Saber Electrónica N° 278 Edición Argentina

www.webelectronica.com.ar

Año 23 - Nº 278 SEPTIEMBRE 2010

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80

ARTICULO DE TAPA Detector de fugas para hornos de microondas

3

TECNICO REPARADOR Liberación de Alcatel por código y por programa Servicio a equipos electrónicos. Fallas en pantallas de plasma

26 49

AUDIO Descripción de un transformador de pulsos

29

MANUALES TECNICOS Energía Eólica. Manual de energías renovables

33

LIBRO DEL MES CLUB SE Nº68. Amplificadores de audio digitales

53

DESCARGA DE CD GRATUITA CD: Todo sobre Redes Volumen 1

59

MONTAJES Alarma de nivel para pecera Voltímetro a LEDs para el auto Temporizador con escala lumínica Control de relé por puerto USB

60 62 64 66

TECNOLOGIA DE PUNTA Una pantalla de plasma por dentro. Fallas detectadas por el BUS de fallas

69

AUTO ELECTRICO Programación de un escáner. Los parámetros programables del ELM327

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

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

I m p res ión: Impresiones BARRACAS S. A. ,Osva ldo Cruz 3091, Bs . Ai res, Arg e n t i n a

Uruguay RODESOL SA Ciudadela 1416 - Montevideo 901-1184

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Publicación adherida a la Asociación Argentina de Editores de Revistas

SABER ELECTRONICA

DEL DIRECTOR AL LECTOR

Director Ing. Horacio D. Vallejo Producción José María Nieves Columnistas: Federico Prado Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pablo Matute En este número:

Ing. Alberto Picerno Ing. Federico Jesús Lugo Velázquez

EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA Argentina: Herrera 761 (1295), Capital Federal, Tel (11) 4301-8804 México (SISA): Cda. Moctezuma 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, Edo. México, Tel: (55) 5839-5077 ARGENTINA Administración y Negocios Teresa C. Jara Staff Olga Vargas, Hilda Jara, Liliana Teresa Vallejo, Mariela Vallejo, Diego Vallejo, Ramón Miño, Ing. Mario Lisofsky, Fabian Nieves Sistemas: Paula Mariana Vidal Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Técnica y Desarrollo de Prototipos: Alfredo Armando Flores México Administración y Negocios Patricia Rivero Rivero, Margarita Rivero Rivero Staff Ing. Ismael Cervantes de Anda, Ing. Luis Alberto Castro Regalado, Victor Ramón Rivero Rivero, Georgina Rivero Rivero, José Luis Paredes Flores Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected] Director del Club SE: Luis Leguizamón Editorial Quark SRL Herrera 761 (1295) - Capital Federal www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.mx www.webelectronica.com.ve La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al 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.

ME GANó

EL

SISTEMA

Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta para com partir las novedades del mundo de la electrónica. En septiembre de 1991 (hace 19 años) el pre cio de venta al público de Saber Electrónica era de A62.000 (australes); luego a LA MONEDA AR GENTINA SE LE QUITARON CUAT R O CEROS y el precio de la revista pasó a ser de $6,20. Posteriormente, por ley, se fijó la paridad cambiaria y por casi 10 años se mantuvo la equivalencia “un peso” es igual a “un dólar”. La República Argentina es “un país generoso” y por eso sus habitantes nos aguantamos más de lo que creemos poder resistir y por ello no es de ex trañar que hayamos tenido un “corralito” en que inmovilizaron nuestro s ahorros y que la moneda se devalúe en un trescientos por ciento. Así, en el 2002 el dólar, luego de varias fluctuaciones, se ubicó cerca de los 3 pesos pero Saber Electrónica casi no varió su precio ya que, durante años, costaba $6,50. Es bien sabido que los años 2007, 2008 y 2009 hemos tenido “infla ciones” superiores al 20% anual y que en los últimos años los precios casi se duplicaron y, sin embargo, el precio de venta de Saber Electrónica aumentó cerca del 20% para ubicarse en los $7,90. Incluso, durante años “también ab sorbimos el recargo de envío al interior del país”. Ahora bien… la materia prima no se quedó atrás… En 1991 el costo in ternacional del papel que usamos en la revista rondaba los 350 dólares la tonelada y hoy es superior a los 800 dólares… ¡más del doble y en dólares!. Para poder mantener el equilibrio sin aumentar el precio hemos tenido que agudizar el ingenio (bajamos la calidad de papel e impresión… buscamos publicidad… resignamos utilidades debido a que comenzamos a generar otros recursos, etc.) pero la situación “no está superando” a tal punto que no pode mos absorber más las pérdidas ocasionadas por los incesantes aumentos. Es por eso que, con gran dolor, tengo que reconocer que el sistema me venció… que ya no puedo sostener una frase que me acompañó durante dé cadas “la educación debe ser gratuita” y que debo aumentar el precio de la re vista, aún sabiendo que quizá ya no esté al alcance de los que menos recursos tienen. Lo único que puedo decirle, estimado amigo, es que fue una decisión muy difícil y que realizaremos todos los esfuerzos a nuestro alcance para que Ud. no tenga que pagar por los errores que cometemos los demás. ¡Hasta el mes próximo! Ing. Horacio D. Vallejo

DETECTOR

DE

MICROONDAS Con este detector de fugas de ondas SHF para hornos de microondas continuamos con la serie de aparatos de detección que sirven para monitorizar la calidad de las condiciones ambientales en que vivimos, como los sensores para fugas de gas, los contadores Geiger, los detectores de campos electromagnéticos y de radiofrecuencia, etc.

R

especto a la peligrosidad de los hornos microondas los medios de comunicación difunden enormes cantidades de informaciones contradictorias, a pesar de que las empresas

fabricantes aseguran que estos hornos están dotados de una pantalla que impide el menor escape de ondas SHF (Super High Frecuency). Lo que sí se sabe con certeza es que una prolongada expo-

Saber Electrónica 3

Artículo de Tapa sición a las ondas SHF puede ser nociva para el organismo humano y por eso los organismos públicos determinan los valores máximos (en voltios x metro) que hay que respetar, pero sólo para señales emitidas por las antenas para móviles, sin tener en cuenta las emisiones producidas por los hornos microondas. En teoría las ondas SHF utilizadas en los microondas, que se caracterizan por una frecuencia de trabajo de unos 2.450MHz, no deberían salir del horno, pero puesto que el tiempo o un incorrecto mantenimiento pueden provocar el deterioro de los cierres, es aconsejable comprobar periódicamente si hay escapes con la detector de fugas SHF.

Figura 1. Para comprobar si un horno microondas tiene fugas de SHF hay que desplazar el aparato a lo largo del perímetro de la puerta y por los cierres.

ayuda de un

Puesto que en otras ocasiones hemos presentado aparatos aptos para controlar las condiciones cualitativas del ambiente en que vivimos, por ejemplo los contadores Geiger para medir la radioactividad presente en el aire o en la comida, detectores para medir la intensidad de los campos electromagnéticos de las líneas de alta tensión que pasan junto a las casas, etc., hemos pensado que este proyecto también podría resultar útil.

La señal SHF captada por este dipolo es rectificada por los dos diodos Schottky, signados como DS1-DS2, y se aplica, a través de la resistencia R3, a la patilla de entrada no inversora (ver patilla 3

ESQUEMA ELÉCTRICO Para captar la señal SHF que el horno microondas podría emanar, se utiliza una pequeña antena dipolo plegada en forma de U.

Este artículo se edita en el marco de colaboración entre Nueva Electrónica y Saber Electrónica. Mediante este acuerdo, los lectores de Saber Electrónica de América Latina tienen soporte técnico y comercial de los kits y demás productos ofrecidos por Nueva Electrónica (visite www.nuevaelectronica.com)


Figura 2. Fotografía del pequeño aparato que permite controlar eventuales fugas SHF de un horno microondas..

Detector de Fugas de Microondas

Figura 3. Esquema eléctrico del detector de fugas SHF para Hornos Microondas. Como se puede ver en las figuras 5 y 6 la antena dipolo que sirve para captar las señales SHF dispersas, está colocada directamente en el pequeño circuito impreso. LISTA DE COMPONENTES del KIT LX.1517 Figura 4. Conexiones vistas desde arriba del integrado utilizado en este detector de fugas SHF.

marcada por el signo +) del primer operacional IC1/A, que en este esquema se utiliza como etapa adaptadora de impedancia. Este operacional no tiene la función de amplificar, sino que se encarga sólo de transformar una señal de alta impedancia en una señal de baja impedancia. Los dos diodos Schottky DS1-DS2 empiezan a conducir cuando la amplitud de la señal supera los 0,3 voltios. Para anular este valor de umbral, que haría al aparato muy poco sensible, hay que ponerlos en conducción. Para hacer esto hay que hacer que circule una débil corriente a través de las resistencias R1- R2 para que así sean idóneos para detectar las señales débiles. La tensión que se encuentra en la patilla de salida de IC1/A se aplica, a través de la resistencia R6, a

R1 = 47.000 ohm R2 = 47.000 ohm R3 = 10.000 ohm R4 = 330.000 ohm R5 = 47.000 ohm R6 = 10.000 ohm R7 = 10.000 ohm R8 = 1 megaohm R9 = 1 megaohm R10 = 200.000 ohm trimmer R11 = 22.000 ohm R12 = 220.000 ohm R13 = 3.300 ohm R14 = 5.600 ohm C1 = 10.000 pF poliéster C2 = 10.000 pF poliéster C3 = 100.000 pF poliéster C4 = 100.000 pF poliéster C5 = 100.000 pF poliéster C6 = 100.000 pF poliéster C7 = 100.000 pF poliéster C8 = 10 microF. electrolítico C9 = 47 microF. electrolítico C10 = 100.000 pF poliéster DS1 = diodo schottky BAR10 o 5711 DS2 = diodo schottky BAR10 o 5711 DS3 = diodo schottky BAR10 o 5711 DS4 = diodo schottky BAR10 o 5711 DS5 = diodo tipo 1N.4148 DS6 = diodo tipo 1N.4148 DS7 = diodo tipo 1N.4148 IC1 = integrado LM.358 o TS27M2CN S1 = interruptor mA = instrumento 200 microampere a fondo de escala.


Artículo de Tapa la entrada inversora (ver patilla 6 marcada con el símbolo -) del Segundo operacional, signado como IC1/B. Este segundo operacional IC1/B se encarga de amplificar unas 100 veces la débil tensión que se aplica en su entrada. La tensión amplificada por IC1/B se obtiene de la patilla de salida 7 a través de la Resistencia R13 y se aplica al condensador electrolítico C9 después de haber pasado a través del diodo de silicio DS5. Los dos diodos de silicio DS6-DS7 colocados en paralelo al condensador electrolítico C9, sirven para hacer moverse adecuadamente la aguja del mA, evitando que, ante graves fugas SHF, golpee violentamente el fondo de escala. El trimmer R10 que hay en este circuito sirve para alimentar la patilla no inversora 5 del segundo operacional IC1/B y ajustar la aguja del aparato mA en el 0 inicial en ausencia de la señal SHF.

Figura 5. Esquema práctico de montaje del detector de fugas SHF. En el orificio central se inserta el mA soldando sus terminales a los pequeños terminales que hay a los lados de C10 (vea la figura 8).

Los dos diodos Schottky, signados como DS3DS4 y situados después del trimmer R10, sirven para cortocircuitar a masa cualquier residuo de señal SHF captado involuntariamente por las pistas del circuito impreso. Estos diodos Schottky proporcionan también una tensión de referencia utilizada para polarizar la entrada no inversora del amplificador IC1/B. Esta tensión se regula con el trimmer R10 d e manera que se obtiene, en la fase de ajuste, una tensión de 0 voltios en la salida del operacional IC1/B, tensión útil para colocar la aguja del microamperímetro a la izquierda cuando no hay ninguna señal SHF captada por el circuito. Para alimentar este circuito se utiliza una pila corriente de 9 voltios. Teniendo en cuenta que todo el circuito absorbe unos 2mA, la autonomía queda asegurada.

REALIZACIÓN PRÁCTICA Figura 6. Fotografía del circuito impreso con todos los componentes montados


En la Figura 5 aparece el esquema de montaje a tamaño natural del circuito impreso LX.1517 con la antena dipolo en forma de U.

Detector de Fugas de Microondas Figura 7. En teoría, las ondas SHF utilizadas en los Hornos microondas no deberían salir al exterior, pero el detector de fugas demuestra que no siempre es así.

El montaje de este detector de señales SHF es tan elemental que se puede realizar en muy poco tiempo. Para comenzar hay que insertar en el circuito impreso el zócalo para el integrado IC1, soldando los 8 terminales directamente sobre las pistas de cobre. Una vez completada esta operación se pueden montar los diodos Schottky DS1-DS2-DS3-DS4 que, normalmente, son de color azul y están marcados en un lado con una línea negra de referencia. Como se puede ver en el esquema práctico de la Figura 5 la línea negra del diodo DS1 se gira hacia el condensador de poliéster C2, mientras que la línea negra del diodo DS2 se gira hacia arriba. Los diodos DS3-DS4 se colocan en el impreso de manera que la línea negra esté orientada hacia la izquierda. Después de los diodos Schottky se pueden insertar los diodos de silicio DS5-DS6-DS7. A diferencia de los Schottky, éstos se caracterizan por un cuerpo de vidrio transparente, aunque también están marcados por una fina línea negra de referencia. El primer diodo de silicio DS5 se coloca junto al condensador electrolítico C9, girando hacia la derecha su línea negra de referencia. El segundo diodo de silicio DS6 se coloca junto al

diodo Schottky DS4, girando hacia la derecha la línea negra de referencia. El tercer diodo de silicio DS7 se coloca junto al trimmer de ajuste R10, girando hacia arriba la línea negra de referencia. Una vez completado el montaje de los diodos hay que empezar a soldar todas las resistencias controlando su valor óhmico. A la derecha hay que insertar el trimmer R10, luego los condensadores de poliéster y los dos condensadores electrolíticos C8-C9 que, tal y como aparece en el dibujo de la Figura 5, tienen que montarse de manera que sus terminales positivos estén girados hacia la derecha. Para continuar con el montaje hay que insertar en la parte inferior-derecha del circuito impreso el pequeño interruptor S1, luego los dos terminales para conectar los cables de la toma pila y, por último, otros dos terminales a los lados del condensador de poliéster C10 que hay que utilizar como apoyo para los terminales colocados en el cuerpo del microamperímetro. Una vez completado el montaje hay que insertar en el zócalo correspondiente el integrado IC1, es decir, el doble operacional, girando hacia la derecha su muesca de referencia. Los operacionales que se pueden utilizar son: LM.358 – TS.27M2 – TLC.27M2 Sólo en el cuerpo del LM.358 hay una pequeña muesca de referencia en forma de U, en los otros


Artículo de Tapa AJUSTE Una vez instalada la pila de 9 voltios, antes de cerrar el mueble, hay que ajustar el trimmer R10. Para ello hay que introducir la punta de un destornillador en el cursor de este trimmer y girarlo hasta que la manecilla del mA esté en el lado izquierdo de la escala. Ahora se puede comprobar la intensidad de las posibles emisiones de un microondas.

PRUEBAS PRÁCTICAS Para comprobar si un horno microondas emana ondas SHF, una vez que se ha completado el montaje del aparato, hay que realizar unas sencillas pruebas prácticas. Atención: Antes de realizar esta prueba con el detector de SHF es preferible meter en el horno algún alimento. Después de encender el horno hay que acercar el aparato a unos 20 centímetros de la puerta: A esta distancia, si el cristal está bien protegido, la manecilla del aparato no pasará del centro de la escala.

Figura 8. Fotografía del circuito impreso ya fijado en el interior del mueble. Los terminales del mA están soldados a los terminales que hay a los lados del condensador C10.

integrados hay impresa una pequeña “o” en correspondencia con la patilla 1, que debe orientarse hacia la derecha.

MONTAJE en el MUEBLE DE PLÁSTICO Antes de fijar el circuito en el mueble de plástico hay que realizar en el borde de la derecha un pequeño orificio rectangular para que salga la palanca del interruptor S1, que sirve para encender y apagar el circuito. Una vez montado el microamperímetro m A en el mueble se puede fijar el circuito impreso con tres tornillos y soldar los dos terminales del aparato a los dos terminales que hay a los lados del condensador de poliéster C10 (ver Figura 8).


Si se desplaza el aparato a lo largo del perímetro de la puerta acercándolo a los cierres y las bisagras, habrá puntos en los que la manecilla alcance el fondo escala, que son aquellos en los que hay mayor dispersión de señales SHF. Nota: La dispersión de señales SHF es inversamente proporcional a la cantidad de comida introducida en el horno.

PRECIO de REALIZACIÓN Nueva Electrónica comercializa el L X . 1 5 1 7: El costo de todos los componentes necesarios para realizar el dector de fugas de microondas mostrado en las figuras 5 y 6, incluyendo el circuito impreso el mA

y el gabinete de la figura 2 es de aproximádamente $175. El circuito impreso sólo cuesta $35. Puede solicitarlo directamente ingresando a la página de Nueva Electrónica (www.nuevalectronica.com) y ellos lo envían a cualquier ciudad de América Latina, brindando el soporte a todos los lectores de nuestra querida

MITOS Y VERDADES SOBRE LOS

HORNOS DE MICROONDAS

E

l horno de microondas es, sin dudas, un electrodoméstico que se ha instalado en la mayoría de los hogares por su practicidad, facilidad de uso y eficacia. Ya hemos publicado bastante material sobre este tema e, incluso, distintos circuitos “sencillos” para detectar la presencia de RF de 40MHz que generen campos peligrosos. Sin embargo, el proyecto que publicamos en este artículo, un poco más elaborado, nos hace reflexionar en la necesidad de publicar algunos “mitos y verdades” sobre estos equipos para luego recrear un resumen del artículo sobre medición de componentes y reparación de Hornos de Microondas que el Ing. Federico Prado publicó en Saber Electrónica 220 y que hoy, luego de 5 años, sigue vigente ya que muestra en forma sencilla cómo medir los diferentes componentes sin entrar en detalles en las placas microcontroladas, que es tema de estudio de otros textos, como el escrito por el Ing. Picerno y que Ud. podrá descargar gra-

tuitamente de Internet, desde nuestra web: www.webelectronica.com.ar con la clave: “club39hm”. Las microondas calientan principalmente el contenido de agua de los alimentos. La microonda, como toda onda electromagnética, es un campo de fuerza oscilante que empuja a las cargas eléctricas en la materia, y aunque la molécula de agua es neutra en su totalidad, tiene dos polos de carga: uno positivo y otro negativo. La onda empuja los extremos de las moléculas en direcciones opuestas, haciendo que éstas tiendan a girar y golpearse entre ellas violentamente a la frecuencia de funcionamiento de la microonda, hecho que genera una energía cinética que se traduce en calor. Las moléculas de otros materiales que no son polares, como la madera seca, la porcelana, la cerámica o el vidrio, no se calientan como el agua ya que no poseen la característica de tener facilidad de movimiento en sus moléculas. Es por esta propiedad que pueden manipularse sin problemas luego de haber estado sometidos al influjo de las mencionadas ondas. La figura 1 muestra la agitación molecular que provocan las ondas de radio sobre los materiales.

Figura 1. Calentamiento de los alimentos en el interior de un horno de microondas

En 1946, mientras realizaba investigaciones relacionadas con el radar y llevaba a cabo ensayos con un nuevo tipo de tubo de vacío (válvula, lámpara), el doctor Percy


Artículo de Tapa Spencer, quien trabajaba en la Raytheon Corporation, descubrió con asombro e incertidumbre cómo una barra de chocolate que guardaba en uno de sus bolsillos se había derretido. Convencido de que el hecho había sido provocado por las emisiones del novedoso magnetrón, colocó frente al equipo un puñado de semillas de maíz y, al aplicarles la energía emitida, comenzó a emocionarse viendo cómo las mismas se agitaban bruscamente y comenzaban a hincharse y saltar cocidas dispersándose por todo el laboratorio. El señor Percy Spencer había inventado lo que revolucionaría la forma de cocinar y lo que sentaría las bases de una industria multimillonaria: el horno de microondas. A pesar de que las organizaciones gubernamentales, los expertos en salud pública y el consenso de la comunidad científica en general aseguran que los hornos microondas son seguros cuando se los utiliza adecuadamente, mucha gente se hace preguntas (legítimas, por cierto) acerca de los peligros ocultos que puede tener la utilización de una tecnología poco comprendida, poco explicada y, por sobre todo, una tecnología que maneja una energía invisible y difícil de cuantificar en riesgos y probables daños. A continuación mencionaremos algunos conceptos erróneos acerca de los hornos de microondas, cuya utilización se estima en al menos el 75% de los hogares de América y Europa, desplazando en muchos casos a la tradicional cocina a gas.

1) Calentar los alimentos en recipientes plásticos puede ser peligroso: Verdadero Hay que evitar calentar o cocinar alimentos en recipientes plásticos dentro del horno microondas. Incluso los plásticos que indican que son seguros para usar en microondas liberan dosis tóxicas de “Bisfenol A” al contacto con el calor. Este elemento puede producir daños neurológicos en concentraciones altas. Por ello, lo mejor es calentar los alimentos en recipientes de vidrio o cerámica.

2) Los metales se pueden calentar peligrosamente en un microondas: Mito Los metales reflejan las microondas, mientras que el plástico, el vidrio y la cerámica las dejan pasar. El


agua las absorbe y allí comienza la acción que deriva en la cocción. Esto significa que los metales no se calientan de manera excesiva en un microondas. Sin embargo, puede suceder que pequeñas piezas de metal, como pequeñas láminas, dientes de un tenedor, etc., actúen como antenas emitiendo un arco voltaico y formando espectaculares chispas contra la estructura metálica interna del horno.

3) Pueden existir fugas inseguras de radiación electromagnética: Mito Durante décadas, científicos y consumidores han debatido sobre los posibles efectos de las radiaciones electromagnéticas no-ionizantes en los tejidos vivos. Es muy difícil clasificar los distintos riesgos de la emisión de líneas de alta tensión, ordenadores, teléfonos móviles, radares de aeropuertos, radiorelojes y, por supuesto, los hornos microondas. Sabemos que se elevan las tasas de cáncer y otros problemas cuando la exposición es prolongada y ante campos intensos pero nunca ante pequeñas exposiciones. Si te preocupa este tema, por tu seguridad y tranquilidad, mejor aléjate del microondas mientras está en marcha, pero ten por seguro que al abrir la puerta no queda dentro de su habitáculo ningún residuo nocivo y, mucho menos, fuera de él. Como dato adicional podemos agregar que ningún grupo empresarial tomaría el riesgo ni tendría la posibilidad de introducir en el mercado un producto que no esté homologado por los institutos de verificación de normas técnicas.

4) Intentar hervir agua en una taza puede hacerla explotar: Verdadero Un riesgo potencial de los microondas son las quemaduras por agua sobrecalentada. Cuando se calienta agua en un recipiente de vidrio o cerámica durante demasiado tiempo, no se producen las clásicas burbujas que normalmente enfrían el agua hacia abajo. Con la sobre-exposición al calor y sin que “rompa” en hervor, al mover el agua o dejar caer algo en ella, el calor se libera violentamente provocando

Detector de Fugas de Microondas

una erupción de agua hirviendo hacia afuera de la taza. Para evitar este riesgo, se debe calentar el agua una cantidad mínima de tiempo (entibiar o calentar suavemente) o poner una cuchara de palo dentro de la taza.

5) Los hornos microondas cocinan los alimentos desde el interior hacia el exterior: Mito Las microondas trabajan prioritariamente en las capas externas de los alimentos, y el calor se produce por la excitación y agitación de las moléculas de agua. La parte interna de los alimentos se calienta a medida que se transfiere calor desde fuera hacia dentro.

6) No se puede calentar aceite en el microondas: Verdadero Los aceites no se calientan bien en el microondas porque sus moléculas carecen de la misma polaridad que se encuentra en el agua. También es cierto que la manteca fría es difícil de entibiar en el

microondas porque la mayor parte es aceite y la porción de agua presente es hielo, lo que mantiene las moléculas cristalizadas haciendo más difícil la oscilación y el movimiento molecular debido a la rigidez que el hielo les provoca.

7) Las microondas degradan los nutrientes de los alimentos: Sin determinar (Poco probable) Cualquier tipo de cocina (fuego, gas, fermentación) cambia la química de los alimentos. La cocción puede reducir los niveles de algunos nutrientes y aumentar otros. La opinión predominante es que las microondas no alteran los alimentos de manera nociva o perjudicial, no más que otro tipo de cocina. Algunos argumentan que un tiempo de cocción más rápido permite preservar más nutrientes que con métodos más lentos. Sin embargo, todavía se sabe poco de la nutrición y los efectos acumulativos de las microondas, especialmente en torno a la alteración proteica. A pesar de que existe un relativo consenso acerca de su seguridad, no hay un gran número de estudios documentados que permitan sugerir lo contrario.


REPARACIÓN DE UN HORNO DE MICROONDAS

CÓMO SE MIDEN SUS COMPONENTES INTRODUCCIÓN

las moléculas produciendo calor (figura 1).

Figura 1 En varias ediciones de Saber Electrónica hemos descrito el funcionamiento de los hornos a microondas, cómo se produce el calentamiento de instrumentos, de qué manera se disponen los componentes sobre el equipo y cómo se ha incluido a los microcontroladores en el funcionamiento del horno para obtener funciones especiales. También, en la edición anterior de Saber, publicamos una serie de fallas que suelen presentarse en los equipos comerciales. Ante la gran cantidad de consultas recibidas por Internet en estos días, hemos decidido incluir este artículo en la presente edición para que los lectores que se dedican al servicio técnico sepan cuáles son los componentes “medibles” de un horno.

Cuando el horno se pone en marcha las microondas se dispersan por toda la superficie de los alimentos, introduciéndose en su interior donde se produce la fricción entre las moléculas y un calentamiento muy rápido, el resto del alimento se calienta por contacto. Las MICROONDAS son una radiación electromagnética cuya frecuencia (de 1000 a 10000MHz – 1GHZ a 10GHz) y longitud de onda (de 30 a 0.3 cm respectivamente) está entre las frecuencias y longitudes de onda de las ondas cortas de radio y la radiación infrarroja. En un horno comercial, la frecuencia de esta radiación es f = 2450MHz, que corresponde a una longitud de onda λ = 12.2 cm (λ = c/f, donde c es la velocidad de la luz en el vacío).

Hace unos quince años realicé mis primeras experiencias con el calentamiento de alimentos mediante el uso de las microondas. Mis conocimientos sobre Las MICROONDAS son producidas por un tubo comunicaciones me permitieron conocer las propiedades de las señales de muy alta frecuencia y al llegar a mis manos un magFigura 2 SOPORTE netrón, decidí realizar algunos experiGUIA DE ONDA DE CERAMICA mentos. Las primeras pruebas fueron ANTENA DE SALIDA desastrosas y hasta me “pegué” más EMPAQUE DE RF de un susto y algún dedo quemado, pero pronto tuve un “horno” en mis manos IMAN y las cosas cambiaron… ALETAS DE ENFRIAMIENTO

FUNCIONAMIENTO DEL HORNO A MICROONDAS

Los hornos a microondas funcionan transformando la energía eléctrica en ondas de alta frecuencia, las microondas penetran en el interior de los alimentos y provocan una fricción entre


ASPAS

BLOQUE DEL ANODO ANILLOS DE CINCHO O DE CONEXION

FILAMENTO DEL CATODO

CAJA DE MAGNETRON PUNTAS DEL FILAMENTO Y CATODO

TERMINALES CON CAPACITORES DE RF

Detector de Fugas de Microondas electrónico tipo diodo de unos 10 cm de largo que se emplea para producir los 2450MHz de energía de microondas necesarios llamado MAGNETRON. Se clasifica como diodo porque no tiene rejilla como un tubo (bulbo) de vacío ordinario. Crea un campo magnético en el espacio entre el ánodo (la placa), y el cátodo sirve como rejilla. La figura 2 muestra una sección típica de un magnetrón. Las configuraciones exteriores de magnetrones distintos varían según la marca y el modelo; pero las estructuras básicas internas son las mismas; es decir, el ánodo, el filamento, la antena, y los imanes. El ANODO (o placa) es un cilindro hueco de hierro del que se proyecta un número par de paletas hacia adentro, como se muestra en la figura 3. Las zonas abiertas en forma Figura 3 de trapezoide entre cada una de las paletas son las cavidades resonantes que sirven como circuitos sintonizados y determinan la frecuencia de salida del tubo. El ánodo funciona de tal modo que los segmentos alternos deben conectarse para que cada segmento sea de polaridad opuesta a la de los segmentos adyacentes. Así, las cavidades se conectan en paralelo con respecto a la salida. En el magnetrón, el FILAMENTO o calefactor sirve como CATODO, se ubica en el centro del magnetrón y está sostenido mediante las puntas grandes y rígidas, selladas y blindadas cuidadosamente dentro del tubo.

tensos permanentes que están montados alrededor del magnetrón, para que dicho campo magnético sea paralelo con el eje del cátodo. El cátodo se calienta y genera electrones. Dos imanes en los extremos, proporcionan un campo magnético axial. El ánodo está diseñado para acelerar los electrones y mantener la radiación emitida dentro de una cavidad resonante de MICROONDAS estacionarias, pudiendo salir solo por un extremo, dirigiéndose hacia el interior del horno.

CÓMO SE CALIENTAN LOS ALIMENTOS Para explicar cómo se calientan los alimentos, tomemos como ejemplo al agua. Las moléculas de agua, H2O, consisten en un átomo de oxígeno (O) ligado a dos de hidrógeno (H) formando un ángulo que le confiere una particular asimetría. La no uniformidad de la posición de los electrones exteriores a los átomos hace que molécula H2O posea polaridad eléctrica. Los electrones de los átomos de H están desplazados hacia el O, resultando un dipolo eléctrico permanente dirigido desde el O hacia el centro de los átomos de H. Los dipolos eléctricos interactúan con los campos eléctricos, que pueden hacerlos rotar hasta alinearlos con el campo, lo que corresponde a una posición más estable, de menor energía. La frecuencia de un horno MICROONDAS es cercana a la frecuencia de resonancia natural de las moléculas de agua que hay en sólidos y líquidos. Por lo tanto, si bien las MICROONDAS no afectan a los recipientes sin agua, su energía es fácilmente absorbida por las moléculas H2O que hay en los alimentos. El movimiento oscilatorio de moléculas enlazadas con otras moléculas, resulta retardado, produciendo una fricción mecánica con el medio, y finalmente la energía de las MICROONDAS es transferida en forma de calor al resto del alimento.

Las otras partes del magnetrón pueden variar en cuanto a sus posiciones relativas, tamaño y forma, según sea el fabricante.

Las MICROONDAS se transmiten a través del vidrio, aire, papel y muchos plásticos, pero se reflejan en los metales. En los hornos, las paredes son metálicas, y las MICROONDAS no pueden escapar del interior del horno. La malla metálica que hay en la puerta refleja las MICROONDAS pero deja pasar las longitudes de onda menores, como las de 400 a 700 nm de la luz visible que no afectan al ser humano.

El CAMPO MAGNETICO lo producen imanes in-

Los denominados "recipientes para microon-

La ANTENA es una proyección o círculo conectado con el ánodo y que se extiende dentro de una de las cavidades sintonizadas. La antena se acopla a la guía de onda hacia la que transmite la energía de microondas.


Artículo de Tapa das", son plásticos o cerámicos de muy baja porosidad superficial, de modo tal que no pueda haber inclusiones de agua en su superficie, las que al hervir dentro del horno producirían grietas en el material. Ya veremos el tema de recipientes “aptos” más adelante. En casi todos los alimentos, las MICROONDAS penetran hasta solo 3 a 5 cm. Por lo tanto, al igual que un horno convencional, los alimentos se calientan y cuecen desde fuera hacia dentro. Sin embargo, la cocción es más rápida en los hornos MICROONDAS donde es en el propio alimento donde se genera el calor, en vez de calentarse por convección la superficie a través de la (baja) conductividad térmica del aire. No todo el exterior del alimento absorbe uniformemente las MICROONDAS. Se forman nodos estacionarios dentro del horno, y por lo tanto existen "puntos calientes" con máxima intensidad de campo y "puntos fríos" sin campo eléctrico neto. Por este motivo los hornos poseen una hélice metálica que desvía y mueve continuamente los nodos dentro del horno, o bien, el plato que soporta el alimento gira durante la cocción. A pesar del movimiento relativo entre el alimento y los puntos calientes y fríos, el interior se calienta más lentamente; hay zonas en determinados alimentos que se calientan muy rápidamente y comienzan a hervir y hasta producir ebullición repentina en forma de explosiones. Esto se evita aumentando el tiempo total de funcionamiento pero apagando el horno periódicamente, para dar tiempo de conducir el calor recién absorbido y consecuentemente uniformizar la temperatura en el alimento. Los hornos modernos poseen esta función que es supervisada por un microcontrolador, sin embargo, todos los hornos poseen un control del tiempo total de operación y un control para ajustar la potencia efectiva a valores bajos para descongelar, o a valores intermedios para calentar o cocer más lentamente. Es un error muy común pensar que el generador de MICROONDAS puede generar menos potencia que la máxima. En realidad, el magnetrón siempre emite con la máxima potencia para la que ha sido diseñado (que en los hornos comerciales típicos está entre 400 y 1500W). Cuando el control del horno se ajusta, por ejemplo, a un cuarto de la potencia máxima, significa que el horno trabaja con ciclos donde está el 75% del tiempo sin MICROONDAS y el 25% encendido. El desconocimiento de que puede utilizarse esta forma de reducción de la potencia efectiva, da como resultando comidas frías en el interior, y hornos que acaban con las paredes completamente sucias debido a las explosiones


en la superficie de los alimentos sobrecalentados. Si Ud. quiere saber más sobre cómo se generan las microondas y cuál es el funcionamiento básico de un horno, puede consultar Saber Electrónica Nº 160 y 184, o el tomo Nº 38 del Club Saber Electrónica o bajar de nuestra web el libro completo con la clave dada anteriormente. Creemos que con estos documentos tiene “bastante” información técnica pero… ¿sabe cuáles son las funciones, ventajas y desventajas de estos hor nos?. Como creemos que es importante que lo sepa, veamos cuáles son las funciones básicas de un horno a microondas:

CALENTAMIENTO: Esta es la función más conocida de los microondas, en muy poco tiempo (dependiendo de la cantidad y de los tipos de alimentos) es capaz de calentar un plato ya preparado frío a la temperatura que deseemos, sin tener ningún sabor a recalentado.

DESCONGELADO: Descongelar a través del microondas tiene dos ventajas importantes: la enorme rapidez, ya que podemos disponer de un alimento ultra-congelado en breves minutos para poder cocinarlo y por otra parte, como el alimento se descongela rápidamente la flora microbiana no tiene tiempo de reproducirse como en una descongelación lenta.

COCCIÓN: Una característica muy importante de estos hornos es que para cocer los alimentos, no se necesita agua porque aprovechan el líquido de los mismos alimentos. Las ventajas principales de estos hornos frente a la cocción tradicional son:

1. Rapidez: Las recetas las realiza en un tiempo mucho más corto del que se necesita con el horno tradicional. 2. Alimentos más sanos: Como los alimentos se cuecen en su propio contenido en agua y a menos

Detector de Fugas de Microondas de 100º C de temperatura, se pierden menos sales y se destruyen menos vitaminas.

* Al 15 % de potencia, se mantiene caliente el alimento.

3. Sabores más naturales: Al cocerse los alimentos con su propia agua, no pierden ninguno de sus componentes y presentan sabores más naturales.

UTENSILIOS PARA EL MICROONDAS

4. Comodidad: No deben usarse ollas o cazuelas ya que se cocina en los mismos utensilios con los que después se puede comer. Por otra parte, lim piar el microondas sólo requiere pasar un paño hú medo por las paredes del horno. 5. Ahorro de energía: En los hornos microondas se distinguen dos tipos de potencia, la potencia ab sorbida que es la que consume la red cuando se enciende y la potencia de salida que es la energía eléctrica que se convierte en energía calorífica. La relación entre las dos suele ser del 60 %, por tan to supone un rendimiento más alto que el de los sistemas tradicionales como el horno eléctrico o las placas de cocción.

POTENCIA: En la medida que mayor es la potencia de la señal emitida dentro del horno más rápido se cocinarán los alimentos. Por ejemplo, si queremos cocinar 1 kg de carne vacuna, tendremos la siguiente relación: * A 1.400kW de potencia tardaremos 10 minutos * A 1.300kW de potencia tardaremos 11 minutos * A 1.200kW de potencia tardaremos 12 minutos * A 1.000kW de potencia tardaremos 14 minutos En cada horno podemos encontrar unos símbolos que determinan el nivel de potencia que se necesita para las distintas funciones, por ejemplo para descongelar, calentar o cocinar. * Al 100 % de potencia podemos cocer, descongelar productos precocinados o calentar rápidamente. * Al 75 % de potencia se puede cocer al baño maría y cocinar productos más delicados. * Al 50 % de potencia básicamente la función es descongelar piezas grandes durante algunos minutos. * Al 30 % de potencia sirve fundamentalmente para descongelar.

Para que los alimentos puedan calentarse es necesario que las microondas puedan atravesarlos, por tanto, los recipientes que los contengan deberán ser transparentes, los materiales más adecuados son el vidrio, el cristal, la pirocerámica o la vitrocerámica. En cambio, nunca debemos utilizar metales, ni siquiera papel de aluminio, ya que reflejan las microondas contra las paredes, con el consecuente riesgo de que se estropee el horno además de no calentar el alimento. Cuidado también con algunas vajillas de cerámica si tienen dibujos o adornos, ya que pueden haberse utilizado pinturas que tienen entre sus componentes algún elemento metálico. Existen en el mercado recipientes de plástico que se venden para usar en el horno microondas y que están preparados para aguantar la potencia de las microondas, sin embargo, hay que tener mucho cuidado, ya que algunos plásticos, al calentarse, pueden desprender parte de sus componentes que son tóxicos. Si Ud. no sabe si un recipiente es apto o no para el horno, colóquelo vacío dentro del equipo y a su lado un vaso lleno de agua, conecte el horno a potencia máxima durante un minuto. Si acabado ese tiempo el recipiente está frío es que se puede utilizar, ya que no absorbe las microondas, por el contrario si está caliente, no debe utilizarse ya que absorbe las microondas y no dejaría que se calentara el alimento.

MEDICIÓN DE LOS COMPONENTES DEL HORNO Veremos cuáles son y cómo se testean los principales componentes a tener en cuenta ante un problema de funcionamiento de un horno. El resto de partes, tales como carcasa, cables de energía, etc, a pesar de tener su importancia, no se incluyen en él. Los componentes susceptibles de ser verificados son:


Artículo de Tapa

Figura 4 • MAGNETRON. • DIODO DE ALTO VOLTAJE. • CONDENSADOR. • TERMISTOR. • TRANSFORMADOR. • TEMPORIZADOR. • SELECTOR DE POTENCIA. • PLACA DE CONTROL. • PLACA ENTRADA Y FUSIBLES. • LAMPARA DE ILUMINACION • MOTOR ROTATORIO. • VENTILADOR. • SWITCHES DE PUERTA, CABLE INTERLOOK. • RESISTENCIA GRILL, LAMINA DE MICA. En la figura 4 se muestra un esquema que sólo expone la parte generadora de microondas, no el esquema completo.

FALLAS EN EL MAGNETRÓN Las fallas del magnetrón pueden ser varias: - Derivación a masa de la bobina (poco probable). - Bobinado abierto, o sea resistencia infinita. - Antena del magnetrón quemada, por lo que escapa excesiva señal en forma de chispas. Para comprobar el bobinado del magnetrón utilizare-


mos un polímetro en la escala más baja de ohmios, la bobina debe dar una resistencia entre filamentos de menos de 1W, aproximadamente entre 0,6 y 0,7W . Entre filamentos y chasis debe dar infinito (figura 5). No existe en el mercado una gran variedad de magnetrones, su potencia puede variar, pero en general se diferencian en el sentido de la onda y si lleva o no tornillos incorporados (figuras 6 y 7). Pueden ser: Pro-sentido de red con tornillos. Pro-sentido de red sin tornillos. Antisentido de red con tornillos. Antisentido de red sin tornillos.

Figura 5

Detector de Fugas de Microondas Si la antena está quemada, el horno funciona y calienta. Se detecta la avería debido a las explosiones que se producen en la cavidad de cocción. Se generan chispas a través del conducto “guía ondas”, que explotan sonoramente en la placa de SIDELITE chamuscándola, las chispas incluso llegan a traspasarla y rebotan en la cavidad (figura 8).

Fig. 6

Cuando la antena está quemada, a pesar de que el Magnetrón funciona (y por lo tanFigura 7 to el horno calienta), la única solución es sustituirlo, lo cual muchas veces no es conveniente ya que puede ser más caro que un Figura 8 horno nuevo de los económicos.

FALLAS EN EL DIODO DE ALTA TENSIÓN El diodo de alto voltaje o alta tensión (figura 9), es uno de los componentes que más problemas produce en el funcionamiento de un horno.

Figura 9

El transformador, genera 2000V que llegan al condensador, el otro terminal de dicho capacitor se conecta al diodo que envía la corriente a masa en forma de pulsos. El condensador realiza la función de multiplicador de tensión, alcanzando los 4000V que alimentan al magnetrón para que genere las microondas. Este diodo no puede medirse como un diodo clásico, ya que la medida que siempre proporciona es Infinito de cualquier forma que se lo mida. La forma clásica consiste en contar con un generador de alta tensión, colocar el diodo y verificar que en el extremo opuesto se genere un “arco” cuando se lo acerca a chasis o tierra del generador. Otra forma de medir el diodo consiste en aplicarle un voltaje alto de corriente continua y medir la caída de tensión en dicho diodo. Para ello, colocamos en serie con el diodo una resistencia de 1kΩ y aplicamos al conjunto una tensión de unos 30V.

Figura 10

Con el diodo en buen estado, en polarización directa, tendremos una caída de tensión en el mismo de 5 a 7V, con polarización inversa, el diodo no conducirá corriente por lo que tendremos en él, la tensión de fuente de 30V (figura 10: polarización directa y figura 11: polarización inversa).


Artículo de Tapa MEDICIÓN DEL CAPACITOR El condensador o capacitor se puede probar del mismo modo que un condensador clásico, su valor suele rondar entre 0,9µF y 1µF con una tensión de trabajo de 2100V (figura 12). Figura 11

Las mediciones básicas que podemos realizar, siendo más aconsejable un polímetro de aguja, son: - Medida entre terminales, debe dar infinito (si tie ne un multímetro analógico puede moverse leve mente la aguja y volver a su posición). - Medida entre cada terminal y masa, se realiza en la escala de MW debe dar igualmente infinito. Aunque estas mediciones no son definitivas, ya que no se realizan bajo tensión.

Figura 12

MEDICIÓN DEL TERMISTOR

Figura 13

Un termistor es un componente que cambia de resistencia con la temperatura, por lo tanto, la forma de medir el termistor, teniendo en cuenta que el mismo no es más que un interruptor de temperatura, es la siguiente: cuando está en buen estado, debe dar continuidad, entre terminales (0W, figura 13 ), en caso de estar en mal estado, dará medida de resistencia infinita o de varios cientos de ohms. Entre los terminales y la chapa frontal debe dar infinito (ausencia de derivación).

MEDICIÓN DEL TRANSFORMADOR El transformador se compone de 3 bobinados, que debemos medir estando el mismo desconectado del equipo. - Bobinado primario de 110V/220V. Tiene dos contactos y es el bobinado de hilo de cobre grueso, debe medir entre 1Ω y 3Ω - Bobinado secundario de 2000V.

Figura 14


Dispone de un contacto de salida y el otro extremo unido al chasis del transformador. Es el bobinado de hilo de cobre fino y su resistencia oscila entre 80Ω y 120Ω. Alimenta al condensador mediante cable grueso.

Detector de Fugas de Microondas terminal del condensador y al diodo que deriva a masa. Con el téster o multímetro debemos medir entre 0Ω y 1Ω. Vea la figura 14.

Figura 15

COMPROBACIÓN DEL TEMPORIZADOR En los hornos económicos no hay placas microcontroladas (generalmente no tienen display), sólo encontramos el selector de potencia y el temporizador, que pueden forman un bloque conjunto, mediante unos engranajes que los unen.

Figura 16

El temporizador es un componente de tipo mecánico, en el que podemos seleccionar (girando la palanca frontal) el tiempo de activación de un contacto, entre 10 seg y 45 minutos aproximadamente. Este componente varía según el fabricante y modelo. Por ejemplo, un Samsung 331 (figura 15) tiene un mecanismo de engranajes y levas, con un motor de 20V en algunos casos, que al ser activado por un mismo contacto del temporizador, empieza a girar, dispone también de una campana que se activa por una leva, al final de la temporización. Lo único medible es si está abierta la bobina del motor y la continuidad entre los contactos, al activar el temporizador, los 20V los obtiene de un bobinado intermedio del ventilador.

MEDICIÓN DEL SELECTOR DE POTENCIA Nuevamente tenemos que decir que esta etapa varía mucho en su construcción en función de la marca y modelo del horno. Para un Samsung económico, este control está unido mediante engranajes al temporizador y depende directamente de él, consiste en un relé de paso de tensión. Es el encargado de suministrar paso de 110V/220V al primario del transformador, con un tiempo que depende de la potencia seleccionada y del giro de los engranajes del temporizador. Figura 17 - Bobinado secundario de 4000V. Generalmente consiste en 2 cables largos de salida, con conectores macho protegidos en los extremos. Es un bobinado de pocas espiras que está situado en el centro del transformador, por un lado se conecta directamente al magnetrón y por el otro, al

Los contactos suelen ser de 10A a 15A por 110V/220V de contacto de salida y una bobina del orden de los 100Ω (figura 16).

CÓMO COMPROBAR EL SISTEMA DE CONTROL Los hornos algo más elaborados, en lugar de poseer el control de potencia y tiempo descriptos, po-


Artículo de Tapa

Figura 18 see un microcontrolador como parte de un sistema de control (figura 17). Este módulo de control, que se encarga de realizar las diferentes funciones del horno en forma automática, puede tener diversas fallas, debido a los relés y componentes electrónicos, pueden haber fallas en alguno de los voltajes de trabajo, abajo detallados. El sistema también posee el display y el teclado. Dicho teclado puede tener problemas de corto en alguna tecla, permaneciendo ésta pulsada y bloqueando el equipo. Normalmente, el módulo o sistema de control funciona con 3 tensiones diferentes: +5 Vcc para la alimentación de circuitos digitales. -20Vcc para la excitación del display. -3Vac para los filamentos del display. En la figura 18 podemos observar un diagrama en bloques del sistema de control de un horno a microondas típico con las posibles fallas que pueden producirse en las diferentes etapas.

La prueba del microcontrolador consiste en verificar las tensiones y la presencia de señal en algún punto de prueba dado por el fabricante. Para comprobar este componente se debe tener la hoja de datos del circuito integrado.

COMPROBACIÓN DE LOS DEMÁS COMPONENTES DEL HORNO Si bien cada horno puede tener diferentes componentes dependiendo la complejidad del mismo, la mayoría posee una serie de elementos comunes, cuya prueba describiremos en este apartado. Tanto el circuito de entrada de corriente alterna y el fusible de alta tensión son componentes comunes y se encuentran a la vista. El módulo de entrada de 110V/ 220V, dispone de uno ó dos fusibles (figura 19) dependiendo del fabricante y del modelo, por lo general de 10A para el transformador de alta tensión y de 1A a 2A para la placa de control. También hay una bobina, condensadores y una resistencia cerámica. En algunos casos, el fusible simplemente consiste en una pista de cobre de la placa, por lo que si el horno no se enciende, conviene comprobar el lado de las soldaduras de la placa. La figura 20 muestra el fusible situado en serie con el condensador, de 5kV y 0,75A.

Figura 19


La lámpara de iluminación del interior del horno por lo general es sencilla de cambiar, dependiendo del modelo, se accede a ella por una tapa situada en el lateral o en la parte superior del horno, en

Detector de Fugas de Microondas Figura 20

gunos casos puede tener una tapa de acceso al mismo, en otros casos hay que desacoplar toda la base del chasis. El ventilador del magnetrón, funciona en paralelo con éste, por lo que para emitir microondas, se debe activar el conjunto transformador, magnetrón, ventilador, lámpara de iluminación del habitáculo (figura 23).

Figura 21

Figura 23

otros casos, desmontando la carcasa metálica y una tapa de plástico, suele ser de 25W a 60W; el modelo fotografiado en la figura 21 es muy común en hornos SAMSUNG. El motor rotativo (figura 22), es sincrónico, con una tensión de acuerdo a la red local, de unas 10 revoluciones por minuto y una potencia inferior a los 5W. Dependiendo de la red local, la resistencia eléctrica del bobinado puede variar entre 1kΩ y 20kΩ; posee engranajes reductores que se halla entre la carcasa externa inferior y el chasis, en al-

El motor se alimenta con 110V/220V y precisa una corriente de 0,5A a 2A (es de unos 100W) y la resistencia de la bobina suele ser de 80Ω a 250Ω. La bobina puede tener una toma intermedia, de la que se obtienen 20V para la alimentación al motor del temporizador. La hélice debe girar con total libertad y si esto no ocurre puede ser debido a algún problema en el eje (suciedad) que tienda a frenarlo por lo que deberemos tratar de limpiarlo y engrasar el eje (figura 24). Otros componentes son los formados por el conjunto de interruptores de seguridad, que está formado por 3 switches que impiden el funcionamiento del horno, si la puerta no está herméticamente cerrada y bloqueada. La tensión que manejan es de 110V/220V y pueden desajustarse, ensuciarse o quemarse alguno de sus contactos internos, incluso el cableado se puede deteriorar, ya que soportan la corriente del primario del transformador. Para verificar su funcionamiento se mide continuidad entre los contactos C – NC (Común y Normal Cerrado) y activándolo, comprobaremos continuidad entre C – NA (Común y Normal Abierto). La figura 25 muestra un conjunto de estos interruptores. Muchos hornos poseen la función grill que puede ponerse en marcha mediante un conmutador o a través del teclado. La resistencia que realiza dicha función (figura 26) se encuentra en el techo del horno, pudiendo tener diferentes formas según los modelos. Para comprobar este elemento se debe medir su resistencia, la cual debe ser de algunas decenas de ohm, es importante comprobar que la resistencia entre alguno de sus contactos y chasis sea infinita (figura 27). Todos los hornos poseen una lámina aislante de mica (sidelite o canopi) que no es medible, aunque debe estar en muy buen estado, y limpio de restos de grasa o comida, debido a que su función es la de protección de la cavidad de cocción, aislándola y separándola del guía ondas, ante posibles chispas emitidas por el magnetrón, las mismas son retenidas por la lámina. Esta puede estar encajada o


Artículo de Tapa Figura 24

sujeta por clips de plástico o pegada. Si aparece quenada en un lateral, es síntoma que la antena del magnetrón está dejando escapar chispas, por lo que seguramente estará quemada, a su vez estos chispazos se convierten en carbón, que tienden a atraer mas las chispas, por lo que se hace necesario sustituir la lámina Por último, es fundamental que la tapa del horno posea un cierre perfecto a los efectos de que no deje escapar microondas. Cada vez que se brinde servicio a estos equipos hay que tener especial cuidado en caso de que la puerta esté caída o floja, y especialmente cuando descubra que en el habitáculo existen zonas que se han despintado. Si esto sucediera, el magnetrón podría sufrir sobrecalentamiento; y si los puntos despintados llegaran a perforarse, las microondas saldrán por ahí.

ADVERTENCIAS

Figura 25

Con lo dado hasta aquí, no sólo puede montar su propio medidor de fugas de microondas sino que ya tiene las bases como para medir los componentes de un horno y,. de esta manera, poder localizar averías. Sin embargo, antes de utilizar el medidor, permítame realizarle algunas aclaraciones: NUNCA deje o use el medidor de fugas dentro de la cavidad del equipo; además de que así no funciona el dispositivo, puede usted sufrir daños y estropear el horno. Si bien el equipo que aquí describimos funciona perfectamente, no garantizamos que cualquier mínima fuga puede ser detectada; es su entera responsabilidad el uso de este dispositivo.

Figura 26

Figura 27

Así que de antemano, ni la editorial ni el autor asumimos responsabilidad alguna en caso de un accidente o de que queden pequeñas fugas en el horno. Por último, conviene recordar que si usted se expone a las microondas, es posible que no sienta dolor debido a que los nervios se encuentran en la parte externa de la piel; mas cuando éstos detecten calentamiento, es porque quizá ya esté quemada la parte interna de su cuerpo. En una palabra, TENGA USTED MUCHO CUIDADO en este aspecto. 


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LIBERACIÓN DE TELÉFONOS CELULARES

Liberación de Alcatel POR CÓDIGO Y POR PROGRAMA

Si Ud. no es asiduo lector de esta sección, le comentamos que los artículos que publicamos muestran técnicas de liberación de todo tipo de teléfonos celulares sin el empleo de costosas cajas ni dongles. Los móviles Alcatel, en general, pueden liberarse utilizando calculadoras que generan códigos a partir de su IMEI y su ID pero conseguir estas calculadoras (especialmente para los nuevos modelos) suele ser una tarea complicada. Es por eso que recomendamos el uso de programas para la introducción de códigos y cables que “comuniquen” al teléfono con la computadora que gestiona dichos programas. En esta nota explicaremos más detalles sobre métodos de liberación de celulares Alcatel, brindándoles sitios de descarga de las notas anteriores publicadas en Saber Electrónica. Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejo e-mail: [email protected]

E

l último artículo que publicamos sobre la liberación de terminales Alcatel tiene más de dos años y fue en Saber Electrónica Nº 246. Desde entonces, no ha habido “grandes novedades” para la liberación de estos celulares pero debido a que en el último tiempo los modelos touch (como el OT 708, por ejemplo) se han vuelto populares en América Latina, decidí preparar esta guía que complementa a los manuales anteriores. Un teléfono celular es como una computadora en miniatura que realiza funciones específicas de comunicación a través de una red de RF de alta frecuencia y otras tareas accesorias controladas por un microcontrolador. Por lo tanto, todos los celulares sin importar la marca ni el modelo, deben poder “comunicarse con una computadora” y para ello se emplean distintos tipos de protocolos: USB, RS232 (puerto serial de la PC), Infrarrojo, Bluetooth, etc. Los fabricantes de cajas, dongles y cables “se aprovechan” de la falta de información que poseen los

Service & Montajes 26

técnicos y cobran “fortunas” por supuestas cajas mágicas que realizan tareas que parecerían titánicas y, sin embargo, no son más que arreglos electrónicos que permiten adaptar los niveles de los teléfonos a los niveles de las computadoras y que pueden poseer algún tipo de memoria donde se almacenan números de serie y códigos para impedir el “clonado” de dichos dispositivos. De esta manera, para realizar el mantenimiento, se ofrecen muchísimas herramientas que por lo general son costosas (una caja como la smart, red box, tornado, dongles, etc, las cobran más de 300 dólares). La liberación de un teléfono celular para permitir que el móvil GSM pueda reconocer un chip de cualquier com pañía debe ser, entonces, muy similar para cualquier celu lar y su práctica no constituye delito siempre que tenga mos la autorización por escrito del dueño del teléfono (muchas veces el celular es comprado en “comodato” y no se lo puede tocar debido a que el propietario sigue siendo la compañía telefónica y no el usuario).


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Liberación de Alcatel por Código y por Programa Liberar un teléfono no es más que quitar un “candado” que las empresas operadoras colocan dentro de la memoria del teléfono y para ello se emplean diferentes técnicas, generalmente mediante el uso de programas que corren desde una computadora, por lo cual el teléfono se tiene que poder conectar a la PC y dialogar con ella. Todos los teléfonos se pueden comunicar a través de protocolo “RS232, MBus o FBus”. En el protocolo RS232 se emplean tres cables: TX, RX y GND y la velocidad de transmisión es relativamente baja (es normal una velocidad de 9600 baudios). El protocolo RS232 es el que maneja el puerto serie o puerto COM de la computadora. Los móviles que se conectan por RS232, normalmente no requieren la instalación de drivers, ya que los programas realizan el intercambio de datos a través de los tres hilos (TX, RX y GND). Como los teléfonos celulares manejan diferentes niveles de tensión que la computadora para comunicarse a través de protocolo RS232, es preciso un “adaptador de niveles”. La caja de trabajo RS232 publicada en Saber Electrónica Nº 235, realiza la adaptación de niveles entre el teléfono y la computadora. Publicamos varias versiones de dicha caja y la última ya es totalmente automática y permite el empleo de cables USB. En nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e ingresando la clave para socios ”libalcate;” encontrará algunos programas y los artículos publicados anteriormente sobre liberación de teléfonos celulares Alcatel.

Liberación por Cálculo de Código con el SIMLOOK Remover Unlocker

Figura 1

la etiqueta situada en la parte trasera del teléfono, en el compartimento de la batería o marcando *#06# con el teclado. El IMEI es un número de 15 dígitos. 2.- Ejecute una calculadora de código para Alcatel, como el Simlook V1.31 (versión mejorada por Antiklon). 3.- En el campo "IMEI:" escriba los 15 dígitos y pulse el botón "Aplicar". Aparecerán dos números en hexadecimal en los campos "código de bloqueo" y "código de desbloqueo", además del modelo del teléfono en el campo "tipo de teléfono". 4.- Asegúrese de seleccionar el modelo adecuado y tome nota del número que se encuentra en el campo "código de desbloqueo". 5.- Abra la calculadora de Windows que está en el menú de accesorios de su PC (figura 1) y colóquela en el modo “científica” y luego “hexadecimal” (figura 2). Introduzca el número que tomó del campo "código de desbloqueo" y le suma el número: 9FDFFA 6.- Aprieta la tecla = y aparecerá el número que corresponde al desbloqueo del SIMLOOK para Movistar. Para cada compañía deberá sumar un número diferente (el programa suele mostrar los números para cada compañía en cada país). Figura 2

Este programa puede encontrarlo en muchas suits y, en general, por Internet pouede encontrar algunas versiones bastante avanzadas pero muy difícilmente le permitirá calcular códigos para los últimos modelos. El Universal Flash Remover V5.51, que posee programas para varias marcas y modelos permite “calcular” códigos para casi todas las series de Alcatel. El procedimiento es el siguiente: 1.- Obtenga el IMEI del móvil, bien mirándolo en



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Cuaderno del Técnico Reparador 7.- Introduzca el número resultante para lo cual debe encontrar la función SIM-Locking dentro del menú del teléfono, introducir el código obtenido y pulsar OK. La función SIMLocking está en diferentes lugares, dependiendo el modelo del teléfono, por ejemplo: Menú -> Operador -> SIM-Looking Menú -> Seguridad -> SIM-Looking Si el código no es el correcto, el teléfono no va a ser liberado.

Liberar por IMEI e ID Para la mayoría de los Alcatel de última generación no existen “calculadoras” confiables y gratuitas por Internet, es por ello que se debe recurrir a páginas especializadas. Hay muchas, por ejemplo, www.gsmspain.com. Para solicitar el código se debe pagar entre 2 y 10 dólares, se debe enviar el ID y el IMEI y en menos de 12 horas envían por e-mail el código de desbloqueo. Para obtener el ID se debe recurrir a la etiqueta que se encuentra en el compartimento de las baterías, como se muestra en la figura 3.

Liberar por Menú:

Figura 3

Aparecerá una imagen como la de la figura 4: Note que tiene el código de red que en este caso es 732 123. Deberá agregar dos ceros y el código quedará: 72312300 Si no consigue este código, puede probar con una tarjeta telefónica. En muchos países el teléfono queda habilitado ingresando un número de tarjeta telefónica. Por ejemplo, si vive en Argentina, y quiere habilitarlo con la operadora Claro, puede probar comprando una tarjeta de $10 e ingresando al teléfono el número de dicha tarjeta. Nota: Este método no siempre funciona, por ejemplo, en Perú y Venezuela tuve resultados pero no lo conseguí en México.

Liberación con Programas Mediante la programación o flasheo, también se puede liberar un móvil Alcatel, hay muchos programas, y en Saber 246 hemos descrito algunos. Por razones de espacio no los mecionamos, pero en nuestra web podrá encontrar guía de uso de la mayoría de ellos. 

La mayoría de los Alcatel poseen un menú de acceso que posee la opción para habilitar el teléfono con un operador determinado. Para acceder a dicho menú se debe teclear: ###765*08#. En la pantalla aparece el término “desbloquear” y abajo “red”. Seleccione “OK” y le pide el código de red; éste depende de cada operador y, en general, son datos que cada empresa brinda en su web. Por ejemplo, si vive en Colombia, y desea que su teléfono funcione con la empresa Movistar, ingrese al sitio: h t t p : / / w w w. m o v i s t a r. c o m . a r / c g i bin/roaming_gsm.pl?modo= brooperporpais&pais=


Colombia&continente=America&opera dor= Movistar+Colombia

Figura 4

AUDIO

En esta edición vamos a comenzar a trabajar sobre el com ponente más complejo de una fuente de alimentación, el transformador de pulsos, indicando dónde puede conseguir los y cómo debe solicitarlos. Obviamente, como Saber Electrónica llega a todas las ciudades, daremos ejemplos en Argentina, México y Venezuela y, para otros países deberá recurrir a Internet, en base a los datos que sugerimos. AUTOR: ING. ALBERTO H. PICERNO [email protected] [email protected] www.picerno.com.ar

Introducción Un transformador de pulsos es el componente bobinado más difícil de fabricar de la electrónica. En él confluyen los conocimientos de los materiales magnéticos; los materiales dieléctricos (no se olvide que la prueba de aislación se realiza a 2.500V) y los conocimientos de RF bajas que incluyen el efecto pelicular. Seguramente Ud. quedó asustado después de leer esta frase e inclusive extrañado porque hablemos del efecto pelicular a los 80 o 100kHz en que trabaja nuestra fuente. Tome una radio de AM en desuso. Busque su antena de ferrite y desarme el bobinado de sintonía. Fíjese que está construido con 7 alambres de cobre esmaltados retorcidos y el manojo cubierto con hilo de algodón. Inclusive en mis buenos tiempos en Tonomac utilizábamos alambre de 14 hilos. Ud. dirá que por ese bobinado pasaban microamperes y por un transformador de pulsos pueden pasar varios amperes de pico. No importa, en ambos casos ocurre el mismo efecto pelicular. Si Ud. desarma un transformador de pulsos de procedencia Asiática va a observar que el primario es un simple y grueso alambre de cobre. Pero si

desarma un transformador Europeo verá que el primario puede ser de 2 o 4 hilos de cobre esmaltado o inclusive de faja de cobre esmaltada aislada con materiales plásticos. Ocurre que los Europeos cuidan el medio ambiente y los Asiáticos cuidan el bolsillo.

El Efecto Pelicular SI Ud. usa un conductor grueso es porque pretende que la corriente circule por todo el conductor, para reducir la resistencia del mismo. Pero el campo magnético que crea una línea de electrones circulantes por el medio del conductor tiende a frenarlos o por lo menos se opone a la circulación generando calor. El campo magnético de una línea de electrones periféricos no puede frenar a la línea de electrones siguientes y entonces se produce un efecto llamado pelicular que hace circular a los electrones preferentemente por la periferia del conductor. Este efecto es marcadamente dependiente de la frecuencia, así que podemos decir que en todos los componentes bobinados recorridos por frecuencias superiores a 1MHz el diámetro se elije para que el alambre sea cómodo de bobinar y se permite que el

efecto pelicular trabaje a sus anchas. En corriente continua, la densidad de corriente es similar en todo el conductor (figura 1 a), pero en corriente alterna se observa que hay una mayor densidad de corriente en la superficie que en el centro (figura 1 b). Este fenómeno se conoce con varios nombres: efecto pelicular de Avila Aroche, efecto skin-Aroche o efecto Kelvin. Este fenómeno hace que la resistencia

Figura 1 - Corriente por un conductor macizo cuando está recorrido por una corriente continua (a) y una alter na (b) de moderada frecuencia.


Audio efectiva o de corriente alterna sea mayor que la resistencia óhmica o de corriente continua. Este efecto es el causante de la variación de la resistencia eléctrica, en corriente alterna, de un conductor debido a la variación de la frecuencia de la corriente eléctrica que circula por éste. El efecto pelicular se debe a que la variación del campo magnético en función del tiempo, es mayor en el centro que en la periferia simplemente porque hay mayores campos sumados, lo que da lugar a una reactancia inductiva mayor, y debido a ello, a una intensidad menor de corriente en el centro del conductor y mayor en la periferia. Este efecto es apreciable en conductores de grandes secciones, especialmente si son macizos. Aumenta con la frecuencia, en aquellos conductores con cubierta metálica o si están arrollados en un núcleo ferromagnético que es nuestro caso particular. En frecuencias altas los electrones tienden a circular por la zona más externa del conductor, en forma de corona, en vez de hacerlo por toda su sección, con lo que, de hecho, disminuye la sección efectiva por la que circulan estos electrones aumentando la resistencia del conductor aunque seria más propio decir la reactancia inductiva. Este fenómeno es muy perjudicial en las líneas de transmisión que co nectan dispositivos de alta frecuencia (por ejemplo un transmisor de radio con su antena). Si la potencia es elevada se producirá una gran pérdida en la línea, debido a la disipación de energía en la resistencia de la misma. También es muy negativo en el comportamiento de bobinas y transformadores para altas frecuencias, debido a que perjudica al factor de merito o Q de los circuitos resonantes al aumentar la resistencia respecto o la reactancia. Una forma de mitigar este efecto es el empleo en las líneas y en los in-

ductores del denominado hilo o alambre de Litz, consistente en un cable formado por muchos conductores de pequeña sección aislados unos de otros con esmalte y unidos solo en los extremos. De esta forma se consigue un aumento de la zona de conducción

Núcleos para Transformadores El principio del transformador es que toda bobina sumergida en un campo magnético variable genera una tensión alternada de la misma frecuencia que la de variación del campo magnético. La tensión inducida es función de la velocidad de variación del campo magnético de su orientación y de su intensidad. Lo importante es que el campo sea variable porque un campo fijo como el generaFigura 2 - Alambre Litz do por un imán o un electroimán de CC no induce tensión alguna. Estos efectiva. Ver la figura 2. casos dan forma a las dínamos y los ¿Se puede realizar un cálculo de motores eléctricos. la profundidad hasta la cual circula El caso que nos ocupa es una escorriente eléctrica? tructura fija de material magnético forSí, aunque es algo complejo. Nor- mado por chapas recortadas con formalmente la resistencia de un con- ma de “E” y de “I” que generan un caductor de forma circular se calcula mino de baja reluctancia (resistencia con la fórmula R = ρ. L/S en donde ρ al campo magnético) y que pasa por es la permeabilidad relativa del mate- dentro del primario y el secundario. rial conductor utilizado. Para nuestro La variación del campo magnético caso el cobre tiene una resistividad de la bobina sumergida en él puede de 0,017 Ohm por mm2 por metro con ser debido al movimiento, pero en L en metros y S en mm2. nuestro caso (el transformador) se Se define la profundidad superfi- trata de una estructura fija en la que cial de los conductores, al área efecti- se varía la corriente, aplicada al priva por la que circula corriente en el mario. Conste que dijimos corriente y conductor. Depende de la frecuencia, no tensión, porque el campo magnétipermeabilidad magnética y resistivi- co es función de la corriente que vadad del material y se da en metros. ría por el primario y no de la tensión aplicada a él. En principio un bloque macizo de hierro silicio puede encargarse de conducir el campo magnético del primario por dentro del secundario sin Fórmula 1 - Fórmula para el cál - que nada del campo se desperdicie, culo de la penetración. cerrándose por el aire sin pasar por el secundario. En donde ω = 2 π F ; µ es la perPero es imposible lograr, que aunmeabilidad del material y σ la resitivi- que sea un pequeño campo, se cierre dad. solo sobre el primario y por eso un En realidad los bobinados de transformador se representa siempre nuestro transformador deberían estar como un transformador ideal con un


realizados con alambres Litz para reducir las pérdidas pero tomaremos como suficiente precaución utilizar 4 alambres de cobre esmaltado retorcidos, del diámetro adecuado.

Amplificadores de Audio Digitales pequeño inductor en serie con el primario que representa las pérdidas de flujo y la ausencia de rendimiento unitario. Ver la figura 3. Un transformador consiste en dos bobinados fuertemente acoplados entre sí. Puede ser simplemente por la geometría de las bobinas (una dentro de la otra), pero más generalmente se trata de una estructura metálica con un material que es mucho más permeable que el aire (al campo magnético) como por ejemplo el hierro silicio. Durante muchos años los únicos transformadores que se conocían eran los de hierro silicio laminados ya que la máxima frecuencia a la que se trabajaba era de 100Hz. En la práctica para reducir al máximo las pérdidas por histéresis magnética se recurre al uso de materiales capaces de imantarse y desimantarse rápidamente, tal como ocurre con el hierro silicio. En cuanto a las pérdidas por corrientes de Foucalt o corrientes parásitas podremos tener una idea mas precisa al respecto si observamos la figura 4, la cual consideramos por supuesto como un núcleo macizo a pesar de ser de chapa laminada. Si consideramos al mismo recorrido por un determinado flujo magnético como el dibujado en líneas de puntos; como éste es variable se originan en dicho nucleo corrientes circulares que se opondrán en todo instante a la causa que las origina. Siendo el núcleo de

una sola pieza, la resistencia eléctrica que ofrecerá a dichas corrientes circulares será baja, lo cual provocará un incremento de tales corrientes. Debido a su efecto contrario, la corriente de la fuerza magnetizante debilitará a esta última y, en consecuencia provocará un incremento de la perdida en la potencia que disipará el primario para un correcto funcionamiento del transformador, en la corriente que circula por el primario. Esto en sí representa una pérdida de potencia que disipará el primario para un correcto funcionamiento del transformador. Para contrarrestar el efecto de estas corrientes parásitas es posible llegar a una solución muy interesante basada en ofrecer una máxima resistencia transversal a las mismas. Esto

Figura 4 - Núcleo laminado.

se consigue integrando el núcleo magnético mediante un conjunto de láminas delgadas de hierro, superpuestas una sobre otra y aisladas entre sí con un baño de goma laca, barniz o simplemente óxido. En la figura 4 podemos apreciar el tipo de construcción propuesto que evidentemente reduce las corrientes circulares transformándolas en elípticas de mucho menos recorrido. Naturalmente que éstas igual se producen, pero debido a que el hierro tiene mucha menor sección el valor alcanzado por las corrientes de Foucault es sensiblemente mas reducido, disminuyendo en consecuencia las pérdidas. En la práctica los transformadores se construyen con una gran cantidad de láminas muy delgadas de hierro silicio aisladas entre sí y fuertemente comprimi-

Figura 3 - Transformador ideal y real.

Figura 5 - Armado de un núcleo.


Audio das. Con estas precauciones se lograran realizar transformadores que alcanzan a cubrir la gama de audio si se utilizan procesos de orientación del grano magnético de la laminación. La máxima frecuencia de trabajo de un núcleo esta determinada por las llamadas corrientes de Foucault que consisten en corrientes inducidas en el propio hierro por estar sometido a un campo magnético variable debido al fenómeno de la inducción magnética. Los cortes en forma de lámina secciona el camino de circulación de las corrientes de Foucault y más cuando las mismas están oxidadas. De cualquier modo la forma indicada no es práctica porque no posee lugar para montar el secundario. En el item siguiente observaremos formas prácticas de laminación. En la figura 5 se puede observar una solución totalmente clásica consistente en el corte “E” y “I” de la laminación. Los cortes en I y en E se arman intercalados tal como se observa a la izquierda para evitar que se produzca un corte del camino magnético principal. Cuando se deben realizar transformadores que superen la banda de audio se abandona la laminación y se utilizan gránulos de hierro amalgamados con resinas epoxies, poliéster u otros materiales plasticos, lo que permiten aumentar la permeabilidad hasta frecuencias del orden de los 2MHz. Este tipo de material toma el nombre genérico de Ferrite. En la figura 6 se puede observar una fotografía de estas formas de ferrites para transformadores de pulsos de fuentes. El material de ferrite tiene características muy particulares que requieren un análisis muy cuidadoso para elegir el más adecuado a nuestras necesidades. Por supuesto lo más importante es determinar

el tamaño del transformador en función de la potencia que debe entregar la fuente. Pero muchas veces este tamaño está determinado más por las características de aislación y el acoplamiento que debe tener la fuente.

Construcción Práctica del Transformador Ya dijimos que un transformador real tiene una inductancia parásita llamada de dispersión que debe minimizarse para obtener un elevado rendimiento (que la mayor parte de la energía que ingresa por el primario salga por el/los secundarios). Esto implica una construcción muy particular del transformador. Mirando las fotografías se observa que la zona de bobinados se encuentra sobre la rama central del núcleo construida sobre un carretel de plástico. Ese carretel se llena de un modo muy particular: primero la mitad del primario, luego los secundarios y por último la otra mitad del primario. Es decir que el bobinado es un sándwich de dos tapas de primario con los secundarios como fiambre. Esto provoca un fuerte acoplamiento entre el primario y los secundarios minimizando la inductancia de dispersión.

Conclusiones

En esta entrega ingresamos de lleno en el desarrollo del transformador de pulsos mencionando las razones históricas que llevaron a la utilización del ferrite y sobre todo a explicar los requisitos de aislación y rendimiento del transformador. Todo depende de la construcción y la habilidad del diseñador para lograr una buena separación entre los terminales del transformador y entre el primario y secundario. Los lectores curiosos que deseen observar las especificaciones de los ferrites les indicamos que los que se consiguen en Argentina se obtienen primero en la lista de materiales de Elemon www.elemon.net y luego consultar las características de los materiales en existencia hay que ingresar en www.epcos.com. En México puede consultar en EYM Electrónica (www.eym.com. mx), en Venezuela en: www.zonalectronica.com y para otros países debe fijarse en el listado que hemos colocado en nuestra Figura 6 - Formas de ferrite para transfor madores de pulsos. web. 


Pero también hablamos de que la prueba de aislación se realiza a 2500V y esto implica una construcción muy particular con una aislación de cinta de Mylard sobre la primer mitad del primario, luego construir el/los secundarios una nueva capa de Mylard y por último la segunda parte del primario. Es evidente que si los terminales de primario y secundario se sacan del mismo lado del carretel será imposible conseguir la aislación correcta. Por eso la solución típica es sacar los terminales de primario por un lado y los de secundarios por el otro. Por último es fundamental que la aislación del circuito impreso sea mejor que la del transformador.

Manual Energia Eolica

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MANUALES TÉCNICOS

Energía Eólica MANUAL DE ENERGIAS RENOVABLES El Sol calienta de forma desigual las diferentes zonas del planeta, provocando el movimiento del aire que rodea la Tierra y dando lugar al viento. ¡El viento es energía en movimiento! La energía eólica no es algo nuevo, es una de las energías más antiguas junto a la energía térmica.

Ya desde la publicación del libro Don Quijote de la Mancha, los molinos de viento estaban presentes, quizás los molinos más famosos del mundo. “La ventura va guiando nuestras cosas mejor de lo que acertáramos á desear; porque ves allí, amigo Sancho Panza, donde se descubren treinta ó pocos mas desaforados gigantes con quien pienso hacer batalla y quitarles á todos las vidas (...). -Mire vuestra merced, respondió Sancho, que aquellos que allí se parecen no son gigantes, sino molinos de viento, y lo que en ellos parecen brazos son las aspas que, volteadas del viento, hacen andar la piedra del molino.” Las necesidades energéticas de las viviendas, de las empresas, de los comercios y de todos los servicios de una ciudad (alumbrado público, por ejemplo) a menudo son muy grandes. Las instalaciones ya gigantescas deben evolucionar para lograr tres cosas: responder a la demanda cada vez mayor, proteger los recursos naturales y disminuir los vertidos a la atmósfera, especialmente de gases con efecto invernadero. El viento se puede aprovechar para aplicaciones mecánicas y electrificación de sitios aislados. Es por ello que la energía eólica es el recurso que está creciendo más rápidamente, a tal punto que se piensa que en 20 años más del 17% de la energía consumida en el mundo va a provenir del aprovechamiento del viento, desplazando al petróleo y otros productos no renovables. Hasta hace un tiempo, la velocidad mínima del viento por encima de los 15 km/h era una propiedad indispensables, hoy ese mínimo ha decrecido a tal punto que brisas no muy intensas se aprovechan para la obtención de energía. Informe Preparado por Horacio Daniel Vallejo


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Manuales Técnicos Introducción Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas. El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2009, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 123GW (gigawatt) lo que representa alrededor del 2% del consumo de electricidad mundial, cifra equivalente a la demanda total de electricidad en Italia. La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde

Cómo se Genera la Energía Como se sabe, hay muchas formas de generar energía y, de hecho, “todo es energía o puede convertirse en energía”. Hay energía renovables y otras que no lo son. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades pro-

porcionales al gradiente de presión. Estos vientos se generan a causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la radiación solar, entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. Durante el día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales. La tierra absorbe una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente. Cuando se realizan estudios de factibilidad, para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima que depende del aerogenerador que se vaya a utilizar pero que suele empezar entre los 3 m/s (10 km/h) y los 4 m/s (14,4 km/h), velocidad llamada "cut-in speed", y que no supere los 25 m/s (90 km/h), velocidad llamada "cut-out speed".

Las Fuentes de Energía En general, las tecnologías de energía renovable a pequeña

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escala presentan una alternativa económica y ambiental factible para la provisión de energía a comunidades rurales remotas y para la expansión de la capacidad eléctrica instalada, ya sea por medio de sistemas aislados o por proyectos conectados a la red eléctrica. La región cuenta con suficientes recursos para desarrollar sistemas hidráulicos, solares, eólicos y de biomasa, principalmente. Adicionalmente, estas tecnologías pueden disminuir la contaminación del medio ambiente, causada por las emisiones de gases de los sistemas convencionales, que utilizan combustibles fósiles, como el carbón y productos derivados del petróleo. Estos gases contribuyen al efecto invernadero y al calentamiento global de nuestro planeta. Sin embargo, existen barreras que dificultan un mayor desarrollo de este tipo de energía: la falta de conocimiento de las tecnologías y las capacidades institucionales y técnica aún incipientes.

Clasificación de las Fuentes de Energía Las fuentes de energía se pueden dividir en dos grandes subgrupos: Permanentes o renovables Temporales o no renovables

Energías No Renovables Energía Fósil Los combustibles fósiles son recursos no renovables: no podemos reponer lo que gastamos. En algún momento, se acabarán, y tal vez sea necesario disponer de millones de años de evolución


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Energía Eólica - Energías Renovables Figura 1

similar para contar nuevamente con ellos. Las energías no renovables son aquellas cuyas reservas son limitadas y se agotan con el uso. Las principales son la energía nuclear y los combustibles fósiles (el petróleo, el gas natural y el carbón). La energía fósil es energía solar concentrada y petrificada en forma de compuestos de carbono, que proviene de plantas y animales que vivieron hace millones de años. Este carbono, al quemarse, pasa a la atmósfera en forma de dióxido de carbono, el principal componente del efecto invernadero. El carbón fue el primer tipo de combustible fósil en ser utilizado como energía comercial.

Siguieron el petróleo y el gas natural. Toda nuestra economía está basada en el consumo masivo de energía fósil: la energía procedente de carbones, petróleo y gas natural aporta un 88% del consumo total de energía primaria (vea la infografía de la figura 1). Los combustibles fósiles se pueden utilizar en forma sólida (carbón), líquida (petróleo) o gaseosa (gas natural). Son acumulaciones de seres vivos que vivieron hace millones de años y que se han fosilizado formando carbón o hidrocarburos. En el caso del carbón se trata de bosques de zonas pantanosas, y en el caso del petróleo y el gas natural de grandes masas de plancton

marino acumuladas en el fondo del mar. En ambos casos la materia orgánica se descompuso parcialmente por falta de oxígeno y acción de la temperatura, la presión y determinadas bacterias de forma que quedaron almacenadas moléculas con enlaces de alta energía. La energía más utilizada en el mundo es la energía fósil. Si se considera todo lo que está en juego, es de suma importancia medir con exactitud las reservas de combustibles fósiles del planeta. Se distinguen las “reservas identificadas” aunque no estén explotadas, y las “reservas probables”, que se podrían descubrir con las tecnologías futuras. Según los cálculos, el planeta



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Manuales Técnicos puede suministrar energía durante 40 años más (si sólo se utiliza el petróleo) y más de 200 (si se sigue utilizando el carbón).

Figura 2

Energía Nuclear El núcleo atómico de elementos pesados como el uranio, puede ser desintegrado (fisión nuclear) y liberar energía radiante y cinética. Las centrales termonucleares aprovechan esta energía para producir electricidad mediante turbinas de vapor de agua. Se obtiene al romper los átomos de minerales radiactivos en reacciones en cadena que se producen en el interior de un reactor nuclear. Una consecuencia de la actividad de producción de este tipo de energía, son los residuos nucleares, que pueden tardar miles de años en desaparecer y tardan mucho tiempo en perder la radiactividad (figura 2).

Energías Renovables o Verdes Energía verde es un término que describe la energía generada a partir de fuentes de energía primaria respetuosas con el medio ambiente. Las energías verdes son energías renovables que no contaminan, es decir, cuyo modo de obtención o uso no emite subproductos que puedan incidir negativamente en el medio ambiente. Actualmente, están cobrando mayor importancia a causa del agravamiento del efecto invernadero y el consecuente calentamiento global, acompañado por una mayor toma de conciencia a nivel internacional con respecto a dicho problema. Asimismo, econo-

mías nacionales que no poseen o agotaron sus fuentes de energía tradicionales (como el petróleo o el gas) y necesitan adquirir esos recursos de otras economías, buscan evitar dicha dependencia energética, así como el negativo en su balanza comercial que esa adquisición representa. Las “Energías Renovables” nos pueden sonar en sí a algún tipo de motor o alguna forma de generación artificial de energía. Pero nos equivocamos, se trata de algo diferente. Es más, no es necesario recurrir a una explicación científica o alguna investigación técnica para darnos luz en el tema, basta con analizar las propias palabras en cuestión. Energías renovables son aquellas que se renuevan constantemente, porque se producen en forma continua y son inagotables. Las energías renovables son aquellas que se producen de forma continua y son inagotables porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Para fuentes como la biomasa, es necesario que se respeten los ciclos naturales si se quiere tener un abastecimiento continuo. Tienen la peculiaridad de ser energías limpias debido a que suponen un nulo o escaso impacto ambiental, su utilización no tiene riesgos potenciales añadidos y son una alternativa a las fuentes de energía convencionales, pudiendo sustituirlas paulati-


namente. Las energías renovables han constituido una parte importante de la energía utilizada por los humanos desde tiempos remotos, especialmente la solar, la eólica y la hidráulica. La navegación a vela, los molinos de viento o de agua y las disposiciones constructivas de los edificios para aprovechar la del sol, son buenos ejemplos de ello. El sol es un elemento súper importante para las energías renovables, porque es en él donde se inician los ciclos de éstas. El calor del sol provoca en la tierra las diferencias de presión que dan origen a los vientos, fuente de la energía eólica. El sol ordena el ciclo del agua, causa la evaporación que predispone la formación de nubes y, por tanto, las lluvias.

Fuentes Renovables de Energía Las fuentes renovables de energía se basan en los flujos y ciclos naturales del planeta. Son aquellas que se regeneran y son tan abundantes que perdurarán por cientos o miles de años, las usemos o no; además, usadas con responsabilidad no destruyen el medio ambiente. La electricidad, calefacción o refrigeración generados por las fuentes de energías renovables, consisten en el aprovechamiento de los recursos naturales como el sol, el vien-


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Energía Eólica - Energías Renovables to, los residuos agrícolas u orgánicos. Incrementar la participación de las energías renovables, asegura una generación de electricidad sostenible a largo plazo, reduciendo la emisión de CO2. Aplicadas de manera socialmente responsable, pueden ofrecer oportunidades de empleo en zonas rurales y urbanas y promover el desarrollo de tecnologías locales.

Energía Eólica Es la fuente de energía que está creciendo más rápidamente y, si los gobiernos le aseguran el apoyo necesario, podría cubrir en el 2020 el 12% de toda la electricidad mundial. La energía eólica requiere condiciones de intensidad y regularidad en el régimen de vientos para poder aprovecharlos. Se considera que vientos con velocidades promedio entre 5 y 12.5 metros por segundo son los aprovechables (figura 3). El viento contiene energía cinética (de las masas de aire en movimiento) que puede convertirse en energía mecánica o eléctrica por medio de aeroturbinas, las cuales están integradas por un arreglo de aspas, un generador y una torre, principalmente.

Energía Solar Térmica Un equipo sencillo permite demostrar que el agua puede ser calentada con energía solar, en sustitución del gas. Los sistemas solares térmicos pueden clasificarse en planos o de concentración o enfoque. Los sistemas solares planos son dispositivos que se calientan al ser expuestos a la radiación solar y transmiten el calor a un fluido (agua, por ejemplo). Con el colector solar plano se pueden calentar

Figura 3 fluidos a temperaturas de hasta 200 ºC pero, en general, se aprovecha para calentar hasta los 75 ºC. Los sistemas solares de concentración, figura 5, son aquellos

Figura 4

Energía Solar La energía solar que recibe nuestro planeta es el resultado de un proceso de fusión nuclear que tiene lugar en el interior del sol. Esa radiación solar se puede transformar directamente en electricidad (conversión de energía solar en energía eléctrica) o en calor (solar a térmica). El calor, a su vez, puede ser utilizado para producir vapor y generar electricidad, figura 4.

Figura 5



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Manuales Técnicos En la actualidad se están desarrollando sistemas fotovoltaicos conectados directamente a la red eléctrica, evitando así el uso de baterías, por lo que la energía que generan se usa de inmediato.

Figura 6

Energía Geotérmica

que funcionan enfocando la radiación solar en un área específica, en un punto o a lo largo de una línea. En algunas centrales solares termoeléctricas concentran la radiación solar utilizando para ello espejos, y mediante distintas tecnologías proporcionan calor a media o alta temperatura (en casos especiales, hasta miles de grados). Ese calor se utiliza para generar electricidad, del mismo modo que en una central termoeléctrica. El calor solar recogido durante el día se puede almacenar, de forma que durante la noche o cuando está nublado se puede igualmente estar generando electricidad. Este conjunto de dispositivos requiere de procedimientos o mecanismos de seguimiento, ya que la línea de incidencia del sol varía durante el día y durante el año.

energía solar en energía eléctrica, (figura 6), es cada vez más económica. La energía del sol se transforma en electricidad mediante células fotovoltaicas, aprovechando las propiedades de los materiales semiconductores. El material base para la fabricación de la mayoría de las células fotovoltaicas es el silicio. La eficiencia de conversión de estos sistemas es de alrededor de 15%. Aun así, un metro cuadrado puede proveer potencia suficiente para operar un televisor mediano. Para poder proveer de energía eléctrica en las noches, las celdas fotovoltaicas requieren de baterías donde se acumula la energía eléctrica generada durante el día.

Energía Solar Eléctrica La energía solar es uno de los recursos más tenidos en cuenta para el abastecimiento futuro de la humanidad. La conversión de

Figura 7


La energía geotérmica se obtiene aprovechando el calor que emana de la profundidad de la tierra. La energía geotérmica se produce cuando el vapor de los yacimientos es conducido por tuberías. Al centrifugarse se obtiene una mezcla de agua y vapor seco, el cual es utilizado para activar turbinas que generan electricidad. En términos estrictos no es una energía renovable, pero se la considera como tal debido a que existe en tan grandes cantidades que el ser humano no verá su fin y con un mínimo de cuidados es una energía limpia (figura 7). Este calor también se puede aprovechar para usos térmicos. Al hablar de la energía geotérmica de alta y baja temperatura en realidad estamos hablando de dos tipos de aprovechamiento energético radicalmente distintos, podríamos decir que uno es a gran escala, y el otro a pequeña. La energía geotérmica de alta temperatura trata de aprovechar el calor producido por las profundidades de la tierra, que en ocasiones no son tan profundas. Es decir, un volcán o un río de aguas termales proporcionarían una gran cantidad de calor aprovechable sin necesidad de irse a las profundidades. Y de ahí hacia abajo, depende de las zonas del mundo,


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Energía Eólica - Energías Renovables puede haber grandes cambios de temperatura que se pueden utilizar. Si pensamos en este tipo de energía geotérmica nos iremos fácilmente a pensar en regiones como Chile, o determinadas zonas de EEUU, o las aguas termales de Argentina y que afloran a superficie o que sin aflorar se puede acceder a ellas Figura 8 con cierta facilidad. Sin embargo este La biomasa se refiere a la tipo de energía geotérmica de alta temperatura también se puede madera, a las cosechas, a los aprovechar en otras zonas menos residuos de la cosecha o a la basura del arbolado urbano que pensadas. ¿Volcanes, aguas termales, se quema para hacer girar las turríos de lava subterránea? En binas y obtener electricidad. absoluto, pero a 4.000 metros de Biogás se le llama al metano que profundidad existen unas tempe- se puede extraer de estos resiratura de 150ºC en la roca graníti- duos en un generador de gas o un ca bajo la región que no está nada digestor. El biogás se puede también mal. extraer del abono animal y puede ser quemado para producir electricidad. Los combustibles de la bioBiomasa masa y del biogás se pueden Se considera por biomasa a almacenar para producir energía. La biomasa es potencialmente todo el conjunto de elementos vivos que componen un espacio carbón neutro porque el dióxido geográfico y que actúan en combi- de carbono que se emite cuando nación de muchas maneras diver- es quemado es igual a la cantidad sas afectándolo tanto positiva que fue absorbida de la atmósfera como negativamente. La biomasa mientras que la planta creció. Hay es la sección del planeta que está habitada por seres vivos de manera permanente, a diferencia de lo que sucede con la sección subterránea y con la sección atmosférica, ninguna de las cuales presenta condiciones aptas para la vida permanente y estable de los seres vivos. Figura 9

bastante biomasa para proporcionar un porcentaje significativo de la electricidad generada. Usar este combustible podría también reducir el consumo del combustible fósil y la contaminación atmosférica. Desafortunadamente, la mayoría de los residuos agrícolas se quema actualmente al aire libre. De ninguna manera se incluyen como biomasa los desechos sólidos, peligrosos, hospitalarios u otro tipo de basura que produzca contaminación atmosférica, como la quema llantas. De igual forma, por la incertidumbre que rodea el tema, se descartan los residuos de cosechas modificadas genéticamente. La biomasa puede estar, entonces, compuesta por un sinfín de elementos tales como plantas, animales, microorganismos y demás, todos ellos habitantes de un espacio definido al cual modifican de manera espontánea y continua (figura 8). Las modificaciones son las que le da las características al lugar y lo hace diferente a otros espacios debido a la acción combinada de los elementos vivos o bióticos. El conjunto de transformaciones que se generan a causa de la acción de la biomasa se conoce como ecosistema, el espacio en el cual se combinan tanto los elementos vivos como los no vivos y se relacionan entre sí de muy diversas maneras (por ejemplo, un ecosistema acuático en el cual los animales y las plantas dejan su hue-



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Manuales Técnicos lla en el agua). De más está decir que, dependiendo del espacio, la cantidad de elementos vivos presentes podrá variar y conformar así diferentes tipos de ecosistemas, algunos más naturales y otros Figura 10 más artificiales. La biomasa también puede ser entendida en térFigura 11 minos ecológicos y sustentables ya que se define al mismo tiempo como una materia viva que se puede transformar en un importante recurso energético no contaminante y mucho menos nocivo para el planeta que otras energías tales como el petróleo. En este sentido, los defensores de la biomasa como recurso energético plantean que todos los elementos vivos pueden ser utilizados como energía y que, entonces, una energía nuclear para generar importantísima variedad de ele- combustible de hidrógeno. mentos podrían contribuir a la eliTerra Motor publicó un intereminación de otras energías sante reportaje sobre el futuro de mucho más contaminantes y noci- los combustibles de automóviles. vas, figura 9. Analiza a fondo los pros y los contras de esta tecnología y el por qué aún no contamos con ellas Hidrógeno cuando nos encontramos en una era de grandes avances, (figura En las células de hidrógeno se 10). El principal problema del rompe una molécula de agua hidrógeno es que se necesita otra (H2O) para obtener hidrógeno con energía para obtener el hidrógeno el cual se produce electricidad. El puro. Una vez logrado, viene el único subproducto resultante es problema de su almacenaje: estaoxígeno y vapor de agua. Estas mos ante un gas muy inestable y células se están utilizando en volátil (de no aislarse bien, se conhogares y negocios de algunos vierte en una bomba incendiaria). países desarrollados; incluso Debe conservarse a una temperafabricantes de automóviles ya tie- tura extremadamente baja (a unos nen vehículos que funcionan con 253 grados bajo cero) o a una preeste sistema. sión muy alta. Por supuesto, en este mecaEsto se ha conseguido para nismo de energía renovable no grandes máquinas como los cohehay cabida para proyectos como tes o los submarinos. Sin embarel plan de energía del presidente go, el gran problema es conseguir George W. Bush, que propone un sistema económico y, sobre aumentar el uso del carbón y la todo, seguro.


Existen diferentes métodos para conseguir el preciado gas, aunque los principales son: A partir de hidrocarburos: la gasolina está compuesta de hidrógeno y carbono. Mediante un catalizador se arranca el hidrógeno de la gasolina y se envía, en forma gaseosa, a la pila de combustible. Los detractores de esta tecnología aseguran que termina siendo contaminante; sin embargo, la cantidad de CO2 que se emite a la atmósfera es mínima. Además, también se puede conseguir de combustibles “verdes” (los biocarburantes). A partir del gas natural y vapor de agua. Hoy por hoy, la opción más barata para producir el hidrógeno es el gas natural, mediante la denominada tecnología del reformado con vapor. Es también la opción menos contaminante a partir de combustibles fósiles. A partir del agua mediante electrólisis: una corriente eléctrica descompone el agua en hidrógeno y oxígeno, (figura 11).

Energía Hidráulica Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Es el aprovechamiento de la energía potencial de una cantidad de agua situada en el cauce de un río para convertirla primero en energía mecánica (movimiento de una turbina) y posteriormente en electricidad, (figura 12). Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es


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Energía Eólica - Energías Renovables Algunos sistemas para aprovechar esta energía pueden ser:

Figura 12

mínimo y se la emplea desde hace siglos; por medio de pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas de represas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen. Cuando el sol calienta la tierra, además de generar corrientes de aire, hace que el agua de los mares, principalmente, se evapore y ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montañosas, para luego caer en forma de lluvia. Este agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del agua almacenada se deja salir para que se mueva los álabes de una turbina engranada con un generador de energía eléctrica (figura 13) Existe la denominada energía mareomotriz se debe a las fuerzas

gravitatorias entre la luna, la tierra y el sol, que originan las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa entre estos tres astros. La energía undimotriz es la energía producida por el movimiento de las olas y la energía debida al gradiente térmico oceánico, que marca una diferencia de temperaturas entre la superficie y las aguas profundas del océano. Es menos conocida y extendida que la mareomotriz, pero cada vez se aplica más.

· Un aparato anclado al fondo y con una boya unida a él con un cable. El movimiento de la boya se utiliza para mover un genera dor. Otra variante sería tener la maquinaria en tierra y las boyas metidas en un pozo comunicado con el mar. · Un aparato flotante de partes articuladas que obtiene energía del movimiento relativo entre sus partes. · Un pozo con la parte superior hermética y la inferior comunicada con el mar. En la parte superior hay una pequeña abertura por la que sale el aire expulsado por las olas. Este aire mueve una turbina que es la que genera la electrici dad.

Energía Azul

La energía azul es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río con el uso de la ósmosis, con membranas de iones específicos. El residuo en este proceso es agua salobre. La mezcla de agua dulce procedente de los ríos con el agua salada del océano libera altas cantidades de energía. La energía liberada al mezclar aguas con diferente salinidad no es fácilmente visible como un torrente violento de agua o un géiser de vapor caliente. Sin embargo, la energía está ahí y cualquiera que haya intentado separar la sal del agua del mar sabrá que se necesita gran cantidad de energía. En los Países Figura 13 Bajos, por ejemplo, más de



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Manuales Técnicos 3300 m3 de agua dulce por segundo desembocan en el mar como promedio. El potencial energético es por lo tanto de 3300MW (megawatt), suponiendo 1MW/m3 de salida de agua fresca por segundo. Un módulo con una capacidad de 250 kilowatt tiene el tamaño de un container. En 2005 una planta de 50 kilowatt está situada en un sitio de prueba costero en Harlingen, los Países Bajos.

Aspectos Prácticos de la Energía Eólica Si bien existe mucha información sobre el mejor aprovechamiento de la energía eólica, basaré el siguiente texto en información suministrada en WIKIPEDIA; donde podemos encontrar diferentes referencias (y documentos de mi autoría), todas ellas de gran utilidad. El viento ha tenido tal importancia en la vida cotidiana del hombre que, en la antigüedad, llegó a elevarlo a la categoría de Dios. En la mitología griega, el Dios padre de los vientos era Eolo, quien, según cuenta la leyenda, tenía encerrados los vientos en un zurrón y los sacaba cuando le parecía oportuno. La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica

en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador. En la actualidad se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos, la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos. Un molino es una máquina que transforma el viento en energía aprovechable, que proviene de la acción de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje común. El eje giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano, bombear agua o generar electrici-


dad. Cuando el eje se conecta a una carga, como una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir electricidad se le denomina generador de turbina de viento. Los molinos tienen un origen remoto. El viento como fuerza motriz existe desde la antigüedad y en todos los tiempos ha sido utilizado como tal, como podemos observar. Tiene su origen en el sol. Así, ha movido a barcos impulsados por velas o ha hecho funcionar la maquinaria de los molinos al mover sus aspas. Pero, fue a partir de los ochenta del siglo pasado, cuando este tipo de energía limpia sufrió un verdadero impulso.

Molinos y Turbinas La referencia más antigua que se tiene es un molino de viento que fue usado para hacer funcionar un órgano en el siglo I era común. Los primeros molinos de uso práctico fueron construidos en Sistán, Afganistán, en el siglo VII. Estos fueron molinos de eje verti-

Figura 14


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Figura 15

cal con hojas rectangulares. 6 aparatos hechos de 6 a 8 velas de molino cubiertos con telas fueron usados para moler maíz o extraer agua. El desarrollo de molinos de bombeo, reconocibles por sus múltiples velas metálicas, fue el factor principal que permitió la agricultura y la ganadería en vastas áreas de Norteamérica, de otra manera imposible sin acceso fácil al agua. Estos molinos contribuyeron a la expansión del ferrocarril alrededor del mundo, supliendo las necesidades de agua de las locomotoras a vapor. Las turbinas modernas fueron desarrolladas a comienzos de 1980, si bien, los diseños continúan desarrollándose. La industria de la energía eólica en tiempos modernos comenzó mas precisamente en 1979 con la producción en serie de turbinas de viento por los fabricantes Kuriant, Vestas, Nordtank, y Bonus. Aquellas turbinas eran pequeñas para los estándares actuales, con capacidades de 20 a 30kW cada una. Desde entonces, la talla de las turbinas ha crecido enormemente, y la producción se ha expandido a muchos países.

podemos calcular la potencia generada por una turbina. La figura 14 muestra un esquema de cómo obtener energía eléctrica a partir de la energía del viento. Un aerogenerador convierte la fuerza de frenado del viento que ejercen las aspas, en un movimiento giratorio del rotor. Si “m” es la masa del aire que pasa por el rotor y “v” su velocidad, la energía cinética del viento que llega al rotor es: E = (1/2) m v2 Si “ρ” es la densidad del aire y “A” el área de barrido del rotor (figura 15), la masa de aire que pasa cada unidad de tiempo por el rotor es: m=ρAV De las expresiones anteriores: E -> P = (1/2)ρ A v3 Donde ponemos “P” de potencia, en analogía con E de energía. Si ahora consideramos que ”Cp” es el coeficiente de potencia de la turbina, se obtiene la conoci-

da expresión de la potencia de salida: P = (1/2) Cp ρ A v3 Esta expresión explica las directrices que ha seguido el desarrollo de la energía eólica para generar electricidad: El factor más influyente es el cubo de la velocidad del viento, que ha obligado a perfeccionar los métodos de prospección de sitios y predicción certera de la veloci dad del viento. El segundo factor es el área de barrido del rotor que depende del cuadrado de su diámetro, lo que ha conducido el desarrollo estruc tural hacia la fabricación de aspas cada vez más largas y resistentes a la solicitación dinámica. El tercer factor, es el rendi miento del rotor, que ha guiado hacia continuos cambios de dise ño aerodinámico de aspas; y a posibilitar la generación eléctrica a velocidad variable. La figura 16 muestra la evolución de la energía eólica generada con el paso del tiempo. Figura 16

Cómo Funciona la Energía Eólica Vamos a explicar en pocas palabras cómo



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Manuales Técnicos GIRA Y GIRA: En la actualidad existen turbinas con sólo 2 palas, las mas potentes cuentan con tres de hasta 40 metros cada una (equivalente a un edificio de 13 pisos). Esta son realizadas con materiales muy livianos como fibra de vidrio o fibra de carbono. En la base de cada pala existe un mecanismo que permite girarlas para mejor aprovechamiento de la dirección del viento.

ENTRANDO A LOS EJES Entre la hélice y el generador hay dos ejes interconectados. El eje principal se conecta directamente a la hélice y por eso gira muy lento, entre 20 y 30 rotaciones por minuto. Entre este eje y el otro, conectado al generador, hay un conjunto de engranajes conocidos como “multiplicador” que hace que el segundo eje gire a velocidades superiores a los 1500 giros por minuto.

TODO BAJO CONTROL Cada turbina posee una computadora que controla el funcionamiento de los generadores en función de la dirección y la velocidad del viento. Este control computarizado permite mover las palas y hasta “toda la turbina” para aprovechar el viento al máximo rendimiento de modo que se pueda generar electricidad con velocidades de viento inferiores a los 10km/h. La computadora acciona un freno cuando la velocidad del viento supera el máximo establecido que, en general, está en el orden de los 90 km/h.

Eje principal Eje del generador

Transmisión de energía



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Energía Eólica - Energías Renovables ¡Y SE HIZO LA LUZ! Lo que diferencia a una turbina eólica de un molino es justamente “el generador” que aprovecha la rotación mecánica del eje (que en un molino puede mover un triturador de granos o una bomba extractora de agua) para generar energía eléctrica. Esto ocurre porque dentro del generador hay una bobina (en general de cobre) en contacto con un imán que, por inducción produce electricidad (principio de funcionamiento básico de un generador). CUARTEL GENERAL Las centrales eólicas tienen un sistema de transmisión donde se encuentran los cables que salen de cada turbina. Desde allí, la energía parte a través de la red eléctrica. El número de turbinas que componen una central eólica varía para cada proyecto pudiendo ser una sola unidad o más de 3000 turbinas como en el caso de Altamont Pass en los estados Unidos.

Anemómetro (mide la velocidad del viento)

Transmisión de energía

EN BUSCA DEL VIENTO Lo ideal es que el viento llegue a la turbina en posición perpendicular a la torre. Es por eso que en general, las turbinas poseen un sensor de dirección del viento conectado al sistema de control. Cuando el viento comienza a soplar de lado, la turbina intenta girar para tener el viento de frente.



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Manuales Técnicos Cómo Funciona un Aerogenerador Un aerogenerador transforma la energía cinética del viento en energía eléctrica. Se montan sobre una torre a mas de 30 metros para capturar más energía. La fuerza del viento mueve las aspas y este movimiento se transmite mediante una serie de engranajes a un generador eléctrico. Los antiguos diseños de aerogeneradores eran menos eficientes e incapaces de adaptarse a los cambios de dirección y velocidad del viento. Los aerogeneradores se agrupan en zonas idóneas formando centrales eólicas y estas forman parques eólicos. Un aerogenerador es una máquina que transforma la energía cinética del viento en energía eléctrica. La fuerza del viento mueve las aspas del aerogenerador, la energía cinética del viento se convierte en energía mecánica rotacional y este movimiento se transmite mediante una serie de engranajes a un generador que produce la energía eléctrica. Los componentes claves de un aerogenerador son la torre que soporta la góndola, las aspas y el generador eléctrico. La mayoría de los aerogeneradores modernos son de tres palas, de eje horizontal y poseen mecanismos de orientación para obtener el máximo rendimiento y proteger el aerogenerador en caso de vientos fuertes. El máximo inconveniente de un aerogenerador es el impacto visual que provoca en la zona donde se instala. El funcionamiento de un aerogenerador es muy sencillo. El viento mueve las palas del aerogenerador y a través de un sistema mecánico de engranajes

hacen girar el rotor. La energía mecánica rotacional del rotor es transformada en energía eléctrica por el generador. Las partes principales de un aerogenerador (figura 17) son:

La unidad de refrigeración, mecanismo que sirve para enfriar el generador eléctrico. La torre que es la parte del aerogenerador que soporta la góndola y el rotor. La góndola es donde se encuentran la mayoría La góndola (carcasa) que pro - de componentes principales del tege las partes fundamentales del aerogenerador. La torre permite aerogenerador. que las palas estén a la altura mas Las palas del rotor que trans - apropiada para obtener el máximo miten la potencia del viento hacía rendimiento posible. el buje. El mecanismo de orientación, El buje que es la parte que une está activado por el controlador las palas del rotor con el eje de electrónico, la orientación del baja velocidad. aerogenerador cambia según las Eje de baja velocidad que condiciones del viento. conecta el buje del rotor al multi plicador. Su velocidad de giro es La figura 18 muestra un corte muy lenta. de una turbina comercial El multiplicador, permite que el eje de alta velocidad gire mucho Existen dos tipos de aerogenemás rápido que el eje de baja radores según la disposición de velocidad. su eje de rotación. Los aerogeneEje de alta velocidad, gira a radores de eje horizontal y los de gran velocidad y permite el funcio - eje vertical. Los aerogeneradores namiento del generador eléctrico. de eje horizontal son los que el eje El generador eléctrico que es de rotación del aerogenerador se una de las partes mas importantes encuentra paralelo al suelo. Y los de un aerogenerador. Transforma aerogeneradores de eje vertical la energía mecánica en energía son los que el eje de rotación está eléctrica perpendicular. Por motivos de efiEl controlador electrónico, es ciencia y mayor rendimiento el un ordenador que monitoriza las tipo de aerogenerador mas habicondiciones del viento y controla tual en la actualidad es el aerogeel mecanismo de orientación. nerador de eje horizontal. Figura 17



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Energía Eólica - Energías Renovables Aerogenerador de Eje Horizontal La principal característica de un aerogenerador de eje horizontal es que el eje de rotación se encuentra paralelo al suelo. Los aerogeneradores horizontales tienen su eje de rotación principal en la parte superior de una torre y necesitan un mecanismo de orientación para hacer frente a los cambios bruscos en la dirección del viento. En la actualidad la mayor parte de aerogeneradores comerciales son de eje horizontal debido al mayor rendimiento que producen con respecto a los aerogeneradores de eje vertical. Las partes principales de un aerogenerador de eje horizontal son:

Figura 18

con excitación o con imanes per manentes. La torre: sitúa el generador a una mayor altura, donde los vien tos son de mayor intensidad y R o t o r: las palas del rotor, para permitir el giro de las palas y construidas principalmente con transmite las cargas del equipo al materiales compuestos, se dise - suelo. Sistema de control: se hace ñan para transformar la energía cargo del funcionamiento seguro y cinética del viento en un momento eficiente del equipo, controla la torsor en el eje del equipo. Los orientación de la góndola, la posi rotores modernos pueden llegar a ción de las palas y la potencia tener un diámetro de 42 a 80 total entregada por el equipo. metros y producir potencias equi valentes de varios MW. La veloci Todos los aerogeneradores de dad de rotación está normalmente eje horizontal tienen su eje de limitada por la velocidad de punta rotación principal en la parte supede pala, cuyo límite actual se esta rior de la torre, que tiene que blece por criterios acústicos. orientarse hacia el viento de alguCaja de engranajes o multi na manera. Los aerogeneradores plicadora: puede estar presente pequeños se orientan mediante o no dependiendo del modelo. una veleta, mientras que los más Transforman la baja velocidad del grandes utilizan un sensor de eje del rotor en alta velocidad de dirección y se orientan por servorotación en el eje del generador motores. Dado que la velocidad eléctrico. de rotación de las aspas es baja, Generador: existen diferentes la mayoría hacen uso de una caja tipos dependiendo del diseño del reductora para aumentar la velociaerogenerador. Pueden ser sin crónicos o asíncronos, jaula de dad de rotación del generador ardilla o doblemente alimentados, eléctrico.

En general, la hélice está emplazada de tal manera que el viento, en su dirección de flujo, la encuentre antes que a la torre (rotor a barlovento). Esto disminuye las cargas adicionales que genera la turbulencia de la torre en el caso en que el rotor se ubique detrás de la misma (rotor a sotavento). Las palas de la hélice se montan a una distancia razonable de la torre y tienen alta rigidez, de tal manera que al rotar y vibrar naturalmente no choquen con la torre en caso de vientos fuertes. A pesar de la desventaja en el incremento de la turbulencia, se han construido aerogeneradores con hélices localizadas en la parte posterior de la torre, debido a que se orientan en contra del viento de manera natural, sin necesidad de usar un mecanismo de control. Sin embargo, la experiencia ha demostrado la necesidad de un sistema de orientación para la hélice que la ubique delante de la torre. Este tipo de montaje se justifica debido a la gran influencia que tiene la turbulencia en el desgaste de las aspas por fatiga. La



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Manuales Técnicos mayoría de los aerogeneradores actuales son de este último tipo. Las turbinas eólicas se pueden utilizar para producir electricidad para un solo hogar o edificio, o pueden ser conectadas a la red de electricidad. En la figura 19 vemos un generador de este tipo, que posee las siguientes referencias:

Figura 19

1. Cimientos 2. Conexión a la red eléctrica 3. Torre 4. Escalera de acceso 5. Sistema de orienta ción 6. Góndola 7. Generador 8. Anemómetro 9. Freno 10. Transmisión 11. Pala 12. Inclinación de la pala 13. Buje del rotor

Aerogenerador de Eje Vertical La principal característica de un aerogenerador de eje vertical es que su eje de rotación está en posición perpendicular con respecto al suelo. Son aerogeneradores de fácil instalación que no necesitan de una gran torre para funcionar. Los aerogeneradores de eje vertical tienen la ventaja de adaptarse a cualquier dirección del viento. No es necesario que dispongan de ningún mecanismo de orientación ante cambios de la dirección del viento. Son ideales en zonas de viento débil. La máxima desventaja del aerogenerador de eje vertical es su bajo rendimiento, debido a la resistencia que las palas ofrecen al viento y a

la poca altura que se encuentra el rotor. Los aerogeneradores verticales mas habituales son el aerogenerador Darrieus y el aerogenerador Savonius de los cuales ya hemos hablado en otras entradas.

Turbinas Eólicas Pequeñas Las turbinas eólicas pequeñas, de menos de 50 kilowatt, se utilizan para viviendas, antenas de telecomunicaciones, o para el bombeo de agua. A veces se utilizan las turbinas pequeñas junto con generadores diesel, baterías, y sistemas fotovoltaicos. Estos sistemas se llaman sistemas eólicos híbridos y se utilizan normalmente en sitios apartados, donde no es posible la conexión a la red eléctrica o en sitios donde la conexión a la red eléctrica es muy cara. Una turbina eólica funciona al contrario que un ventilador, en lugar de utilizar electricidad para producir viento, como un ventila-


dor, las turbinas eólicas utilizan el viento para producir electricidad. El viento da vueltas a las láminas, que hacen girar un eje, que conecta con un generador y produce electricidad. La energía del viento da vueltas a dos o tres láminas a modo de propulsor alrededor de un rotor. El rotor está conectado con el eje principal, que hace girar un generador para crear electricidad. Las turbinas eólicas se montan en una torre para capturar la máxima energía. A unos 30 metros de altura o más, pueden aprovechar viento más rápido y menos turbulento.

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Tec Repa - Fallas Plasma

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SERVICIO A EQUIPOS ELECTRÓNICOS

Fallas en Pantallas de Plasma Un LCD y un Plasma tienen fallas muy similares salvo aquellas directamente relacionadas con la pantalla y su excitación. En este artículo vamos analizar precisamente estas fallas para completar nuestro estudio sobre la reparación de los TV de PLASMA. Autor: Ing. Alberto H. Picerno

Introducción No todas las pantallas de plasma son iguales. Cada TV puede llegar a tener sus fallas típicas porque la excitación de la pantalla se suele realizar en sectores que no siempre están situados del mismo modo. La mayoría de los fabricantes divide la pantalla en 4 cuadrantes es decir: arriba izquierda, arriba derecha, abajo izquierda, abajo derecha. Pero otros dividen la pantalla en cuatro franjas verticales u horizontales o en dos franjas horizontales o verticales. Como es habitual nosotros vamos a analizar en este curso un TV muy común en el mercado dejando para el “curso de formación permanente” el análisis de otras marcas y modelos. Elegimos por su información y por ser muy común en el mercado los TVs con chasis National GPH10DU que se pueden encontrar con diferentes marcas y modelos genéricos. En la figura 1 se puede observar la organización de la Figura 1 excitación de display que utili-

zaremos para analizar las fallas de pantalla. En la parte superior a la izquierda, se puede observar una combinación de la sección analógica y digital común a los TVs de LCD y Plasma que termina en el transmisor LVDS que se conecta a la pantalla por el conector DG5. Lo que a nosotros mas nos interesa está después del conector sobre la derecha de la figura 1 y la pantalla misma que se encuentra abajo.



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Figura 2 Distribución de Tarjetas en una Pantalla de Plasma El bloque receptor LVDS recibe todas las señales que requiere la pantalla salvo las tensiones de fuente que ingresan a la plaqueta “D” por un conector separado de dimensiones adecuadas para la corriente que debe manejar. Nos interesa entre otras, la señales R G y B digitalizadas a 10 bits que salen por la parte superior, del bloque “Salida Display” al circuito integrado IC9900 encargado de generar las señales de datos dividida en dos sectores, izquierdo y derecho marcados como un bus negro y rojo respectivamente. Del receptor LVDS hacia abajo el CI9500 contiene el bloque de control que genera la descarga en cada celda elemental. Este bloque genera dos señales una de control de barrido que excita el bloque SC (Signal Complet) que divide las señales en dos grupos, superior e inferior de filas indicadas como SU (Signal Upper) y SD (Signal Down). Por el lado derecho se conecta la señal SS (signal Sustain a todas los electrodos de la pantalla).

Diagnóstico de Fallas Prácticamente todos los TV tienen algún sistema de diagnóstico de fallas por pantalla tal como el que relatáramos para la pantalla del LC03 de Philips. Inclusive los Plasma más modernos tienen un sistema de diagnóstico más perfeccionado que incluye un generador de barras de color.


Esta cualidad facilita la prueba ya que ante cualquier falla en la construcción de la imagen sobre la pantalla, o ante una falta total de imagen en toda o en parte de la misma se puede realizar una prueba rápida con el generador de cuadros de prueba interno, que se inyecta en la salida R G y B de la plaqueta digitalizadora antes del transmisor LVDS. Nota: salvo una de las señales que se aplica a la plaqueta analógica para realizar el ajuste de blanco.

¿De qué otra zona del TV puede venir una falla en la cual falta una zona de la pantalla que no sea la pan talla misma? La respuesta es que existen dos etapas más que siempre son sospechosas: el generador de PIP (picture in picture = imagen en imagen) y las memorias masivas de video del escalador que pueden llegar a guardar una imagen completa en 4 integrados de memoria. El “Internal Test Pattern Generator”, o generador de patrones internos del National GPH10DU, se invoca por medio de las teclas frontales y el control remoto del TV. Primero presione la tecla de volumen (-) en el frente del control remoto y mientras está realizando esta operación pulse RECALL en el control remoto tres veces durante tres segundo cada vez. Posteriormente presione las teclas 1 o 2 del control remoto y seleccione “AGING” (la traducción literal es “envejecimiento” porque así se denomina el proceso final de fabricación en donde los TVs se mantienen encendidos por 24 horas). Posteriormente seleccione el cuadro de prueba requerido por medio de los botones 3 y 4 del control remoto. La pantalla presentará sucesivamente varios cuadros de prueba al pulsar 4 y retornará al anterior al pulsar 3. El primer cuadro de prueba que debe aparecer es un campo totalmente blanco que al pulsar “4” se transforma en rojo, verde, azul etc. según la figura 2. La señal de campo blanco en la sección digital sirve para comprobar que las secciones de datos R G B funcionan correctamente a partir del LVDS. Luego si Ud. piensa que falta un color puede utilizar las señales


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Fallas en Pantallas de Plasma

Figura 3 de campo rojo verde o azul para confirmarlo. La pantalla de envejecimiento sirve como prueba en la estantería de un TV ya reparado y permite determinar si está bien ajustado el rango dinámico de grises, el brillo, el contraste, el ajuste de blanco, etc. Las señales de rampa sirve sobre todo para detectar errores en el posicionamiento de datos. En la figura 3 se pueden observar fallas clásicas que se puede detectar con esta pantalla. La figura de la izquierda (en la figura 3) indica un error de posicionamiento en la señal de datos izquierda. En la figura central se observa directamente la falta de direccionamiento de datos. En la figura de la derecha se observa un error de fase entre el funcionamiento de la sección de datos, cuando se realiza el barrido de la parte inferior de la pantalla. Los errores descubiertos con las señal de rampa de B y N pueden aclararse invocando rampas de cada color primario para averiguar si se trata de un error generalizado o solo sobre un color. La siguiente señal es un pequeño cuadrado blanco o ventana sobre una pantalla negra. Esta señal sirve para descubrir como se propaga un brillo puntual sobre toda la pantalla. Teóricamente el brillo debería

Figura 4

quedar encerrado en las celdas iluminadas pero un error de fabricación de la pantalla al pegar la cara externa sobre la base con celdas separadas pueden provocar filtraciones de luz que implican que esas pantallas deben ser rechazadas en fábrica si la empresa fabricante es seria. Muchos usuarios llaman a su reparador de confianza no sólo para reparar sus equipos. En el momento actual un usuario de un plasma de 55” o más lo compra para armar su Home Theater y llama a su reparador de confianza para que le aconseje sobre que productos comprar y los pruebe una vez comprados. Es una nueva función del técnico que debe ser aprovechada al máximo y que debe ser realizada con toda la profundidad que corresponde. Si el trabajo se realiza con seriedad no dude que volverá a ser llamado una y otra vez cuando algún equipo presente alguna falla o simplemente el usuario no entienda cómo usarlo. Y Ud. debe estar muy atento a todas las posibles pruebas porque los países de América Latina suelen ser el basurero de fabricantes inescrupulosos, que seleccionan su producción enviando lo mejor a los mercados más exigentes y con mayor poder adquisitivo y lo peor a los países mas pobres. La solución a este estado de cosas es el conocimiento y en ese sentido América Latina le lleva una enorme ventaja al resto del mundo, porque aquí no tenemos la solución fácil del cambio de plaquetas. Aquí el que sabe repara y el que no sabe abandona la profesión. La señal siguiente es la clásica barra de colores cuyo uso ya conocemos y que nos permite determinar con una mirada el funcionamiento general del TV. La señal de zonas B y N permite determinar lo que se llama el arrastre de video. Ud. debe observar una cuadro blanco central sobre un marco negro puro. Si aparecen zonas grisadas en cruz con el cuadrado blanco como cruce central, significa que puede existir una falla de pantalla o de modulación de fuentes de pantalla. La última señal de la serie digital es una pantalla que varía de negro a blanco en todos los escalones posibles del sistema. En el TV analizado son 210 = 1024 escalones que el ojo no puede apreciar como salto sino como una variación continua de gris. Un salto o un cambio de color puede implicar un error en alguno de los 10 bits de salida de R de G o de B. La última señal es un cuadro de blanco, pero



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Cuaderno del Técnico Reparador Figura 5

generado en las secciones analógicas del equipo y que sirve para realizar el ajuste de blanco por el modo service. En la figura 4 se puede observar un intento de ordenar las fallas de pantalla con un diagrama de fallas. Se comienza con la observación de la pantalla con alguna señal adecuada como por ejemplo la barras de colores. Se analizan las fallas de pantalla considerando que la excitación de la misma involucra diferentes etapas y diferentes circuitos integrados de fila y columna. Por ejemplo: el barrido de pantalla se realiza como mitad superior y mitad inferior pero cada mitad está servida por dos circuitos integrados, lo cual significa que existen cuatro barras horizontales de barrido que se dividen en pares e impares porque la señal de Sustain es algo diferente para cada sector en función de la organización de los electrodos. El diagrama de fallas selecciona primero en función de la simetría de la falla y luego le indica en que


bloque o bloques puede estar el problema. La figura 4 es suficientemente explicita por sí misma como para agregar algún comentario más; pero las fallas en pantalla no estarían completas sin agregar una de las fallas que involucran serias consecuencias para el TV y una de las que más debe cuidarse el reparador. La pantalla de plasma contiene gas casi a presión atmosférica y por su proceso de producción la celdas quedan casi herméticas una de otras. Sólo se comunican a través de canales microscópicos llamados arteriolas. La lámina interna de vidrio posee un tubo perpendicular a la lámina colocado en un ángulo que permite realizar vacío primero y llenado con gases raros después. Este procedimiento se realiza con el panel montado en el chasis por un problema de solidez. Terminado el proceso este tubito de vidrio se calienta y se sella quedando un panel hermético. El tubito sellado queda alojado en un cilindro de plástico blando que evita cualquier posible contacto con el exterior. Cuando este tubito se quiebra por accidente, no ocurre nada catastrófico; no hay ruido de gas que se escapa, ni las explosiones o implosiones que pueden ocurrir en un TRC porque no hay vacío en el panel. Pero el gas de la zona donde está el tubito comienza a perderse ocurriendo dos cosas cuando se enciende el TV. La primera es un oscurecimiento paulatino del ángulo donde está el tubo de vidrio y la otra es un ruido a arco característico (como el zumbido que produce una mosca al volar) que se produce sobre las celdas llenas de aire. Cuando se trabaja con plasmas se debe tener a mano un adhesivo epoxi para vidrio y ante un accidente con rotura del tubo, se debe obturar el tubito de inmediato pegando la parte rota. En la figura 5 se puede observar una fotografía de un proceso ya avanzado de varios días. En la figura 6 se puede observar un TV por dentro con la dársena para el tubito de llenado. Por esta razón no conviene recibir un TV de plasma sin probarlo antes, ya que muchas veces el propio usuario no sabe que nos está entregando un panel de plasma dañado por algún otro servicio técnico. Y aunque funcione bien no es mala idea observar si el tubito Figura 6 de llenado está reparado. 

Libro Mes - Ampli Audio

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EL LIBRO DEL MES

Uno de los temas que más fue votado en la encuesta realizada en marzo, referente a las secciones preferentes en Saber Electrónica fue los “Amplificadores de Audio”. Por tal motivo, decidimos recopilar el curso escrito por el Ing. Alberto Picerno para presentarla en el tomo de colección Nº 68 del Club Saber Electrónica. Este texto se encuentra actual mente en los mejores puestos de venta de revistas de Argentina.

E

l libro “Amplificadores de Audio Digitales” trata los siguientes temas:

Montaje de un Amplificador Digital de 50 W Reales. La Realimentación negativa en amplificadores PWM. Parlantes nanotubos de carbón. La fuente de alimentación. Interconexión de etapas. La selección del modulador PWM. La sección de fuentes. El parlante y su caja acústica. Amplificador de salida con TIP. Construcción de un parlante. Parlantes transparentes. Los parlantes digitales. Diseño de inversiones. Controles de tonos. A continuación, reproducimos uno de los capítulos de dicho texto. Diseño de un Amplificador de Audio Digital de 50W Cuando empecé a desarrollar el armado del proyecto, entendí que te-

nía que hacerlo a través de un método y con instrumental adecuado. Para el desarrollo de nuestro amplificador digital fue necesario un osciloscopio y un generador de audio de ondas senoidales y cuadradas. Todo buen técnico sabe que la mejor manera de rastrear una falla o comprobar el funcionamiento de algo, es haciéndolo por etapas. Aquí estamos tratando con un amplificador digital. El mismo tiene un oscilador de portadora, que luego será modulada por la señal de audio con el sistema PWM. Por lo tanto empecemos por el oscilador. El mismo está compuesto por el LM555 de National Semiconductors y la frecuencia está determinada por C1 de 10nF, R1 y R2 de 4k7 cada una. Con esto se obtiene una frecuencia de 50kHz. La salida del oscilador está en la pata 3, se verificó la forma de onda con el osciloscopio y se encontró perfectamente cuadrada con un período de actividad del 50%. Con la primera etapa comprobada, pasé al conformador de onda

triangular que consiste en un simple capacitor (C3) que al cargarse y descargarse genera una tensión en forma de rampa sobre la base de Q1. Este hace de repetidor para adaptar impedancias, la señal diente de sierra sale por el emisor y llega hasta la pata inversora del comparador LM393 (pata 6). Aquí llegué a la parte donde se hace la modulación por ancho de pulso o PWM. Para comprobar al modulador se necesita un generador de onda senoidal ajustado en 1kHz. Pero primero se debe verificar que sin señal de audio o mejor dicho, sin señal modulante la salida del comparador sea una onda cuadrada de 50kHz (señal de portadora). La amplitud en la pata 7 debe ser de 30 volt pico a pico, ya que este comparador se alimenta con fuente partida de +15 -15V. Al medir realmente encontré una señal que no era del todo cuadrada, sino que tenía los flancos levemente inclinados y que no era simétrica, porque los ciclos negativos eran de -5 volt y los positivos de 15volt. Siguiendo con mi método proce-



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Service dí a descargar la salida del comparador levantando C5 y la señal mejoró bastante, los flancos descendentes y ascendentes quedaron a 90 grados, pero continuaba el problema de que en la salida del comparador el ciclo negativo era más chico que el ciclo positivo. Para encarar el problema me serví de la hoja de datos del fabricante del LM393 (Contek Microelectronics) y en el parámetro “Output Sink Current” que alude a la corriente máxima de salida encontré que decía 20mA, cualquiera que sepa aplicar la ley de ohm se da cuenta en seguida donde está el problema. Para plantearlo mejor mostraré la hoja del diagrama interno del comparador LM393 en la figura 1. La salida del LM393 es a colector abierto, lo que quiere decir que la Ic del transistor interno (T8) está determinada por la resistencia externa de pull-up (R8). La resistencia era de 680 ohm, como el emisor del transistor interno se conecta a -15 volts (pata 4) sabemos que cuando el transistor se satura sobre R8 deben caer 30V. Si se hace el cálculo de 30V/680Ohm da una corriente de 44mA, un poco más que el doble de la corriente que puede entregar. Por eso el semiciclo negativo era tan bajo. Para solucionarlo simplemente aumenté la resistencia de pull-up a 1kΩ que es valor que tiene ahora. Si bien mejoró la señal de salida, la señal rectangular se atenuaba al conectar C5, lo que nos llevó a colocar un repetidor con un BC548 (Q2) EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRÓNICA Herrera 761/763 Capital Federal (1295) TEL. (005411) 4301-8804

EDICION ARGENTINA Nº 129 ENERO 2011 Distribución: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. (4301-4942) Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C., Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. Uruguay: RODESOL: Ciudadela 1416 - Montevideo

Figura 1 - Esquema interno del comparador dual LM393.

que adapta la impedancia y mejora el acoplamiento (figura 2). Observe el resistor de pull-up y el circuito de carga que es la entrada del amplificador digital. Con la señal ya sin distorsión seguí rastreando hasta los emisores Q3 Y Q4 y estaban perfectas, pero al medir con el osciloscopio a Q5 Y Q6 entre compuerta y fuente encontré que las señales eran desparejas, y que los flancos se elevaban hasta 30Volts, lo cual es peligroso porque la tensión de disparo promedio de un MOSFET

Figura 2 - Etapa driver modificada.

Impresión: Impres iones Barr acas SRL

Director Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción José María Nieves Producción José Maria Nieves Staff Teresa C. Jara Olga Vargas Luis Leguizamón Alejandro Vallejo Liliana Vallejo Mariela Vallejo Fabian Alejandro Nieves

Publicidad Alejandro Vallejo Editorial Quark SRL (4301-8804) Web Manager - Club SE Luis Leguizamón La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al 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.


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Amplificador Digital de 50W Reales es de 5V. Para solucionar eso se colocó un zener de 12Volt, en paralelo con un diodo 1N4148 entre compuerta y fuente (DZ1, DZ2, D4 Y D5) ver figura 3. Después de ese agregado, la señal medida con el osciloscopio era perfecta. La misma para cada compuerta, solo que invertidas entre sí. Se midió la salida (unión de los drenajes Q5 y Q6) y finalmente se logró el objetivo buscado: una señal rectangular de salida de +32V a -32V. Hasta ahí se había avanzado bastante ya que la portadora de Figura 3 - Amplificador de salida. 50kHz llegaba hasta la salida, pero no se había probado cómo se comportaba con la rrer con el generador de audio notando que hasta los 15kHz la señal modulación. Para ello coloqué un generador no se atenuaba, lo cual indicaba que de audio ajustado en 1kHz en la en- tiene una buena respuesta en fretrada positiva del comparador cuencia. Solo me quedó probarlo LM393 (pata 5) con un potencióme- con música de un reproductor de tro que ajusta el nivel general de au- mp3 de bolsillo. También tuve excedio. Al agregar la modulación medí lentes resultados, excepto por el hecon el osciloscopio la salida del am- cho de que al pasar de un tema a plificador en la unión de los MOS- otro, en vez de estar en silencio, se FET. Se podía observar que en la escuchaban sonidos de interferenseñal rectangular “vibraba” en los cia. Prestando mayor atención se flancos descendentes (el oscilosco- notaba que la interferencia era perpio estaba disparado con los ascen- manente (solo que el audio la tapadentes). Esto es lo que se llama ba). Al acercar la mano ese sonido de PWM “modulación por ancho del pulso”. Luego medí sobre el parlan- interferencia aumentaba (ésa es la te y tenía una señal senoidal de 20 razón que nos llevó a rediseñar el Volt pap, con una componente míni- circuito impreso por uno que está roma de la portadora de 50kHz. Esto no Figura 5 - Diagrama de la sonda tiene mayor importancia porque el oído humano con suerte llega a percibir sonidos hasta 20kHz. Una vez comprobado que el amplificador funciona en 1kHz, empecé a ba-

deado de masa). Dejamos el rediseño del circuito impreso para después, en ese momento se me ocurrió poner capacitores en las entradas del comparador LM393, ya que pensé “si acerco la mano y se escuchan sonidos de interferencia es por que hay un elemento muy sensible que los amplifica”. Empecé colocando capacitores de 0.1µF en las entradas del comparador y la interferencia disminuyó, pero cortaba los agudos. Entonces probé con 0.01µF y la interferencia desapareció por completo y no se cortaron los agudos, esos capacitores ahora sí están presentes en la nueva placa y se llaman C19 y C20.

Esquema general del amplificador de audio digital En la figura 4 presentamos el esquema completo ya modificado. El generador de señales XFG1 representa la señal de audio a amplificar, y POTE1 representa el control de nivel general de nuestro amplificador digital. Fíjese que ahora la etapa osciladora, generador de diente de sierra, modulador y etapa driver se alimentan desde el mismo regulador de 15 volt. La resistencia R12 representa al parlante de 8 ohm de impedancia, pero se pueden utilizar de 4 o 16 ohm. Los transistores TIP29 y TIP30 (Q3 Y Q4) pueden ser reemplazados por los TIP31 Y TIP32 o por cualquier par complementario de mediana potencia. La resistencia R10 debe ser de 3 vatios de



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Service potencia. Los reguladores de 15V no necesitan disipador ya que sólo alimentan la etapa moduladora y excitadora del amplificador.

tipo RC, ya que no se requiere que tenga una curva de respuesta en frecuencia óptima. Con que responda a 10kHz con -10dB de pérdida es suficiente. Nuestro filtro RC de la figura 5 consta de 4 capacitores y cuatro resistencias, puede armarlo en una plaquetita o adentro de una jeringa hipodérmica. Si usted tiene Multisim lo invito a que haga correr el circuito, al que le coloque un generador de funciones y un Bode Plotter para conocer la respuesta en frecuencia tal como se puede apreciar en la figura 6. Con el Bode Plotter se pudo demostrar que a 1Khz la respuesta en frecuencia del filtro es de -0.46 dB y que a 50kHz. es de -34dB. Esto quiere decir que entre la entrada y la salida del filtro la señal de 50kHz se pierden 34 dB (recuerde que el dB no es una magnitud si no una relación entra la salida y la entrada de un circuito)

Sonda medidora para osciloscopio Hasta aquí hemos explicado el método de prueba que realicé yo y que deberá usar usted para hacer funcionar al amplificador digital. Sin embargo, no hay que conformarse sólo con armarlo hasta que funcione, sino que también, en saber cómo encarar la reparación en el caso de que falle. La sonda que describiremos a continuación no sólo sirve para nuestro proyecto, ya que también le será útil para reparar cualquier amplificador digital. Cuando hay que rastrear la señal de audio en un amplificador analógico, el reparador que está equipado con osciloscopio y generador de señal sabe que debe medir el camino de la señal de audio inyectada por el generador hasta la etapa de salida. En un amplificador digital se utiliza el mismo método para rastrear la señal, pero con la diferencia de que el instrumento de medición como el osciloscopio debe tener un filtro. Si nosotros midiésemos directamente con el osciloscopio en las etapas posteriores al modulador, observaríamos una señal PWM que no nos dice mucho acerca de la forma de onda de la señal de audio. Si se quiere ver con un osciloscopio, la señal de audio de una PWM, tene-

Figura 4 - Circuito general mos que colocar un filtro que elimine la portadora. La frecuencia de la portadora siempre es mayor que la frecuencia de la señal modulante y por lo tanto el filtro tiene que ser del tipo pasa bajos. El filtro puede ser discreto, con componentes pasivos del


¿ Tiene una idea de cuántas hojas de cálcu lo se necesitan para sa ber la respuesta en fre cuencia de este filtro?, muchas indudablemente, es evidente que se ahorra una gran cantidad de tiempo. La forma de utilizar la punta es muy sencilla, sólo tiene que conectar la masa de la sonda a la masa más cercana del punto de medición y conectar la entrada del filtro en el punto que se desea medir. 

AVISOS

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AVISOS

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Descarga de CD

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CÓMO DESCARGAR

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CD E X C L U S I V O

PA R A

L E C TO R E S

DE

SABER ELECTRÓNICA

CD: Todo Sobre Redes Volumen 1 Editorial Quark SRL, Saber Internacional S.A. de CV, el Club SE y la Revista Saber Electrónica presentan este nuevo producto multimedia. Como lector de Saber Electrónica puede descargar este CD desde nuestra página web, grabar la imagen en un disco virgen y realizar el curso que se propone. Para realizar la descarga tiene que tener esta revista al alcance de su mano, dado que se le harán preguntas sobre su contenido. Para realizar la descarga, vaya al sitio: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave “CD-1244”. Deberá ingresar su dirección de correo electrónico y, si ya está registrado, de inmediato podrá realizar la descarga siguiendo las instrucciones que se indiquen. Si no está registrado, se le enviará a su casilla de correo la dirección de descarga (registrarse en webelectronica es gratuito y todos los socios poseen beneficios). Este producto es un CD Multimedia interactivo que se encuentra dividido en los siguientes 8 módulos: MÓDULO 1: Libro Redes, Intranet e Internet. MÓDULO 2: Libro Cableado y Conexiones de Red. MÓDULO 3: Libro Introducción al Cableado de Redes. MÓDULO 4: Configurar una Red en Windows Vista. MÓDULO 5: Armado de Redes de PC. MÓDULO 6: KIT Probador de Continuidad de cableados. MÓDULO 7: Libro Internet Red de Redes. MÓDULO 8: Libro La Electrónica de las Computadoras. El contenido de cada módulo es el siguiente: Módulo 1: Libro Redes, Intranet e Internet Capítulo 1 - Conceptos sobre redes.

Capítulo 2 - Sistemas operativos. Capítulo 3 - Crear una red local. Capítulo 4 - Hardware de redes. Capítulo 5 - Internet.

Módulo 6: KIT Probador de

Módulo 2: Cableado y Conexiones de Red Capítulo 1 - Cableado, introducción. Capítulo 2 - Coaxial. Capítulo 3 - Par trenzado. Capítulo 4 - Fibra óptica.

Módulo 7: Libro Internet Red de Redes

Módulo 3: Introducción al Cableado de Redes Capítulo 1 - Qué es una red. Capítulo 2 - Cómo crear una red. Capítulo 3 - Cableado de red.

Módulo 8: Libro La Electrónica de las

Continuidad de Cableados Carpeta de archivos.

Capítulo 1 - Un mundo sin fronteras. Capítulo 2 - Conexión por Internet. Capítulo 3 - La Electrónica en Internet. Capítulo 4 - Diccionario de Internet.

Computadoras Capítulo 1 - Arquitectura de una Computadora. Capítulo 2 - Actualizaciones Básicas.

Módulo 4: Configuraciones de RED Capítulo 1 - Configuración de una red en Windows Vista. Capítulo 2 - Configuración de una red inalámbrica. Módulo 5: Configuraciones de RED Armado de redes de PC. Presentación.

Capítulo 3 - La Placa Madre. Capítulo 4 - La Fuente de Alimentación. Capítulo 5 - La Memoria RAM. Capítulo 6 - La Tarjeta de Video. Capítulo 7 - Los Microprocesadores. Capítulo 8 - La Memoria BIOS. Capítulo 9 - El Chipset.


Mont - Alarma nivel

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MONTAJE

Alarma de Nivel para Pecera Este aparato hace sonar un buzzer de modo intermitente en caso de que el nivel de agua de una pecera disminuya a un valor peligroso, sea esto por vaciamiento u otros problemas, incluso evaporación. Para el monitoreo de distintas peceras o reservorios de agua pueden conectarse varios sensores en serie. La inclusión de un relé permite la activación de un aparato mientras la alarma esté activada. Autor: Federico Prado

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l equipo descripto atiende los pedidos de lectores aficionados al tema que desean un monitoreo electrónico de su pecera, con la finalidad de alertarlos sobre una eventual caída en el nivel de agua, lo que puede producirse por un vaciamiento, que pondría en riesgo la vida de los peces, o por una evaporación natural, caso en que sólo bastaría completar el nivel de agua para solucionar el problema. El circuito puede alimentarse con pilas comunes, y en la condición de reposo su consumo es extremadamente bajo (0,5mA), lo que garanti-

za la durabilidad de la fuente por meses, aun con funcionamiento continuo. El montaje es bastante sencillo ya que se utiliza sólo un circuito integrado. La corriente en el sensor es absolutamente inofensiva para la vida en la pecera debido a que, por el agua, circulan billonésimas de amperes. Las características de este dispositivo son las siguientes: * Tensión de alimentación: 6V o 9V (pilas o batería) * Corriente en espera: 0,5mA * Corriente en contacto: 15mA

Figura 1


El circuito integrado 4093B está formado por cuatro puertas NAND disparadoras que pueden conectarse en diversas configuraciones a fin de operar como inversores, osciladores y amplificadores digitales. En este proyecto se aprovechan estas tres funciones. Así, la primera puerta (CI1a) se utiliza como inversor, de modo tal que cuando el sensor se mantiene en corto y la entrada en el nivel alto, la salida se mantiene en el nivel bajo. El sensor consiste en dos cables desnudos en contacto con el agua hasta el nivel de disparo. En el nivel

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Alarma de Nivel para Peceras La figura 1 muestra el diagrama completo de la alarma y en la figura 2 aparece la disposición de los componentes en una pequeña placa de circuito impreso. Todo el conjunto cabe fácilmente en una cajita plástica, conjuntamente con el transductor BZ y las pilas pequeñas. El transductor es del tipo Metaloplástica y el sensor consiste en dos cables con las puntas desnudas fijadas al nivel en el que se desea el disparo. La prueba de funcionamiento es sencilla: colocando las pilas en el soporte, con el sensor abierto, deberá producirse el sonido; con las puntas de los cables del sensor en contacto con el agua, deberá detenerse. Verificado el funcionamiento sólo resta efectuar la instalación definitiva del aparato. Para más de una pecera, los sensores pueden ser conectados en serie. No existe límite para la cantidad de sensores a utilizarse. 

Figura 2

Lista de Materiales

de disparo el sensor se comporta como un circuito abierto, y la entrada de CI1a va hacia el nivel bajo (por medio de R1) llevando su salida al nivel alto. El CI1a, a su vez, controla dos osciladores formados por las puertas CI1b y CI1c. El primero, CI1a, opera en una frecuencia muy baja, dada por C1 y R2, y que corresponde a la modulación de la señal. El segundo, formado por CI1c, genera un tono de audio. Combinando las señales en CI1d se obtiene un tono modulado que es amplificado digitalmente para excitar

el transductor piezoeléctrico BZ. Así, cuando el sensor abre, tenemos la emisión de bips con buena potencia, avisando que el nivel de agua cayó por debajo del valor permitido. La inclusión de un filtro (R4 y C3) permite la activación de un transistor que conmuta los contactos del relé RL1, los que podrán comandar cualquier aparato. En la condición de espera la corriente es muy baja y, cuando los osciladores están en funcionamiento, el consumo está en el orden de los 5mA. El tono generado es lo suficientemente alto como para ser oído desde una buena distancia.

Q1 - BC458 - Transistor NPNCI1 4093B - circuito integrado CMOS R1 - 4,7MΩ R2 - 1,5MΩ R3 - 47kΩ C1 - 470nF - capacitor cerámico. C2 - 47nF - capacitor cerámico. C3 - 10µF - capacitor electrolítico x 25V. X1 - Sensor - ver texto. RL1 - Relé de 6V para circuitos impresos. BZ - Buzzer piezoeléctrico. S1 - Interruptor simple B1 - 6V - 4 pilas pequeñas, o 9V batería. Varios: Placa de circuito impreso, soporte para pilas o conector de batería, caja para montaje, material para el sensor, zócalo para el circuito integrado, cables, soldadura, etc.


Mont - voltímetro

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MONTAJE

Voltímetro a LEDs para el Auto Describimos el montaje de un sencillo monitor de tensión con escala de LEDs cuya finalidad básica es monitorear el estado de la batería de un automóvil. Sin embargo, con poquísimas modificaciones también se lo puede usar para monitoreo de otras fuentes que estén sujetas a variación y que necesiten ser testeadas. Adaptación: Federico Prado

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l circuito tiene por base un comparador de tensión, siendo por esto confiable, fácil de montar y de bajo costo. En la versión básica opera con 4 LEDs pero, también, existe la posibilidad de hacer su expansión para 8 LEDs. Montado en una pequeña placa de circuito impreso puede ser adaptado directamente al panel de un auto con un buen efecto visual o ser

empleado para otras aplicaciones. Las características de este circuito son las siguientes: * Tensión de entrada: 9 a 15V * Corriente consumida: 20mA (típ) a 80mA (máx) * Número de LEDs: 4 * Banda de indicación: 9 a 14V (aprox.) * Paso de indicación: 1,25V

Figura 1


El circuito integrado LM2902 o LM324 consiste en cuatro comparadores de tensión en una única pastilla y que pueden ser usados de modo independiente. En un comparador de tensión podemos fijar una tensión de referencia en la entrada no inversora (+), por ejemplo, y aplicar una señal en la entrada inversora. En esta configuración, si la señal tuviera tensión por debajo

Mont - voltímetro

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Voltímetro a LEDs para el Auto Figura 2

de la referencia, la salida del comparador estará positiva y, si estuviera por encima de la tensión de referencia, la salida tendrá una tensión nula. En nuestro caso conectamos, en las entradas no inversoras (+), una red divisora formada por diversos resistores en serie, de modo de obtener un escalonamiento de la tensión de referencia. Así, partiendo de CI-1d en dirección de CI-1a, cada comparador tiene una tensión de referencia ligeramente mayor que la del anterior. Para una alimentación de 12V podemos ajustar esta tensión en P1, a fin de que haya pasos del orden de una fracción de volt. Así, tendremos una banda de indicación que tiene su máximo en 5,6V, que es la tensión del diodo zener usada en la entrada. Este valor es elegido de modo de "comprimir" la escala y así obtener mayor sensibilidad. Cuando la tensión de la batería cae por debajo del valor normal, con una consiguiente disminución de la tensión de entrada, las tensiones en las entradas de los comparadores van,

una a una, cayendo por debajo de lo que sería necesario para el mantenimiento de su salida alta. El resultado es que los LEDs correspondientes van encendiéndose alertando al usuario de este hecho. Al arrancar el auto, la elevada corriente exigida por el motor de arranque normalmente hace que la tensión de la batería caiga bastante. En ese momento, los LEDs de este indicador deberán encenderse por algunos instantes. En la salida de cada comparador tenemos LEDs indicadores que, según vimos, deben encenderse en secuencia a medida que la tensión de entrada cae. Los comparadores poseen potencia suficiente para excitar los LEDs sin necesidad de dispositivos adicionales, con solamente un resistor limitador de corriente. Con la alteración de Z1, P1 y de la red divisora de referencia, el mismo aparato puede usarse en el monitoreo de otras bandas de tensiones. Damos el diagrama completo del aparato en la figura 1. En la figura 2 tenemos la dispo-

sición de los componentes en una placa de circuito impreso. Para el circuito integrado es interesante usar un zócalo DIL de 14 pines. Los LEDs deben ser, de preferencia, del tipo rectangular para montaje en un panel. La conexión del voltímetro no es complicada. El polo positivo va después de la llave de alimentación general, y el negativo, o 0V, a cualquier punto del chasis del vehículo. Ajuste P1 para obtener el umbral de encendido del primer LED. Con esto, el aparato está listo para usar. No hay necesidad de interruptor general porque con la llave del auto desconectada el aparato permanece sin alimentación.  Lista de Materiales CI-1 - LM324 - circuito integrado cuádruple comparador de tensión. LED 1 A LED 4 - LEDs rojos de 5 mm. Z1 - 5,6V - diodo zener de 1W R1 - 12kΩ R2 - 22kΩ R3, R4, R5 y R6 - 1kΩ R7, R8, R9 y R10 - 100kΩ R11, R12, R13 y R14 - 1,2kΩ P1 - 47kΩ - pre-set Varios: F1 - fusible de 1A o 500mA Placa de circuito impreso, zócalo para el CI, portafusibles, cables, estaño, gabinete para montaje, etc.


Mont - temporizador

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MONTAJE

Temporizador con Escala Lumínica Con este aparato tenemos el control de intervalos en 10 pasos, posibilitando así su utilización práctica de muchas formas interesantes. Entre ellas citaremos el control de procesos químicos, como el baño de revelado y de placas de circuito impreso, o, bien, en debates o competencias para limitación del tiempo adjudicado a cada participante. El circuito utiliza un display de 10 LEDs del tipo punto móvil y es alimentado por batería de 9V. Adaptación: Federico Prado

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uchos temporizadores tan elegir dos bandas de tiempos comunes poseen como de acuerdo con la aplicación. principal limitación el hecho Para una versión con alimentade que no podemos acompañar la ción por fuente es posible reprogratemporización. Solamente nos mar el integrado para tener una enteramos de que el tiempo progra- indicación tipo bargraph. mado terminó cuando el sistema dispara accionando una carga externa o tocando una alarma. Existen, sin embargo, aplicaciones en que la temporización necesita ser acompañada paso a paso para que podamos tener, en cualquier momento, una idea de cuánto tiempo ya pasó desde el accionamiento. El dispositivo que proponemos en este artículo sirve para esta finalidad, proporcionando una temporización de hasta más de media hora pero con la posibilidad de acompañamiento en 10 pasos. Con esto tenemos una gran gama de aplicaciones prácticas, ya citadas en la introducción. El circuito posee dos capacitores que pueden ser conmutados por medio de una llave y que posibiliFigura 1


Nuestro circuito permite mostrar la evolución de tiempos de hasta media hora, se alimenta con 9V, el paso del tiempo es marcado por medio de una indicación por punto móvil en pasos (hasta 10 pasos)

Mont - temporizador

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Temporizador con Escala Lumínica La temporización se hace de manera tradicional, por la carga de un capacitor a través de un resistor y de un potenciómetro. Si programamos el integrado indicador para operar en un trecho lineal de la curva de carga del capacitor, podemos tener una escala mejor para los pasos. En la llave SW1 podemos colocar en el circuito dos capacitores de valores diferentes que determinan la banda de temporización: media hora y tres minutos aproximadamente (esta banda debe ser verificada experimentalmente ya que dada la tolerancia de los componentes usados tenemos una buena versión). Capacitores mucho mayores que 100µF no son recomendables debido a que las fugas pue-

Figura 2

Lista de Materiales CI-1 - CA3140 - C. integrado amplificador J-FET CI-2 - LM3914 - Escala de 10 LEDs LED 1 a LED 9 - LEDs rojos comunes S1- Interruptor simple S2- Llave de 1 polo x 2 posiciones B1- Batería de 9V VR1- 2,2MΩ - Trimpot o potenciómetro C1- 10µF x 12V - Cap. Electrolítico C2 y C3 - 100µF x 12V - Cap. Electrolíticos R1 - 22kΩ R3 - 47kΩ R4 - 1,2kΩ Varios: Placa de circuito impreso, zócalos para los integrados, caja para montaje, conector para batería, cables, estaño, etc.

den perjudicar su funcionamiento. Con la carga del capacitor elegido sube la tensión en el terminal de entrada no inversora de un amplificador operacional con FET conectado como seguidor de tensión. Tenemos entonces una impedancia de entrada para el circuito suficientemente alta como para no alterar la curva exponencial de carga, si no hubiera fuga perceptible en el capacitor. Así, la salida del operacional de baja impedancia proporciona una tensión creciente que acciona la escala de punto móvil formada por el integrado CI-2 y por los LEDs. La programación para punto móvil se hace con la interconexión de los terminales 9 y 3. A medida que la tensión en la entrada (pin 5) del CI-2 sube, los LEDs van siendo accionados en secuencia, indicando así la tempori-

zación. En la figura 1 tenemos el diagrama completo del aparato. La disposición de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 2. Para los circuitos integrados sugerimos la utilización de zócalos DIL. Los resistores son de 1/8W y los capacitores electrolíticos deben tener una tensión de trabajo de 12V. P1 es un potenciómetro o pre-set y su valor puede quedar entre 470kΩ y 2,2MΩ, dependiendo de la banda de tiempo que se desea cubrir. Los LEDs son todos rojos, con excepción del último que puede ser verde o amarillo, para indicar el fin de la temporización. Para probar la unidad basta seleccionar el menor capacitor en C2 y conectar la alimentación en S1. Los LEDs deben ir encendiendo uno a uno (a cada uno que enciende, el anterior se apaga), hasta el último. Comprobado el funcionamiento podemos proceder a dos calibraciones tomando como referencia un reloj o cronómetro común. La primera calibración es para los tiempos ajustados en P1, que llevan al encendido del último LED (LED verde), determinando así la escala total de temporización. La segunda calibración es para los porcentajes del tiempo ajustado, para cada Led. Para eso, ajustamos P1 en algún tiempo que sea múltiplo de 10 (por ejemplo, 10 minutos) y verificamos cuántos minutos corresponden al encendido de cada Led de la escala, anotando este valor en tiempos proporcionales. 


Mont - Control Relé USB

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MONTAJE

Control de Relé por Puerto USB Activando un Relevador por el puerto USB HID Las computadoras actuales, sobre todo las notebook y las nano, ya no traen puerto serial; lo que dificulta al electrónico la posibilidad de utilizar este puerto como medio de control. En esta nota se presenta el uso del puerto USB como una de las soluciones a la problemática ya mencionada, se comenta acerca de los microcontroladores con módulo USB integrado, el uso de la clase USB HID de Windows y el montaje de un pequeño circuito para activar un relevador genérico que puede usarse en innumerables aplicaciones del tipo casero, didácticas e incluso industriales. Autor: Ing. Federico Jesús Lugo Velázquez

Introducción En la actualidad vemos que cada vez más el uso del puerto serial ha disminuido considerablemente ya que en la mayoría de las computadoras actuales, sobre todo portátiles, no cuentan con dicho puerto, incluso no se está incluyendo en la tarjeta madre de fabrica, por lo que nos vemos en la necesidad de adoptar el uso de otros medios de comunicación como el USB. El uso de convertidores USB ya sea a Serial (DB9) y a Paralelo puede resolver este problema, pero se ha notado que en ocasiones son costosos y no presentan una solución eficiente, debido a que requie-

ren de una instalación muy específica y un driver para su funcionamiento correcto, sumándole aun la compatibilidad sobre los Sistemas Operativos.

Microcontroladores USB Microchip presenta un familia de microcontroladores que incorporan un módulo USB, como son el PIC18F2455, PIC18F2550, PIC18F4455 y PIC18F4550. En la Tabla 1 se observa de manera general las características de salidas, entradas, memoria, temporizadores, comparadores y periféricos de comunicación que posee cada una de las matrículas.

Tabla 1


Las series PIC18F2455 y PIC18F2550 presentan un encapsulado tipo PDIP de 28 pines mientras que los PIC18F4455 y PIC18F4550 en un encapsulado tipo PDIP de 40 pines. Para el desarrollo de esta nota nos concentraremos en la serie 18F2550 ya que es un microcontrolador muy comercial en las tiendas de Electrónica y cumple con lo necesario para el desarrollo de esta aplicación. En la figura 1 se muestra el diagrama de pines que presentan los microcontroladores de 28 pines. Básicamente para conectar el PIC al conector USB de nuestra conveniencia, se usan los pines 15 y 16


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Control de Relé por Puerto USB Lista de Materiales

Figura 1

Figura 2 que corresponden a los datos D- y D+ respectivamente.

humana, permite mejoras en los dispositivos de entrada y salida facilitando el proceso de la instalación, prácticamente hace que los dispositivos tengan la característica de ser Plug and Play, es decir, conéctese y funcione. Esto se hace mediante un solo Driver HID que interpreta los datos de entrada y salida con la funcionalidad de nuestra aplicación, recalcando que este driver ya se encuentra instalado por el Sistema Operativo de la Computadora.

La Clase USB HID Montaje de Aplicación El USB en modo HID (Human Interface Device) o conocido también como dispositivo de interface

Con la información descrita anteriormente se pretende hacer

1-PIC18F2550 1-Cable con conector USB A macho (cable de Impresora). 1-Relevador a 5V 1-Transistor 2N3904 1-Cristal de cuarzo a 8MHz 2-Capacitores cerámicos de 22pF 1-Capacitor Electrolítico de 1uF 1-Resistencia de 1kΩ 1-Resistencia de 10kΩ 1-Resistencia de 180Ω 1-Diodo led una aplicación simple que permita activar y desactivar un relevador de 5 Volt con una pequeña interface en Visual Basic .NET, para esto podrá descargar el conjunto de archivos de www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e ingresando la clave: “activausb”. Se incluyen el código hexadecimal para el PIC y el archivo instalador de la interface de VB .NET. La lista de materiales que se requieren para el desarrollo de esta aplicación es la siguiente: Primeramente habrá que pro-

Figura 3



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Montaje

Figura 4 gramar nuestro PIC, para esto coloque el PIC18F2550 en un programador ya sea PicKit, JDM Programer, GTP USB o el de su preferencia, cargue el archivo “USB Relevador PIC18F2550.hex” descargado de nuestra web y prográmelo en el PIC. Es importante mencionar que no hay que modificar ninguno de los registros de configuración (fusibles) del PIC dentro del menú del software del programador que se use, ya que afectará el funcionamiento del montaje. Posteriormente estañe las puntas del cable USB A con referencia en la Figura 2, de tal manera que puedan ser conectados los cables a una protoboard. Con el Pic Programado, cable USB y componentes de la lista, arme en una protoboard el circuito como se muestra en la Figura 3, note que los pines 15 y 16 d e l PIC18F2550 van directamente a los pines D- y D+ respectivamente del cable USB, los pines 1 y 4 del cable USB proporcionan la alimentaFigura 7 ción de 5V a

Figura 5 500mA aproximademante, mientras que los pines 10 y 9 del PIC corresponden al oscilador de cuarzo de 8MHz, el pin 14 va un capacitor de 1µF que estabiliza el voltaje del regulador interno del modulo USB y la resistencia colocada en el pin 1 (MCLR') hace la función de mantener habilitado el PIC y ponga en marcha su programa, finalmente el led colocado en el montaje indica que el PIC está energizado y conectado al puerto USB de la computadora. El Software Para llevar a cabo la instalación ejecute el archivo “Setup USB Relevador.msi” descargado y siga la secuencia de instalación como se muestra en las figuras 4 y 5. Notara que en el escritorio de Windows estará la interface instalada mediante el icono mostrado en la figura Figura 6 6. Puesta en Marcha Una vez instalada nuestra interface y armado nuestro montaje con referencia en la Figura 3, conecte el cable USB a un puerto disponible de la computadora, inmediatamente el Sistema Operativo lo detectará como nuevo hardware y lo instalará de manera


automática, cabe señalar que este proceso sólo toma unos segundos y se hace sólo una vez si es conectado en el mismo puerto USB de la computadora. Finalmente vaya al escritorio y ejecute la aplicación “USB_Relevador.exe” y emergerá la interface como se muestra en la Figura 7. El funcionamiento de la interface es muy básico, al presionar el Botón “Relevador ON” se enviará un “1” lógico al pin 0 del PORTB para poner en estado de saturación el transistor 2N3904 y energizar la bobina del relevador (en este momento el relevador pasa a normalmente abierto), mientras que cuando se presiona el botón “Relevador OFF” se enviará un “0” lógico por el mismo pin 0 del PORTB dejando en estado de corte al transistor y desenergizando la bobina del relevador (estado del relevador en normalmente cerrado). El archivo ejecutable “Setup USB Relevador” y “USB Relevador PIC18F2550.hex” para el PIC18F2550 pueden descargarse desde la página www.webelectronica.com.ar para puesta en marcha del montaje. En posteriores artículos se irá presentando más información y detalles del USB-HID para lectura de valores digitales, analógicos y manipulación de más funciones del PIC18F2550 y su módulo USB. 

TECNOLOGÍA DE PUNTA

En varias oportunidades analizamos las pantallas de LCD, las variantes con LEDs y mencionamos cómo funcionan las pantallas de plasma en forma genérica. En este informe veremos cómo es una pantalla de plasma por dentro y rea lizaremos algunos comentarios sobre la reparación de equipos comerciales observando el estado de las placas, los conectores y los Flex.

AUTOR: ING. ALBERTO H. PICERNO [email protected] www.picerno.com.ar

Introducción ¿Cuántos equipos electrónicos se repararon por simple observación visual? Una cantidad que nadie sospecha. Los equipos modernos suelen ser una combinación de plaquetas con conectores y flex y un TV de plasma es una combinación de plaquetas con componentes de tamaño grande, otras con componentes de tamaño pequeño (SMD), conectores, flex, una pantalla y mangueras de cables. ¿Y qué es lo primero que tiene que hacer un reparador de TVs de plasma? Yo siempre digo que mirar no daña y puede curar. Para efectuar una reparación, el técnico debe utilizar los sentidos más importantes: vista, oído, olfato y tacto, de modo de operar de la forma menos invasiva posible. Y el sentido menos invasivo es la vista. Inclusive creo que ni siquiera es conveniente probar el TV sin quitarle la tapa. Durante muchos años en mi laboratorio jugué con mis técnicos a determinar la falla sin sacarle la tapa a los TV a TRC. Simplemente encendíamos el TV

mirando la pantalla y de acuerdo a lo que mostraba la pantalla decíamos cuál era el componente dañado. Hasta que un día al realizar el juego escuchamos un arco de alta tensión. Cuando sacamos la tapa encontramos el chupete caído sobre la plaqueta. Se había caído en el viaje. Fue imposible repararlo; todos los integrados estaban quemados. Por eso después de tantos años tuve que cambiar de criterio. No pruebe los equipos sin antes haberle sacado la tapa y haberlos observados detenidamente. Trate de encontrar mangueras de cables sueltas o mal colocadas y si tiene la correspondiente información técnica controle el conexionado de cables aunque el usuario le haya jurado que el equipo no pasó por otro taller. ¿Y si las mangueras y los flex están en la posición correcta, qué hay que controlar después? Verifique uno por uno todos los conectores de los flex; saque los flexs y vuélvalos a colocar. Y mientras lo hace trate de encontrar algún componente quemado o sobrecalentado o una plaqueta tostada cerca de un componente;

o un circuito impreso roto o con pistas fundidas. No dude en utilizar el olfato para detectar olor a quemado o a ácido de electrolíticos. Recién después viene la prueba de conexión del TV a la red. Esto requiere algún equipamiento especial que le va a evitar algunos problemas que pueden ser muy graves. Un plasma muy grande puede consumir 300W (por ejemplo 50”) y no cualquier toma puede brindar esa potencia. No use una zapatilla para conectar el plasma. Utilice un toma independiente de la mejor calidad conectando en serie una estufa de cuarzo de 2 x 500W y una llave bipolar para motores de corte rápido, tal como mostramos en la figura 1. De este modo se puede evitar que TVs con cortocircuitos en el puente de rectificadores y en el transistor de conmutación de la fuente generen una corriente muy alta durante los primeros instantes de la conexión. La corriente consumida durante el uso normal no es muy grande (1,5A aproximadamente) pero recuerde que durante el arranque se debe cargar el capacitor electrolítico de entrada y eso puede significar un consumo de 50A o más que debe ser


Tecnología de Punta

Figura 1 . Circuito para probar un plasma.

pantalla y el interior del TV. Ud. me va a decir que es imposible poner un ojo en cada zona y es cierto pero un pequeño artilugio mostrado en la figura 2 le puede permitir hacerlo sin mayores gastos. Dos caballetes revestidos con tela de alfombra en sus travesaños superiores y un espejo son suficientes para poder ver el frente y la zona trasera al mismo tiempo. Si puede construir alguna mesa mas sólida con el espejo mejor anclado hágalo; nosotros solo le damos la idea de cómo trabajar, el dispositivo invéntelo según su gusto y necesidad. Un plasma grande suele tener turbinas para facilitar el enfriamiento. Estas turbinas se encienden y apagan de inmediato cuando el equipo se conecta a la red. Pero se encienden en forma definitiva cuando el equipo sale del modo Stand By por encendido desde el remoto o el frente. Ubique el TV de modo que puedan observarse fácilmente el/los leds piloto/falla.

Ubicándose en un Plasma

Figura 2. Mesa de trabajo con visión inferior.

soportados por el toma. Por eso es normal que la lámpara piloto de la estufa tenga un encendido momentáneo pero luego queda alimentada con 30V aproximadamente quedando prácticamente apagada. Si queda encendida permanentemente significa que hay un cortocircuito en la entrada de fuente del TV y si no se observa el circuito impreso dañado seguramente el corto debe estar en el filtro de entrada, el/los transistores de conmutación o el capacitor electrolítico.

La llave agregada en el probador sirve para que Ud. pueda estar observando el interior del TV en el momento de la conexión y abrir el circuito si observa, arcos, chispas o ruidos extraños. Use la vista el oído y el olfato para detectar anomalías cuando conecta el TV. Y luego de una conexión de varios minutos, use el tacto para verificar si hay componentes calientes. Si no hay ningún problema al entrar en el Stand By, entonces está en condiciones de encender realmente el equipo observando al mismo tiempo, la


Cualquier plasma sirve como ejemplo para orientarse en su interior ya que no hay muchas posibilidades diferentes de ubicar los componentes. Siempre hay una pantalla y rodeando la misma los integrados que la excitan, que a su vez se conectan al transmisor LVDS. Solo que en los plasmas suele dividirse la señal de datos en 2 o 4 plaquetas que atienden un sector de pantalla determinado. Es como si se dividiera la pantalla en cuatro cuartos. Estas cuatro pantallas están excitadas por la plaqueta digital, que a su vez está excitada por la plaqueta analógica. Por separado se encuentra la plaqueta de potencia de audio, una plaqueta con las entradas y salidas y por supuesto la fuente de alimentación. En la figura 3 le mostramos una infografía de un plasma. La orientación es relativamente sencilla. En principio el cable de alimentación nos lleva directamente a la fuente que además está casi siempre

Una Pantalla de Plasma por Dentro

Figura 3 . Detalle de las partes que componen un plasma.

entre las dos turbinas del equipo si es que tiene turbinas. Lo siguiente que se debe ubicar es el sintonizador si lo tuviera y pegado a él se encontrará el jungla que procesa FI de video sonido y color. En este caso es un simple monitor sin sintonizador ya que no tiene entrada de RF. Si no tiene sintonizador hay que ubicar la plaqueta de entradas y salidas porque allí estará conectada la plaqueta digital. En la salida de la plaqueta digital se encontrará el modulador LVDS con tres flex que van a la izquierda y derecha del tubo para las plaquetas de barrido y hacia abajo para la plaqueta de direccionamiento horizontal y datos. Habitualmente esta plaqueta está dividida en dos estando la segunda plaqueta en la parte superior de la pantalla. También cerca de los laterales de la pantalla se encuentran las dos plaquetas generadoras de la señal de Sustain.

y por último los equipos de alta definición que tienen ocupados los cuatro lados. En este caso particular, sobre el lado inferior se obtuvo la fotografía de la figura 4. Los circuitos integrados de columna están realmente colocados debajo de las placas disipadoras de la izquierda, que recorren todo el lado inferior de la pantalla. La plaqueta visible contiene en realidad la fuente que alimenta a los integrados. La disposición de los integrados debajo del disipador es similar a la que vamos a mostrar a continuación

que corresponde a los integrados de fila, figura 5. En la foto se observa claramente 8 circuitos integrados que son los encargados de generar la mitad de las filas de barrido que tienen salida hacia la izquierda de la pantalla. En la fotografía 6 se puede observar el sector derecho de la pantalla desde otra perspectiva allí no se ven circuitos integrados porque las filas son las de Sustain que están excitadas en paralelo con una señal rectangular. Sólo se ven los flex correspondientes y el disipador del

La Excitación de la Pantalla Una pantalla de plasma se puede excitar como mínimo por dos de sus lados (pantallas de baja definición), por tres (definición mediana) en donde se usan el lado inferior y los dos laterales

Figura 4. Sector de direccionamiento horizontal y datos.


Tecnología de Punta generador porque requiere bastante potencia alimentar todas las filas en paralelo. ¿Y dónde esta el amplificador de potencia de audio?

Este TV tiene parlantes externos y según sus especificaciones son de 30 + 30W. Si Ud. tiene el ojo acostumbrado a los vatios normales, no lo va a encontrar, porque todos recordamos el tamaño de los disipadores de los transisto-

Figura 5. Sector derecho de excitación de fila de la pantalla.

Figura 6. Sector izquierdo de excitación de fila de la pantalla.


res de salida y este TV tiene audio digital en donde el tamaño del disipador es una 8 veces menor al de una etapa con salida complementaria. En síntesis, no tiene un disipador agregado al CI de salida. Ver la figuras 7 y 8. El amplificador de audio está atrás del blindaje agujereado. En realidad no es difícil de encontrarlo si Ud. observa donde están conectados los parlantes. El blindaje no es para evitar que el amplificador capte señales de interferencia sino para evitar que las genere. En efecto, tal vez el único problema de un amplificador PWM es que funciona con una portadora de onda rectangular de unos 100 a 300kHz de aceptable potencia y que por supuesto irradia una considerable energía. Por lo general observando las entradas y salidas se pueden ubicar la mayoría de las plaquetas. Ya vimos cómo ubicar la plaqueta de audio PWM. Ahora buscamos las entradas que en este caso son video compuesto, audio y súper VHS. Un fabricante actual le huye a los cables y sobre todo a los blindados por su costo y cantidad de mano de obra humana. Por lo tanto los conectores son de montaje sobre plaqueta y en general donde están los conectores de video se suele encontrar la plaqueta que realiza la función de digitalización del video, preescalamiento y desentrelazado; por lo general usando sólo dos chips. Ver la figura 9. Si se tratara de un TV con sintonizador siguiendo la entrada de RF seguramente se llegará al sintonizador y al jungla. Este modo de estu-

Una Pantalla de Plasma por Dentro diar un TV debe ser utilizado cuando no se puede conseguir el circuito del mismo. Entonces sólo queda un recurso, determinar el sector fallado y buscar la especificación de los circuitos integrados que componen la plaqueta. Si el TV puede utilizarse como monitor de computadora suele tener un conector DB15 de tres líneas para la conexión con la PC. Pero también es posible que tenga entradas 5 entradas BNC para esta función: R G B H y V como acostumbran a utilizar los monitores profesionales. En muchos casos estas mismas entradas, figura 10, se utilizan para el sintonizador externo de HDTV. La salida de esta etapa se conecta a la plaqueta digital porque todas sus entradas son analógicas salvo H y V que tiene tensiones de la familia TTL. Por último vamos a observar la plaqueta fuente, que se ubica en el centro del TV y que tiene dos secciones bien diferenciadas. Por un lado la zona de entrada hasta los capacitores principales que filtran los 300V y por otro la fuente regulada. En la figura 11 se puede observar la zona de entrada con el filtro EMI y en las figuras 12 y 13 dos vistas generales.

El Sistema de Refrigeración en una Pantalla de Plasma Muchos TV de plasma tienen un sistema de circulación de aire forzado para enfriar los disipadores de la fuente. Por lo general tienen dos turbinas de 5” con alimentación de CC de 12V similar a la que se utiliza en las fuentes de las PC. Estas turbinas tienen motores sin escobillas para que brinden un servicio mas prolongado y un sensor de velocidad que detecta las RPM del motor. Tienen tres terminales. Uno es masa, el otro vivo del motor y el otro la salida del frecuencímetro. Cuando el TV pasa del Stand By a encendido, el micro suele hacer una prueba automática de las turbinas aplicándole tensión y leyendo las RPM desarrolladas. Una turbina se puede probar fuera

Figura 7. Sección de audio - foto 1.

Figura 8. Sección de audio - amplificador de potencia de audio.

Figura 9. Plaqueta digital.


Tecnología de Punta del TV aplicando tensión y midiendo la frecuencia del generador interno. El problema es que esto requiere conocer el motor porque no todos tienen la misma cantidad de polos en el frecuencímetro. Lo que sí es relativamente igual para todos los motores es la velocidad en RPM en función de la tensión. Por lo general la especificación es de 3500 RPM para 12V.

Figura 10. Entrada de R G B H y V.

Figura 11. Filtro EMI.

Figura 12. Vista de la fuente de alimentación.


¿Y cómo se miden las RPM de la turbina? Va a tener que armar un sensor óptico. Algo que emita luz y la reciba en un fototransistor. No va a tener que comprar nada. Simplemente recurra a su cementerio de videograbadores. En cada video tiene un led infrarrojo doble en el centro del chasis portacassette y dos optotransistores en cada lateral que se encargan de detectar cuando la cinta está cortada. Retire el led doble con forma de torre del centro y uno de los optotransistores. Arme un circuito como el de la figura 14. Luego pinte de blanco una de las aspas o pegue un papel blanco o metalizado, de forma que la luz infrarroja del led rebote y vuelva al fototransistor. La medición con osciloscopio no presenta más problema que medir el período de la señal y luego calcular la frecuencia correspondiente como su inversa. Pero si Ud. utiliza un frecuencímetro debe tomar una precaución: los frecuencímetros (sobre todos los de baja frecuencia que vienen con los tésters digitales) requieren señales senoidales o cuadradas. Si el tiempo de actividad de la señal está muy apartado del 50% pueden cometer serios errores de medición. En estos casos se aconseja pintar la zona central plana de la turbina con medio semicírculo negro y medio blanco. Y recuerde que para conocer las RPM debe multiplicar la frecuencia en Hz por 60. Por supuesto el valor dado de 3500 RPM es solo aproximado y pueden observarse valores quizás de 2500 RPM sin que el equipo presente anomalías.

Una Pantalla de Plasma por Dentro Reparación de un Sistema de Refrigeración Forzada La falla catastrófica en este caso es el motor detenido; pero eso no implica que el motor está dañado. El motor forma parte de un sistema automático que hay que entender para poder reparar. Lo primero a saber es que los motores se encienden cuando el TV pasa de Stand-by a ON. Si el TV no pasa a ON los motores no encienden. Observe si los motores funcionan por un par de segundos y luego se apagan. Eso indica que los motores funcionan o por lo menos que su sistema motriz funciona. Pero puede que no funcione su generador de frecuencia. El sistema suele ser muy simple. Los generadores de frecuencia se conectan directamente al micro y éste mide la frecuencia como un frecuencímetro a microprocesador. Si la frecuencia de uno de los generadores es incorrecta opera la protección y el equipo va nuevamente a Stand-by. Pero el micro tiene su propia fuente de alimentación que se enciende al conectar el TV a la red. Si el micro cortó por una falla en el sistema de aire forzado va a llenar la zona de su memoria destinada a las fallas con una señal de error y luego va a leer ese código de falla y lo va a enviar al led piloto o al led de fallas. Si no tiene el código de falla el problema se complica y va a tener que trabajar mucho más para resolverlo. Saque los motores y pruébelos con el medidor de RPM. Si funcionan bien mida la salida del frecuencímetro con un osciloscopio o con una sonda de RF. Una de las fallas más comunes suele ser causada por una reparador inexperto que pensando en que las turbinas tienen motores de escobillas sumerge a la turbina en alcohol y la hace funcionar. En este caso sólo consigue quemar los semiconductores del generador de frecuencia sumando una falla más al equipo. Si las señales de los generadores de frecuencia de la turbina llegan al micro con la amplitud correcta (la ten-

Figura 13. Otra vista de la fuente.

sión de fuente del micro) el problema esta en el mismo micro o en el circuito externo que mueve los motores (relés o MOSFETs). Por lo general esta sección del equipo tiene componentes voluminosos que permite un seguimiento aun sin circuito.

Conclusiones Como el lector puede haber observado no es difícil orientarse dentro de un TV de plasma moderno. Pero recomendamos no tentarse y encarar una reparación sin circuito, debido al costo del equipo que estamos analizando. En efecto, nadie está libre de dejar caer por accidente un destornillador sobre un circuito impreso y terminar con una falla catastrófica sobre un TV que quizás fue enviado al service sólo porque le faltaba un color. El reparador puede estar seguro que si se trata de un equipo caro va a tener un juicio en puerta, porque en América Latina un abogado suele tomar juicios donde están en juego 3000 dólares o algo menos. Si Ud. tiene la correspondiente información puede encarar la repara-

ción de la falla causada. Si no la tiene es responsabilidad suya haber tomado un trabajo sin tener la información, el conocimiento o los equipos adecuados y el juez va a fallar en su contra. En cambio si Ud. tiene la información el conocimiento y el instrumental y no puede realizar una reparación por falta de un componente; la responsabilidad es del distribuidor del producto que debe garantizar la existencia de repuestos por 5 años y no puede negarse a venderlos a un precio aceptable si el reparador demuestra idoneidad en el tema. El tema pasa por tener la idoneidad y la información y hoy en día la información no está escrita en papel. Es más, yo le aseguro que si se pretende volcar en un papel la información de un LCD o un Plasma el resultado sería habitaciones llenas de manuales y eso a pesar de que las empresas Asiáticas no suelen ser muy desprendidas a la hora de brindar información. La única posibilidad para el reparador es tener acceso a una biblioteca de circuitos amplia y aún así seguramente va a tener que aprender a navegar para conseguir toda la información que necesita. 

Figura 14. Medidor de RPM.


Auto Ele - parametros programables

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AUTO ELÉCTRICO

Programación de un Escáner Los Parámetros Programables del ELM327 En esta sección estamos describiendo uno de los circuitos integrados más famoso para la implementación de interfaces para la lectura de códigos OBD: es el ELM327 con el objeto de que Ud. pueda “programar a voluntad” la interface para realizar sus propias experiencias y no limitarse a ser usuario de dicho equipo. Hemos visto en la entrega anterior que en ocasiones el ELM327 se pone fuera de control y que cuando ello ocurre debe recurrir al método por hardware para desactivar los PPs. En este artículo veremos qué son y cómo se emplean los parámetros programables, necesarios para “reestablecer el orden” en nuestra interface. Por Luis Horacio Rodríguez

Introducción El ELM327 contiene varias posiciones de memoria programable que retiene sus datos incluso después que se apague la alimentación. Cada vez que se alimente el CI, se leen esas posiciones y se usan para cambiar los valores por defecto de cosas tales como mostrar los encabezamientos, o con qué frecuencia se envían mensajes “despertar”. Los ajustes, o parámetros, pueden ser alterados por el usuario en cualquier momento usando unos pocos comandos simples. Estos comandos de Parámetros Programables son comandos AT normales, con una excepción: cada uno requiere un proceso de 2 pasos para completarse. El paso extra provee alguna seguridad contra entradas aleatorias que podrían producir cambios. Como ejemplo de cómo usar un Parámetro Programable, considere

PP 01 (la impresión de encabezamientos). Si está alimentando constantemente su ELM327 y luego usa AT H1 para activar los encabezamientos, Ud. puede querer cambiar sus valores por defecto, de modo que siempre están activados por defecto. Para hacerlo, simplemente ponga el valor de PP 01 en 00: > AT PP 01 SV 00 OK Esto cambia el valor asociado con PP 01, pero no lo habilita. Para poner el cambio en efecto, también debe tipear: > AT PP 01 ON OK Hasta ahora, Ud. ha cambiado el valor por defecto de AT H1/H0, pero no ha cambiado el valor real de AT H1/H0. De la tabla 1, Ud. puede ver


que el cambio entra en efecto la próxima vez que se restauran los valores por defecto. Esto podría ocurrir a partir de una reinicialización, un encendido/apagado, o un comando AT D. Con el tiempo puede ser difícil saber qué cambios ha hecho con los Parámetros Programables. Para ayudar en eso, el ELM327 provee un comando PPs (Programmable Parameter Summary), el cual imprime una lista de todos los parámetros programables soportados, su valor corriente y si está activados o desactivados. En la tabla 1 podemos observar un resumen de estos parámetros programables. Se puede observar que PP01 ahora muestra un valor de 00 , y está habilitado. Otro ejemplo muestra cómo podría cambiar el byte de filtro CAN. Algunos sistemas usan AA como el


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Programación de un Escaner >AT PPS 00:FF F 04:01 F 08:FF F 0C:68 F 10:0D F 14:FF F 18:00 F 1C:FF F 20:FF F 24:00 F 28:FF F 2C:E0 F

01:00 N 05:FF F 09:00 F 0D:0D F 11:00 F 15:FF F 19:FF F 1D:FF F 21:FF F 25:00 F 29:FF F 2D:04 F

02:FF F 06:F1 F 0A:0A F 0E:FF F 12:FF F 16:FF F 1A:FF F 1E:FF F 22:FF F 26:00 F 2A:38 F 2E:80 F

Se debe usar esta característica sólo cuando Ud. se mete en problemas demasiado profundamente, y es su única elección (dado que poner jumpers en un circuito conectado y la alimentación prendida puede ocasionar daño si lo pone en un lugar equivocado). Además, sólo está disponible con la versión 1.2 del CI, y no se puede usar con cualquier versión anterior. Las siguientes páginas dan un resumen de los parámetros programables actualmente disponibles. Note que la columna “Tipo” indica cuándo entrarán en efecto los cambios al parámetro programable. Los valores posibles son:

03:32 F 07:09 F 0B:FF F 0F:FF F 13:32 F 17:92 F 1B:FF F 1F:FF F 23:FF F 27:FF F 2B:02 F 2F:0A F

Tabla 1: Resumen de parámetros programables en el ELM327 valor que se pone en los bytes CAN que no se usan, mientras que el ELM327 usa 00 por defecto. Para cambiar el comportamiento del CI, simplemente cambie PP 26: > AT PP 26 SV AA OK > AT PP 26 ON OK Nuevamente, PP 26 es de tipo “D”, de modo que el cambio anterior realmente no tendrá efecto hasta que se emita el comando AT D o se reinicialice el ELM 327. Los parámetros programables constituyen una forma de adaptar su ELM327 para uso particular, pero debe hacerlo con precaución si se usa software comercial. La mayor parte del software espera que el ELM327 responda de cierta manera a los comandos, y puede ser confuso si están activados los encabezamientos cuando no se esperaba, o si la respuesta CAN muestra códigos de longitud de datos, por ejemplo. Si se hace cambios, mejor es hacer pequeños cambios y luego ver el efecto de cada uno, de modo de hacer más fácil el seguimiento de sus pasos y “deshacer” lo que ha hecho. Si penetra demasiado profundo no olvide el comando “all off”:

> AT PP FF OFF No importa qué software use, Ud podrá meterse en problemas serios si cambia la velocidad de transmisión o el carácter del retorno de carro, por ejemplo, y se olvida del valor que les puso. El valor de retorno de carro establecido por PP 0D es el único carácter que es reconocido por el ELM327 para finalizar un comando, de modo que si cambia su valor, puede que no pueda deshacer su cambio. En este caso, su único recurso puede ser desactivar todos los PPs con una triquiñuela de hardware. Cuando se alimenta el principio al ELM327, busca un jumper entre la pata 28 (salida del LED del Tx OBD) y tierra (Vss). Si está, desactivará todos los PPs, restaurando el CI a los valores de ajuste de fábrica (valores por defecto). Para usar esta característica, simplemente conecte un jumper a tierra (que aparece en muchos lugares: pata 8 o 19 del ELM327, pata 5 del conector RS 232, un extremo de la mayoría de los capacitores, o en el conector OBD), luego mantenga el otro extremo del jumper a la pata 28 mientras se enciende la alimentación. Cuando Ud. ve que el LED del Rx RS232 comienza a destellar rapidamente, quite el jumper y los PPs quedan desactivados.

I :el efecto es Inmediato D: se hace efectivo después que se restauran los DEFAULTS (valores por defecto). R: se hace efectivo después de cualquier Reinicialización (AT Z , AT WS, MCLR o encendido /apagado). P: necesita una reinicializacion tipo Power off/on (apagado/encendi do).

La Interface RS232 del ELM327 La interfaz serie RS232 se ha mantenido a través de todos los productos ELM OBD, debido en gran medida a su versatilidad. Las computadoras más viejas y PDAs así como los microprocesadores la pueden usar directamente. Las computadoras más nuevas generalmente no tienen puertos físicos RS232, pero sí tienen puertos USB e Ethernet, los cuales se pueden convertir en RS232 con un simple adaptador. La mayoría de la gente construirá sus circuitos ELM327 con una interfaz RS232, principalmente porque es relativamente fácil y son baratos de hacer. Un circuito como el que se muestra en la figura 1 requiere muy pocos componentes y



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Auto Eléctrico trabaja extremadamente bien a velocidades de hasta 5 7 6 0 0 b p s . Dependiendo de las tensiones RS232 de su computadora, sus prácticas de conexión y su elección de componentes, también puede trabajar bien a velocidades tan altas como 115200bps. Este es el límite aproximado de tal circuito y cualquier cosa que funcione a esta velocidad debe probarse cabalmente. Los usuarios que quieren operar a velocidades en el rango de 115200 bps (o más) pueden mirar las soluciones disponibles en circuitos integrados tales como el ADM 232A de Analog Devices (www.analog.com) o la popular serie MAX232 de Maxim I n t e g r a t e d P r o d u c t s ( w w w. m a x i m ic.com). Estos son excelentes dispositivos que se pueden usar para velocidades de hasta 115.2 kbps. Muchos de estos dispositivos sólo pueden funcionar hasta 120 kbps y no son adecuados para velocidades superiores, de modo que verifique la hoja de datos del fabricante antes de abocarse a un diseño. Una interfaz RS232 necesita excursiones de tensión relativamente grandes que son difíciles de mantener a velocidades superiores con

Figura 1 grandes capacidades del cable (una interfaz típica a menudo está limitada a aproximadamente 230.4 kbps en condiciones ideales). Si necesita operar el ELM327 a estas velocidades o mayores, se recomienda que considere alternativas. Una alternativa popular es una conexión de datos USB. La interfaz USB es capaz de una transferencia de datos muy alta, mucho más alta de 500 kbps, que es el límite del


ELM327. Muchos fabricantes ofrecen “puentes” especiales que simplifican la conexión de un dispositivo RS232 (como el ELM327) directamente al bus USB. Como ejemplos tenemos el CP 2102 de Silicon Labs (www.silabs.com) o el FT 232R de Future Technology Devices (www.ftdichip.com). Si piensa usar velocidades mayores (o sea hasta 500 kbaud), estas interfaces son esenciales. 

AVISOS

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S E C C I O N . D E L . L E C T O R Seminarios Gratuitos Vamos a su Localidad Como es nuestra costumbre, Saber Electrónica ha programado una serie de seminarios gratuitos para socios del Club SE que se dictan en diferentes provincias de la República Argentina y de otros países. Para estos seminarios se prepara material de apoyo que puede ser adquirido por los asistentes a precios económicos, pero de ninguna manera su compra es obligatoria para poder asistir al evento. Si Ud. desea que realicemos algún evento en la localidad donde reside, puede contactarse telefónicamente al número (011) 4301-8804 o vía e-mail a: [email protected]. Para dictar un seminario precisamos un lugar donde se pueda realizar el evento y un contacto a quien los lectores puedan recurrir para quitarse dudas sobre dicha reunión. La premisa fundamental es que el seminario resulte gratuito para los asistentes y que se busque la forma de optimizar gastos para que ésto sea posible. Pregunta 1: Amigos de Saber Electrónica: Antes que nada los felicito por la revista, la cual compro siempre y es excelente dado que su contenido es muy variado. Mi consulta es la siguiente, en varias charlas y notas referentes a telefonía celular el Ing. Horacio Vallejo

ha mencionado que se puede instalar Windows Mobile en los teléfonos celulares. Ahora bien, lo que necesito saber es cómo es el procedimiento para hacer esto (si es que se puede) y dónde puedo descargar el Windows Mobile. Lo quiero hacer en un Motorola V3M y en un NOKIA 6265, ambos de tecnología CDMA. Simón Rodríguez Mata. Respuesta: Hola Simón: El Windows Mobile que conocemos es para sistemas open source de teléfonos GSM y se puede descargar de nuestra Web con la clave telcel. En el V3M tiene que funcionar y se puede realizar mediante un flasheo normal con el PST de Motorola, teniendo cuidado de mantener la misma SEEM para que luego el móvil siga funcionando sin problemas, en el 6265 no lo sé, pero averiguo. Recuerde SIEMPRE hacer back-up de su sistema operativo. Muchas gracias por sus comentarios hacia nuestra querida revista. Pregunta 2: Soy estudiante de ingeniería y me reprobaron porque no supe decir qué es una celda fotoeléctrica. Yo creía que era un componente que convierte luz en corriente pero el Profesor me dijo que no era correcto.

Apelo a su conocimiento para que me informe la definición ya que me han dado varias pero no difieren mucho de lo que yo sabía. Ana María Campos Celaya. Respuesta: Una celda fotovoltaica tiene como función primordial convertir la energía captada por el sol en electricidad a un nivel atómico, es decir, convierten luz en tensión para que pueda circular corriente por una carga. Las celdas fotovoltaicas son el motor de cualquier sistema solar, ya que sin ellas no podríamos contar actualmente con paneles solares o cualquier otro dispositivo que funcione a base de esta energía. Muchas celdas cuentan con una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico lo cual hace que los fotones de luz sean absorbidos para luego irradiar electrones; cuando dichos electrones libres son capturados el resultado que obtenemos es una corriente eléctrica que luego, mediante su conversión, es empleada como electricidad. Esa es la definición que yo daría… quizá su Profesor quiere que Ud. sea más específico, es decir, que no convierte luz en corriente sino que convierte luz en tensión, que permitirá la circulación de corriente sobre una carga. 

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