se produzca a los probador adecuado para los cables saltos. del láser de DVD. Si conoce la coLa única novedad que se puede rriente de ajuste de su equipo, ajúste- encontrar en un pick-up para DVD es la al valor nominal. En caso contrario la utilización de unidades ópticas de ajústela a 50mA que seguramente no holograma, para separar los haces de debe estar lejos de ese valor. regreso y enviarlos a la unidad de foEncienda el driver simulado y todiodos. Esto permite realizar un disajuste la corriente de láser. Observará positivo muy compacto en donde se un punto rojo sobre la etiqueta del dis- juntan los dos diodos lásers con el co. Ajuste la altura del miniplato para conjunto de seis fotodiodos necesaque el punto tenga una dimensión mí- rios para generar las tres matrices nima (por lo general la herramienta fundamentales del pick-up óptico. Sin más adecuada es un cuchillo de coci- embargo, esta técnica no es exclusiva na, que se introduce entre el miniplato de los pick-ups para DVDs ya que por y el chasis del motor giradiscos, de ejemplo los pick-ups CDM1215/06 ya modo que al girar el cuchillo haga pa- la empleaban en los reproductores de lanca entre ambas superficies. Si CD de última generación. mueve el chasis mientras funciona el Para que el alumno pueda entendisco, observará que el punto se der la diferencia, en la figura 2 se pueagranda pero vuelve a convertirse en den observar en forma comparativa un punto. Esto se debe a que la lente una u otra técnica. tiene un montaje flotante. Lo imporEn la figura de la izquierda se puetante es que en el punto de equilibrio de observar una especie de circuito la lente esté enfocada. integrado óptico que contiene en su Puede aprovechar para desajustar interior a un diodo láser (LD) con su la altura de la lente con un palillo de diodo monitor y a un conjunto de fotocopetín y verá que el punto se trans- diodos (PD). En el caso del DVD exisforma en un círculo rojo. Lo importan- ten dos diodos láser y uno o dos diote, es que siempre sea circular. Si se dos monitor. observa un forma elíptica o difusa, El segundo tipo de lente, utilizada significa que el láser se recalentó en en un DVD tiene simetría cilíndrica y algún momento y que aunque la inten- se utiliza para el servo de foco en forsidad de la luz es correcta, la lectura ma conjunta con la lente esférica prindel surco hipotético no lo es. cipal. Esto no difiere en nada con un La falla es equivalente a una púa rota o gastada en un disco de vinilo, en donde el peso del pick-up es el correcto (equivalente a la intensidad de luz) pero la púa no entra en el surco; en nuestro caso el haz es muy ancho e ilumina por igual el pozo y los espejos a ambos lados del pozo. Además y Figura 3 - Enfoque de una lente cilíndrica. Serv ic e & Mont ajes
pick-up de CD, salvo que se trate de un pick-up especial de 8 fotodiodos centrales que trataremos en otra parte de esta entrega. Ver la figura 3. Las lentes de Fresnel son un caso particular de las lentes de simetría esférica. Se utilizan cuando el radio de curvatura de una lente cilíndrica debe ser demasiado grande. En este caso el dispositivo resultante es demasiado grueso y pesado, y por lo tanto muy caro. Fresnel inventó una lente equivalente a la esférica con forma de anillos concéntricos, tal como se puede observar en la figura 4. La utilidad de esta lente en un reproductor de DVD, se encuentra en la posibilidad de realizar una lente bifocal, de modo que la parte central de la lente móvil del tipo fresnel enfoque los discos CD y la parte exterior los discos DVD. ¿No puede, el mismo servo de foco, realizar un movimiento de la lente para enfocar ambos discos con una lente esférica común? Por supuesto que puede, pero emplear el servo para mover la lente acarrea dos problemas. Por un lado la bobina de foco debe realizar un esfuerzo continuo que incrementa la disipación del CI driver y por otro lado se produce una reducción del rango de corrección, debido al corrimiento del valor central. Por esa razón, los fabricantes utilizan lentes bifocales o cristales con diferente índice de refracción para el rojo y el infrarrojo o lentes del tipo holograma
Figura 4 - Lente de Fresnel.
Las Opticas y su Reparación siempre para conseguir el doble enfoque de un CD o un DVD para la misma posición mecánica de la lente. Pick-Ups de 8 Fotodiodos Centrales
Los primeros reproductores de la empresa Matsushita que engloba a Panasonic, Technics y Quasar utilizaban una lente de Fresnel y un conjunto de 10 fotodiodos. Ver la figura 5 en donde se muestran los 8 fotodiodos centrales (los otros dos fotodiodos sirven para el tracking en un funcionamiento convencional). Esta disposición de fotodiodos se utiliza conjuntamente con una lente compuesta bifocal, que en la zona central tiene una lente de Fresnel claramente visible a simple vista y en la zona periférica una lente esférica. Se emplea esta disposición porque de ese modo se puede enfocar tanto un CD (diodos centrales con lente de Fresnel) como un DVD (fotodiodos periféricos con lente esférica). Podríamos decir que el conjunto lente/fotodiodos selecciona la zona de iluminación y mediante una compleja ecuación se puede determinar qué disco se está explorando en cada momento. En la figura 6 se puede observar la ecuación que permite discernir el tipo de disco. Los valores A1, A2, etc. y los B1, B2 etc, son los niveles de luz que iluminan a cada fotodiodo. Los fotodiodos convierten esa luz en corriente que circula por ellos. Esas corrientes
Figura 5 - Fotodiodos centrales pick-up Matsushita.
ingresan al CI de entrada y se transforman en tensiones en los amplificadores conversores de entrada con operacional. Por último, esas tensiones se envían a otros amplificadores operacionales para realizar el símil de las operaciones de suma, división y comparación generando un estado bajo o alto en el último operacional conectado como comparador. Ese estado alto o bajo se envía al puerto de comunicaciones y de allí al puerto del micro, para que éste ordene la lectura de un CD o un DVD predisponiendo adecuadamente los servos (sobre todo al servo de CLV, porque las velocidad de rotación de ambos discos son totalmente diferentes). Efectuada la elección del disco, los fotodiodos centrales se conectan a la clásica matriz de foco para controlar el movimiento de flotación de la lente sobre el disco. Si es un CD se utilizan A1, A2, A3 y A4 y si es un DVD, B1, B2, B3 y B4. En realidad no hay llaves que seleccionen a unos y otros; la selección se realiza automáticamente por la diferencia de iluminación de los diodos internos o externos. Esta forma de trabajar, apareció en un principio como la que tenía más futuro, porque sólo con utilizar una lente bifocal y un conjunto de fotodiodos más complejo, se obtenía un sistema compatible. Los problemas descubiertos luego en la producción de este tipo de aparatos fueron tan grandes, que Matsushita dejó de fabricarlos. El concepto que privó finalmente fue la utilización de dos diodos láser y un sólo sistema óptico. No existen mayores informaciones sobre cómo se resolvió definitivamente, el problema de la diferente altura de la lente
para uno u otro disco. Aparentemente, la solución que se encontró fue realizar ópticas con índices de refracción diferente para el rojo y el infrarrojo. Un problema que hasta ahora hemos soslayado, es cómo se pueden introducir dos diodos láser en el mismo camino óptico sin generar un error de paralaje. Es decir, si se ilumina el sistema óptico con el láser infrarrojo parece que no hay lugar para el láser rojo. Esto se puede resolver con el empleo de espejos semitransparentes, tal como se indica en la figura 7. Si bien esta solución resuelve el problema, no se caracteriza por su buen rendimiento. En efecto, la luz que sale del láser infrarrojo se refleja en el espejo semitransparente y sale hacia el disco. Cuando regresa, debe atravesar el espejo del láser infrarrojo y luego el espejo del láser rojo. El haz se atenúa cada vez que atraviesa un espejo y llega muy atenuado a los fotodiodos. La óptica moderna resuelve este problema con prismas de cristal cortados y pegados, que mediante el fenómeno de la polarización pueden seleccionar el camino del haz sin producir mayores atenuaciones.
Figura 7 - Corrección de los caminos ópticos con espejos semitransparentes.
Figura 6 - Ecuación selectora de discos.
Servi ce & Montajes
Service Conclusiones
En el momento actual no tiene sentido reparar un pick-up de CD, porque el precio de nuevo es tan bajo que se lo puede cambiar directamente. Pero con los pick-up de DVD no sucede lo mismo. Aún estamos como en los comienzos del CD. En efecto, muchos pick-ups no se consiguen o tienen un precio inaccesible. Por ejemplo cuando un pick-up cuesta $100, (33 u$s) la reparación total puede trepar hasta $160 (52 u$s). El cliente compara con el valor más bajo de las ofertas de supermercado que pueden ser de $240 (80 u$s) y se niega a aceptar el presupuesto. En realidad esa oferta de supermercado
Resultado del examen de autoevaluación Nº5.
no existe porque es un anzuelo para vender otros productos; por otro lado es una oferta muy limitada en cantidad y sobre todo de una pésima calidad. Un DVD de marca reconocida, comprado en un comercio de electrónica que garantice realmente la garantía tiene un valor mínimo de 130 u$s y allí es válido un presupuesto de reparación de 52 u$s. Por estas razones, muchas veces el técnico debe hacer
malabarismos para no perder el cliente y no perder todo el tiempo empleado en el diagnóstico. Todo vale para reparar un pick-up. Intercambiar piezas con otros pick-ups dañados, es el método que se utiliza por lo general y sobre todo mucho ingenio. Y en algunos casos en que no se puede conseguir un funcionamiento completo, por lo menos arreglarlo de modo que quede funcionando en CD. ✪
EXAMEN DE AUTOEVALUACIÓN Nº 6
( ) D) Aleatoria
1- Cuando el haz luminoso pega en el surco tiene un diámetro ( ) A) Igual al ancho del surco ( ) B) Mayor que el ancho del surco ( ) C) Menor que el ancho del surco ( ) D) Mucho menor que el ancho del surco
6- El disco estroboscópico, sirve para probar el servo de..... ( ) A) Tracking ( ) B) Foco ( ) C) Sled ( ) D) CLV
2- Cuando el haz toca la superficie superior del disco tiene un diámetro de ( ) A) 10 micrones ( ) B) 100 micrones ( ) C) 1mm ( ) D) 2mm 3- ¿En un equipo que funcione correctamente, una ralla radial de 0,1 mm en la superficie del disco afecta a la lectura? ( ) A) No ( ) B) Sí ( ) C) Produce un corte permanente ( ) D) Produce cortes esporádicos 4- ¿En un equipo que funcione normalmente, el error de excentricidad afecta al servo de: ( ) A) Foco ( ) B) CLV ( ) C) Sled ( ) D) Tracking 5- ¿En el probador universal de pick-ups, cómo es la señal de RF? ( ) A) Normal ( ) B) Con un corte por cada rotación del disco ( ) C) Con 10 cortes por cada rotación del disco
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7- Las cuñas del disco estroboscópico deben estar detenidas...... ( ) A) Cuando se lee la TOC ( ) B) Sobre todo el primer tema ( ) C) En el medio del primer tema ( ) D) En todo el disco 8() () () ()
Los errores de altura del miniplato afectan al servo de ...... A) CLV B) Rotación C) Tracking D) Foco
9- Sobre el primer tema de un disco un error de excentricidad genera señales de .......... ( ) A) 8Hz ( ) B) 16Hz ( ) C) 1kHz ( ) D) De la frecuencia del audio grabado 10- Para trabajar con el disco estroboscópico se requiere trabajar con luz...... ( ) A) Flourescente ( ) B) Incandescente ( ) C) Natural del Sol ( ) D) Difusa
Cuaderno del Técnico Reparador
Curso de SMD Trabajando con Componentes SMD
Construcción de Puntas de Prueba En este apartado vamos a tratar un tema algo diferente a los habituales. En efecto, el problema cuando se trabaja con SMDs no es sólo desoldarlos o soldarlos, sino cómo trabajar con ellos en forma general. Por: Ing. Alberto Horacio Picerno
[email protected]
R
eparar significa: “interactuar con el dispositivo bajo reparación sin dañarlo”. Es decir medir tensiones o corrientes con el téster, con sondas construidas ex profeso o con el osciloscopio. También implica inyectar señales de generadores de audio, video u otros. Las plaquetas utilizadas en un DVD tienen dimensiones proporcionales a los componentes que soportan. Las pistas tienen un ancho que por supuesto, depende de la separación normalizada que existe entre las patas de los componentes SMD. La separación entre patas de un componentes de montaje clásico (comúnmente llamado “paso”) es de una décima de pulgada, es decir de 2,54 mm. En los componentes SMD la separación mayor es de media décima de mm, es decir de 1,27 mm; existiendo otros cuya separación es de tan sólo un tercio de décima de pulgada, es decir 0,83 mm. Por último existen algunos con una separación de sólo 0,35 mm. Si Ud. tiene que reparar un equipo con este paso, seguramente va a tener que probar la tensión continua sobre una pata que sólo tiene una conexión a un resistor SMD con una pista de 0,25 mm de ancho. ¿Cómo se puede trabajar
con estas dimensiones sin el peligro de que las puntas del téster se muevan y produzcan un cortocircuito accidental? Olvídese de las puntas provistas con el téster. Ud. deberá construir sus propias puntas con dimensiones adecuadas a las circunstancias y tomar todas las precauciones para evitar un cortocircuito a patas vecinas. En principio las puntas deben tener un diámetro menor y ser más largas para poder manejarlas desde lejos. El autor simplemente compró un bolígrafo rojo y otro negro del tipo de punta fina. Los desarmó y retiró los tubos de tinta. Posteriormente apretó suavemente las puntas con un alicate para hacer saltar las bolillas. Limpió los restos de tinta sumergiéndo las puntas del bolígrafo en alcohol y limpiando con un pincel. Buscó dos agujas de coser de pequeño tamaño, en lo posible con los ojos posteriores dorados, ya que ese baño es soldable y permite la soldadura de los cables sin ningún procedimiento posterior. Si no encuentra las agujas indicadas no se preocupe. Deberá realizar un montaje de alambre de cobre estañado sobre los ojos de las agujas. Busque algún alambre de cobre estañado muy fino, por ejemplo de algún cable coaxial para audio o al-
gún cable multipar para PCs en red. Enrolle el alambre en los ojos de las agujas y si puede, pase el alambre varias veces por dentro del ojo. Luego estañe el envoltorio y aprételo con la pinza de punta preparándolo para recibir el cable. Los cables para un téster deben ser, por sobre todas las cosas, muy flexibles para que no se estén rompiendo constantemente. Como una alternativa aceptable, compre cable para media tensión de esos usados en los fly-back para la tensión de screen. Si puede trate de conseguir de dos colores, en caso contrario confórmese con usar cable rojo e identificar las puntas sólo por los mangos del bolígrafo. Suelde los cables a los dos ojos preparados. Coloque las agujas preparadas en las puntas, sin bolillas, de los bolígrafos con los ojos hacia atrás; si entran muy flojas sáquelas y apriete con una pinza de punta. Selle con adhesivo térmico o con silastic; pase el cable por los manguitos de bolígrafos y ajuste las puntas en su lugar. Coloque las fichas banana en las otras puntas del cable. Ahora vamos a terminar las agujas que sobresalen con algún material aislante. Lo mejor es conseguir espaguetti termocontraíble de 1,5 mm de diámetro y cubrir toda la aguja, dejando un exceso de 1 mm sobre la punta. Pruebe si se
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Cuaderno del Técnico Reparador puede medir con comodidad pinchando una pista de cobre con las dos agujas (predisponga el téster como óhmetro) en caso contrario corte un poco de espaguetti. El lector observará que se ha propuesto un dispositivo prácticamente perfecto, ya que aún en caso de que la punta se corra, no se puede realizar un cortocircuito con las patas cercanas, salvo que se presione lo suficiente como para perforar el espaguetti. Si no puede conseguir el espaguetti termocontraíble, puede pintar la zona descubierta de las agu jas con esmalte para uñas llegando hasta las mismas puntas. Antes de que se seque la pintura pinche alguna pista de soldadura, la punta se descubrirá y permitirá realizar un contacto adecuado.
Conexiones Permanentes Cuando se trabaja con componentes convencionales y se necesita hacer una observación con un
osciloscopio en una parte del circuito, simplemente se suelda un alambre sobre el circuito impreso, se conecta la punta x1/x10 con gancho rebatible del mismo osciloscopio y se realiza la medición. Siempre existe un lugar adecuado donde soldar el alambre que opera como punto de prueba (generalmente sobre la isla de un terminal del circuito impreso) que tenga suficiente rigidez mecánica para soportar el esfuerzo de la punta. Cuando se trabaja con SMD el simple agregado de un alambre que oficia de punto de prueba puede ser un verdadero problema. En efecto; supongamos que una pista tiene un centímetro de largo y un ancho de 1 mm, la adherencia a la base fenólica es proporcional a la superficie de contacto, que en este caso es de 10mm x 1mm = 10 mm2. Ahora pasemos a un dispositivo con SMDs que tenga una pista de 5mm de largo por 0,2 mm de ancho (que es el mínimo que se suele utilizar). La superficie de contacto es ahora de 1 mm2 es decir
10 veces menos. Si sueldo un alambre sobre esa pista, al menor tirón de la punta se despega. Esto nos lleva a formular la siguiente recomendación. Nunca suelde sobre una pista un alambre cuyo diámetro sea mayor a la mitad del ancho de la pista. Si la pista es de 0,2 mm sólo puede soldar un alambre de 0,10 mm de diámetro, que no es un tamaño adecuado para usar de punto de prueba. ¿Ud. dirá que entonces lo me jor es soldar el alambre de 0,8 mm sobre la cabeza de un componente? No, esa es una muy mala elección. Los componentes convencionales atraviesan el material fenólico y operan como un remache de la isla donde están soldados. Los componentes SMD no están ni siquiera pegados al material fenólico. Sólo están apoyados y retenidos por la soldadura. Si Ud. suelda un alambre grueso sobre ellos pueden ocurrir dos cosas: 1) si el soldador está a 250 ºC y tarda más de 5 S en soldarlo, se puede fisurar o romper la cabeza del SMD (si está
Figura 1 - Parte del diagrama en bloques del Philips DVD703
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Puntas para Multímetro a mayor temperatura, que es lo habitual) tendrá un tiempo proporcionalmente menor. 2) Si el alambre quedó bien soldado, la punta del osciloscopio realizará un esfuerzo inadmisible sobre la cabeza del SMD y la romperá. No quedan muchos caminos posibles. El hecho a tener en cuenta es que sólo se puede soldar un alambre de 0,10 mm y con un soldador que tenga la temperatura correcta, como por ejemplo el que aprendimos a modificar en el curso, apenas se lo levanta del portasoldador. En la práctica lo que se hace es soldar un alambre de cobre esmaltado de 0.10 y soldarlo a algún puente de conexiones, como los que se usaban en los TV a válvulas y que se consiguen aún en la actualidad. También se pueden soldar alambres en forma de puntos de prueba sobre una plaqueta
universal, pegada con adhesivo térmico sobre el piso del gabinete cerca de la plaqueta principal del DVD. Luego se cablea hasta cada punto de prueba a la plaqueta con alambre esmaltado de 0,10 mm. La punta del osciloscopio se engancha sobre la plaqueta universal, para que no haga un esfuerzo mecánico sobre los componentes SMD. Ud. seguramente estará pensando que si se debe realizar todo este operativo cada vez que se desea levantar un oscilograma, entonces la reparación de DVD debería cobrarse mucho más que la de TV u otros equipos con componentes convencionales. Tal ves está en lo cierto, pero los precios no los ponemos individualmente cada uno de nosotros. Los pone el mercado, según la ley de la oferta y la demanda. El hecho es que dada las dificultades, debemos reducir
la cantidad de mediciones a realizar para reparar un DVD. Y el único modo de reducir la cantidad de pruebas es mediante el conocimiento del equipo. El que no tiene cabeza tiene manos, pero si mete muchas manos seguramente va a destrozar un equipo que sólo tenía una falla fácilmente solucionable. Ud. tiene tres opciones, A) cambiar por cambiar y arreglar algún equipo por casualidad. B) Medir mal y romper algunos equipos al soldar los testigos de prueba. C) Estudiar bien los equipos antes de tocarlos y realizar pocas mediciones, pero que den resultados concretos, es decir trabajar con técnicas no invasivas y con toda la información posible. El autor tiene preparada una pequeña mesa de prueba que coloca sobre la mesa de trabajo y que le permite trabajar sobre una altura mayor para no tener que
Figura 2 - Parte del lay out del Philips DVD703
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Cuaderno del Técnico Reparador agacharse para mirar con la lupa, o con los anteojos para ver de cerca. Sobre la misma mesa posee un par de puntas para osciloscopio ancladas a la pequeña mesa y prolongadas tanto para la masa como para el vivo con alambre Litz de 10 x 0,07 autosoldable, que es muy flexible y con buena aislación. También posee cables de prolongación para el téster, anclados a la misma mesita. Con todo esto quedaron atrás las incomodidades y los materiales dañados por deslizamiento de alguna punta o algún cocodrilo. Pero lo más importante cuando se trabaja con SMD, es planificar muy bien el trabajo. Yo siempre tengo a mi hijo Ale jandro o a alguno de mis alumnos más avanzados actuando como ayudantes (Cristian o Pablo). Ellos prueban el equipo y anotan la falla con todo detalle. Luego buscan la información en nuestra biblioteca de circuitos o en Internet y me traen el informe de falla y la información técnica, para que juntos planifique-
mos el método de reparación. Si la falla es compleja determinamos todos los lugares donde se deben soldar puntos de prueba y mi ayudante realiza todas las mediciones y hace un informe y se presenta con las novedades. Analizamos las mediciones y por lo general podemos determinar a ciencia cierta el componente a cambiar, sin tener que hacer más mediciones. No pretendo que Ud. haga lo mismo, ya que nosotros aprovechamos los informes para escribir artículos; pero no deje de planificar su trabajo para evitar la reiteración de mediciones que siempre puede ser peligrosas; cuando menos toque el equipo me jor. Tal vez la herramienta más importante en la reparación de un DVD sea la información. En efecto, poseer una colección de CDs con circuitos de DVD es la única solución al problema de la información necesaria para reparar las fallas más complejas. En otros equipos
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con componentes convencionales sólo se requería un circuito eléctrico y a veces las especificaciones de los CIs. Las plaquetas suelen ser suficientemente grandes como para poder ubicar los componentes con rapidez. En equipos SMD el circuito es una enorme ayuda, pero no es todo. Se requieren por lo general, las especificaciones de los CIs o el diagrama en bloques y el plano o lay out de armado tal como el que se observa en la figuras 1 y 2. Pero lo más importante, es que está información no le servirá de nada si Ud. no tiene el suficiente conocimiento como para interpretarla. Y eso se resuelve de un solo modo, estudiando y perfeccionándose cada día más. Nuestro gremio está pasando por un punto de inflexión; los que saben y quieren saber aún más van en el sentido correcto. Los que no saben y no tienen deseos de perfeccionarse van al precipicio. ¡Hasta el mes que viene! ✪
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Cómo Funcionan los Teléfonos Celulares El Sintetizador / Transmisor del Circuito de Procesamiento de Señales (MAGIC LV) En los teléfono Motorola 920/925, hay un bloque funcional encargado de realizar el procesamiento de las señales llamado MAGIC LV. En diferentes ediciones explicamos el procesamiento las señales de RF para las bandas EGSM, DCS y PCS durante la recepción y cómo se realiza el contro l de estas funciones. En esta nota veremos la sección del sintetizador de frecuencias para la transmisión. Preparado por: Ingeniero Horacio Daniel Vallejo e-mail:
[email protected]
E
l Circuito de Procesamiento de Señales (MAGIC_LV) interactúa con el procesador de banda base (POG), recibiendo datos SSI para la transmisión en DMCS (la entrada digital para comenzar la modulación Tx: línea DMCS_MAGIC LV, en el diagrama en bloques de la figura 1), También recibe la señal de reloj para una transferencia serial o sucesiva en la línea TXCLK y los datos propiamente dichos en la línea SDTX (Tx datos en serie) de POG. Tanto el bit actual de los datos seriales como los tres bits sucesivos, se usan para establecer una de 16 formas de onda posibles ba-
sadas en la suma de pulsos Gaussianos almacenados en la memoria ROM. La señal resultante será transmitida a una tasa superior a 16x. Estos datos ingresan a un sintetizador (three-accumumalator fractional N synthesizer ) con una resolución de 24 bit. Las líneas de control del VCO deben efectuar todo el desplazamiento de frecuencias para una gama de tensiones de control comprendidas entre +0,3V y -0,3V de corriente continua. Los circuitos de carga tendrán su propio pin de alimentación. La tensión típica en este Terminal debe ser de 2.775V para que
cada etapa cumpla satisfactoriamente con su función. Esto a su vez, permitirá el control o manejo de filtros externos que operan en lazo, que a su vez permitirán el manejo de otros osciladores controlados por tensión (VCOs). También se obtiene un modo de modulación de puerto dual con un conversor digital - analógico de 9 bits que realiza la modulación de la señal que se obtiene sobre el pin GPO3. Esta señal, entonces, se acopla al filtro de lazo para añadirla en los componentes de alta frecuencia de la modulación que pueden haber sido atenuadas en el camino del PLL. Esto permitirá el
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Cuaderno del Técnico Reparador empleo de un ancho de banda me- 26MHz. También se provee un nor para el PLL principal para me- control automático de frecuencia jorar la pureza espectral de la señal (AFC) por el autobús SPI para a transmitir. Para la banda EGSM efectuar compensaciones a través la salida de sintetizador es de del sistema de división de N frac880MHz a 915MHz, en DCS es de cionario. La división no se toma 1710MHz a 1785MHz con la mo- directamente del cristal de dulación GMSK y directamente es 26MHz, hay un segundo sistema amplificado a la salida de transmi- divisor que permite obtener fracsor. ciones de compensación de El prescaler para el oscilador 200kHz que se sumarán o restarán local (LO) principal es capaz de a la frecuencia de la señal en funaceptar frecuencias de entrada su- ción de los datos provistos por el periores a 2.0GHz. El nivel de es- AFC. Esta referencia entonces, es ta señal estará entre -20dbm y - multiplicada en un PLL a 13MHz 10dbm. Hay dos entradas de pres- para el empleo como un reloj exaccaler a este punto, cada uno tiene to a las secciones lógicas del transuna resistencia de 100Ω en serie ceptor. entre el pin de entrada y el presca Recuerde que esta nota corresler real. El oscilador de referencia ponde a una serie de artículos desties un oscilador a cristal de nados a explicar el el funcionamien-
to de las diferentes etapas que constituyen a los teléfonos celulares de tecnología GSM. Nuestra idea es pro porcionar conocimientos para que los estudiantes, técnicos e ingenieros puedan solucionar diferentes problemas que involucren a estos aparatos. Es necesario aclarar que para reali zar este trabajo nos basaremos en los manuales de servicio de equipos de diferentes marcas, comenzando con el diagrama en bloques de un teléfono Sony y prosiguiendo con análisis detallados de unidades Motorola, dado que los desarrolladores de dicha em presa han tomado un cuidado especial en la elaboración de manuales, incluyendo etiquetas y diferentes colores para el seguimiento de las señales en los circuitos de las distintas etapas. ✪
Figura 1
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Cómo Funcionan los Teléfonos Celulares Figura 2
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La colección “Club Saber Electrónica” está compuesta por tomos de edición mensual que tratan temas específicos que, en general, em piezan y terminan con cada edición. Esta colección es un “complemento” de nuestra querida Saber Electrónica y se edita con el objeto de brindar bibliografía completa sobre temas específicos. Este mes está dedicado a los dos instrumentos “escenciales” para los electrónicos. El texto corresponde al Nº 22 de la Colección; tenga en cuenta que la edición es limitada y que si Ud. no encuentra el texto en el puesto de venta de revistas de su localidad, puede contactarse con Saber Internacional para que se lo hagan llegar a su domicilio. El multímetro es para el electrónico lo que la “Biblia” es para el cristiano, es decir: “es imposible que alguien que estudia o trabaja en el área de la electrónica no haya manejado o tenga que utilizar este instrumento, al que también se lo denomina “téster”. Cuando comenzamos nuestras primeras “armas” en esta disciplina aprendemos las leyes fundamentales(ley de Ohm, leyes de Kirchoff, etc.) y para comprobarlas en la práctica aprendemos a medir resistencias, tensiones y corrientes utilizando un multímetro. Como sabemos, existen dos tipos bien definidos: el analógico y el digital y existe la falsa creencia de que un téster digital es mejor “por el simple hecho” que no tenemos que aprender a “leer” el instrumento ya que la indicación se presenta en una pantalla. En este texto aprenderemos a utilizar el multímetro realizando prácticas con los dos tipos de instrumentos y vamos a analizar la medición de componentes y cómo se deben tomar medidas en circuitos electrónicos de consumo. Este volumen es la segunda edición del libro “El Multímetro y el Osciloscopio y Mediciones en Radio, Audio y TV”, texto preparado como complemento de los cursos dictados entre 2002 y 2005 en diferentes países de América Latina sobre instrumental electrónico que se ve “enriquecido” con la inclusión de prácticas y un lenguaje común para todos los amantes de la electrónica. En el libro también se hace mención al manejo del multímetro y si bien no “pretende” sustituir al libro O SCILOSCOPIO que escribí hace más de una década, resulta un buen preámbulo para quienes quieran especializarse en el uso de este instrumento. Cabe aclarar que a la hora de tener que describir los controles de este instrumento me sentí “tentado” en emplear como modelo a un equipo de otras marcas, sin embargo decidí mantener la descripción de un instrumento marca HAMEG porque se lo consigue con facilidad tanto en México como en otros países y porque la descripción que se hace en estas páginas también aplica a otras marcas y modelos. De más está decir que este texto es un material introductorio que debe ser leído por estudiantes y aficionados, pero que los profesionales pueden encontrar también útil, especialmente cuando deben “refrescar” la forma en que se miden determinados componentes o para procedimientos no muy comunes. En esta nota se presnta parte del tema desarrollado en el capítulo 3.
PRACTICAS CON M ULTIM ETRO
E
n estas prácticas explicaremos algunas formas de generar electricidad, como por ejemplo la forma química, la fotoeléctrica y la magnética. Además, aprenderemos a usar el multímetro para realizar mediciones en cada una de las prácticas. Veremos cómo conectar el voltímetro, cómo interpretar las lecturas y cómo solucionar inconvenientes que se presentan en el momento de efectuar las mediciones. Luego, presentaremos a los resistores, comentando los distintos materiales utilizados para su construcción, los que son de valor fijo y los variables. Por último veremos la aplicación del Código de colores para resistores, con el cual podremos saber el valor de los resistores a través de las franjas pintadas en sus cuerpos.
Fabricación de una Pila Prima ria
Para fabricar una pila primaria, se requiere solamente de un limón grande, una laminilla de co-
bre y una de zinc, ambas de 5 x 1cm aproximadamente. Si conseguimos todos los elementos de la figura 67, como los mostramos en las figuras 68 y 68a, estaríamos en condiciones de realizar la práctica. Entonces, partimos por la mitad el limón y a una de las mitades, le insertamos las laminillas, procurando que entren lo más profundamente posible, pero sin que se toquen entre ellas. Con la ayuda de un voltímetro, podemos comprobar fácilmente la diferencia de potencial que existe entre las laminillas. La terminal negativa se forma en el electrodo de zinc, mientras que la terminal positiva en el cobre; el electrolito de nuestra pila es precisamente el ácido cítrico que contiene el zumo de limón.
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valor el número 250, se transformará en un valor máximo de 2,5 Volt, luego, en la misma escala:
Figura 67
el número 200 - equivale a: 2 Volt el número 150 - equivale a: 1,5 Volt el número 100 - equivale a: 1 Volt el número 50 - equivale a: 0,5 Volt
M ultímetro o Téster Ana lógico
El Multímetro o Téster Analógico, se utiliza para realizar mediciones de voltajes, corrientes y resistencias. Está compuesto básicamente por una aguja que se desplaza sobre una escala graduada, una llave selectora de escalas y las puntas de prueba (figuras 69 y 69a).
M edición de Voltajes
Para realizar la medición de voltajes, colocamos la llave selectora del multímetro en el bloque
"DCV" siglas correspondientes a: Direct Current Voltage, lo que traducimos como Voltaje de Corriente Continua, puesto que la pila primaria compuesta por la reacción química del limón, con los electrodos de zinc y cobre, constituyen un generador de corriente continua. Colocamos la punta roja en el electrodo de cobre, la punta negra en el zinc, con la llave selectora en la posición "2,5 " y efectuamos la medición. (Ver figuras 70 y 70a). La llave selectora indica el valor máximo que podemos medir de tensiones contínuas en volt. En este caso seleccionamos: 2,5 Volt, entonces la escala que tiene como máximo
Al medir, la aguja quedará entre 2 números de la escala seleccionada. Al número menor lo llamaremos: "Lectura Menor", y al número mayor, como "Lectura Mayor". A la Lectura menor, se le deberá sumar la cantidad de divisiones que tenemos, hasta donde se detuvo la aguja. Vea las figuras 71 y 71a. El valor de cada una de las divisiones, se calcula mediante la fórmula: Vdiv. = (LM - Lm) ÷ Cdiv.
Donde: Vdiv. =Valor de cada división LM =Lectura Mayor Lm =Lectura menor Cdiv. = cantidad de divisiones entre Lm y LM. En nuestro caso resulta: Figura 68a
Figura 68
Presentación de los elementos necesarios para efectuar la práctica (el medio limón, el elec- trodo de cobre, el electrodo de zinc, y el tester digital).
44
PRACTICAS CON M ULTIM ETRO
Figura 69a
Vdiv.= (0,5V - 0V) ÷ 10 = 0, 05V
Finalmente, el valor medido, resulta de sumar a la Lectura menor, la cantidad de divisiones hasta donde se detuvo la aguja, o sea, cuatro divisiones, por lo tanto: Valor medido = Vm = 0 V + (4 x 0,05 V) = 0,2V
El téster digital consta de un dis- play de cuarzo líquido para mostrar las lecturas, una llave selectora que recorre los rangos de cada bloque, y las puntas de prueba.
La Aguja en la Medición de Voltajes
multímetro, pueden ocurrir cuatro posibilidades con la aguja, y éstas son: 1 - La aguja no se mueve. 2 - La aguja se desplaza hacia la izquierda. 3 - Se desplaza hacia la derecha, pero en forma muy rápida y golpeando en el final de la escala.
Figur a 70a
Cuando realizamos la medición de Voltajes o Corrientes con el
Figura 70
La llave selectora está en “2000mV”, como el valor mos- trado en el display es “416”, re- sulta finalmente un valor de: 0,416V.
Figura 69
Figura 71a
Figura 71
45
4 - La aguja se desplaza hacia la derecha suavemente y se detiene indicando un valor determinado. En el primer caso, puede ocurrir que el elemento que estamos midiendo, no dispone de tensión Figura 72
eléctrica, o bién que alguna de las puntas no esté haciendo buen contacto. En el segundo caso, se trata de una inversión de polaridad, solucionándose el problema, simplemente invirtiendo la posición de las puntas del Multímetro. En el tercer caso, tenemos el problema de haber seleccionado una escala menor al valor que estamos midiendo, entonces, retiramos rápidamente las puntas y seleccionamos una escala mayor. El cuarto caso, es el resultado de haber seleccionado una escala cuyo valor máximo, supera el voltaje a medir. En este caso, podríamos seleccionar una escala menor o mayor, con la finalidad de que la aguja se detenga en la zona cenFigur a 73a
tral de la escala. (zona de mayor precisión).
Aplicaciones del Efecto Fotoeléctrico
En la figura 72 vemos cómo se produce el efecto. En las figuras 73 y 73a, tenemos una fotocélula, la cual, al recibir luz, genera una tensión en sus extremos. Si aumentamos la iluminación, aumenta proporcionalmente la tensión en los extremos de la fotocélula. Al efectuar la medición, con la llave selectora en "2,5", observamos la posición de la aguja, para interpretar el valor. Vemos que la "Lectura Mayor" corresponde a: 1,5 Volt y la "Lectura menor" a: 1,0 Volt. Por lo tanto, el valor de cada división es: Vdiv.= (1,5V - 1,0V ) ÷ 10 = = 0,5 ÷ 10 = 0,05 Volt
Luego el Valor medido resulta:
La llave selectora está en “2000mV”, entonces el valor me- dido es de: 1,28V Figura 73
46
Valor medido = 1,0V + (7 x 0,05V) = = 1,0V + 0,35V = 1,35V
Vea la figura 74.
PRACTICAS CON M ULTIM ETRO
Figura 74
Figura 75
Electricida d M edia nte Efecto M ag nético
El desplazamiento de un conductor dentro de un campo magnéFigura 76a
El valor medido nos indica que al girar el eje del motor en un sentido, nos entregaba valores negativos, al cambiar el sentido del giro del eje, nos dará valores positivos
tico, obliga a los electrones del mismo a desplazarse (generando un acumulamiento de carga eléctrica y por tanto un potencial eléctrico útil.) Vea la figura 75. Para comprobar la generación de electricidad, colocamos un voltímetro en los terminales de alimentación del motor y giramos el eje Observamos que al girar el eje del motor, ocurre la deflexión de la aguja hacia la derecha o hacia la izquierda, según sea el sentido de giro del motor. Vea las figuras 76 y 76a. En éste caso, no efectuaremos la lectura, debido a que los valores son variables.
M ostra r Resistores Varios Características de Cada Uno
Los resistores de carbón, que mostramos en la figura 77, se fabrican mezclando polvo de carbón y un aglomerante. Se encapsulan con una resina fenólica para protegerlo de la humedad y la temperatura. Son los resistores más utilizados por su bajo costo. Los resistores de película metálica que vemos en la figura 78, se fabrican depositando una película metálica, que está a alta temperaFigura 76
Figura 77
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Figura 78
Figura 79
Figura 80 Figura 81
Figura 82
tura, sobre un tubito de vidrio, al que se fijan los terminales. Tienen un alto costo y se usan solo cuando se necesita gran exactitud en el valor de la resistencia, como es el ca-
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so de los instrumentos electrónicos. Los resistores de alambre, de la figura 79, se fabrican arrollando un alambre hecho de aleaciones de cromo, níquel, etc, sobre un ci-
lindro de cerámica. Estos son de gran tamaño y se utilizan para la conducción de altas corrientes. Los resistores variables, están representados por los potenciómetros (figura 80), sostenido desde su eje), y debajo del mismo están los pre-set. Ambos, están constituidos por una pista circular de carbón, desplazándose sobre ésta un contácto móvil denominado cursor. Los extremos de la pista y el cursor, tienen una conexión a terminales, es decir, que la resistencia entre uno de los terminales y el cursor depende de la posición de éste. Código de Colores para Resistores
Cada color representa un dígito decimal: • Las dos primeras bandas de
PRACTICAS CON M ULTIM ETRO
colores, que están ubicadas más cercanas a un extremo, representan el valor en ohm. • La tercer banda, representa el número por el que hay que multiplicar al valor anterior para obtener el valor final de la resistencia. • La cuarta banda, representa la tolerancia que nos indica hasta cuánto puede estar el valor, por encima o por debajo del componente. En la figura 81 vemos el código de colores y en la figura 82 diferentes potencias de resistores.
blanco, correspondiente al dígito "9", para la cifra multiplicadora, el color marrón, que multiplica por "10", y por último, la cuarta banda, correspondiente a la tolerancia, color "plateado", indicando "10%". Aplicando el código de colores, resulta: 39 x 10 =390 ohm La tolerancia del 10 %, significa que su valor puede variar: Desde: 390 - 39 =351 ohm Hasta: 390 +39 =429 ohm
Presentar Tres Resistores y Determinar el Valor de cada Uno
En el primer resistor tenemos para la primera cifra, el color naranja, que corresponde al dígito "3", para la segunda cifra, el color
El segundo resistor, tiene los siguientes colores: marrón, verde, rojo y dorado, por lo tanto, su valor resulta: 15 x 100 =1500 ohm y con una tolerancia del 5%
El tercer resistor, tiene los colores: amarillo, violeta, marrón y plateado. Aplicando el código, resulta un resistor de: 47 x 10 =470 ohm con tolerancia del 10%
Conclusión
Como hemos visto en éste primer capítulo, ya sabemos algunas formas de producir electricidad, con elementos simples y fáciles de conseguir. Además, la forma de medir uno de los parámetros de la electricidad (Tensión). También hemos visto ejemplos de resistores, uno de los componentes más utilizados en los equipos electrónicos. ***********
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ELECTRÓNICA Y COMPUTACIÓN
Reciclando PCs, Placas en Slots ISA En este artículo se dará un ejemplo sobre operaciones Entrada/Salida, realizadas por las Computadoras Personales a partir del análisis de un sistema basado en el Bus ISA. Por Mauricio G. Pasti
bservando la parte de atrás de cualquier gabinete de cualquier PC que siga la característica de “clon”, podemos apreciar que la PC nos ofrece varios puertos externos (USB, Serie, Paralelo), cada uno trabajando con sus propios protocolos y velocidades. Salvo que la ga-
O
Figura 1
Saber Electró nic a
rantía no lo permita, desarmar la PC por curiosidad no provoca ningún daño si somos cuidadosos. Echemos una miradita...no es más que sacar unos tornillos... Al abrir el gabinete nos encontraremos con Slots. Esta es la denominación con la que se identifica a los co-
nectores destinados a alojar las placas de video, sonido, etc. Últimamente el mercado está inundado de soluciones “integradas”: motherboards que incluyen facilidades de sonido, video, conector ethernet y módem. Por este motivo notaremos que generalmente, no se incluyen más de 3 Slots de la norma PCI y 1 AGP (este último a veces tampoco se incluye). Eso sí, si tomamos una PC que tenga unos añitos, podremos llegar a encontrar distintos tipos de normas referidas a los Slots (a veces incluídas dentro de una misma placa). • Slots ISA-XT de 8-Bits: en estos conectores, las líneas de datos están en paralelo. Es decir, todas las placas reciben el contenido de los datos que salen del microprocesador. Podemos identificar 8 líneas de datos y líneas destinadas a proveer a la placa conectada con alimentación eléctricas, instrucciones y direcciones requeridas para intercambio de datos y memoria. • Slots ISA-AT de 16-Bits: se agregan 18 pares más de conectores, en esta norma se consideran datos en 16 bits. Esta norma terminó afianzándose como Standard ISA a partir de las 286. Podemos encontrar este tipo de slots en equipos fabricados no hace tanto tiempo. En la Figura 1, podemos observar un esquema de contactos de un bloque ISA-AT, donde la parte superior corresponde a los 62 contactos originales del ISA-XT
Reciclando PCs • Slots VESA Local-Bus (VL-Bus) de 32-Bits: con esta norma se intentó mejorar la norma ISA, con el agregado de aún más líneas que le permitieran trabajar con datos de 32 bits. Como el caso anterior, se buscaba lograr compatibilidad hacia atrás, para no desperdiciar placas antiguas. • Bus PCI de 32 Bits: la norma Local Bus era aprovechada sólo por las placas de video, mientras que el resto de las placas seguían trabajando con 16 bits. Entonces se decidió por establecer una norma que pudiera mejorar la transmisión de datos, en un espacio más reducido. A partir de esta norma, no existe compatibilidad con los buses ISA anteriores, se mejoró la velocidad (33Mhz) y el tipo de arquitectura, pero esto no lo discutiremos en este momento. Brevemente, en esta descripción también incluiremos los buses MCA (Microcanal) y EISA (Extended Industry Standard Architecture), ambos incompatibles con la norma ISA, con poca introducción en el mercado. Podríamos mencionar también el Slot AGP, como otro conector facilmente identificable. Este se destina
exclusivamente a placas de Video, conectada al bus ISA. Empecemos por lo que no le prestaremos atención analizando el funcionamiento básico: en esta nota. Cuando el microprocesador escribe un byte en el espacio de I/O hace las siguientes operaciones: El bus ISA-XT, AEN en estado alto Coloca su dirección en el bus de base de nuestro proyecto address (líneas A0-A19) Los slots que siguen la norma ISA AEN en estado bajo (Industry Standard Architecture) proEl valor a escribir en el bus de davienen del diseño original de la IBM- tos (líneas D0-D7) PC (digamos que ha superado los 25 -IOW en cero e -IOR en estado alto años de edad). Su estructura está basada principalmente en la arquitectura Cuando intenta leer un byte del x86 de Intel. Es más, muchos de los espacio de I/O hace una secuencia sicontactos del slot ISA coinciden con milar salvo que pone -IOW en uno e las salidas de los pines del 8088 y sus IOR en cero. La señal de AEN tiene su sucesores. Si bien los fabricantes de historia trágica que proviene desde el hardware han descartado esta norma diseño del 8088 (CPU de las PC-XT): para los modelos recientes de Mother- en un intento por ahorrar espacio físiboards, existen en el mercado (y pro- co, las líneas de direcciones y datos bablemente en los garages o cajas de del microprocesador compartían los muchos argentinos) PCs que han sido mismos pines, por lo que el 8088 tradescartadas por los requisitos en au- bajaba con multiplexación de estas límento de los fabricantes de software. neas. La línea AEN del microprocesaBuscaremos encontrar las bases dor permite al bus saber a qué correspara desarrollar una herramienta que ponde la información alojada en los pinos permita realizar operaciones de nes en ese momento para poder ubiE/S sin utilizar puertos convenciona- car correctamente datos y direcciones les, sino a través de una placa propia, en sus respectivos canales, Esta señal debe incluirse en nuestro circuito, ya que recién cuando AEN está en cero, el bus contiene la información correcta sobre dirección y dato correspondientes a la operación de E/S efectuada en un momento determinado. Si bien los microprocesadores posteriores desecharon el uso de multiplexación de datos y direcciones, la señal de AEN se siguió utilizando para que las placas distinguieran operaciones de E/S de las operaciones de DMA (Direct Memory Address). Estas últimas ocurren, por ejemplo, cada vez que la computadora se comunica con las lectoras de CD, disco rígido, scanners, etc. Durante todo el proceso de DMA, la señal AEN se mantiene en uno. Analicemos un poco cómo trabaja el bus ISA: todas las placas conectaFigura 2 das a los slots ISA de un mismo motSaber Electró nic a
Electrónica y Computación TABLA 1 Dirección
000h - 01Fh 020h - 03Fh 040h - 05Fh 060h - 06Fh 070h - 07Fh l080h – 09Fh 0A0h - 0BFh 0C0h - 0DFh 0F0h - 0FFh 200h – 207h 210h – 217h 220h - 24Fh 2E8h – 2EFh 2F0h - 2F7h 2F8h - 2FFh 300h - 31Fh 320h - 32Fh 378h - 37Fh 3BCh - 3BFh 3C0h - 3CFh 3D0h - 3DF 3E0h - 3E7 3E8h - 3EFh 3F0h - 3F7h 3F8h - 3FFh
Dispositivo
Controlador DMA 1, 8237A-5 Controlador de Interrupciones 1, 8259A, Maestro Temporizador, 8254-2 Controlador de Teclado, 8254 Reloj de Tiempo Rea Registros de Página de DMA Controlador de Interrupciones 2, 8259A Controlador DMA 2, 8237A-5 Coprocesador Matemático Controlador de Juegos Expansión Reservado Puerto Serie 4 (COM4) Reservado Puerto Serie 2 (COM2) Reservado para Placas Prototipo Controladora de Disco Puerto Paralelo 2 (LPT2) Puerto Paralelo 1 (LPT1) Controlador de Gráficos EGA/VGA Controlador de Video CGA Reservado Puerto Serie 3 (COM3) Controladora de Floppy Disk Puerto Serie 1 (COM1)
herboard están conectadas a las mismas líneas de datos y de direcciones (están todas en paralelo). Cada vez que se produce una operación de E/S, todas las placas leen las líneas mencionadas, y sólo trabajará con el dato la placa cuyo rango de direcciones incluyan a la dirección involucrada en la operación. Por rango de operaciones definimos a todas las direcciones en las cuales se puede realizar una operación de E/S a una placa específica. En la tabla 1 vemos los rangos de direcciones y dispositivos correspondientes para una arquitectura AT. Podemos observar en la tabla que los rangos de direcciones abarcan distintos dispositivos, incluyendo Controladores de Discos, Placa de Video y puertos, por lo que una instrucción de E/S con un dirección incorrecta puede provocar resultados incorrectos en el comportamiento de un PC. Para mayor seguridad, podemos elegir una dirección o direcciones que Saber Electró nic a
estén dentro del rango asignado a Expansión, o a Placas Prototipo, ya que seguramente estarán libres, salvo que tengamos alguna placa particular que requiera estas direcciones (las más comúnmente usadas no trabajan dentro de estos rangos). Ejemplo motivador....8 salidas digitales A modo de incentivo, se ofrecerá un ejemplo para poder entender cómo poder diseñar un sistema de E/S. En la figura 2 vemos el diagrama en bloques de un circuito con 8 líneas de Salida. Para construir este tipo de interfase necesitaremos utilizar una placa que posea el “peine” de 62 contactos que coincida con el zócalo ISA de 8 bits. Empezaremos por decir que nos referiremos a esta placa a través de la dirección de E/S 200h. Esta dirección deberá ser interpretada por la placa y aislada para poder escribir en la salida del FLIP FLOP 74LS374 únicamente la información escrita en la
dirección 200h. Analizaremos la parte decodificadora: se ha utilizado una combinación de compuertas (74LS32=OR, 74LS00=NAND) y un multiplexor con salida en bajo (74LS138). Nuestro objetivo es identificar la dirección 200h, 1000000000 en binario, por lo tanto debemos buscar que las líneas de SA0 a SA8 estén en nivel bajo y sólo la línea SA9 en alto, tambien la línea AEN (que precisamente es la que verifica que la dirección ya está fijada) también deberá estar en nivel bajo. Cuando efectuemos un ciclo de escritura en 200h, los pines 1,2,3,4 y 5 del 74LS138 se pondrán en bajo, y el pin 6 se pondrá en alto. En consecuencia la salida del FLIP FLOP, en el pin 15, se pondrá en bajo. Tenemos que tener en cuenta que, para que el dato escrito en el bus de E/S se transfiera a la salida del 374, el pin 11 del FLIP FLOP (Clk) sólo reaccionará con un flanco positivo, este flanco se va a formar en el circuito de la figura a partir de manipular las salida del pin 15 del multiplexor (en bajo) y la entrada –IOW (que es la señal que finalmente produce el flanco requerido). Se observará que la línea A0 está desconectada. Este hecho no ha sido error de diseño, sino simplificación del circuito a costa de una repetición de direcciones. Es decir, la placa aceptará de la misma manera secuencias de escritura a la dirección 200h como a la 201h. Este tipo de simplificación es muy útil y puede ampliarse a más líneas de direcciones, pero debe estudiarse las consecuencias, analizando desde el bit menos significativo, para que no haya superposición de rangos de direcciones con otros dispositivos que puedan producir resultados inesperados. Espero que esta nota sirva de base para poder desarrollar diseños más elaborados, en los que puedan aprovechar esa vieja PC guardada en un rincón para algún proyecto de entrada salida. ✪
MONTAJE
Distribuidor de Señales de Audio El montaje que proponemos en este circuito corresponde a un distribuidor de señales de audio, es decir, es un aparato inverso a un “mezclador” que permite conectar una mis- ma fuente a varios aparatos (amplificado- res). Se trata de un equipo de gran utilidad en conjuntos musicales o bien en sistemas de sonido ambiental, cuando se usan diver- sos amplificadores en paralelo para conse- guir mayor potencia. El aparato es muy sim- ple y de gran sensibilidad.
Adaptación de Federico Prado
N
uestro distribuidor de señales puede ser descripto como un circuito que es "inverso" de un mixer. En el mixer o mezclador aplicamos diversas señales en la entrada y obtenemos la “mezcla” de las mismas en una única salida. En el distribuidor (multiacoplador) tenemos una señal de entrada, que es separada en diversas salidas para excitar amplificadores independientes. Es importante observar que no es muy ventajoso tener un único amplificador de gran potencia sonora por muchos aspectos (elevado volumen y peso, si se descompone nos quedamos sin sonido, etc.). Es mucho mas cómodo (y a veces más barato) tener un conjunto de amplificadores de menor potencia asociados en paralelo. Además de la comodidad, es
preciso también resaltar el factor de seguridad, ya que si uno de los amplificadores tuviera problemas, los otros seguirían funcionando y todo lo que ocurriría será una pequeña reducción de potencia. En el caso de un único amplificador, si el mismo tuviera algún inconveniente, el sistema dejaría de funcionar por completo. El distribuidor debe ser intercalado entre la fuente de señal (que puede ser la salida de un instrumento o de un mixer, que mezcla las señales de todos los instrumentos) y los amplificadores. En nuestra versión tenemos tres salidas, pero nada impide que este número se aumente hasta 10 ó más, sin problemas de pérdidas. El circuito usa transistores de efecto de campo y tiene un consumo de corriente muy bajo, lo que permite la utilización de batería en
su alimentación. Está claro que, en un sistema más elaborado, podemos hasta tomar la alimentación de uno de los amplificadores que el mismo debe excitar. La sensibilidad de entrada es del orden de 100mV, y se obtiene una señal de más de 1Vpp para la salida, lo que excita muy bien la mayoría de los amplificadores comunes. Para describir el funcionamiento del circuito (figura 1) digamos que la señal de entrada pasa por un transistor de efecto de campo, montado en la configuración de fuente común (equivalente a emisor común). En esta configuración obtenemos una buena ganancia de tensión y una elevadísima impedancia de entrada. En este caso, la impedancia es dada, básicamente, por el ajuste de sensibilidad de VR1.
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Montaje Figura 1
La señal retirada del drenaje del transistor es llevada a los difusores, que son otros transistores de efecto de campo, conectados en la configuración de drenaje común. En esta configuración obtenemos también una elevadísima impedancia de entrada, que no carga al excitador Q1, y una impedancia moderada de salida, del orden de 4k7. La señal tiene excelente intensidad en la salida, pudiendo fácilmente excitar los amplificadores. C5 desacopla el circuito de la fuente de alimentación, que puede tener tensiones entre 12 y 18V y es optativo (no está puesto en la placa de la figura 2). La corriente consumida será de apenas algunos miliamperes. En la figura 1 damos el diagrama completo del distribuidor. En la figura 2 tenemos nuestra sugerencia de placa de circuito impreso, bastante compacta, la cual puede ser fácilmente instalada en una cajita metálica, tomando todas las precauciones necesarias de instalación (específicamente en cuan-
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to a aislación y blindaje tal como explicaremos en el próximo párrafo). La fuente, en este caso, puede ser dos baterías de 9V en serie. Como se trata de un montaje que opera con señales de audio de baja intensidad, deben tomarse precauciones para evitar la captación de zumbidos. Eso significa la utilización de cables blindados para las entradas y salidas, con todas sus mallas conectadas a un punto común y al negativo de la alimentación. Los transistores son del tipo BF245, fácilmente encontrados en nuestro mercado, pero se pueden experimentar también equivalentes como el MPF102. Los resistores son de 1/8 ó 1/4W con 5 ó 10% de tolerancia y los capacitores pueden ser cerámicos o de poliéster. Sus valores no son críticos, pudiendo usarse tipos de 120 ó incluso 150nF, en caso que tenga dificultad para hallar los valores originales. Los conectores de entrada y salida deberán ser elegidos en fun-
ción de los equipos que deben ser interconectados. Sugerimos la utilización de conectores del tipo RCA, con disponibilidad de cables conteniendo conectores equivalentes de un lado y Lista de Materiales Q1, Q2, Q3, Q4 - BF245 ó equiva- lente - transistores de efecto de campo. C1 a C4 - 100nF - capacitores cerá- micos o de poliéster. C5 - 10nF - capacitores cerámicos o de poliéster R1 - 10k Ω R2 - 1k2 R3, R4, R5 - 4k7 VR1 a VR4 - 2M2 - potenciómetro li- neal o logarítmico.
Varios: Conectores de entrada y salida, ca- ja para montaje, placa de circuito impreso, cables blindados, perilla para los potenciómetros, conecto- res para batería o fuente, estaño, etc.
Distribuidor de Señales de Audio
Figura 2
enchufes de acuerdo con los equipos asociados del otro. Para probar su aparato, basta conectar una de las salidas a la entrada de un amplificador, que debe estar a medio volumen. Aplicando una señal en la entrada del multiacoplador y abriendo VR1, debe aparecer su reproducción en el am-
plificador, sin distorsión, para ello asegúrese que los controles de volumen individulaes (VR2 a VR4) estén en la posición de máxima ganancia. Experimente del mismo modo las otras salidas. Para usar, ajuste la sensibilidad de modo de obtener excitación total
de los amplificadores, pero sin distorsión de las señales. Haga el mismo ajuste en el volumen de cada amplificador. Si hubiera algún tipo de ronquido, verifique los blindajes de los cables de entrada y salida de las señales. ¡Hasta el próximo montaje! ✪
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MONTAJE
Generador de Ruido para Efectos Especiales Un generador de ruido blanco puede ser su- mamente útil para determinadas pruebas de audio, o bien para la obtención de efectos es- peciales en música electrónica o grabación de pistas de audio. El circuito que describi- mos es bastante simple y sirve para muchas de estas aplicaciones, pudiendo ser usado sólo o como parte de un proyecto mayor. Los semiconductores usados son transistores de uso general, lo que hace bastante accesi- ble su realización práctica. Por otra parte, re- comendamos su lectura al principiante, debido a la explicación muy instructiva que precede al proyecto. Adaptación de Federico Prado
U
sted se puede preguntar: ¿qué es el ruido blanco?
Evidentemente, si usted no sabe responder esta pregunta, no sabrá ni para qué sirve nuestro generador y mucho menos cómo funciona. Se puede decir que el ruido es una señal que no posee una frecuencia definida, pero que sí tiene componentes de todas las frecuencias posibles de una determinada banda. El tipo más común de ruido es de naturaleza atmosférica, provocado por descargas eléctricas, que poseen componentes en una amplia banda del espectro, generadas de modo aleatorio. Si usted sintoniza una radio común de AM o de onda corta fuera de estación, en la banda de 500kHz hasta más de 10MHz, podrá captar
Saber Electrón ic a
las componentes de este ruido, con una intensidad que decrece a medida que la frecuencia aumenta. En audio, podemos dar como ejemplo de ruido el "silbido" provocado por la propia agitación térmica de las moléculas que hacen parte de los componentes electrónicos. Es el "ruido térmico" que posee componentes en una amplia banda del espectro audible. Para la utilización del ruido, mientras tanto es conveniente que en ciertas aplicaciones, el mismo tenga algo más que una distribución aleatoria de componentes en una banda del espectro. Si vamos a utilizar el ruido como fuente de señal para analizar un circuito, es interesante que el mismo tenga una amplitud constante en la banda del espectro considerada. Esta es justamente la característica
que define lo que denominamos "ruido blanco" . Se trata de un tipo de señal que no posee frecuencia fija, pero sí se extiende por una amplia banda del espectro; en esta banda, en cada porción que tomenos al azar, la señal tendrá la misma amplitud. El circuito que vamos a describir produce una señal con estas características, siendo ideal para determinar la curva de respuesta de amplificadores o incluso para la produción de efectos especiales. Para entender el funcionamiento del circuito, recordemos que una de las fuentes de ruido de un circuito electrónico es la propia agitación de sus moléculas en función de la temperatura. Cualquier cuerpo que esté en una temperatura por encima del cero absoluto (-273ºC) produce ruidos debido a la agitación de sus
Generador de Ruido para Efectos Especiales Figura 1
cierta corriente de fuga. Si polarizamos un transistor inversamente, de modo que su juntura no conduzca ninguna corriente, aún así notaremos la circulación de una pequeña cantidad de portadores de cargas que se debe a la agitación térmica. No es preciso decir que esta corriente depende de la temperatura, pero es importante que los portadores sean liberados aleatoriamente, generando así una corriente no continua, pero sí pulsante de frecuencia que se extiende por todo el espectro (esta configuración se puede observar en Q1 del circuito del generador que se muestra en la figura 1). Los diodos de silicio, o la juntura entre el colector y la base de un Figura 2
átomos. En un semiconductor, esta agitación puede causar la liberación de portadores de cargas y en consecuencia la aparición de una
Lista de Materiales
Q1, Q2, Q3 - BC548 ó equivalentes - transistores NPN de uso general. R1 - 1M2 R2 - 820k Ω R3 - 15k Ω R4 - 470 Ω R5 - 220k Ω R6 - 47k Ω C1 - 470pF - capacitor cerámico C2 - 1n2 - capacitor cerámico o de poliés- ter C3 - 470nF - capacitor cerámico o de po- liéster C4 - 4n7 - capacitor cerámico o de po- liéster C5 - 10nF - capacitor cerámico o de po- liéster C6 - 220nF - capacitor cerámico o de poliéster VR1 - 100k - potenciómetro lineal o loga- rítmico. SW1 - interruptor simple B1 - 9V - batería común Varios: Placa de circuito impreso, gabinete para montaje, perilla para el potenciómetro, conector para batería de 9V, cable blinda- do, estaño, etc.
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Montaje transistor, son pues excelentes "ge- de circuito impreso (figura 2), que neradores" de ruido blanco. se puede instalar en una cajita de Está claro que esta señal es plástico. muy débil, pues corresponde a porLos transistores pueden ser tadores de cargas prácticamente cualquier NPN de uso general de siaislados (electrones o lagunas), por licio. Como equivalentes a los lo que necesita de una buena am- BC548 tenemos los BC237, BC238, plificación. BC547, etc. Los resistores son toAsí, usando un transistor común dos de 1/8 ó 1/4W con 5 ó 10% de polarizado inversamente, tenemos tolerancia y los capacitores pueden el generador de ruido, y con dos ser de poliéster o de cerámica. más tenemos las etapas de amplifiLa alimentación se hace con cación. una batería única de 9V o bien, si Un potenciómetro nos permite prefiere, con una fuente de 9 a 12V. hacer una cierta "ecualización" de La salida tiene una señal de baeste ruido, cortando componentes ja intensidad, alrededor de 100mV, en la extremidad superior del es- que puede ser aplicada a la entrada pectro, donde un amplificador pue- de cualquier amplificador de audio. de presentar una ganancia mayor El cable de salida debe ser blin(en el generador, el potenmcióme- dado para que se evite la captación tro es VR1). de zumbidos. VR1 es un potencióEl diagrama completo del apara- metro lineal o log que puede poseer to aparece en la figura 1. La placa en su estructura el interruptor sim-
Saber Electrón ic a
ple SW1. Para probar el generador bastará conectar la salida a la entrada de cualquier buen amplificador de audio y después accionar SW1. La señal debe ser reproducida claramente en el amplificador de audio. Ajuste VR1 para modificar esta señal. Comprobado el funcionamiento solo queda utilizar la unidad. Un interruptor de presión en serie con R6 permite simular un tiro "espacial" cuando se lo presiona, para usarlo como complemento de algún juego. El capacitor C2 puede ser alterado para hacer más aguda la señal de este generador. Con su reducción, podemos aumentar la intensidad de la señal en la parte más alta del espectro. El montaje es sencillo y no reviste consideraciones especiales. ✪
MONTAJE
Ionizador Ambiental Los lectores de Saber Electrónica ya saben que por medio de capacitores y diodos, es posible construir circuitos multiplicadores de tensión. En base a los que vimos, describi- mos el montaje de un útil ionizador del aire ambiental, un aparato que emite al aire iones (partículas cargadas de electricidad) los cua- les, según se ha comprobado, causan alivio a las personas con crisis de alergia, problemas del aparato respiratorio, y dolores debidos a quemaduras o fracturas. El aparato descripto es muy simple y usa componentes comunes.
Adaptación de Horacio D. Vallejo
E
studios realizados en diversas facultades de medicina y centros de investigación revelan que la presencia de iones en el aire, puede ser responsable por diversas alteraciones del comportamiento humano. Así, se ha demostrado que mientras los iones positivos (cuando existen en exceso) ocasionan irritación en las personas, principalmente los que tienen problemas del aparato respiratorio, dando inicio a las crisis, los iones negativos, tienen un efecto contrario en la mayoría de las personas. Cuando están presentes en el aire en cantidad, estos iones impiden la manifestación de las crisis, haciendo que las personas "se sientan bien" e incluso en el caso de las personas con quemaduras o fracturas, puede hasta haber la disminución de eliminación de los dolores. Existen hospitales que emplean con éxito ionizadores del ambiente que, descargando cantidades con-
troladas de iones negativos en las salas en que están los pacientes con quemaduras serias, producen alivio de los dolores. En el caso de la alergia a los pólenes e incluso la llamada fiebre de heno, la presencia de iones reduce considerablemente las crisis de los pacientes, siendo por este motivo adoptados los procesos de ionización en los tratamientos de muchos países avanzados. Una pequeña prueba de lo que pueden hacer la ionización negativa y positiva con las personas puede constatarse en la vida diaria. En los días calientes, poco antes de una tempestad, cuando predomina una ionización positiva en el aire, las personas tienden a sufrir dolores de cabeza o problemas de alergia. En algunas regiones, los vientos calientes y secos traen un cierto grado de ionización positiva que hace que las personas delicadas o con problemas alérgicos se sientan mal. La propia contaminación es res-
ponsable de núcleos que tienden a cargarse de electricidad positiva causando serios problemas. Las investigaciones que revelan las causas exactas del problema todavía están en curso, de modo que no existe una explicación definitiva. El hecho es que se constata que para muchas personas, la presencia de iones negativos resulta agradable y este efecto se puede lograr sin problemas con un simple generador de alta tensión. Los iones no ocasionan problemas, y pueden brindar alivio a muchos. Para obtener los iones (partículas cargadas eléctricamente) precisamos simplemente una fuente de alta tensión (más de 1000 Volt) y una aguja. Por el llamado "efecto de pun- tas" las cargas tienden a acumularse en las regiones de curvatura más acentuada de un cuerpo, en este caso las puntas, y por el efecto de acumulación tienden a "esca- par" ionizando el aire ambiental.
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Montaje Figura 1
No se debe confundir la ionización con la ozonización, que puede ocurrir también en casos como éste
en que las cargas son acentuadas. Por el efecto de las fuertes descargas eléctricas (arcos) el aire puede sufrir una reacción química que une 3 moléculas de oxígeno (0 2) formando dos moléculas de ozono (0 3). El ozono
Figura 2
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tiene propiedades bactericidas, pero su uso a nivel doméstico no es recomendable. En el caso de los ozonizadores de agua, por ejemplo, aunque está comprobada su acción bactericida, la misma debe ser controlada por el índice de ozonización, y esto normalmente no es encomendado a las autoridades sanitarias para su determinación, lo que hace que todos los tipos existentes en plaza sean altamente dudosos y hasta peligrosos para la salud. Basta decir que, tanto en relación a los ionizadores que simplemente generan una cierta cantidad de iones cargados negativamente como los ozonizadores que generan ozono (0 3), en
los EE.UU. existen serias normas gubernamentales que exigen la especificación de su cantidad. En nuestro caso (ionizador del aire ambiental), no existe propiamente ninguna indicación de que los iones en exceso sean perjudiciales, y el aparato propuesto es demasiado débil para producir ese exceso. Así, en principio, no hay peligro en relación a su uso. Para obtener la tensión exigida para el efecto de puntas usamos un multiplicador que, con el uso de diodos y capacitores, puede elevar la Lista de Materiales D1 a D12 - 1N4007 ó BY127 - dio- dos de silicio F1 - fusible de 1A (optativo), se co- loca en serie con el cable de ali- mentación, no aparece en el circui- to ni en la placa. C1 a C12 - 100nF a 470nF - capa- citores de poliéster para 450V ó 600V según la red local R1, R2, R3, R4, R5 - 1M Ω (1/4W) X1 - alfiler o aguja de costura co- mún
Varios: Cable de alimentación, placa de cir- cuito impreso, caja para montaje, cables, estaño, soporte para fusible, etc.
Ionizador Ambiental Figura 3
tensión de pico de la red de 150V (110V) ó 310V (220V) a valores superiores a 100V que aplicados en una aguja, generan los iones. Los diodos son polarizados de modo de que produzcan iones negativos y su difusión por el aire es espontáneo. Por otro lado, como se trata de una fuente de bajísima corriente, el peligro de "descarga" (patada) es mínimo. Por lo dicho, nuestro ionizador consiste simplemente de una caja de alta tensión con un multiplicador de tensión del tipo convencional. En la figura 1 damos el circuito completo del aparato. En la figura 2 tenemos la placa de circuito impreso.
Los diodos pueden ser los 1N4007 ó BY127 tanto para la red de 220V como para 110V, pues éstos poseen una tensión inversa máxima del orden de 1.000V, lo que es bastante más que el doble del pico de tensión de la red exigido para el caso. Para los capacitores usamos los tipos de poliéster con tensión de trabajo de 450V o más si la red es de 110V o de 600V o más si la red fuera de 220V. Valores entre 100nF y 470nF deben operar satisfactoriamente. El fusible de 1A es para el caso de que cualquier componente entre en corto, ocasionando así exceso de corriente. Debemos observar que el consumo de energía del aparato es extremadamente bajo, lo que permite que sea mantenido enchufado durante largos intervalos, o hasta permanentemente. El electrodo de ionización es un simple alfiler. Debe quedar en posi-
ción libre que permita la difusión del aire cargado. Para verificar la salida de alta tensión debemos usar una lámpara neón en serie con un resistor de 4M7 (vea la figura 3). Aproximando la lámpara a la punta ionizante, la misma debe encenderse. Vea que no conseguiremos medir la tensión en la salida con un multímetro común, pues su resistencia interna representa una fuerte carga que reduce la tensión al momento de su conexión. Así, con un multímetro obtenemos una lectura de una tensión mucho menor que la real. Una vez comprobado el funcionamiento sólo resta instalar el aparato, dejando el alfiler en lugar ventilado de modo que los iones puedan circular por el medio ambiente. Se puede tal vez percibir un ligero olor a ozono, pues junto a la producción de iones tendremos la generación de una pequeña cantidad de ozono. ¡Hasta la próxima! ✪
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A UDIO
El Teatro del Hogar
Los TV de Plasma En ediciones anteriores dimos una introducción sobre las características más notorias del teatro del hogar y todo lo que se necesita para dimen- sionar correctamente un equipo de audio, cómo hacer el cálculo para las señales de video, usando como referencia, parámetros como ser el parpadeo y la agudeza visual. Explicamos además, lo que debe saber sobre los tubos de imagen de pantalla ancha. A continuación veremos las prestaciones y especificaciones de televisores con display de panel de plasma (P.D.P.).
Por Egon Strauss Televisores con Display de Panel de Plasma (P.D.P.) Prestaciones y Especificaciones:
La mayoría de los modelos de TV de los años recientes funcionan con algún tipo de display de estado sólido, tales como Paneles LCD o Paneles de Plasma PDP. La marca Dell provee en sus dos modelos de 42 pulgadas (107 cm), tipos W4200 y W4200HD, respectivamente, paneles de plasma con su profundidad muy reducido y elevado contraste que en los dos modelos con su Panel de Plasma, fabricado por Samsung, llega a la notable cifra de 2300 a 1. Esto significa que el punto más luminoso de la pantalla plana y ancha, es 2300 veces más luminoso que un punto negro sin iluminación.
Figura 1 - La agudeza visual.
En la figura 1 vemos el aspecto de estos modelos. La diferencia entre los dos modelos es, que el primero de los nombrados está preparado para EDTV (Televisión de Definición Extendida), que posee una definición natural de 852 x 480 pixels, mientras que el modelo W4200HD está preparado para una definición de 1024 x 768 pixels. Esta cantidad de pixels es ligeramente inferior a la resolución máxima correspondiente a la televisión de alta definición (HDTV), que como se sabe, es de 1280 x 720 pixels, siendo el barrido progresivo (720p). No obstante, esta resolución supera ampliamente las exigencias del usuario y brinda una imagen de altísima calidad. En la tabla 1 vemos las especificaciones más importantes del modelo W4200HD. La incorporación de un procesador y sintonizador de Alta Definición en el modelo W4200HD, permite una recepción y reproducción de todos los sistemas posibles en un área determinado, tales como TV Standard, TV de Definición Extendida y Televisión de Alta Definición, tanto con barrido en-
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trelazado como progresivo. Todas las transmisiones tendrán una pantalla dividida o Picture in Picture, que como se sabe, permite ver simultáneamente dos programas diferentes. El sistema P-I-P permite cambiar a voluntad entre ambos programas en cuanto cual de ellos ocupa la mayor parte de la pantalla. Esta prestación permite ver, por ejemplo, un programa de entretenimientos y otro deportivo, alternando el tamaño de la pantalla de acuerdo a las preferencias del interesado. Los Ensayos:
La evaluación cuantitativa y cualitativa de los displays de gran tamaño, requiere la consideración de los siguientes cuatro parámetros. • Relación de Contraste • Respuesta Cromática de RGB • Linealidad de la Escala de Grises. • Linealidad de la Temperatura de Color. La Relación de Contraste es la diferencia entre los valores más brillantes y más oscuros de una imagen. Este parámetro puede considerarse como “Rango Dinámico” del display, prefiriendo valores altos para lograr una
El Teatro del Hogar TABLA 1. Especificaciones del modelo Dell W4200HD. Peso: Dimensiones, Pantalla visible (diagonal) Resolución/Relación de aspecto Tasa de Contraste : Entradas de Video:
Entradas de Audio: Salida de Video: Salida de Audio: Modos previstos SD, ED, HD Pantalla Dividida (SI/NO) Parlantes:
93 libras, (45 kilogramos) 63 x 103 x 25 cm 42" (107 cm diagonal) 1024x768 2300:1 Compuesta (2); S-Video (2); Componentes (2); TV In/Coaxial (2, NTSC y ATSC); DVI-HDCP (1, compartido con PC); HDMI (1). Panel lateral: Compuesta (1); S-Video (1) Audio (RCA L+R) (7) Compuesta (1) Audio, seleccionable por usuario: fijo o variable (RCA L+R) (1); subwoofer (1) 480i, 480p, 720p, 1080i, (i) = entrelazado, (p)= progresivo. Si 2 canales (separable), 40-watts potencia total del sistema
reproducción detallado con todos los rasgos sutiles de la imagen. Se evalúa este parámetro en conjunto con otros aspectos objetivos y subjetivos de la imagen. Para la Relación de Contraste deben efectuarse nueve mediciones en tres grupos de tres. Las demás comprobaciones se efectúan en el centro de cada escala. La medición de la escala de grises se realiza para saber cuán exacto el display reproduce la temperatura de color de 6500 grados Kelvin en toda la gama visible. Se indica estas mediciones en Unidades IRE en los cuales 100 Unidades IRE corresponden al blanco puro, mientras que 0 Unidades IRE corresponde al nivel de borrado.
Suponiendo un nivel de señal de 1 volt, cada unidad IRE corresponde entonces a 7.14 milivolt. En la figura 2 vemos una ilustración de este concepto. Para obtener una lectura de la uniformidad de iluminación de la pantalla, se toman mediciones con una pantalla de 100 IRE y otra de 0 IRE. Con esta medición se usa el método de VESA DFPM 2.0 para obtener el porcentaje de uniformidad. Este método consiste en dividir la lectura del valor mínimo dividido por el valor máximo. Una buena uniformidad debe estar muy cerca del valor óptimo del 100%. Se completan las comprobaciones con patrones de prueba diversos, ta-
Figura 2 - Un televisor del mercado local.
Figura 3 - Un televisor del mercado local.
les como las barras SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers: Sociedad de Ingenieros de Cinematografía y Televisión), que vemos en la figura 3, pantallas de rojo, azul y verde puro, damero, gradiente de escala de grises y patrones de alta frecuencia para evaluar completamente el rendimiento del equipo. Estos cuadros de prueba o patrones son aplicados en sus versiones de 480p y 720p para definiciones Standard y de 1080i para la definición más alta. Con estas indicaciones, se obtuvo valores de Relación de contraste y de uniformidad VESA (Video Electronics Standard Association: Asociación de Normas para Electrónica de Video). que surgen de la tabla 2. La respuesta RGB (Rojo, Verde, Azul) se comprueba con el diagrama de colores de la figura 4. Con este diagrama se puede comprobar que el modelo de Dell posee una adecuada respuesta cromática, si bien el ligero exceso de verde y una respuesta ligeramente inferior en el azul, dan un brillo algo mayor, pero no
TABLA 2. Medición de la relación de contraste y de uniformidad VEGA. Dell W4200HD Pioneer PRO-1110HD Relación promedio de contraste 506:1 269:1 Nivel blanco promedio (cd/m2) 121.7 145.5 Nivel negro promedio (cd/m2) 0.5 0.3
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Audio
Figura 4
afectan la respuesta en los cuadros de colores. Los valores de Linealidad de escala de grises y de temperatura de Colores están dentro de los límites esperados. Para la medición de uniformidad de blanco y negro se pudo comparar el modelo de Dell con un modelo profesional de Pioneer con los resultados que vemos en la figura 5. Se observa que la mayoría de los valores cae en los límites de 0.2-0.3 cd/m2. El modelo posee unos 13 conectadores de entrada que permiten una interfaz cómoda con todos los equipos adicionales que cabe esperar en un televisor moderno. A ello se agrega que los dos sintonizadores permiten una recepción correcta de señales NTSC-M y PAL-N y además acepta las señales de la televisión de alta definición ATSC que fueron aprobadas también en la Argentina. Los conecto-
Figura 5
res se encuentran todos en el borde inferior lo que permite una profundidad total del equipo de menos de 30 centímetros, un verdadero cuadro en la pared. El control remoto del modelo W4200HD posee teclas iluminadas para la selección de los números de canales, lo que facilita su activación también en el ambiente semioscuro del Teatro del Hogar. Evaluación final
En la tabla 3 resumimos el resultado de las mediciones y comprobaciones del modelo W4200HD de Dell. Debemos resaltar la presencia del conector HDMI que permite una interfaz digital de señales audio-visuales provenientes o destinados discos
DVD, TV Digital y otros. Este tipo de conector muy reciente es auspiciado por el grupo de trabajo “HDMI Working Group” que incluyen Sony, Hitachi, Silicon Image, Philips y Toshiba como miembros y permite una interfaz de video de unos 5 Gigabytes y de señales de audio multicanal. El único conector HDMI reemplaza con ventaja a los varios conectores y cables separados, necesarios para el conexionado de los diferentes servicios de audio y video. En la figura 6 vemos el aspecto de un conector HDMI de 19 terminales. Se usan conectores macho y hembra para la mayor flexibilidad del conexionado. Digital Video Essentials, un Disco DVD de Ajuste para la TV de Hoy
Desde 1997 existe en el Mercado un disco de ajuste para TV-Color, denominado Video Essentials, del cual se vendieron más de 300.00 ejemplares en los primeros pocos años. La aparición en el mercado de los discos
Fig. 6 Tabla 3 - Resumen de la evaluación.
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El Teatro del Hogar DVD hizo sentir la necesidad para crear un disco DVD de ajuste similar al primero, pero adaptado a todas las novedades del mercado actual. El nuevo DVD, que vemos en la figura 7, se denomina Digital Video Essentials y provee todas las señales de ajuste necesarios para el service y ajuste de televisores convencionales y HDTV, reproductores y grabadores de DVD y cualquier otro equipo audio-visual y digital en el mercado. No solo se incluyen en este DVD todas las señales del disco anterior, sino también clips de películas espectaculares que resultan sumamente útil para un ensayo en condiciones dinámicas de todo tipo de Teatro del Hogar, tenga tubos de imagen de visión directa o de proyección, paneles LCD o paneles PDP. Cabe mencionar también que el disco DVD Digital Video Essentials viene en dos versiones, una para NTSC y la otra para PAL. Más Modelos de Televisores de Pantalla Ancha
La amplia difusión que tuvo últimamente el Teatro del Hogar en los mercados latinoamericanos, ha permitido ver anuncios de cuatro diferentes mo-
Tabla 4 - Prestaciones básicas del modelo de Philips. Modelo F9953
Tipo de Panel Plano Tamaño de Pantalla Norma de TV Digital Resolución Norma de TV Digital Sintonizador Integrado Relación de Aspecto Control Remoto Brillo Colores de Salida Angulo de Visión Temperatura de Color Ajustable
Plasma 42 pulgadas (106.7 cm) HDTV 1024 x 768 pixels HDTV - HDTV receiver es integrado. SECAM, PAL, NTSC 4:3 Standard 400 cd/m_ 16.7 millones de colores 140 ° Ajustable con Control de Color Temperatura Tipo de Audio Stereo Salida de Audio Variable / Fijo MTS Stereo Con MTS Stereo Nivelador de Audio Con Audio Leveler Secondary Audio Programming (SAP) Con SAP Picture in Picture Con PIP Sleep Timer Con Sleep Timer Conectores de Entrada Posteriores Composite x 3, Component x 1 Conectores de Entrada Frontales Audio (RCA) x 1, S-Video x 1 Conectores de Salida Frontales Audio (RCA) x 1 Headphone Jack Con Headphone Jack OSD Idiomas Español, Francés, Inglés, Closed Caption on Mute Con Closed Caption On Mute Cantidad de Parlantes 2 Parlantes Potencia de Parlantes 2 x 15 Watt Ancho 17.4 in. (44.2 cm) Profundidad 2 in. (5 cm) Altura 12.4 in. (31.5 cm) Peso 11.1 lb. (5 kg) Modelo LX 3600
Características principales Componentes Incluídos
Figura 7 - Un diferenciador.
Potencia de salida del parlante principal Cantidad de parlantes Radio Tuner Formatos Reproducibles Formatos de Audio Formatos de Video Inputs / Outputs Salidas de Video Surround Sound Decodificador Incorporado Surround Sound
Receptor, DVD Player, Parlantes, Radio Tuner 50 Watt RMS 5 Parlantes + Subwoofer AM, FM CD, CD-R, CD-RW, MP3 DVD, DVD-R, DVD-RW, VCD, SVCD S-Video Dolby Digital Dolby Digital, DTS, Pro Logic II Saber Electrón ic a
Audio delos fabricados por cuatro diferentes ponente esencial con características dos monitores de panel Plasma de 42 marcas de gran prestigio (Philips, Pa- similares. Las cuatro marcas usan co- pulgadas (106.7 cm) de diagonal. Sus nasonic, Sanyo y Sony) y con un com- mo pantalla del Teatro del Hogar sen- prestaciones serán descritas a continuación con todas las similitudes y diTabla 5 - Especificaciones del modelo Panasonic PT-42PD3-P. ferencias inherentes a cada marca. General Caracteristicas
Tipo
Technología Tamaño Diagonal Tipo de Pantalla HDTV compatible Relación de aspecto de Imagen Resolución de Imagen Distancia entre Pixels Nivel de Contraste Caracteristicas Adicionales
Plasma (PDP) 42 pulgadas (106.7 cm) PureFlat (Extraplano) Si 16:9 1024 x 768 pixels 1.08 mm 4000 : 1 On-screen menu, Anti-reflection coat ing, Progressive scanning (line doubling)
El modelo de Philips
El Teatro del hogar de Philips se compone de un televisor modelo F9953 con pantalla de plasma de 42 pulgadas y un conjunto de amplificador y parlantes de Teatro del Hogar modelo LX 3600. Las prestaciones básicas del con junto son las que se ven en la tabla 4.
Remote Control
Control Remoto
Control Remoto Infrarrojo
Audio System
Sistema de Audio Secondary Audio Program (SAP) dbx Noise Reduction MTS Stereo Potencia de SonidoTotal Controles de Audio
Stereo No No No 16 Watt Bass, Treble, Balance, Sound mode
El modelo de Panasonic
El modelo de Panasonic incluye el monitor con Panel de Plasma, modelo PH-42PW6 y el conjunto del Teatro del Hogar, modelo SC-HT67. Ver tabla 5 y 6. El modelo de Sanyo
Video Features
Analog video signal TV Tuner:Tuner Qty Idiomas del Menú en el Display
Composite video 1 French, German, English, Italian, Spanish, Japanese
VCR
VCR Type
No
Physical Characteristics
Weight
63.9 libras (28 kg) Tabla 6 - Sistema de audio SC-HT67.
Componentes Incluídos Cantidad de parlantes Radio Tuner Control Remoto Playable Audio Formats Playable Video Formats Decodificador Incorporado Surround Sound
Receptor, DVD Player, Parlantes, Radio Tuner 5 parlantes y 1 Subwoofer AM, FM Si CD, CD-R, CD-RW, MP3 DVD, DVD-R Dolby Digital, Pro Logic Dolby Digital, Pro Logic
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El modelo ofrecido de Sanyo posee el número de modelo PDP42WV1 y el complemento de audio es el modelo de Sanyo DC-TS760. Las características de estos modelos son las siguientes. Características del modelo Sanyo PDP-42WV1
• Tamaño de Pantalla: 42 pulgadas (106.7 cm) diagonal, (Aspect ratio: 16 x 9) • 920mm (W) x 518mm (H) (Diagonal: 1,056mm) • [ 36.2 inches (W) x 20.4 inches (H) (Diagonal: 41.6 inches) ] • Resolution: 408,960 pixels 852(H) x 480 (V) (Exploración Progresiva) • Color: 16.77 million pixels • Graduación: 1024 máximo • Contraste: 4000:1 • Entrada señal de video: 1125i/
El Teatro del Hogar 750p/ 525p/ 625i / 525i • Sistemas de Color: NTSC/PAL /SECAM/NTSC4.43/PAL-M/PAL-N • Audio: 10W+10W (Speaker: Option) • Input: PC IN(RGB) (hasta SXGA) V=48Hz~94Hz, H=15kHz~82kHz • Component Video IN (Y . Pb/Cb . Pr/Cr)* • 60Hz, 15.75KHz, 31.5kHz, 33.75kHz, 45kHz • Video IN: V=59.94Hz, H=15.735kHz, V=50.00Hz H=15.625kHz* • RGB IN (R . G . B . HD . VD)* • V=48Hz~94Hz, H=15kHz~82kHz • Terminales de conexiones: • PC IN : D-sub (15 pin), Audio : Stereo mini (3.5 ) • RS-232C IN/OUT : RS-232C (Dsub 9 pin) • WIRED RC IN/OUT : Stereo mini (3.5 ) • EXT.SP: L/R: Impedance 8 (10W+10W) • Fuente de alimentación: AC 220V 50/60Hz (WV1, WV1S) • Consumo: 256W • Dimensiones: 1,022(W) x 610(H) x 85(D) mm (Con manija: 102 mm) • (Con parlantes: 1210 mm) • Peso: 29.8 Kg • Ambiente funcional: Temperatura: 0~40º C, Humedad:20~80% (sin condensación) • Regulación: CE, Clase A: EN55022, EN61000-3-2, EN61000-33, EN55024 • Accesorios: Remote control handset, Wired RC cable, AC power cord 3m, Batteries • Opción: Table top stand, Tilt mount unit (0~20 ), • Unidad de montaje en pared (Montaje Vertical es posible.), • Parlantes, Interface board Sanyo DC-TS760 5.1 Channel Slimline Dolby Digital Home Theatre DVD System
• Incorporados: Dolby Digital, DTS, Q-surround and Pro-Logic Surround Systems
• 220 Watts Potencia de Salida Total (33W x 5, + 55W x 1) • 5 Parlantes más Subwoofer • Composite & S Video Out • Euro AV Terminal (RGB Out, Audio In) x 2 • Aux In x 1 • Luminous Remote Control * Compatible con: DVD Video/CD/CD-R/ CD-RW/MP3/DVD-R • 10 bit Video D/A Converter • 96KHz 24 bit Audio D/A Converter • Various Play Options (3 Disk Last Memory, Picture Mode, Angle Replay, Zoom) • Tamaño: 435 x 75 x 371 mm
Plasma Monitor Accesorios Audio Amplifier: 7W x 2 Parlantes: Opcional Opciones de Montaje: Optional Mount Required También Incluido: AC cable, RM-971 Remote Commander, Manual de Operaciones Dimensiones y General Specs. Fuente de Alimentación: 100-120V, 200-240V @ 50-60Hz Dimensiones: 40 3/4" x 24 7/8" x 3 3/8" (104 x 60 x 6.5 cm) Peso: 27 kg FCC Class: FCC Class A, Commercial Use Modelo DAV-SA30
El Modelo de Sony
El modelo de Sony comprende los siguientes componentes: un monitor de 42 pulgadas (106.7 cm) modelo PFM-42V1 y un equipo de audio modelo DAV-SA30. Características PFM-42V1
del
modelo
Especificaciones del Plasma Display Tamaño de pantalla: 42" diag. Relación de Aspecto: 16:9 Distancia entre Pixels: 1.08 mm x 1.08 mm Color System: NTSC, PAL, PALM, SECAM, NTSC4.43, PAL 60 and PAL-N Señales de Datos: VGA, SVGA, XGA, SXGA, UXGA Líneas de Barrido: 480p, 720p, 1080i Input Terminals Composite Video: 1 (BNC) S-Video: 1 (4-pin mini DIN) VGA RGB Signal: 1 (15-pin mini dSub) DVI Digital Input: 1 PC Audio In: 2 (mini stereo plug) Serial Control (RS232C): 1 (9-pin mini d-Sub) Output Terminals
DVD parte: DVD-Video / Super Audio CD / Video CD / DVD-R/RW / DVD+R/RW playback. CD / CD-R/RW / MP3 / SVCD / JPEG playback. JPEG slideshow function Receptor parte: 5.1 ch surround 5 x 44W (RMS) Dolby Digital / Dolby Prologic II / dts decoder RDS tuner with 30 presets 1 x Digital In 2 x Audio In / 1 x Audio out 2 x Video in / 1 x Video out 1 x SCART Parlantes parte: 8cm unit subwoofer 5x 1 way satellite speakers Peso (unidad principal) 4kg Conclusiones
Se observa que los cuatro modelos ofrecidos poseen características similares, variando tal vez más en la potencia de audio de salida que en sus prestaciones. La selección del modelo recomendado dependerá más de preferencias de marca y de costos que de consideraciones técnicas. El producto está en el mercado y el consumidor elige, como siempre. ✪ Saber Electr óni ca
TV S ATELITAL
Medidores de Campo En ediciones anteriores de Saber Electrónica, le expli- camos cómo solucionar los problemas más comunes de una recepción satelital y cómo recibir canales satelitales libres. En esta edición vamos a completar el tema de los medidores de campos para conectar a los LNB y ajustar la parábola sin receptor.
Por Ing. Alberto H. Picerno Introducción
El hombre propone y Dios dispone. Comenzamos este cursillo como un apéndice de temas de service sobre transmisiones comerciales de TV satelital y con algunos comentarios sobre transmisiones de canales de TV libres. Aparentemente ambos temas han interesado tanto a nuestros lectores del gremio de los reparadores de TV, como a los experimentadores y aficionados a la electrónica. Por lo tanto vamos a satisfacer ambos tipos de lectores ampliando los temas a tratar, y sobre todo aclarando una consulta de ambos bandos: ¿Dónde se consiguen los equipos para experimentar? La TV satelital comercial para Sud América estaba atendida, en su momento, por dos compañías de origen Norteamericano: Direct TV y Sky. La primera aún continúa prestando un excelente servicio. La segunda abandonó el país apresuradamente dejando muchos usuarios con sus equipos completos y sin posibilidad de obtener las correspondientes señales. Muchos de esos usuarios se comunicaron con Direct TV para solicitar que modificaran sus receptores y así poder recibir TV satelital nuevamente, abonando el servicio correspondiente a Direct TV. La respuesta fue negativa porque los receptores no eran compatibles según ellos.
Yo no me animo a asegurar que los receptores sean totalmente incompatibles. Me inclino más a pensar que son difíciles de modificar, pero no imposibles. Me animaría a asegurar que las secciones analógicas son perfectamente compatibles (parábola, LNB secciones de entrada del receptor) y que el problema se genera en la decodificación de las señales y la generación de pantallas pregrabadas. Direct no puede aceptar comercialmente, que los receptores presenten una pantalla que dice SKY. Por mi parte conseguí un receptor SKY y lo conecté a la boca libre del LNB de Direct para observar el resultado sobre la pantalla de un TV conectado en la salida de audio video, y no pude pasar de obtener la pantalla de inicio de SKY. Luego averigué en un grupo Yahoo dedicado a la recepción satelital, que SKY bloqueó todos los receptores antes de irse del país.
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Medidores de Campo Comerciales
En la entrega anterior prometimos realizar averiguaciones sobre los diferentes medidores de intensidad de campo, aptos para realizar mediciones sobre un LNB. Por supuesto comencé por Internet con mi buscador Google. A la pregunta “medidor de intensidad de campo para TV satelital” obtuve una gran cantidad de respuestas, de las cuales seleccioné dos. La primera hablaba de un medidor llamado Satbeeper, que tiene un valor de 13 Euros y la segunda del llamado Satfinder Digital LCD, que se puede comprar en Argentina a un valor de 195 pesos. Según su fabricante, el Satbeeper es un apuntador acústico de satélites, cuya fotografía se puede observar en la figura 1. Observe que se instala como un prolongador de cable a la salida de la Figura 1
Medidores de Campo antena parabólica. Luego se conecta un auricular en una salida no observable en la foto, se enciende el receptor satelital y se comienza a orientar la antena. Cuando se lo orienta a un satélite, se escucha un tono de audio que aumenta de frecuencia al mejorar la orientación. Es un sencillo apuntador para orientar antenas parabólicas, que se conecta entre el receptor y el LNB. Con la ayuda de un pequeño auricular detecta la señal del satélite y cambia el tono de la señal acústica, así cuando el Satbeeper detecta la presencia de una señal de satélite, el tono se va haciendo más agudo. Le recomendamos utilizarlo como herramienta de apoyo para realizar instalaciones sencillas o para instalaciones donde sólo se precise mejorar la orientación. Tenga en cuenta que no indica cuál es el satélite localizado, para ello deberá de utilizar el receptor y visualizar un programa. Las características de este dispositivo son: • Frecuencia 900-2150MHz Pérdi- das de paso 3,5dB. • Alimentación a través del receptor • Consumo 15mA
El Satfinder parece ser algo mucho más profesional y tiene la ventaja de poder adquirirse en nuestro país ofrecido por Internet en “mercadolibre.com” a un valor de $195. Posee alimentación dual desde el receptor satelital o con baterías. Si Ud. lo conecta al LNB con un corto tramo de coaxil RG6 y lo enciende, funciona automáticamente con baterías y le indica el nivel de señal en dBµV que entrega su LNB. Las mediciones de niveles en una escala de dB, implican siempre una comparación con algún nivel tomado como referencia. No se puede decir: “en este punto de mi instalación existe una tensión de 20dB” tal como decimos que en un punto de la instalación existe una tensión de 50µV. La tensión en microvoltios es una entidad física real, en tanto que la tensión en dB es una entidad sin unidad, sólo sirve para comparar la tensión es ese punto con la ten-
Figura 2 - Medidor de intensidad de campo para TV satelital.
sión en otro punto de la instalación o con un punto virtual que posee una cierta y precisa tensión por ejemplo 1µV. Las mediciones que se realizan en instalaciones de TV por cable suelen estar referidas a 1mV, es decir 0dB = 1mV. Tal como aclaramos en la entrega anterior, si en un sistema de antena colectiva tenemos una señal de -20dB, podemos asegurar que en ese punto existen 100µV de señal (10 veces menos). Para no tener que hacer la aclaración del nivel de referencia cada vez que se trabaja en un sistema, se acostumbra a escribir dBmV cuando la referencia es 1mV. En sistemas de TV satelital las señales son siempre más ba jas y por eso se acostumbra referirlas a 1µV. De allí que se utiliza, casi universalmente, el dBµV. Este medidor posee pantallas que se pueden seleccionar con el botón dual de “encendido y menú”. La pantalla inferior es el medidor de intensidad
de señal y como se puede observar, ni siquiera indica dB. Simplemente marca una cantidad que el usuario debe interpretar como una medición en dB referida a 1µV. La primer pantalla observada en la figura 2 se refiere a las tensiones entregadas por el receptor satelital y la corriente que toma el LNB. El último renglón que se indica como 22K está referido a los sistemas que poseen actuadores para mover la antena sobre una trayectoria polar; es decir que sirve para seleccionar más de un satélite. En el caso de Direct TV debe indicar Off, ya que la antena está fija sobre un sólo satélite. La pantalla central está referida a sistemas de búsqueda de satélites aún más sofisticados desarrollados por Nokia, en donde la parábola busca un determinado satélite y la deja orientada para un máximo de señal. Tomemos el ejemplo indicado. El medidor indica 41.8dBµV. Si deseo saSaber Electr óni ca
TV Satelital
Figura 3 - Nokia Satscan.
ber qué tensión existe en la salida del LNB, puedo hacer una cuenta mental muy sencilla. Cada 20dB significa un incremento por 10 de la señal. Es decir que 40dB significan un aumento de 10 x 10 = 100µV. Luego nos quedan por considerar 1,8dB. 3dB equivalen a un incremento de 30% y cantidades menores se pueden considerar como lineales, es decir que 1,8 son algo más que la mitad, es decir aproximadamente 18% más. En total y sin usar fórmulas o calculadora, podemos decir que la señal es de 118µV. Esta es una muy buena salida para un LNB y seguramente el sistema satelital funcionará a la perfección. Una de las experiencias realizadas por el autor fue comparar la indicación en pantalla del receptor de Direct TV, con lo indicado por el Satfinder y lamentablemente no se pudo establecer un paralelismo entre ambas indicaciones. El receptor
satelital realiza una medición absoluta, que sólo sirve para comparar con la realizada por otros receptores. Por ejemplo en mi sistema obtengo una medición de 84 en la localidad de Burzaco en la Pcia. de Bs. As. con una parábola de 80 cm ajustada con mucha precisión. Poner este valor en µV daría una señal de aproximadamente 1,3mV, lo cual es absolutamente imposible para una parábola de esas dimensiones. Por lo tanto no debe considerar que la indicación del medidor en pantalla realiza mediciones en dB. Simplemente sirve para que el cliente verifique que su sistema está bien ajustado. Para eso debe aconsejarle que mida la señal después de un ajuste cuidadoso y la anote en el manual de usuario del receptor satelital. Posteriormente, sobre todo si tiene problemas de recepción debe repetir la medición en un día claro sin nubes de tormenta. La medición debe ser muy similar. Valores de 60 (que generalmente se obtienen cuando se usan parábolas de 50 cm) ya dan buenos resultados sobre el TV. El Satfinder Digital tiene un modo de ajuste de la parábola por el método de la señal de audio, que varía de frecuencia y que se escucha por un parlante incluido. Es decir que luego de realizar el ajuste grueso de dirección se puede realizar un ajuste fino por el tono de audio y posteriormente una medición de la amplitud de la señal por observación de la pantalla.
Figura 4
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Observe que este medidor posee dos entradas, para los LNB dobles que son los más comunes en este momento. El botón de menú permite seleccionar una entrada o la otra para confirmar el buen funcionamiento de ambas entradas. Apéndice: Nokia Satscan
Se trata de un eje motorizado para antenas parabólicas, que modifica el azimut de la antena y al mismo tiempo cambia la elevación para que la antena quede siempre ajustada en altura sobre la órbita geoestacionaria. En realidad la antena describe un arco de circunferencia, es decir que mientras describe una amplio movimiento de azimut realiza un pequeño cambio de altura para formar un arco. En la figura 3 se puede observar una fotografía del dispositivo. Con este eje articulado se pueden observar muchos satélites europeos como por ejemplo los indicados en la figura 4. El Sistema DiSEqC 1.3 para Posicionar Parábolas y los Medidores de Intensidad de Campo (Satfinder)
Cada antena parabólica sólo puede recibir un satélite hacia el cual ella está dirigido. Para tener acceso a otros satélites adicionales, es necesario montar la antena sobre un dispositivo inteligente que la gire directamente hacia el satélite deseado. Esto involucra un complejo sistema mecánico si se pretende realizar los dos movimientos en azimut y en altura, que el ajuste de un plato requiere. El sistema DiSEqC está suficientemente difundido como para que no necesite un equipo a conectar entre el receptor satelital y la parábola. En efecto, la mayoría de los receptores satelitales que se comercializan en Europa ya poseen las señales de comando para este sistema, por lo que el usuario sólo
Medidores de Campo debe elegir un canal para que el receptor satelital mueva el eje de la antena y ubique el satélite adecuado. En América recién se están popularizando las transmisiones satelitales y por lo tanto es raro encontrar antenas orientables. Pero lo que importa es que si Ud. compra un Satfinder, le sirve ahora y para más adelante. Un Satfinder debe tener simuladas las señales propias del DiSEqC para poder controlar que la parábola gire al aplicar las mismas, operando en forma local desde al lado de la antena. Confirme que su Satfinder tiene un protocolo de señales DiSEqC o su equivalente USALS, también llamado GoTo X. El motor es el que realmente realiza los movimientos de la antena entre las variadas posiciones de satélite y se instala entre el mástil de la misma y el montaje de la antena. Está diseñado de tal forma que el eje de rotación se alinea con la Estrella Polar. Este tipo de montaje se denomina a menudo un Montaje Polar. Como resultado, el azi-
mut y elevación no tienen que ser ajustados individualmente. En cambio, la antena gira sólo sobre un eje. El motor de la antena se instala en el mástil vertical que ya existe. La situación de la posición de latitud local es entonces, el ajuste de inclinación del motor que encuadra el eje de rotación en la posición correcta. Similar a la inclinación de la elevación, en el montaje de la antena debe ponerse para un satélite tan cerca como sea posible del sur como el de una instalación de una antena fija. En el hemisferio sur se estaría buscando el satélite más al Norte. El satélite seleccionado debe quedar dentro de los 5°de su posición al sur; la posición más al sur es igual a la posición de su longitud local. Por ejemplo, si su longitud local es de 73° oeste, entonces el satélite que usted seleccione debe localizarse dentro de +/- 5°de 73°oeste, o dentro del rango 68°a 78°hacia el oeste. La elevación a colocar será completamente diferente a los ajustes de la elevación original.
Conclusiones
En este artículo hablamos de la medición en la salida de antena de un LNB realizada con el propio receptor o con un medidor especialmente diseñado a tal efecto. Hasta ahora no tenemos resuelto el problema de fabricar nuestro propio medidor porque al observar la construcción de los medidores comerciales se observó que utilizan componentes imposibles de conseguir en nuestro país. Esto significa que debemos estudiar el problema nuevamente, para encontrarle una solución según nuestra costumbre gasolera de hacer mucho gastando poco. El próximo articulo lo vamos a dedicar al problema de cambiar el transponder, para evitar los cortes de señal cuando hay problemas climáticos. Vamos a explicar cómo se modifica la norma de un TV PAL M a PAL N en TVs viejos y nuevos, no sólo para resolver este problema sino también para aquellas personas que quieren poner TV satelital y sólo tienen un receptor PAL N. ✪
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M ANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS FALLAS ANALIZADAS
CON
OJO CLÍNICO
P ROBLEM AS EN R EDES I N ALÁM BRICAS Las conexiones WI-FI están copando el mercado de las redes. En la actualidad, montar una red inalámbrica es casi tan accesible como hacer una cableada, con todas las ven- tajas que esta ofrece. Pero (siempre hay un pero), tampoco están exentas de problemas. De la Redacción de
de MP Ediciones
asta no hace mucho tiempo, es- ingenio y algunas herramientas case- fuimos en socorro del usuario que entablecer un enlace inalámbrico ras. vió la “Power-señal”. Ya nos habían entre dos computadoras era poadelantado que íbamos al encuentro co menos que un mito para la mayoría de un grupo de entusiastas del Wi-Fi, de los usuarios. A los elevadísimos que no encontraban manera de estaHistoria Clínica costos de cualquier dispositivo de blecer una conexión estable entre dos esas características, había que suA diferencia de otras autopsias, en puntos de acceso. La distancia que marles los factores compatibilidad, este caso no fue el paciente el que vi- los separaba era de unos 400 metros, configuración y alcance. En la actuali- no a nosotros, sino nosotros los que en línea recta y con vista entre ambos. dad, se allanó mucho el caCuando llegamos, mino, y este tipo de activinos topamos con una dades son muy comunes verdadera obra arteentre quienes desean cosanal. En ambos punnectar sus equipos sin detos se había instalado pender de los molestos y liun extensor de rango mitantes cables. Además, D-Link DWL-800AP+ tenemos la ventaja de conde 2,4GHz. Si bien tar con enlaces Wi-Fi, que este dispositivo está nos brindan alcances supepensado originalmenriores al kilómetro de diste para incrementar el tancia. Esta autopsia está radio de alcance de orientada a esos aventurelos routers inalámbriros que no se conforman cos (algo así como un con abarcar únicamente el amplificador), en su living de su hogar, y monmodelo AP incorpora tan equipos y antenas de el modo access point, gran potencia, contando Figura 1 - Este es el equipo analizado para esta autopsia, un extensor que establece enlace como aliados sólo con su de rango D-LINK DWL-800AP+ con capacidad de Access Point. directo desde la placa
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Problemas en Redes Inalámbricas Para trasladar la señal desde el DWL800 hasta la PC, se usa un cable UTP y fichas RJ45, para unir la salida de LAN del aparato con la boca de red de la computadora. Otro problema es la alimentación, ya que no es fácil encontrar 220V en la punta de una torre de comunicación o en una terraza, y así conectar la fuente que acompaña al aparato. Estos factores llevan a los usuarios a desarrollar soluciones “caseras”, que, a veces, generan fallas que el fabricante no tiene en cuenta, dado que supone que el equipo se utilizará en condiciones “normales”. En este caso particular, el principal problema era la pérdida del enlace permanente entre los dos puntos. En otras palabras, el D-Link se “colgaba” Figura 2 - Cuanto mayor sea la altura de instalación del AP, mejor será la capaci- con frecuencia, con lo cual bloqueaba dad de enlace a grandes distancias. todo tipo de comunicación con la PC remota y la local. Para restaurarlo, el de red. De esa manera, si lo único que tros, en una ciudad poblada, hay que operador debía subir hasta la torre y se quiere es comunicar dos computa- recurrir a la instalación en lugares al- “resetear” el AP para que volviera a la doras entre sí, basta con colocar los tos, como se ve en las figuras 2 y 3. normalidad; sin dudas, toda una comDWL-800AP con sus antenas visibles Por ende, y dada la necesidad de ins- plicación. y conectarlos a los respectivos puer- talar la antena a la mínima distancia tos Ethernet. El problema es que para posible del transmisor (conectándola lograr “visibilidad” a más de 100 me- en forma directa o con un cable que Las Instalaciones no supere el medio metro de longitud), se debe emplazar la unidad completa Antes de desarmar cualquiera de en la torre de transmisión (Figura 4). los access points, hicimos un análisis
Figura 3 - Colocando la unidad com- pleta dentro de la segunda cubierta, se logra mayor protección contra fac- tores como la humedad. La chapa de aluminio mejora la proyección de la señal en forma notable.
Figura 4 - Esta es la manera de emplazar la unidad completa en la torre de trans- misión.
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Mantenimiento de Computadoras
Figura 6 - El DWL-800 trabaja con una alimentación de 5V, conectando el positi- vo sobre el pin central. Debajo de la entrada de la fuente, se puede apreciar la faja de seguridad que impide la apertura de la unidad. Figura 5 - Aprovechando los pares libres en el cable UTP, trasladaremos la ali- mentación al Access Point. Para hacerlo, usaremos dos conductores unidos por cada terminal (positivo y negativo), los cuales, obviamente se conectarán por fuera de la ficha RJ45. Importante: recuerde respetar el sentido de la polaridad de ambos extremos.
de las modificaciones que debieron realizarse para instalar los DWL en las antenas. Para protegerlos de la lluvia, el sol y la humedad, los equipos se emplazaron dentro de una cubierta plástica, con perforaciones para que la antena asomara al exterior y que el cable UTP bajara hasta la computadora, ubicada unos 15 metros más aba jo. Todas las ranuras visibles fueron selladas usando pistolas inyectoras de silicona, de manera que no pene-
trara ningún agente externo al interior del módulo. A su vez, se orientó el equipo de modo que su antena “apuntara” hacia abajo, con el fin de evitar que el agua se filtrara por el agujero de salida. Para mejorar la capacidad de transmisión, se usaron placas reflectoras de chapa galvanizada (lo ideal es usar aluminio), formando un arco detrás de la antena y en orientación al otro AP. Hicimos referencia a que el tema de la alimentación es lo que más complica a los instaladores de este tipo de enlaces. La solución más implementada es la conocida como POE (Power Over Ethernet). Para explicarlo en forma sencilla, se trata de un método que permite trasladar la energía de alimentación a través de los pares en desuso del UTP. Quienes están acos-
Figura 7 - Circuito regulador de tensión para POE activo.
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tumbrados a armar cableados para redes, sabrán que de los cuatro pares de hilos conductores de que disponemos, sólo dos son aprovechados por los dispositivos de red (al menos en cables UTP de categoría 5, que son los más usados). El secreto está, entonces, en usar los dos pares sobrantes, para trasladar la alimentación desde donde se encuentra la fuente hasta el aparato (Vea la figura 5). Se utiliza un par por cada conexión (positivo y negativo), para evitar que se generen interferencias con los pares de datos. Aprovechamos para brindarles un diagrama explicativo de la distribución de los pares para aplicar esta técnica. 1.- Transmite datos 2.- Recibe datos 3.- Transmite datos
Problemas en Redes Inalámbricas 4.- +5V (unido a 8) 5.- Masa (unido a 7) 6.- Recibe datos 7.- Masa (unido a 5) 8.- +5V (unido a 4)
Análisis Preliminar
Como en toda instalación de red, comenzamos analizando el cableado. Para hacerlo, usamos un probador para pares UTP. Al finalizar, comprobamos que ninguno de los pares presentaba cortes. Para mayor seguridad, aplicamos diferentes torsiones en distintos sectores del cable, con el fin de forzar cualquier posibilidad de corte intermitente. Luego trabajamos sobre todo lo relacionado a las fichas y las uniones. Tengamos en cuenta que, a pesar de que todo esté debidamente sellado, nada asegura que no se formará oxido en las roscas o conectores, que, de alguna manera, alteren la conexión. De todas formas, éste no era el caso y todo estaba en perfecto estado.
Como el DWL-800AP trae una fa ja de seguridad de fábrica, como protección para la garantía (Fig. 6), nos fue imposible acceder al interior para analizar la placa. En estos casos, la opción es reemplazar la unidad completa, por otra configurada en idénticas condiciones. Si el problema estaba en el aparato, se supone que, al cambiarlo, debería desaparecer y, de ser así, se podría reclamar su reparación en garantía. Este es un proceso que requiere de algo de paciencia, ya que, una vez hecho el cambio, se debe esperar a la posible reaparición del problema.
Por fortuna (y por desgracia a la vez), en este caso no hizo falta esperar tanto, porque a los 40 minutos de la instalación, todo el enlace se había perdido y el D-Link estaba “colgado”, sin posibilidad de acceder siquiera a su configuración.
La Falla
Repasemos: el cableado estaba en perfectas condiciones, las fichas y los conectores no presentaban óxido en ninguna de sus partes, se reemplazó el access point completo y, aun así, seguía apareciendo esa extraña falla que llevaba a que el equipo perdiera toda comunicación. Todas las miradas apuntaban, entonces, a un sólo responsable: el sistema de alimentación. Como ya mencionamos, para estos casos lo más utilizado es el denominado POE. Teniendo en cuenta que la longitud del cable UTP era de unos 15 metros, decidimos revisar el nivel de tensión, tanto a la salida de la fuente como a la entrada del AP. La fuente estaba entregando 5V exactos y regulados, por lo que allí no había problema aparente. Cuando luego subimos a medir en el otro extremo, llegó la sorpresa. El par cableado estaba generando una caída en la tensión de, aproximadamente, 1 V, por lo que el equipo era alimentado con apenas 4V. En lo que a POE se refiere, existen dos métodos de implementación: pasivo y activo. El primero consiste en unir los pares a las terminales correspondientes y dejar que la corriente fluya. El segundo utiliza una fuente especial que provee de un voltaje superior, de manera que la pérdida nunca hace caer la tensión por debajo de los 5V. En el extremo correspondiente al AP se coloca un regulador, con el ob jetivo de que cualquier sobrante sea eliminado y se le pueda entregar al equipo la alimentación exacta. Como han de suponer, los protagonistas de esta autopsia habían optado por un POE pasivo y ése era el eje del conflicto. Con una alimentación tan baja, la variación más mínima en la corriente de línea hacía colapsar todo. A su vez, se corría un gran riesgo de generar fallas irreversibles en el firmware.
La Solución
Por supuesto que la solución pasó por implementar un POE activo. Para hacerlo, cambiamos la fuente de 5V original por una de idénticas condiciones, pero con un valor de 7,5V. De esa manera, con una pérdida aproximada de 1V durante el recorrido, nos aseguramos la presencia de 6,5V en el otro extremo del cable. Como se trata de una tensión que ahora es demasiado elevada para alimentar el AP, armamos una placa con un circuito regulador, que reduzca y regule esa tensión a 5V exactos. De esa manera, el DWL-800 AP+ volvió a su funcionamiento normal sin ningún tipo de problemas. Regulador de Tensión para POE Activo
El circuito que les presentamos en la figura 7 permite regular cualquier tensión de hasta 9V en un valor de 5V constantes. De esta manera, es posible armar un POE activo y proveerle al equipo de la alimentación justa. La tarea principal la lleva adelante un circuito integrado de tres patas, denominado 78L05, que cumple la función de regulación a 5V. A su vez, se anexan una serie de capacitores cerámicos, que hacen las veces de estabilizadores, y un inductor que filtra la entrada de interferencia al equipo. Cabe destacar que, en los POE tanto activos como pasivos, se debe tener especial cuidado de respetar la polaridad en todo momento. La lista de componentes para armarlo es: 1 capacitor de 330pF cerámico 1 capacitor de 10nF cerámico 1 capacitor de 1nF cerámico 1 capacitor de 22pF cerámico 1 inductor de 6 espiras, armado con hilo de cobre de 0,5 mm y con un diámetro de 6 mm 1 circuito integrado 78L05 ¡Hasta la próxima!
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