Saber-Electrónica-No.-221.pdf

3 7 3 0 7 5 0 - - 5 8 - 5 2 8 3 2 N:: 0 3 S N S S I S

EDITORIAL

QUARK

r a . m o c . a c i n o r t c e l e b e w . w w w

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SABER

EDICION A RGENTINA

ELECTRONICA

EDITORIAL

QUARK Año 19 - Nº 221 DICIEMBRE 2005

YYaaestá estáen enInternet Internet elelprimer primerportal portalde de electrónica electrónicainteractivo. interactivo. Visítenos Visítenosen enla laweb, web,yyobtenga obtengainformación informacióngratis gratiseeinnumerables innumerablesbeneficios. beneficios.

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

80

ART RTICU ICULO LO DE TAPA PLC de 5 entradas y 8 salidas

3

TELEFO N IA CELULA ULAR R Modulación FSK en la tecnología CDMA

20

SERVICE Curso de fuentes conmutadas lección 14 Análisis de las fuentes de transferencia combinada

29

CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR Algunas fallas en lectores de DVD y sus causas

33

INTELIGENCIA ARTIFICIAL Interfaces hombre - computadora / Breve introducción a las tecnologías de interacción mediante Bio-señales

37

ROBOTICA Motores y servos para la construcción de un robot

43

MON MO N TAJ ES Generador de melodías con PIC16F627 Transmisor para mascotas Manejo de teclados Detector de filtraciones

47 57 60 66

MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS Fallas en placas capturadoras de video / Ojos que no ven

69

LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO Aprenda TV Color en 8 lecciones

74

AUTOMATAS PROGRAMABLES El programa del PLC en Lab View (Parte 5) - VI Temp, VI Nivel y VI Portada

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.

Impresión: Inverprenta S. A., San Antonio 941, Bs. Aires, Argentina

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

77

Publicación adherida a la Asociación Argentina de Editores de Revistas

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QUARK Año 19 - Nº 221 DICIEMBRE 2005

YYaaestá estáen enInternet Internet elelprimer primerportal portalde de electrónica electrónicainteractivo. interactivo. Visítenos Visítenosen enla laweb, web,yyobtenga obtengainformación informacióngratis gratiseeinnumerables innumerablesbeneficios. beneficios.

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ART RTICU ICULO LO DE TAPA PLC de 5 entradas y 8 salidas

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TELEFO N IA CELULA ULAR R Modulación FSK en la tecnología CDMA

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SERVICE Curso de fuentes conmutadas lección 14 Análisis de las fuentes de transferencia combinada

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CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR Algunas fallas en lectores de DVD y sus causas

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INTELIGENCIA ARTIFICIAL Interfaces hombre - computadora / Breve introducción a las tecnologías de interacción mediante Bio-señales

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ROBOTICA Motores y servos para la construcción de un robot

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MON MO N TAJ ES Generador de melodías con PIC16F627 Transmisor para mascotas Manejo de teclados Detector de filtraciones

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MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS Fallas en placas capturadoras de video / Ojos que no ven

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LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO Aprenda TV Color en 8 lecciones

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AUTOMATAS PROGRAMABLES El programa del PLC en Lab View (Parte 5) - VI Temp, VI Nivel y VI Portada

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.

Impresión: Inverprenta S. A., San Antonio 941, Bs. Aires, Argentina

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EDICION ARGENTINA - Nº 221

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

DEL DIRECTOR AL LECTOR

Nuestros Mejores Deseos

E n este número: número:

Ing. Alberto Horacio Picerno Ing. Esteban Bosernitzan Fernando Remiro Domínguez Sergio Raúl Richter Ing. Fernando Ventura Gutiérrez Egon Strauss Eduardo Navas Ismael Cervantes de Anda E D I T O R I A L Q U A R K S .R .R . L .

EDITORIAL

QUARK

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

Administración y Negocios Teresa C. Jara Staff Olga Vargas Natalia Ferrer Hilda Jara Diego Pezoa Gastón Navarro Javier Isasmendi Gustavo Zurwerra Liliana Teresa Vallejo Mariela Vallejo Colaboradores: Sistemas: Paula Mariana Vidal Web Master: hostear.com Red y Computadoras: Raúl Romero Video: Diego Bouliett Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected]

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La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector lector,, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Tirada de esta edición: 12.000 ejemplares.

Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nue vamente en las páginas de nuestra revista predilecta para compartir las novedades del mundo de la electrónica. Ter min mina a nue nuevam vamente ente un año y, com como o siempre, es hora de hacer un balance de lo hecho y de lo l o que nos faltó falt ó por hacer... hacer... Evidentemente, la web ha experimentado un fuerte crecimiento, a tal punto que al cierre de esta edición tenemos más de 70.000 visitas y más de 30GB de transferencia, lo que indica a las claras que los lectores “bajan” información porque la consideran útil. También destacamos la amplia recepción que ha tenido el Newsletter, re vista virtual exclusiva para socios del Club Saber Electrónica que es enviada mensualmente a las casillas de correo de más de 30.000 lectores de nuestra querida revista. Las actividades del Club SE también se han incrementado, a tal punto que al cierre de esta edición estábamos gestionando el apoyo de importantes Universidades para poder organizar Diplomados y Post Grados en diferentes disciplinas relacionadas con la electrónica. Saber Electrónica también ha crecido... no sólo en venta de ejemplares sino que también aumentó la cantidad de información ofrecida gracias a una nueva diagramación de algunas de las notas (manteniendo el aspecto original que nos caracteriza y con el cual se identifican nuestros lectores) y por la inclusión de información adicional en Internet. Sin embargo, tenemos varios puntos pendientes sobre los que estamos trabajando para brindarle mejores servicios. Estamos gestionando acuerdos para que el Club Saber Electrónica esté presente en más localidades de todo el Continente, estamos “cambiando” la plataforma de nuestra web para que los socios obtengan lo que buscan en menor tiempo y seguimos acordando con profesores y autores destacados para poder producir más notas y hasta programar cursos interactivos para que los lectores puedan capacitarse sin moverse de su casa. Como siempre, a la hora de realizar nuestro balance, pensamos en Ud. que es el “Alma” de la revista ya que sin su apoyo, nuestro trabajo no tendría sentido. De parte de todos los que hacemos Saber Electrónica deseamos que este último mes del año lo encuentre en paz y con todos su “sueños “sueños realizados”. realizad os”.

Ing. Horacio D. Vallejo

A RTÍCULO DE T APA

PLC de 5 Entradas y 8 Salidas Construya un PLC completo utilizando un m i cr o co n t r o l a d o r PI CAX E-1 8 co n excelentes prestaciones

Los lectores de Saber Electrónica conocen las grandes “ventajas” de los microcontroladores PICAXE, entre las que se destacan la fácil programación y el hecho de que no precisan “quitar” al chip para cambiar su programación. Atentos a estas característi- cas, diseñamos un Controlador Lógico Programable (PLC) de 5 entradas y 8 salidas utilizando un PICAXE-18, que cuenta con optoacopladores para “aislar” las entradas y buffers separadores hechos con amplificadores operacionales para las salidas. Es- te equipo no posee un utilitario propio de programación, lo que lo hace útil para cualquier aplicación, tanto en la industria como en el taller y el hogar. De hecho, la progra- mación del PLC se efectúa con el Editor de Programación de PICAXE, software gratui- to que puede bajar desde nuestra web. A efectos de brindarle un proyecto de fácil comprensión, incluimos los circuitos y usos de las placas entrenadores de microcontroladores PICAXE-08 y PICAXE-18 y una serie de aplicaciones para que “aprenda” mientras construye sus propios circuitos. Autor: Ing. Ismael Cervantes de Anda e-mail: [email protected] Saber Electrón ica

Artículo de Tapa Placa Entrenadora PICAXE-08 No exageramos demasiado si de- cimos que los microcontroladores forman parte de nuestra vida, especialmente en lo que hace al “confort”. Hoy en día, es casi imposible pensar en un dispositivo electrónico que no contenga, al menos, un chip de proceso. Es por eso que describimos un sistema muy fácil de aprender y que puede programarse en entornos ami- gables. Si desea obtener tutoriales sobre este sistema, puede bajarlos de nuestra web: www.webelectronica.com.ar con la clave picaxe .

Para comenzar, antes de describir nuestro PLC, diseñaremos una tarjeta de entrenamiento universal para programar microcontroladores PICAXE, y como en todo comienzo

Figura 1

daremos inicio por lo más sencillo y más pequeño, los microcontroladores de 8 terminales denominados PICAXE – 08. En primera instancia recordemos cuál es la configuración de un PICAXE–08, para en función de ello, tomar en cuenta de cuántas entradas y cuántas salidas podemos echar mano y aprovecharlas al máximo (figura 1). Tenemos la oportunidad de disponer de un total de 4 E/S (4 entradas y

4 salidas), pero no nos confundamos, si sumamos el número de salidas con el número de entradas tendremos un total de 8 y el PICAXE–08 que manejaremos tiene solamente 8 terminales. ¿Esto quiere decir que las terminales de salida y de entrada ocupan todas las que posee? La respuesta es “no”, ya que en esas 8 terminales deben estar las 4

Figura 2

Saber Electrón ica

PLC de 5 Entradas y 8 Salidas entradas, las 4 salidas además de las 2 terminales de alimentación y 2 para programarlo. Específicamente para los PICAXE–08 las terminales 3, 5, 6 y 7 cumplen con una doble función, por lo que debemos tener cuidado cuando los programemos, porque por ejemplo la terminal 3 puede comportarse como una terminal de entrada o una terminal de salida, todo depende cómo la contemplemos cuando realicemos el programa del PICAXE–08. La tarjeta entrenadora que proponemos tiene la posibilidad de explotar al máximo las propiedades del PICAXE–08, y será por medio de jumpers como se podrá configurar la circuitería tanto para programar como para fijar entradas o salidas de datos, en la figura 2 se muestra el circuito esquemático de la tarjeta entrenadora completa. A continuación describiremos cada parte de esta tarjeta entrenadora para que podamos sacarle el máximo provecho. En primer término identificaremos la ubicación de dónde instalar el mi-

crocontrolador PICAXE–08, éste debe encontrarse en la base identificada como IC1, respetando la identificación de las terminales (figura 3). Los conectores identificados como ES1, ES2 y ES4 tienen 3 terminales, de las cuales, la del medio de cada uno de ellos se hace llegar hacia la correspondiente terminal del microcontrolador PICAXE, las 2 terminales restantes de cada conector (ES1, ES2 y ES4), una va hacia el bloque destinado para conectar las entradas de datos, y la segunda se dirige hacia el bloque de terminales de salida de datos. Pues bien, para seleccionar si la terminal del microcontrolador será configurada como salida o entrada, será a través de un jumper que dependiendo de cómo se conecte, unirá la terminal del medio del conector ya sea ES1, ES2 ó ES4, con el bloque de terminales de entradas o al bloque de terminales de salida. De esta forma quedará configurada la circuitería del microcontrolador PICAXE, para que esté listo a recibir el programa con el cual trabajará el microcontrolador. Figura 3 El conector identificado como PROG/SAL0 posee 3 terminales, de las cuales la del medio se hace llegar a la terminal 7 del microcontrolador PICAXE, esta terminal cumple con la doble función de programar al microcontrolador, como de fungir como terminal de salida de datos si así se requiere, esta selección se lleva a cabo mediante la conexión de un jumper hacia la ubicación que se requiera. Cuando se va programar un microcontrolador PICAXE–08, es necesario que el jumper esté ubicado hacia la posición “Prog” en el conector PROG/SAL0, porque de otra manera la programación será imposible ya que no se tendrá comunicación entre la PC y el microcontrolador. Cuando el jumper se encuentra ubicado hacia la posición “Sal0” en el mismo conector PROG/SAL0, se tendrá configurada la terminal del micro-

controlador como salida. La disposición de componentes sobre la placa se muestra en la figura 3. Por lo descrito líneas atrás se deduce que el procedimiento para ubicar el jumper del conector PROG /SAL0 será de acuerdo a lo siguiente: 1º paso.- Ubicar el jumper hacia la posición “Prog” en el conector PROG/SAL0, para programar al microcontrolador PICAXE–08. 2º paso.- Cambiar el jumper hacia la posición Sal0 en el conector PROG/SAL0, si se va a utilizar esa terminal del microcontrolador PICA- XE–08 como salida.

En el conector identificado como “Entradas” se tiene la posibilidad de hacerle llegar al microcontrolador PICAXE–08, el estado lógico de 4 diferentes entradas digitales, las cuales pueden ser insertadas mediante circuitos externos o bien utilizar cualquiera de los 2 circuitos con push-boton que se tienen en el área de experimentos, estos circuitos se muestran en la figura 4 y lo único que se tiene que hacer es conectar el borne correspondiente ya sea E1 ó E2 a cualquiera de las terminales de entrada que son Ent1, Ent2, Ent3 ó Ent4 del conector “Entradas”. En el conector identificado como “Salidas” se encuentra el reflejo de las 4 salidas digitales que posee el microcontrolador PICAXE–08, las

Figura 4

Saber Electrón ica

Artículo de Tapa

Figura 5

cuales pueden hacerse llegar a circuitos externos en donde se refleje la actividad del microcontrolador, o pueden ser utilizadas los 2 circuitos con leds que se encuentran en el área de experimentos, estos circuitos se muestran en la figura 5. Para utilizar estos circuitos, lo que tiene que hacerse es conectar el borne correspondiente, ya sea S1 o S2, a cualquiera de las terminales de salida que son Sal0, Sal1, Sal2 ó Sal3 del conector “Salidas”. El espacio identificado como PROGRA se encuentra ocupado por un conector de audio estéreo tipo mini Jack, el cual puede tener formas diferentes. El conector de audio estéreo tan sólo tiene 3 terminales, mismas que serán utilizadas para comunicar al microcontrolador con una PC a través del puerto serie, en la figura 6 se muestra el diagrama de cómo se deben identificar las terminales tanto

en la tarjeta de entrenamiento como en el conector DB9 que se conecta al puerto serie de una PC. Las terminales del conector de audio realizarán las siguientes actividades: La línea identificada con el número 1 sirve para verificar que el microcontrolador PICAXE se encuentra conectado al puerto serie de la PC. La línea identificada con el número 2 sirve para programar al microcontrolador PICAXE. La línea identificada con el número 3 es la referencia GND o también conocida como tierra eléctrica. Por último, la tarjeta entrenadora tiene incorporado un regulador de voltaje identificado como IC2 que posee la matrícula LM7805, y cuya misión es la de mantener un voltaje de 5 VCD para energizar al microcontrolador PICAXE y toda su circuitería, por lo tanto podemos energizar nuestra tarjeta de entrenamiento con una pila de 9 VCD. En la figura 7 se muestra la imagen del kit para armar de la tarjeta entrenadora para PICAXE – 08, que puede conseguirse en casas de electrónica de todo el país a un costo aproximado de $15 (no incluye el microcontrolador). El kit posee un CD con todo lo necesario para trabajar

Lista de Materiales de la Placa Entrenadora PICAXE-08

IC1 - Zócalo o base de 8 terminales IC2 - LM78L05, regulador de 3 terminales D1, D2 - Leds Verdes de 5 mm D3 - Led Rojo de 5 mm S1, S2 - Interruptores Push boton R1, R3, R4 - 10kΩ 1/4 Watt R2 - 22kΩ 1/4 Watt R5, R6, R7 - 390Ω 1/4 Watt Varios: Conector mini jack de audio, conector mini plug de audio (no incluído en el kit), cables de conexión, conector para pila de 9V, placa de circuito impreso, etc.

con esta placa entrenadora. El precio del PICAXE-08 está en el orden de los $15. Hacer proyectos con esta placa es muy fácil, puede emplear el Editor de Programas, tal como venimos ex-

Figura 7

Figura 6

Saber Electrón ica

PLC de 5 Entradas y 8 Salidas “axe220 ”, podrá bajar un tutorial de uso de esta placa entrenadora y unos cuantos proyectos para armar. Por ejemplo, podemos hacer un multivibrador de forma que los leds de la placa enciendam en forma intermitente con un tiempo de un segundo. Para corroborar que el proyecto funciona, deberemos unir mediante un jumper los leds con las salidas “0” y “1” del PICAXE, es decir, los terminales de la placa S1 con “salida 0” y S2 con “salida 1”. Posteriormente, los jumpers de la placa deben estar del lado de las salidas (especialmente el correspondiente al pin 1, es decir, la pata 6 del picaxe (pin 1) debe estar con el jumper puesto del lado de “salida”. En la figura 8 podemos apreciar gente”. En nuestra web: www.webelectro- la imagen de la placa con la batería nica.com.ar, haciendo click en el íco- conectada y el cable que deberá cono password, e ingresando la clave locar en el puerto serial (puerto de comunicaciones) de la computadora. Tenga en cuenta que en el kit no se incluyen los cablecitos (jumpers) para unir los leds o los pulsadores con Figura 10 los terminales de entrada y salida de la placa (cuya conexión dependerá del proyecto que arme) y que éstos no se venden en casas de electrónica, deberá armarlos Ud. mismo. Para construir estos jumpers, tome pedacitos de cable finitos, de los empleados en pares teléfonicos, córtelos en tramos de unos 10 cm y pele ambas puntas en unos 2,5 cm aproximadamente; luego tome un clip de los que se emplean para unir papeles y enrolle un terminal del cable alrededor del clip (parte izquierda de la figura 9) para formar una especie Figura 8

plicando desde hace varias ediciones (puede ver Saber Electrónica Nº 220, donde explicamos este proceso en el artículo: Central de Alarma Inteli-

Figura 9

Saber Electrón ica

Artículo de Tapa de “tubito” de unas 10 vueltas, retire el clip y corte la puntita de modo de generar una especie de “capuchón” que servirá para insertar en el pin de la placa correspondiente (parte central de la figura 9). Repita el procedimiento con el otro terminal Figura 11 del cablecito y ya tendrá su jumper listo para ser usado (parte derecha de la figura 9). Haga unos cuantos cablecitos y luego utilice dos de ellos para unir a los leds de la placa con las salidas “0” y “1”. Posteriormente deberá hacer el programa del multivibrador con el Editor de Programas que ya está instalado Figura 12 en su PC (si no sabe

Figura 13

Saber Electrón ica

hacer este proceso, descargue la guía con la clave “axe220”) y realice el diagrama de flujo de la figura 10, luego obtenga el correspondiente programa en BASIC (figura 11) y descargue dicho ejemplo sobre su placa entrenadora (recuerde que el jumper de la pata 7 debe estar del lado “programación” y que la batería debe estar conectada para descargar el programa sobre el chip). Una vez que descargó el programa, pase el jumper de la pata 7 del lado de “salida0” y verá que los leds encienden en forma intermitente cada un segundo. Puede realizar los proyectos que Ud. quiera.

Placa Entrenadora PICAXE-18 El PICAXE–18 tiene una mayor posibilidad de aplicaciones con respecto al PICAXE–08, por la simple razón física de po- seer más terminales, tanto de entrada como de salida.

Como primer paso recordaremos cuál es el diagrama del circuito básico de conexión de este PICAXE, para de ahí llegar al diagrama esquemático de la nueva tarjeta entrenadora. En la figura 12, se muestra el circuito básico del cual se tiene que tomar en cuenta el número total de entradas y salidas que podemos manipular para aprovecharlas al máximo. Para el PICAXE–18 se tiene la oportunidad de disponer de 8 terminales de salida

PLC de 5 Entradas y 8 Salidas

Figura

y 5 terminales de entrada, de estas últimas y dependiendo del tipo de microcontrolador PICAXE (PICAXE–18, 18A, ó 18X) se pueden colocar hasta tres entradas como de entradas analógicas. La tarjeta entrenadora que se propone en esta oportunidad tiene la posibilidad de explotar al máximo todas las propiedades de un PICAXE–18, en la figura 13 se muestra el circuito esquemático de la tarjeta entrenadora completa. A continuación describiremos cada bloque de esta tarjeta entrenadora, para que se le pueda sacar el máximo provecho. Como primer paso será identificada la ubicación de donde se encuentra el microcontrolador PICAXE–18, que justamente debe encontrarse sobre la base identificada como IC1 respetando en todo momento la distribución de las terminales. Sobre el conector identificado como salidas, se encuentran concentradas las 8 de que dispone el micro-

controlador PICAXE, las cuales se encuentran identificadas desde S0 hasta S7. Este con junto de salidas pueden emplearse de manera indistinta para controlar algún elemento externo, que bien puede ser un actuador (elemento de potencia), todo depende de su naturaleza para en función de ella, conectar en la salida un opto acoplador para encender o apagar un motor de CA por ejemplo, lo mismo para encender una lámpara incandescente o un simple led. El conector denominado entradas, tiene el reflejo precisamente de las terminales de entrada al microcontrolador PICAXE. Las terminales de entrada se encuentran identificadas como E0, E1, E2, E6 y E7, de estas últimas dependiendo 14 del tipo de PICAXE (PICAXE–18, 18A ó 18X), las terminales E0, E1 y E2, pueden comportarse como terminales de entrada analógica, esto es que tienen convertidor “analógico – digital”. En las terminales de entrada de datos, se tienen que conectar aquellos circuitos externos que generen algún estado lógico, que reflejen fielmente el estado de la actividad que están leyendo los sensores bajo algún proceso. Estos datos de entrada, de manera general, pueden clasificarse como discretos o analógicos, entendiéndose como discretos todas aquellas señales que trabajan mediante la lógica binaria, “0” lógico y “1” lógico, mientras que los datos analógicos, son aquellos como la temperatura que está variando con el tiempo y que puede adquirir un número infinito de valores dentro de un intervalo bien establecido. Para esta tarjeta controladora no se necesita configurar alguna forma especial de trabajo sobre su circuitería, por lo que sus aplicaciones son inmediatas ya que posee terminales

dedicadas tanto para ingresarle como para extraerle datos, siendo el microcontrolador PICAXE el elemento indispensable que realiza todas las acciones de control. Una vez identificadas las terminales de entrada y salida de datos de la tarjeta entrenadora, como paso siguiente se tienen que identificar los módulos de apoyo para construir, implementar y/o simular alguna aplicación. El primer módulo de apoyo que describiremos es el relacionado con la actividad de representar alguna acción del microcontrolador, esto es, el poder señalar por medio de un indicador luminoso alguna respuesta. Para ello se cuenta con 2 circuitos basados en leds, mismos que se encuentran en el área de experimentos de la propia tarjeta entrenadora, estos circuitos se muestran en la figura 14. Para hacer uso de estos circuitos, lo que tiene que hacerse es conectar mediante un pequeño cable al borne correspondiente ya sea de S1 o S2, con cualquiera de las terminales de salida del microcontrolador que pueden son S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6 ó S7 del conector “Salidas”. Y de esta forma si la salida registra un “1” lógico se encenderá el led al cual fue conectado, y por lo contrario si la salida reporta un “0” lógico, el led se apagará. El segundo módulo de apoyo es el que genera estados discretos para poderlos hacer llegar al microcontrolador, estos módulos pueden simular la activación o desactivación de determinados sensores o botones que se requieren en algún proceso. Para este requerimiento sobre la tarjeta entrenadora, se cuenta con 2 circuitos basados en push-boton que se encuentran sobre el área de experimentos, estos circuitos también se muestran en la figura 14 y lo único que se tiene que hacer es conectar el borne correspondiente, ya sea E1 ó E2, a cualquiera de las terminales de entrada que pueden ser E0, E1, E2, E6 ó E7 del conector “Entradas”. EsSaber Electrón ica

Artículo de Tapa mero 1 en el conector de audio, sirve para verificar que el microcontrolador PICAXE se encuentra conectado al puerto serie de la PC. • La línea identificada con el nú- mero 2 en el conector de audio sirve para programar al microcontrolador PICAXE. • La línea identificada con el nú- mero 3 en el conector de audio es la referencia GND ó también conocida como tierra eléctrica.

Figura 15

to último da posibilidad a que durante la fase de pruebas del programa del microcontrolador, se pueda evaluar si la secuencia con que se tienen que activar los sensores es la correcta o no, para poder estar seguros de que nuestro programa operará completamente sobre nuestra aplicación. El tercer módulo de apoyo es el que genera señales analógicas para que puedan emplearse con aquel PICAXE que internamente posee un convertidor “analógico – digital”, este módulo puede realizar el trabajo de simulación por ejemplo de un sensor de temperatura, o de un sensor de presión, o de humedad, etc. Para esta parte, la tarjeta entrenadora cuenta con un resistor variable identificado como POT1, por medio del cual se puede cambiar el valor de voltaje que se hace llegar a la terminal correspondiente de entrada analógica del microcontrolador que dependiendo del tipo de PICAXE, éstas pueden ser E0, E1 ó E2 del conector “Entradas”. Ahora bien, si lo que se quiere utilizar en la tarjeta programadora es un sensor real, por ejemplo un LDR (resistencia variable con la luz), ó una galga extensiométrica (resistencia variable con la deformación), etc. En el módulo de señales analógicas a través del conector identificado coSaber Electrón ica

mo “SENSOR” se puede conectar un determinado sensor, que en combinación con el resistor R8 se genera el voltaje cuyo valor responderá de acuerdo a la variable física que lea el sensor. Cabe aclarar que el tipo de sensor que se tiene que utilizar en esta parte de la tarjeta entrenadora, debe presentar un cambio en su valor de resistencia para que en función de esto, se modifique el valor de voltaje que es, al final de cuentas, lo que lee el PICAXE sobre todo en las entradas analógicas. Las terminales donde se refleja el estado del módulo que genera las señales analógicas se identifican como AN1 y AN2. El espacio identificado como PROGRA se encuentra ocupado por un conector de audio estéreo tipo mini Jack, el cual puede tener cualquier forma. El conector de audio estéreo tan sólo tiene 3 terminales, mismas que serán utilizadas para comunicar al microcontrolador con una PC a través del puerto serie (vea el circuito de la figura 6 nuevamente para comprender cómo se construye el cable de conexión entre la placa y la PC). Las terminales del conector de audio y DB9 realizarán las siguientes actividades: • La línea identificada con el nú-

Sobre la tarjeta entrenadora se tiene incorporado un regulador de voltaje identificado como IC2 que posee la matrícula LM78L05, y cuyo cometido es la de proporcionar un voltaje constante de 5 VCD para alimentar al microcontrolador PICAXE y los módulos auxiliares que tiene incorporados la tarjeta programadora. Por medio de la utilización del regulador de voltaje, es posible que podamos emplear para energizar a nuestra tar jeta de entrenamiento una pila de 9 Lista de Materiales de la Placa Entrenadora PICAXE-18

IC1 - Zócalo o base de 18 terminales IC2 - LM78L05 - Regulador de 3 terminales. D1, D2 - Leds Verdes de 5 mm D3 - Led Rojo de 5 mm S1, S2 - RESET - Interruptores push boton para impresos R1, R4, R5: - 10k Ω 1/8Watt R2: - 22k Ω 1/8Watt R3: - 1k Ω 1/8Watt R6, R7,R9 - 39k Ω 1/8Watt R8: - 100k Ω 1/8Watt Pot. 1 - Preset 100 Bloque de terminales Varios: Conector mini jack de audio, conector mini plug de audio (no incluído en el kit), cables de conexión, conector para pila de 9V, placa de circuito impreso, etc.

PLC de 5 Entradas y 8 Salidas VCD. Vea en la figura 15 una foto de la placa entrenadora PICAXE-18 que, en forma de kit para armar, se la puede conseguir por un costo de $25 aproximadamente (no incluye el microcontrolador) e incluye un CD con programas y todo lo que precisa para aprender a utilizar esta placa.

Figura 16

El PLC Propuesto Uno de los objetivos de la utilización de los microcontroladores se basa en el control de procesos industriales, pasando por todas las líneas de producción que tengamos en mente (aun las que ni siquiera cimientos básicos como para connos imaginamos). Para ello se re- junir toda la serie de tópicos que quiere de un circuito base, el cual hemos abordado hasta el momento podamos aplicar de forma general en esta serie de microcontroladores para casi todos los procesos que se PICAXE, por lo tanto estamos en la requieren automatizar, y que obvia- antesala de la construcción de un mente tenga un microcontrolador proyecto que tiene una utilidad muy como eje principal de su operación importante en el ambiente industrial, y cuya denominación es la de (figura 16). Para contar con lo anteriormen- “Control Lógico Programable” . La figura 17 muestra el diagrate mencionado, debemos hacer hincapié en que tenemos ya los cono- ma esquemático del PLC con PICA-

XE-18 que describiremos a continuación. El PLC (por sus siglas en inglés) lo podemos construir nosotros mismos a partir de las ventajas que nos ofrecen los microcontroladores del sistema PICAXE, y por lo tanto contamos con la prestación adicional de que podemos construir nuestro PLC del tamaño que queramos o más bien del tamaño de las necesidades que se requieren cubrir en el

8 1 a r u g i F

Saber Electrón ica

Artículo de Tapa

Figura 17

Saber Electrón ica


Figura 19

proceso industrial. De acuerdo a esto último, nuestro PLC lo podemos crear tan pequeño que, inclusive podemos emplear el microcontrolador PICAXE-08. Lo diseñaremos tomando las bondades que nos ofrece el microcontrolador PICAXE-18A del cual utilizaremos todos los recursos que nos brinda, y que para empezar cuenta con 5 entradas y 8 salidas. El diseño es tan compacto que permite montarlo en una placa de 10 cm x 15 cm (vea la figura 18). Nuestro PLC tiene todas las prestaciones que nos entrega un dispositivo electrónico comercial, y para programarlo emplearemos el propio sistema de programación de los microcontroladores PICAXE. Alguien al leer el párrafo anterior se podrá sentir defraudado, porque podrían argumentar que no tenemos un PLC completo ya que faltaría el lenguaje de programación en escalera, y en efecto así es lo que faltaría por el momento, pero sí podemos llamar PLC a nuestro proyecto, ya que un PLC requiere de 3 partes esenciales para admitir esa acepción. Las partes de un PLC son: etapa de entrada o ingreso de datos, etapa de activación de actuadores o elementos de potencia (etapa de salida), y el controlador que gestiona la información de la entrada, la procesa y reporta un resultado a la salida. El controlador al

que hacemos referencia normalmente es un microcontrolador. Nuestro PLC contará con las 3 partes que de rigor debe tener un PLC, y el lenguaje en escalera será substituido por el programa de los PICAXE, que durante el desarrollo de este material mostraremos bloques de instrucciones que se utilizan comúnmente en el programa de un PLC. Comencemos con la descripción del circuito que le dará vida a nuestro PLC, y para ello vamos a dividir el circuito eléctrico en 3 partes, las cuales son: Etapa de entrada.Este fragmento del circuito total, es tan imprescindible como las 2 siguientes. En este caso se trata de la parte que se encarga de adquirir la información del entorno que rodea al PLC y enviarla a las terminales de entrada de datos del microcontrolador PICAXE, para realizar esta tarea se requiere de sensores para que éstos adquieran la información. En general los PLC cuentan con la posibilidad de manejar 2 tipos de sensores, ya sean analógicos o discretos. De acuerdo con lo anterior podemos realizarnos la siguiente pregunta:

nemos que la 1 corresponde a sensores discretos, mientras que la pregunta 2 se relaciona con los sensores analógicos. El esquema del módulo de entrada discreto del PLC PICAXE-18 incluye optoacopladores 4N25 (figura 19). Para una mejor comprensión explicaremos lo expresado líneas atrás mediante un ejemplo; supongamos que se tiene que controlar la magnitud de la temperatura en el interior de algún recinto, por lo tanto tenemos que seleccionar los tipos de sensores para implementar el control de la temperatura y que está sea estable dentro del recinto. De un análisis rápido y muy básico llegamos a la conclusión de que por lo menos se requieren 2 tipos de sensores los cuales se emplearán para realizar una de las siguientes acciones: o Leer el valor de la magnitud de la temperatura que está presente. o Detectar si la puerta del recinto se encuentra cerrada.

La primera descripción corresponde a un sensor del tipo analógico, mientras que la segunda descripción hace referencia a un sensor del tipo discreto. La diferencia principal entre los ¿Cómo sé qué sensor seleccio- 2 tipos de sensores radica en el hecho de que el sensor analógico ennar? La respuesta nos la proporciona trega un valor infinito de valores, los el propio proceso que vamos a in- cuales dependen de la intensidad tervenir con nuestro PLC, y lo que de la magnitud física que se está tenemos que saber para tomar la midiendo (luz, temperatura, humemejor decisión sobre qué sensores dad, etc.), mientras que el sensor seleccionar, es tomar alguno de los discreto tan sólo nos reporta tan sosiguientes criterios: lo 2 valores, que son un “1 lógico” ó “0 lógico”. El circuito correspondiente a la 1.- ¿Se requiere conocer si está presente o no, algún producto o etapa de entrada de un PLC tiene que ser adecuada al sensor que se material? 2.- ¿Se requiere saber la magni- va a emplear, y tomando en cuenta que el microcontrolador que se utilitud de alguna variable física? De las preguntas anteriores te- zará es un PICAXE 18A, que nos Saber Electrón ica

Artículo de Tapa 10 ampere en 120V de corriente alterna 7 ampere en 220V ó 10A en 24V de corriente continua.

Figura 20

permite una disposición de 5 terminales que en su totalidad pueden ser para entradas discretas, el diagrama de la figura 19 corresponde a la parte del diagrama que representa la etapa de entrada implementada para sensores discretos. La entrada discreta tan sólo debe tener la capacidad de reportar si el sensor detecta la presencia o no de algún objeto o fenómeno físico, por ello se requiere que el sensor informe de su estado por medio de un contacto, el cual se hace conectando en los extremos del borne de entrada de que se trate. El contacto esta conectado en serie con un resistor, y ambos se encuentran energizados por una fuente de alimentación, y cuando el contacto se cierra (esto si el sensor se activa) se genera un “1 lógico”, mientras que si el contacto se abre (si el sensor no se activa) se da origen a un “0 lógico”. Estos estados lógicos se dirigen a la terminal del ánodo de un led infrarrojo de un dispositivo opto acoplador (4N25), el cual a su vez en la terminal del emisor refleja el estado en que se encuentra el opto acoplador, mismo que corresponde al estado que guarda el contacto. Por último, la información del opto acoplador se hace llegar a la terminal de entrada correspondiente del microcontrolador PICAXE. Este circuito se repite 5 veces, una para cada entrada discreta que posee el PICAXE.

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Etapa de salida.Este bloque del circuito total sirve para enviar una señal para que el actuador o elemento de potencia que tiene conectado se energice o se apague, por lo tanto este circuito hace de etapa de aislamiento entre las terminales de salida del microcontrolador PICAXE y los elementos de salida. EL circuito principal que protege al microcontrolador PICAXE es un amplificador operacional, que se encuentra bajo la configuración de seguidor de voltaje, por lo tanto si en la salida del PICAXE se tiene un “0 lógico”, el seguidor de voltaje entregará 0 Volts, mientras que si el PICAXE entrega un “1 lógico” el seguidor de voltaje entregará 5 volt, porque con esa magnitud de voltaje es con la que trabaja el microcontrolador. En el diagrama de la figura 20 se muestra el circuito completo de la etapa de salida. Para completar la etapa de salida, se utiliza un transistor para activar la bobina de un relevador, que por medio de sus contactos se energiza o no, un elemento de potencia. Cabe aclarar que los contactos del relevador deben tener la capacidad de manejar tanto C.A. como C.D. y una corriente máxima de

Etapa de control.Esta parte del PLC, de manera indirecta, la describimos cuando hacemos referencia a un microcontrolador PICAXE, porque el PICAXE de forma exclusiva es la pieza que integra a la etapa de control, porque la información que se adquiere de los sensores se tiene que dirigir a las terminales de entrada del PICAXE, para que éste en función del programa que tenga gravado en su memoria, reporte un resultado y lo envie a los circuitos pertenecientes a la etapa de salida y así poder manipular a un elemento actuador. El microcontrolador PICAXE de nuestro PLC contará con todas las ventajas que nos ofrece el software de programación, el cual describimos a continuación. Para cualquier PLC, el software que normalmente se emplea para programarlo es el llamado “lengua je en escalera” o diagrama de contactos, en el cual las instrucciones se implementan mediante símbolos, tal como se observa en la figura 21. Ya hemos descrito, que en particular para el PLC que estamos diseñando, por el momento no se contará con un lenguaje en escalera, pero vamos a solventar esta desventaja con la realización del armado de bloques con instrucciones propias de los microcontroladores PICAXE, para que de esta manera podamos contar con una equivalencia en cuanto a la serie de símbolos que nos puede proporcionar un PLC.

Figura 21


Tabla 1

Existe una serie de símbolos del lenguaje en escalera que tienen un reflejo hacia la actividad exterior del PLC, y de esta manera se tienen contactos normalmente abiertos (N.A.) y normalmente cerrados (N.C), los cuales leen la información de las terminales de entrada de datos y envían la información al PLC. También existen los símbolos que por medio de los cuales se le indica al PLC que tiene que enviar un mando de control para activar o desactivar algún actuador o elemento de potencia. Entonces, para programar un PLC lo único que tenemos que hacer es emplear los símbolos adecuados para tener un sistema de control automático. Por otra parte, los símbolos que se emplean en el lenguaje en escalera, son la base para programar las funciones lógicas que integran al programa que controla algún proceso industrial, por lo tanto, por medio de un ejemplo vamos a observar de que manera se puede implementar una función lógica AND (Y), ó una función lógica OR (O) y una negación. Función lógica AND (Y).Esta función en lenguaje escalera equivale a interconectar una serie de contactos que pueden ser N.A. ó N.C. en serie, lo que aseme ja en un diagrama eléctrico, a un circuito serie en donde se encuentran interruptores y al final de éstos una lámpara, y para que ésta encienda en necesario que todos estén cerrados. Para implementar esta misma función mediante el código en un microcontrolador PICAXE lo haremos en dos partes, en primer término se requiere leer el estado que están reportando los sensores

(en este caso discretos), para ello como ejemplo obsérvese el fragmento de lenguaje escalera expresado en la figura 21. Esta disposición de símbolos da origen a una rama, en la cual se observa el efecto de 3 contactos que al estar conectados en serie, se tiene una equivalencia de una función lógica AND, estos contactos muestran su efecto a partir de 3 entradas, pues bien, en nuestro microcontrolador PICAXE también se tiene que leer el estado de 3 entradas para tener la equivalencia, y para ello necesitamos saber en qué terminales de entrada de datos se encuentran conectados los sensores, continuando con el ejemplo supóngase que las entradas para conectar esos sensores fueron la E0, E1 y E2 (en un PICAXE las terminales de entrada son 5 y son E0, E1, E2, E6 y E7), por lo tanto para que la función lógica AND implementada en la figura 21, tenga el mismo efecto en el microcontrolador PICAXE, se tiene que leer solo el efecto de las terminales involucradas con la función lógica, por lo que tenemos que anular lo que suceda con las terminales restantes, para ello vamos a colocar una máscara a manera de filtro, para que solo pueda obtenerse el estado lógico de los sensores en las terminales de entrada que nos interesan. La máscara o filtro, que le vamos a colocar al PICAXE, estará implementada de acuerdo a como se muestra en la tabla 1. Por medio de la aplicación de la máscara descrita anteriormente, vamos a indicarle al PICAXE que lea sus terminales de entrada y ese dato lo almacene en un registro temporal o variable que puede ser

como en este ejemplo, el identificado como “b0”, y para eliminar el efecto de las terminales E6 y E7 lo que tenemos que hacer es, de alguna manera, que estos bits adquieran un valor de 0 lógico, no importando el estado que tengan sus sensores respectivos, mientras que sobre las terminales E0, E1 y E2 se debe mantener el valor del estado lógico que respectivamente guarden los sensores correspondientes. Esto se puede escribir por medio de un “diagrama de flujo” con el que haremos el programa de nuestro PLC en el Editor de Programas. Para describir entonces, cómo se hace una función AND, vea el esquema de la figura 22.

Figura 22

Se observa que el valor de la variable b0 se opera por medio de una función AND (&) con el valor decimal de 7, mismo que equivale a la aplicación de la máscara, y de esta manera cualquier valor lógico que tengan las terminales E6 y E7 será igual con “0” lógico. El dato que tengan las terminales E0, E1 y E2 se mantendrá. La instrucción “Let b0 = pins & 7” indica que le asigne a la variable b0 el valor que corresponde a la lectura de los pines E0, E1 y E2. Por ejemplo, si E2=0, E1=0 y E0=1, entonces b0=1. Otro ejemplo: si E2=1, E1=0 y E0=1, entonces b=5. Posterior a la aplicación de la máscara, se tiene que analizar el estado de las 3 terminales que están involucradas con la función lógiSaber Electrón ica

Artículo de Tapa Figura 23

das (E0, E1 y E2), sólo habrá una salida válida cuando estas tres entradas estén en “1” y si esto se cumple, la sumatoria en binario equivale al número decimal 7, por lo tanto, y tal como se muestra en el bloque de la figura 22, asignamos a una variable b0 la suma de los pines de entrada y si se cumple que: E0 = 1, E1 = 1, E2 = 1, E3 = 0, E4 = 0

ca AND de la rama del lenguaje en escalera de la figura 21, para ello e l valor que debe estar alojado dentro de la variable b0 debe ser igual a 7 decimal, si el estado de los 3 sensores es 1 lógico, y la variable b0 reportará cualquier otro valor si alguno de los sensores o todos están en 0 lógico, tal como se ilustra en la figura 22. El efecto de esta función lógica AND, equivalente a la rama de la figura 21, lo estamos reflejando sobre la salida S0, misma que se encenderá cuando los 3 sensores reporten un 1 lógico sobre las terminales de entrada del PICAXE. Si se quiere cambiar de terminales de entrada o involucrar mas (solo tenemos 5) entradas, basta con adecuar la máscara que filtra a las terminales que nada tienen que ver con la función AND de una rama de lenguaje en escalera, por otra parte si se tienen mas ramas, el fragmento de código que implementamos para el PICAXE tiene que repetirse tantas veces como ramas necesitemos. Para que se entienda, según lo expresado en la tabla 1, los valores de E6 y E7 son siempre igual a cero, luego, para obtener una función equivalente a una AND de 3 entraSaber Electrón ica

Entonces la sumatoria será igual a “7” y para completar la función AND deberemos preguntar si la variable b0 = 7, tal que cuando se cumpla esa condición entonces la salida “0” vaya a estado alto. El diagrama de flujo que representa a la función lógica AND se completa entonces con el diagrama de flujo de la figura 23. Función lógica OR (O).Esta función en lenguaje escalera obliga a interconectar interruptores en paralelo, lo que equivale en un diagrama eléctrico a tener alternativas para que al final de estos pueda encenderse una lámpara, y para ello es suficiente con tan solo tener un interruptor cerrado. Para implementar la función OR mediante el código en un microcontrolador PICAXE, en primera instancia se requiere leer el estado que están reportando los sensores (en este caso discretos), para ello a mane-

ra de ejemplo se muestra un fragmento del lenguaje escalera ilustrado en la figura 24. Por la disposición de los símbolos se está dando origen a una bifurcación en una rama, en la cual se observa el efecto de 3 contactos que al estar conectados en paralelo, se tiene la equivalencia con la función lógica OR, estos contactos muestran como operan a partir de 3 entradas, por lo tanto, el microcontrolador PICAXE debe leer el estado de las 3 entradas involucradas, y para ello necesitamos saber qué terminales fueron las elegidas para conectar los sensores. Prosiguiendo con el ejemplo ilustrado en el lenguaje escalera para la función lógica OR, supóngase que las entradas para conectar esos sensores fueron la E0, E2 y E6 (recuerde que en un PICAXE las terminales de entrada son 5 y son E0, E1, E2, E6 y E7), por lo tanto para que la función lógica OR implementada en la figura 24, tenga la misma operación en el microcontrolador PICAXE, se tiene que leer sólo el estado lógico de las terminales involucradas con la implementación de la operación lógica OR, por lo que tenemos que nulificar el estado que se genere para las otras terminales que no están

Figura 24

PLC de 5 Entradas y 8 Salidas Tabla 2

Figura 25

el estado lógico de los sensores en las terminales de entrada que nos interesan. La máscara o filtro que le vamos a colocar al PICAXE, estará implementada de acuerdo a como se muestra en la tabla 2. Por medio de la aplicación de la máscara descrita, vamos a indicarle al PICAXE que lea sus terminales de entrada y ese dato lo almacene en un registro temporal o variable que en este ejemplo se trata de “b0”, y para descartar el efecto de las terminales E1 y

Tabla 3

'BASIC converted from flowchart: 'E:\PICAXE\PROGRAMAS DE ARTICULOS\ARTUCULO-12\FUNCION AND.CAD 'Converted on 16/10/2005 at 22:28:46 main: label_6: let b0=pins& 7 if b0= 7 then label_1F low 0 goto label_6 label_1F: high 0 goto label_6 Tabla 3

'BASIC converted from flowchart: 'E:\PICAXE\PROGRAMAS DE ARTICULOS\ARTUCULO-12\FUNCION OR.CAD 'Converted on 16/10/2005 at 22:28:19 main: label_6: let b0=pins& 69 if b0> 0 then label_1F low 1 goto label_6 label_1F: high 1 goto label_6

contempladas, para ello vamos a utilizar una máscara a manera de filtro para que sólo pueda obtenerse

E7 lo que tenemos que hacer es de alguna manera que estos bits adquieran un valor de 0 lógico, no im-

portando el estado que tengan sus sensores respectivos, mientras que las terminales E0, E2 y E6 deben mantener el valor del estado lógico que respectivamente, guarden los sensores que tengan conectados. En dicha figura se observa que el valor de la variable b0, se opera por medio de una función AND (&) con el valor decimal de 69, mismo que equivale a la aplicación de la máscara (vea la tabla 2 nuevamente), y de esta manera sólo se tendrán en cuenta para fijar el dato de la variable b0 el dato que tengan las entradas E0, E2 y E6. La instrucción (let b0 = pins & 69) indica que se le asigne a b0 el valor correspondiente a la suma en decimal (con el peso de cada bit) de las entradas E0, E2 y E6. Por ejemplo, si E6=1 (que tiene un peso igual a 64 expresado en decimal, E2=0 (no tiene peso por ser “0”) y E0=1 (tiene un peso igual a 1, expresado en decimal) entonces b0=65 (64+1). Posterior a la aplicación de la máscara, se tiene que analizar el estado de las 3 terminales que están involucradas con la función lógica OR del lenguaje en escalera de la figura 24, para ello el valor que debe estar alojado dentro de la variable b0 se debe comparar con el valor decimal de 0, específicamente se hace la pregunta si b0 es mayor que 0. Si el estado de los 3 sensores es igual a 0 lógico, significa que ninguno de ellos se ha activado, por otra parte si en la variable b0 se reportara cualquier valor que sea mayor que 0, quiere decir que alguno de los sensores o todos inclusive están en 1 lógico. Por lo tanto, el paso siguiente del diagrama de flu jo será “preguntar” si b0>0 ya que cualquier valor mayor que “)” indicará que al menos un sensor en los pines E0, E2, E6 esté activado. El efecto de la función lógica OR programado en el diagrama de flujo de la figura 25 equivalente al lenguaje escalera de la figura 24, lo Saber Electrón ica

Artículo de Tapa 6 2 a r u g i F

estamos reflejando sobre la salida S1. La lámpara conectada en esta salida se encenderá cuando por lo Saber Electrón ica

menos uno de los 3 sensores reporten un 1 lógico sobre las terminales de entrada del PICAXE.

Si se quiere cambiar de terminales de entrada o involucrar más (sólo tenemos 5 entradas), basta con

PLC de 5 Entradas y 8 Salidas adecuar la máscara que filtra a las terminales que nada tienen que ver con la función OR que se quiere implementar, por otra parte si se necesitan más funciones lógicas OR, no tenemos más que repetir el fragmento del código que hicimos para el PICAXE, por lo que éste tiene que repetirse tantas veces como funciones necesitemos. Recuerden que con el programa llamado “PICAXE Programming Editor”, podemos implementar perfectamente las mismas funciones que se realizan en un lenguaje escalera, claro que no es tan fácil de hacer pero se puede. Por otra parte ya hemos abordado los conceptos mínimos que se requieren para que nuestro PLC haga todas las funciones básicas de uno comercial, pero se debe tener presente que se necesitan dominar ciertas técnicas de

programación para los PLC, por lo que nuevamente les hacemos una atenta invitación a que visiten nuestra página de internet www.webelectronica.com.ar y en la sección de password empleen la clave “progplc”, para que puedan descargar mucha información sobre la programación de PLC. Si quieren obtener más información de los microcontroladores PICAXE de los invitamos a que

descarguen de la página de Internet toda la información que necesiten de microcontroladores PICAXE, pero ahora empleando la clave “picaxe”. El código en basic derivado del diagrama de flujo para implementar la función AND se muestra en la tabla 3. El código en basic derivado del diagrama de flujo para implementar la función OR se muestra en la tabla 4. Por último, en la figura 26 se muestra el diagrama completo para la placa de circuito impreso, incluyendo la máscara de componentes (el lado de las pistas de impreso se ha reproducido en la figura 16. Recuerde que este PLC se programa con el Editor de Programas y que en próximas ediciones daremos varias aplicaciones para el uso de este PLC. ✪

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TELEFONÍA CELULAR

Modulación FSK en la Tecnología CDMA Las comunicaciones inalámbricas celulares han ido cambiando de manera espectacular en los ultimos años. A continuación explicaremos lo que significa el Código de División de Múltiple Acceso o CDMA. Esta es una tecnología de comunicaciones celulares e ina- lámbricas establecida en Estados Unidos y que está en pleno crecimiento debido a las características favorables con que cuenta.

Por: Eduardo Navas, Ledesma Milady, Tovar Jesús y Azuaje Yonander http://www.monografias.com/trabajos13/modu/modu.shtml Introducción

Vale la pena notar que mientras los esquemas de acceso múltiple FDMA y TDMA tienen una capacidad limitada por el ancho de banda disponible y el ancho de banda de cada uno de los canales múltiples deseados, en el caso del CDMA no existe este limitante . En ésta, como se verá más adelante, se pueden adicionar nuevos usuarios teniendo presente que el precio que se paga es la pérdida de calidad en la comunicación. Al final, se da una pequeña reseña de lo que es la modulación de frecuencia FSK. Podemos decir que es muy parecida o tiene mucho que ver con FM.

El Desafío Celular

Las primeras redes celulares del mundo fueron introducidas en los años 80 tempranos, usanSaber Electrón ica

do tecnologías de radio análogas de la transmisión tales como amperios (Sistema de Teléfono Móvil Avanzado). Luego de algunos años, los sistemas celulares comenzaron a golpear un techo de la capacidad mientras que millones de nuevos suscriptores firmaron para arriba para el servicio, exigiendo más y más airtime. Las llamadas y las señales de comunicaciones caídas de la red, llegaron a ser comunes en muchas áreas. Para acomodar más tráfico dentro de una cantidad limitada de espectro de radio, la industria desarro-

lló un nuevo sistema de tecnologías sin hilos digitales llamadas TDMA (Acceso Múltiple de la División del Tiempo) y G/M (Sistema Global para el Móvil). TDMA y el G/M utilizaron un protocolo en tiempo repartido para proporcionar tres a cuatro veces más capacidad que sistemas análogos. Pero apenas mientras que TDMA era estandarizado, una solución incluso mejor fue encontrada en CDMA. La gran atracción de tecnología de CDMA desde el principio ha sido la promesa de aumento extraordinario de la capacidad de albergar usuarios, es decir, el acceso múltiple a las tecnologías inalámbricas. Los modelos simples sugieren que la me jora de capacidad puede estar más de 20 veces del narrow- band existente en las normas celulare. La realidad, claro, es mucho más complicado que los modelos idealizados.

Modulación FSK Los fundadores de QUALCOMM postularon que la tecnología de CDMA se podría utilizar en comunicaciones celulares comerciales para hacer, incluso, un uso mejor del espectro de radio que otras tecnologías. Desarrollaron los avances dominantes que hicieron CDMA conveniente para celular, entonces demostraron un prototipo de trabajo y comenzaron a licenciar la tecnología a los fabricantes de equipo de la telecomunicación. Las primeras redes de CDMA fueron lanzadas comercialmente en 1995, y con 10 veces más capacidad que las redes análogas - lejos más que TDMA o el G/M. Desde entonces, CDMA se ha convertido en la “mimada” de todas las tecnologías sin hilos, con sobre 100 millones de suscriptores por todo el mundo. Además de apoyar más tráfico, CDMA trae muchas otras ventajas a los portadores y los consumidores, incluyendo una calidad mejor de la voz, una cobertura más amplia y una seguridad más fuerte.

en el mercado civil tuvo lugar en la última década del siglo pasado. Comercialmente las aplicaciones se colocaron posiblemente debido a dos desarrollos evolutivos. Uno era la disponibilidad de costo muy bajo, la densidad alta digital integró circuitos que reducen el tamaño, el peso, y el costo de las estaciones del subscriptor a un nivel aceptablemente bajo. El otro era la realización óptima de la comunicación de acceso múltiple que requiere que todas las estaciones del usuario regulan en su transmisor los poderes al más bajo, lo que logra una adecuada calidad. La tecnología CDMA cambia la naturaleza de la estación del subscriptor de un predominante dispositivo analógico a un predominante dispositivo digital. En CDMA los receptores no eliminan el proceso analógico completamente, pero ellos separan la comunicación encauza por medio de una pseudo - modulación al azar que es aplicada y alejada en el dominio digital, no en base a la frecuencia. Los usuarios múltiples ocupan la misma banda de fre¿Qué es CDMA? cuencia. Esta frecuencia universal no es fortuita. Al contrario, es crucial, danTal como dijimos en otras edicio- do una muy alta eficacia espectral, és- nes, CDMA es una forma de "el cober- te es el sello de CDMA. tor - el espectro " , una familia de técniConstituye una solución de comunicas de comunicación digitales que se caciones vía radio que se enmarca en han usado en las aplicaciones militares lo que se ha dado en llamar la segundurante muchos años. El principio del da generación de sistemas radio (cocentro de espectro del cobertor es el nocida como 2G), una generación de uso de ruido - el portador ondea, y, carácter celular digital que aparece a cuando el nombre implica, el ancho de principios de los años 90 como contibanda es más ancho que el requerido nuación de la primera, basada en tecpara el punto simple - a - la comunica- nología analógica. La generación 2G ción del punto a la misma proporción se definió hace más de diez años; en de los datos. Había dos motivaciones concreto, su origen se sitúa en 1992, originalmente: o para resistirse a los coincidiendo con el despliegue de esfuerzos enemigos para bloquear las GSM . De hecho, 2G está conformada comunicaciones, o para esconder el por los sistemas GSM y CDMA, este úlhecho que la comunicación incluso, es- timo con una importante presencia en taba teniendo lugar. Tiene una historia Estados Unidos, conjuntamente con que regresa a los días de la Segunda NADC (North American Digital Cellular) Guerra Mundial. y PDC (Personal Digital Cellular). El uso de CDMA para las aplicacioSin embargo, en los momentos en nes de la radio móviles civiles es nue- que se gestó la 2G todavía no era pavo. Fue propuesto teóricamente en los tente la creciente popularidad de Interaños 1940, pero la aplicación práctica net. En consecuencia, estos sistemas

no fueron diseñados con la capacidad suficiente para proporcionar el acceso a Internet de alta velocidad propio de las redes basadas en cable. Para tratar de remediar esta situación, se está trabajando en el desarrollo de la siguiente generación de medios capaces de proporcionar servicios avanzados de transmisión vía radio. Conocida como 3G o IMT-2000 (el plan lanzado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones para la 3G), esta nueva generación añade el concepto de banda ancha a la generación anterior. En concreto, se espera que con la 3G se puedan soslayar las deficiencias de los actuales sistemas en términos fundamentalmente de capacidad de red, a fin de poder acoger el número creciente de usuarios, mejorar los niveles de itinerancia o roaming y aumentar la capacidad de transmisión de información, para poder soportar servicios multimedia e interactividad. Otro problema que se espera solucionar con esta tercera generación es el de la interoperatividad, ya que las diferentes normas existentes hacen que la itinerancia no pueda considerarse una posibilidad real en todos los sentidos. Es importante señalar que la consecución de un esquema de normas globales y universales resulta crucial en el ámbito de las comunicaciones por radio por su propia idiosincrasia, ya que su valor fundamental reside en la posibilidad de ofrecer una movilidad global; o lo que es lo mismo, ofrecer un esquema de movilidad sin discontinuidades (seamless) por todo el mundo. CDMA ha alterado la cara del celular y comunicación de PCS de la siguiente manera: • Mejorando el tráfico del teléfono y la capacidad. • Mejorando la calidad de la voz y eliminando los efectos audibles. • Reduciendo la incidencia de llamadas dejadas caer. • Proporcionando un mecanismo de transporte fiable para los datos de las comunicaciones, como el facsímil y tráfico del internet. Saber Electrón ica

Telefonía Celular • Reduciendo el número de sitios necesitado para apoyar cualquier tráfi- co. • Reduciendo el despliegue y opti- mizando los costos, debido a que se precisan menos células. • Reduciendo la energía de trans- misión promedio. • Reduciendo la interferencia de otros dispositivos electrónicos . • Reduciendo los riesgos de salud potenciales .

tes. A diferencia de los esquemas FDMA y TDMA que tienen una capacidad limitada, en el CDMA la capacidad está limitada únicamente por la calidad de la comunicación que se desee prestar. Como todos los usuarios comparten la misma frecuencia al mismo tiempo, lo que ocurre es que al adicionar usuarios nuevos se produce más interferencia. Una pregunta lógica es:

MA y CDMA muestra que con CDMA se obtiene capacidad veinte veces mayor que la de FDMAy cuatro veces mayor que la de TDMA.

La Norma Celular de CDMA

Con CDMA, se usan códigos digitales en lugar en lugar de separación de frecuencias de RF para colocar a cada suscriptor durante una conversación. Los códigos son compartidos por la esUno de los conceptos más impor¿Qué se puede hacer para reducir tación móvil (el teléfono celular) y la estantes que aplica a cualquier celular, es la interferencia, tanto interna como ex- tación fija, y se llama "Pseudo Sucesioel de "acceso múltiple". En otros térmi- terna? nes de Código de Azar." Todos los nos, una gran cantidad de usuarios Lo primero es aprovechar las ca- usuarios comparten el mismo rango de puede acceder a la red sin tener un ca- racterísticas de las conversaciones te- espectro de la radio. nal fijo (cauce) especificado. Un cauce lefónicas. Lo segundo es tratar de reaPara la telefonía celular, CDMA es puede pensarse como una porción li- lizar gestión de potencia. Las conver- una técnica de acceso múltiple digital mitada del recurso de la radio para que saciones telefónicas humanas se ca- especificado por la Asociación de Inse asigne temporalmente una llamada racterizan porque el ciclo de actividad dustria de Telecomunicaciones (TIA) telefónica. Varios usuarios pueden de la voz es del orden del 35% al 40%. como "ES - 95." En marzo de 1992, el compartir el mismo canal pero con diSi los equipos transmisores detec- TIA estableció el subcomité TR - 45.5 ferente codificación y ésta no es fija. tan períodos de silencio y durante és- con el propósito de fijar un sistema patos disminuye la transmisión o simple- ra la norma celular digital. En Julio de Un método de acceso múltiple es la mente no transmiten, se disminuye la 1993, el TIA dio su aprobación del CDdefinición de cómo el espectro de la ra- interferencia interna del orden del 60% MA bajo el sistema “ES - 95”. En ES - 95 se divide el espectro de dio es dividido en los cauces y cómo se al 65%. CDMA es la única tecnología asignan los cauces a los usuarios del que saca provecho de este fenómeno. la radio en portadores de 1,250kHz En cuanto a la gestión de potencia hay (1.25MHz). Uno de los aspectos interesistema. que hacerla en ambos sentidos. Se de- santes de CDMA es que mientras hay be regular la potencia que se está límites en el número de llamadas teleCapacidad transmitiendo de la base al móvil para fónicas que pueden ser manejadas por tratar de disminuir la interferencia ex- una portadora, no hay un número fijo La capacidad de un sistema se re- terna. Igualmente, hay que regular la de portadoras. Más bien, la capacidad fiere a la cantidad de usuarios que pue- potencia que se está transmitiendo del del sistema será dependiente en varios den compartir simultáneamente el re- móvil a la base. factores diferentes. curso físico del que se dispone (ancho Esto se hace con el fin de que un de banda), manteniendo un nivel de móvil que esté muy cerca de la base no Los Principios de CDMA calidad adecuado. En el caso de una presente una señal tan potente que incomunicación que utiliza el esquema terfiera demasiado con la señal provede acceso múltiple CDMA, se tiene que niente de equipos remotos. Dicho en En CDMA el ancho de banda de la interferencia en la comunicación pro- otras palabras, la potencia de transmi- cada comunicación depende de la viene de dos fuentes diferentes: Una sión del móvil se debe gestionar de cantidad de comunicaciones simultáinterna y otra externa. La interferencia manera tal que en la base, todos los neas que existan, cuantos menos enlaexterna proviene de las células que móviles se reciban con igual intensi- ces hayan al mismo tiempo, menor seson vecinas y que están utilizando las dad. Esto trae, como ventaja adicional, rá la interferencia. Generalmente para mismas frecuencias. La interferencia mayor economía en la alimentación de extender el espectro del sistema podeinterna proviene de las transmisiones los equipos móviles y una mayor dura- mos usar dos conceptos: la frecuencia que realizan los demás usuarios y que ción de las baterías. Un estudio com- conmutada (FH) o la sucesión directa se están haciendo por el mismo canal, parativo entre la capacidad real (cana- (DS). En ambos casos se requiere de al mismo tiempo, con códigos diferen- les/célula) que ofrecen el TDMA, FD- la sincronización entre el transmisor y Saber Electró nic a

Modulación FSK el receptor. Pueden considerarse ambas formas como usar un pseudo portador al azar , y tanto la célula fija como el teléfono, móvil crean a ese portador de maneras diferentes. LA FRECUENCIA CONMUTADA es típicamente cumplida estableciendo los sintetizadores de frecuencia en un pseudo modelo al azar. CDMA usa una forma de sucesión directa. La sucesión directa es, en el fondo, una multiplicación de una forma de onda de comunicación por un pseudoruido (PN) ±1 que genera una sucesión binaria en el transmisor. Una segunda multiplicación por una réplica de la misma sucesión en el receptor recupera el signo original. Como el ruido e interferencia no son “modulados o generados” por una sucesión de PN, éstos no aumentan, generando una cierta inmunidad al ruido que pueda “meterse” durante la transmisión. Un análisis cuidadoso determina con precisión la relación señal - ruido, estableciéndola en 21dB para una tasa de datos de 9600 baudios.

La Tecnología CDMA Aunque la aplicación de CDMA en la telefonía celular es relativamente reciente, no es una nueva tecnología. CDMA se ha usado mucho en aplicaciones militares, como sistemas de antibloqueo de información o sistemas de codificación de datos. En CDMA es posible transmitir pedacitos de información (9600 pedacitos por segundo) sobre una portadora que, por su frecuencia, puede transmitir más de un millón de pedacitos (1,23MHz), lo que implica que varias comunicaciones se establecen por la misma vía, utilizando una codificación digital que sólo conocen el transmisor y

el receptor y cuya generación depende de la célula sobre la que está operando el teléfono móvil. Como puede apreciar, es muy difícil saber entonces qué codificación se está utilizando en cada caso, ya que ésta depende de la célula. Si en un determinado momento una célula transita hacia un teléfono, lo hace con una tasa de 9600 baudios y una determinada codificación; si el teléfono no responde, asignará esa codificación a un nuevo teléfono para otra comunicación. Es por todo esto que este sistema comenzó a utilizarse en aplicaciones militares, ya que la comunicación es difícil de interferir y de bloquear. CDMA es una tecnología de comunicación digital muy diferente a una transmisión analógica y un receptor analógico jamás podría decodificar una conversación realizada con esta tecnología.

La Modulación FSK en la Tecnología CDMA En este sistema se adecúa la frecuencia de la transmisión en función de la trama de bits. Este método recibe la denominación FSK (Frecuency Shift Keying, modulación por desplazamiento de frecuencia). El sistema, básicamente cambia la frecuencia de la transmisión cuando hay un 0 o cuando hay un 1. Así, los ceros se transmiten a 980Hz. y los unos a 1.180Hz. La modulación en frecuencia requiere bastante ancho de banda. El concepto de ancho de banda es el más importante y complicado de entender en la comunicación de datos. Para entenderlo, pensamos que cualquier onda de cualquier forma puede conceptualmente, conseguirse sumando ondas senoidales de diversas frecuencias, cada una con un peso es-

pecífico en la suma. Cuanto más diferente a una senoide es la forma de la onda, esta descomposición conceptual requiere más frecuencias. El ancho de banda es la diferencia entre la frecuencia más alta y la más baja (despreciando las que tienen un peso específico muy pequeño) que requiere esta descomposición. En el caso de la modulación FSK, se requiere, en esta descomposición conceptual, frecuencias en torno a la que representa el "uno" y a la que representa el "cero". Cuantos más cambios se produzcan, más ancho es el sector de frecuencias en torno a estas centrales. Es decir, cuanto mayor es la velocidad de los datos, más separados tienen que estar las distancias que representan al cero y al uno. Si transmitimos a alta velocidad, estas frecuencias se salen del ancho de banda telefónico. Se puede representar la señal modulada en FSK como la suma de dos señales seoidales (ASK) definidas mediante las siguientes expresiones:

f1(t) = A sen( ω1 t) para 0
f1(t) equivale al 0 (cero) binario f2(t) equivale al 1 binario Las dos señales ASK son diferentes, y por lo tanto, en el receptor se colocan dos filtros acoplados para detectarlas. Cuando se quiere transmitir un 1 binario se deja pasar la sinusoidal de mayor frecuencia, cuando se quiere transmitir un 0 (cero) binario, se deja pasar la sinusoidal de frecuencia menor.

Estándar para Celulares CDMA (IS95) El estándar IS95 ha sido definido por la TIA (Telecommuniations InSaber Electrón ica

Telefonía Celular

dustry Association) de Estados Unidos, y es compatible con el plan de frecuencias existente en los Estados Unidos para la telefonía celular análoga. Las bandas especificadas son 824MHz - 849MHz para reverse-link y 869MHz - 894MHz para forward-link. Los canales están separados por 45MHz. La velocidad máxima de usuario es de 9.6kb/s, y se ensancha a un canal de 1.2288MHz. El proceso en ensanche es diferente para cada enlace. En el forward-link los datos son codificados con un código convolucional (1/2), mezclados (interleaved), y se ensanchan con una secuencia de 64 bits (funciones de Walsh). A cada móvil se le asigna una secuencia diferente. Se proporciona, además, un canal piloto (código) para que cada móvil pueda determinar cómo actuar con respecto a la base. Este canal tiene mayor potencia que todos los demás y proporciona una base coherente que usan los móviles para demodular el tráfico. También proporciona una referencia de tiempo para la correlación del código. En el reverse-link se utiliza otro esquema, pues los datos pueden llegar a la base por caminos muy diferentes. Los datos son codificados con un código convolucional (1/3). Después de mezclados, cada bloque de 6 bits se usa como un índice para identificar un có-

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digo de Walsh. Finalmente se ensancha la señal utilizando códigos que son específicos del usuario y de la base. El control de potencia se lleva a cabo en pasos de 1dB, y puede ser de dos maneras: Una es tomar como referencia la potencia recibida de la estación base. La otra es recibir instrucciones de la base sobre el ajuste que se debe llevar a cabo. Finalmente, vale la pena anotar que la señal que se transmite se modula utilizando la técnica QPSK filtrado de la base al móvil y QPSK filtrado con un desplazamiento del móvil a la base.

Desarrollo de una Llamada Cuando se enciende un móvil, éste conoce la frecuencia asignada para el servicio CDMA en el área local. Se sintoniza en dicha frecuencia y busca la señal piloto. Puede encontrar varias señales piloto provenientes de diferentes estaciones base, pero éstas pueden ser diferenciadas porque tienen diferentes desplazamientos de tiempo. El móvil selecciona la señal piloto más potente y establece referencias de tiempo y frecuencia a partir de ella. Una vez realizado este proceso de selección de la base, el móvil comienza a demodular con el código Walsh 32 que corresponde al canal de sincronización. El canal de sincronización contiene el valor futuro del registro de desplazamiento de código largo (42 bits). El móvil carga dicho valor en su regis-

tro y queda sincronizado con el tiempo de la estación base. Adicionalmente se requiere que el móvil se registre en la base; de esta manera, ésta sabe que el móvil está disponible para recibir llamadas y cuál es su ubicación. Cuando un móvil pasa de una zona a otra y no hay una llamada en curso, realiza un proceso de idle-state handoff. Cuando el usuario realiza una llamada, el móvil intenta contactar la estación base con un acceso de prueba. El código largo que se utiliza está basado en los parámetros de la celda. Si ocurre una colisión, el móvil no recibe respuesta y espera un tiempo aleatorio antes de intentar de nuevo. Al establecer contacto con la estación base, ésta le asigna un canal de tráfico mediante un código Walsh. A partir de este momento el móvil cambia el código largo por uno basado en su número de serie. El código Walsh se utiliza en el forward-link, mientras que el código largo se utiliza en el reverse-link. Cuando un móvil comunicado con una base detecta otra señal piloto suficientemente potente, solicita un proceso de soft handoff. Al móvil se le asigna otro código de Walsh y otra temporización piloto. El móvil debe estar en capacidad de recibir ambas señales y combinarlas. Cuando la señal de la base original haya disminuido lo suficiente, el móvil solicita el fin del soft handoff. Al finalizar una llamada, los canales se liberan. Cuando el móvil se apaga, genera una señal registro de apagado que se envía a la base para indicar que ya no está disponible para llamadas. ✪

Modulación FSK

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EDITORIAL

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Curso de Fuentes Conmutadas -

Lección 14

Análisis de las Fuentes d e T r an s f e r e n c i a Co m b i n a d a En esta entrega comenzamos a estudiar las fuentes de transferencia combinada tan comunes en TVs de hace una década, que son los que pueblan nuestros laboratorios de reparación. También analizaremos un circuito de prueba para diodos rápidos y transformadores de puls os (Shopper).

Por: Ing. Alberto Horacio Picerno Introducción Las fuentes de transferencia combinada fueron muy usadas en la última década del siglo pasado por su bajo precio y excelente rendimiento. Su principal defecto es que no son aisladoras y eso condiciona su uso para TV sin salida ni entradas de audio video. En el momento actual y desde hace unos 10 años se consideraba que un TV sin esas características no tenía posibilidades de venta. Por esa época comenzaron a aparecer optoacopladores de características sobresalientes en lo que respecta a respuesta en frecuencia. En efecto, los optoacopladores comunes apenas son capaces de acoplar frecuencias de 100KHz muy por debajo de los 4,5MHz necesarios en TV; pero los especiales son capaces de acoplar 6MHz y por lo tanto aptos para acoplar la entrada de video de un TV. Aunque parezca increíble era más barato un TV con fuente pulsada no aisladora, una entrada de video con un optoacoplador de alta frecuencia

(para el video) y otro de baja (para el audio) que una fuente pulsada aisladora. En realidad no se trataba sólo de los optoacopladores; en efecto, el circuito requiere varios componentes relacionados con éstos como ser transistores excitadores del led y sus resistores de polarización y por supuesto está el tema de la fuente de alimentación aislada, que por lo general se resuelve con un bobinado especial sobre el fly-back un diodo rápido y un capacitor electrolítico. Ya sea sin entradas de audio video, o con entradas por optoacoplador, existen una enorme cantidad de TVs con fuentes de transferencia combinada sin aislación. Realmente podríamos decir que existen dos disposiciones de fuentes de transferencia combinada que cubren una gran cantidad de TVs de diferentes marcas, ya sea discretos o con circuitos integrados muy conocidos como el STR6020, el STR4511 y el famoso STR50103 y otros similares de otra tensión regulada (podríamos englobarlos como STR50xx).

De modo general podríamos decir que vamos a comenzar el estudio de fuentes de transferencia combinada de dos tipos; el A que utiliza un simple inductor como componente principal (no tenemos en cuenta los bobinados de realimentación, medición y fuente de baja tensión) y el B que utiliza un transformador. Ambas son no aisladoras y sincrónicas con el horizontal. Las del tipo con inductor se utilizan en varios modelos de Philips e ITT, en el viejo TV Fapesa CTV12, en el Hitachi NP 86 N en varios modelos de Sharp, Kenia y tantos otros que usan el STR6020. Las del tipo con transformador se utilizan en los TVs National, Panasonic, Kenia 1414 y muchos otros que usan el circuito integrado STR50103 y similares.

Circuito Simulado a Inductor (Tipo A) En la figura 1 se puede observar el circuito resumido de una fuente a inductor. Observe que la llave se en-

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Service cuentra entre la fuente de entrada V1 de 300V (no regulada rectificada) y el inductor L1. En el medio de ambos componentes se encuentra el diodo recuperador D1 conectado a masa. Este simple circuito genera una tensión continua de salida de 103V aproximadamente, regulable cambiando el tiempo de actividad de nuestra llave controlada por tensión (13% aproximadamente) sobre una resistencia de carga de 300 Ohms. El resistor R2 representa las pérdidas del inductor y no existe en la realidad. Cuando se cierra la llave J1 circula corriente por el circuito V1- J1 - L1 y C1 con R1 en paralelo. Esta corriente carga al capacitor C1 de acuerdo al tiempo que la llave dura cerrada. Si analizamos el funcionamiento desde que la tensión sobre C1 es igual a cero, podemos asegurar que la corriente crece suavemente con forma de rampa debido a que L1 se opone a que la misma crezca rápidamente. El ritmo de crecimiento cumple con la ley general del electromagnetismo que indica que la pendiente de la rampa es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional al valor de inductancia. Esto significa que no se trata de una rampa perfecta, porque a medida que se carga C1 se reduce la pendiente. No obstante, cuando este circuito forme parte de una fuente regulada completa, la tensión sobre C1 se mantendrá estable y Figura 1

la pendiente de la rampa será constante. Cuando la llave se abra podemos decir que tanto el capacitor C1 como el inductor L1, se encuentran cargados de energía eléctrica en un caso y magnética en el otro. El autor no desconoce que los lectores deben estar preguntándose si no se trata de un error, ya que seguramente es la primera vez que leen que un inductor se carga. Sin embargo, no hay ningún error, los inductores se cargan si se hace circular una corriente por ellos y luego se los pone en cortocircuito para que mantengan circulando la corriente. Que no sea nombrado por los autores es simplemente una cuestión de costumbre y porque los inductores reales son de relativamente baja calidad y conservan su carga por muy poco tiempo. El elector no debe dudar en el momento de afirmar que un inductor se carga de energía magnética. Para entender lo que ocurre a continuación, debemos analizar la polaridad de la tensión aplicada a L1 con la llave cerrada y considerar que el inductor generará una tensión con la polaridad invertida en cuanto la llave se abra. Con la llave cerrada la polaridad será positivo a la izquierda y negativo a la derecha (o deberíamos decir menos positivo a la derecha). Cuando la llave se abra, el inductor aplicará una tensión negativa a la izquierda y comenzará a fluir corriente por el diodo recuperador. Como sabemos, el inFigura 2

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ductor no permitirá que la corriente cambie de sentido, sólo aceptará que si estaba creciendo comience a decrecer. Esto significa que aún decreciendo su valor, sigue cargando al capacitor C1. Cuando se agote el campo magnético acumulado en el inductor, el mismo quedará funcionando a alta impedancia y se generará en la unión del diodo y el inductor una tensión continua, igual a la de salida más una oscilación entretenida que depende de la inductancia y la capacidad distribuida de la bobina. Qué hay de diferente con respecto a la fuente de transferencia indirecta vista anteriormente. En este caso la carga recibe corriente siempre, salvo cuando se acaba la energía en el inductor. De allí el nombre de fuente de transferencia combinada. Es decir que no hay acumulación en el inductor y luego transferencia a la carga; hay acumulación y transferencia al mismo tiempo y por eso el sistema tiene un rendimiento superior.

Oscilogramas de Corriente Para verificar la certeza de nuestras aseveraciones, podemos utilizar el laboratorio virtual midiendo corriente por el diodo recuperador y por la llave. Para hacerlo deberíamos agregar un resistor shunt en la pata de masa del diodo recuperador y otra en serie con la llave. Pero para medir todo con respecto a masa, el segundo shunt lo pondremos en la pata de masa de la fuente. Ver la figura 2.

Análisis de las Fuentes de Transferencia Combinada Figura 3

Figura 4

Figura 5

Figura 6

El oscilograma más claro (rojo si lo ve en colores) es la corriente por la llave. El más oscuro (azul) es la corriente por el diodo recuperador. Ver la figura 3. El oscilograma de corriente por el capacitor y la resistencia de carga se puede observar en la figura 4 y es, por supuesto, la suma de los oscilogramas anteriores. Es un excelente ejercicio para el lector observar las diferentes condiciones de trabajo de la fuente para una tensión de salida rea justada siempre en un mismo valor de aproximadamente 100V. Por ejemplo, para una tensión nominal de entrada de 300V y una carga de 600 Ohms se obtienen los oscilogramas de tensión sobre el dio-

do recuperador (superior) y de corriente de salida (inferior) que se observa en la figura 5. El oscilograma superior es sumamente importante para el reparador, porque con él se puede evaluar el correcto funcionamiento del sistema básico de llave diodo e inductor. En efecto, durante la recuperación el oscilograma de tensión debe indicar -0,6V y cuando conduce la llave, 300V o la tensión de entrada que exista en ese momento. Cuando se termina la energía magnética acumulada en el inductor, la tensión pasa a ser igual a la salida pero con una oscilación amortiguada superpuesta (en ese momento la llave está abierta y el diodo está en inversa; como no hay circulación de corriente no puede haber caída de tensión y en el terminal izquierdo de L1 aparece la tensión de salida más lo que exista sobre él como oscilación, debida a su inductancia y su capacidad distribuida. Si aparece una tensión menor a la de entrada cuando la llave se cierra, busque algún problema en la misma o en su excitación. Si la tensión no llega a cero busque algún problema en el diodo recuperador. Si la tensión sobre el diodo está permanentemente igual a la tensión de entrada la llave está en cortocircuito. Esto significa que si tiene como carga al propio TV, el mismo va a quedar alimentado con 300V y sólo Dios sabe cuántas cosas se van a quemar. Esto último es uno de los problemas mas complejos y peligrosos de esta disposición de fuente, que las fuentes por transferencia indirecta no tienen, porque un transformador no puede acoplar la continua. Para reducir este riesgo inherente, la mayoría de estas fuentes tienen un diodo de protección de 120V conectado sobre la salida, que se pone en cortocircuito cuando se sobrepasa su tensión de ruptura. Seguidamente se quema el fusible, si no es que el reparador está trabajando con una lámpara serie de 200W. Como conclusión: no trabaje con


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Service fuente no puede realizar de ningún modo. En efecto, una fuente de transferencia indirecta puede ser elevadora o reductora de acuerdo a la relación de espiras del transformador, pero una fuente de transferencia combinada sólo puede ser reductora, es decir que tiene un problema inherente a la regulación que no las hace aptas para bajas tensiones de red. En la figura 7 se puede observar el caso límite aproximado con 90% de tiempo de actividad cuando ponemos una tensión de entrada de 100V.

Figura 7

Conclusiones fuentes de este tipo sin la protección de una serie. Volvamos al oscilograma: abajo se pueden observar algunos valores importantes de tensión como ser en la columna channel A vemos una tensión de 110,149 como valor medio después de la recuperación y un valor de 299,998 durante el cierre de la llave. La tercer fila es la diferencia entre las dos tensiones anteriores (189,849). Observe que el tiempo de actividad es tan pequeño como 12%, debido a que con una carga de 600 Ohms


se necesita transferir muy poca energía. Un caso opuesto ocurre cuando se trabaja con poca tensión de red, de modo que la tensión de entrada llegue a 150V. En este caso se debe incrementar el período de actividad a un valor de 35% para lograr la tensión de salida correcta. Ver la figura 6. Un TV de 220/110 automático debe, en realidad, funcionar hasta con tensiones de red de 75V. Esta tensión es tan baja que la fuente debe operar como elevadora y eso es algo que esa

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En esta entrega presentamos las fuentes de transferencia combinada indicando su circuito básico, en donde utilizamos una llave genérica controlada por tensión y un diodo recuperador. En la próxima avanzaremos en el estudio de estas fuentes, indicando los circuitos necesarios para producir las oscilaciones. Comenzaremos primero por los circuitos discretos (muy utilizados por Philips en sus chassis GR1 AL) para pasar luego a los circuitos con STR50103 y similares. ✪

Cuaderno del Técnico Reparador

Fallas en

Lectores de DVD y sus Causas Los lectores o reproductores de DVD son relativamente nuevos en el mercado, pero aún así pueden presentase fallas que impiden su funcionamiento correcto. Por lo tanto, el técnico reparador debe conocer la causa de los defectos para poder proceder a su solu- ción. A continuación indicaremos algunas de las fallas más frecuentes y su posible causa. Cabe señalar que la ubi- cación de los componentes mencionados varía de un modelo a otro y por ello es conveniente disponer de los circuitos del equipo a reparar para evitar confusiones. En muchos casos existe una indicación digital de cada falla y entonces resulta necesario disponer también del Manual de Service, no solo del Manual de Usuario. Autor:

Problemas muy Frecuentes

Para poder identificar las diferentes etapas del reproductor de DVD, indicamos en la figura 1 las diferentes etapas involucradas. Traducción de la figura 1: 1 - Búsqueda de fallas en el ser-

vo de foco 2 - Búsqueda de fallas en el servo de Tracking 3 - Búsqueda de fallas en el servo transversal 4 - Búsqueda de fallas en el servo del eje

5 - Búsqueda de fallas 6 - Búsqueda de fallas en los cir-

cuitos de audio 7 - Búsqueda de fallas en el servo en los circuitos de video 8 - Circuitos ópticos 9 - Circuitos de la fuente 10 - Circuitos de reproducción 11 - Listado de códigos de error 12 - Ajuste de luminancia 13 - Ajuste de crominancia 14 - Ajustes del motor de disco 15 - Ajuste ecualización canal de lectura 16 - Ajuste nivel de recorte

Egon Strauss

17 - Procedimiento de iniciación

del sistema 18 - Procedimiento de diagnóstico 19 - Procedimientos de reparación 1. El reproductor de DVD se apaga solo.

• después de estar durante 30 minutos en el modo de STOP, la unidad se apaga automáticamente. 2. El avance rápido (FF) no funciona.

• algunos discos están programados para impedir el avance rápido. 3. No cambia de formato 16:9 o 4:3.

• revise el ajuste del menú de pantalla de TV. 4. No reproduce algunos CDs.

• revise la clasificación de estos discos. 5. No reproduce en diferentes idiomas. Figura 1. Esquema en bloques

• no todos los discos están programados para la reproducción en idiomas múltiples. Servic e y Montajes, pág

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Cuaderno del Técnico Reparador Figura 2 - Fuente típica

17. Fallas en S-DRAM = Synchronous Dynamic Random Access Memory: Memoria Dinámica Sincrónica de Acceso Aleatorio.

Como se sabe, este tipo de memoria es sincrónico con el procesador central del equipo y permite una velocidad mucho más alta que memorias convencionales. • circuito Integrado del S-DRAM defectuoso. • decodificador de video (CI) fallado. • falla en el procesador (CI) de la unidad central CPU. 18. BUS I2C. 6. No reproduce en ángulos diferentes.

del Láser. • procesador (CI) de Servo.

• no todos los discos están programados para la reproducción con ángulos múltiples.

11. Fallas en el movimiento trasversal.

7. Las teclas del frente no funcionan.

• verifique que se ha seleccionado el idioma del menú.

• motor trasversal contiene defectos. • driver (CI) del motor transversal defectuoso. • procesador de servo (CI) defectuoso

8. Imagen fuera de foco.

Las causas son generalmente algunas de las siguientes: • bobina de foco. • driver de foco. • nivel de RF de la salida del Láser. • el procesador (CI) de servo.

10. Motor del eje no funciona o lo hace en forma incorrecta.

• motor defectuoso. • driver (CI) del motor defectuoso. • bajo nivel de RF de la salida

19. Procesador de servo.

• circuito Integrado del procesador de servo. 20. Controlador óptico.

• circuito Integrado del controlador óptico.

12. Servo de Tracking.

• bobina de Tracking defectuosa. • servo (CI) de Tracking. • procesador de Servo (CI). 13. Servo transversal.

• motor transversal. • driver transversal (CI). • procesador de servo (CI).

9. Bandeja con problemas de funcionamiento (no abre o no cierra correctamente).

• una de las llaves de la bandeja no funciona. • la otra llave de la bandeja no funciona. • mal funcionamiento del motor de carga. • mal funcionamiento del driver (CI) del motor.

• falla del CI EEPROM. • CPU principal. • conversor digital-analógico de video.

14. Formato del DVD.

• revise el disco DVD. 15. Código de región incorrecta.

• revise el código de región. En caso de no coincidir con el código del reproductor, use uno de los programas de multizona, similar al que indicamos más abajo. 16. Procesador de Decodificación.


• decodificador de video. • decodificador de audio. 8

21. Microprocesador.

• falla en el microprocesador de la CPU principal. 22. Fallas en la fuente de alimentación.

• en la figura 2 vemos el circuito de una fuente de alimentación típica que posee algunos componentes críticos, tales como R11 cuyo valor es muy reducido y debe mantenerse constante para evitar que el equipo se apague después de un breve tiempo. • otro componente crítico es el oscilador marcado Osc PWM, que es el encargado de producir la oscilación que permite el funcionamiento de la fuente por el régimen de Modulación por Ancho de Pulsos. Traducción de la figura 2 1 - Circuito rectificador 2 - Arranque

Algunas Fallas en Reproductores de DVD y para todas las marcas y todos los modelos. El Programa de DVD Región Free

Figura 3 - Distribución mundial de zonas Figura 4

3 - Excitación proporcional 4 - Oscilador por modulación de

ancho de pulso Las Regiones de los DVD

Las empresas de producción de DVD de películas suelen codificar sus discos DVD por zonas, debido a razones comerciales. En el mercado latinoamericano es, sin embargo posible comprar o alquilar discos DVD de varias zonas diferentes a la asignada Nº 4, principalmente zonas 1 y 2, que existen en este mercado. En la tabla 1 vemos las actuales zonas asignadas a diferentes países. En la figura 3 vemos un mapamundi con los límites geográficos de cada zona o región. En la figura 4 observamos el aspecto de la impresión en la caja que indica la zona. En muchos lectores de DVD, incorporados en las computadoras (PC), existen varias alternativas para cambiar de zona, unas cinco veces. La última selección es permanente. Esta modalidad está diseñada obviamente para proteger a los Estudios Filmográficos, pero puede causar inconvenientes al usuario que necesita, como mínimo, tres zonas para poder aprovechar al máximo las posibilidades del mercado. Muchos técnicos de service deben efectuar los trabajos necesarios

para lograr este fin, pero carecen de la información necesaria. Para diferentes modelos de algunas marcas de lectores de DVD existen programas especiales que permiten la obtención de las opciones de cambio requeridos y este autor ha publicado varias veces indicaciones al respecto en la revista Saber Electrónica. Existe, sin embargo, una solución más completa mediante la introducción de un pequeño programa desde Internet que soluciona este problema en forma total

Este programa es accesible desde cualquier PC y es apto para todas las marcas y modelos de lector de DVD. Las características y prestaciones de este programa son las siguientes. • Fácil de usar debido a que funciona en el fondo. • Permite la reproducción de todo disco DVD codificado para cualquier zona en todos los lectores de DVD con acceso de software, generalmente en PC. • Permite el copiado de cualquier DVD protegido por el sistema de protección CSS. • Elimina los códigos de zona Regional Code (RC) de todo DVD. • Elimina códigos de encriptación CSS de los DVD. • Elimina códigos de refuerzo de códigos regionales RCE de los discos DVD. • Elimina la protección analógica Macrovision de los discos DVD. • Elimina prohibiciones de usuario UOP de todo disco DVD. Esta

Tabla 1. Las Zonas de DVD. Zona

Países

0 1 2

Sin código de zona Estados Unidos, Canadá, Europa, incluyendo Francia, Grecia, Turquía, Egipto, Arabia, Japón y Sudáfrica Korea, Thailandia, Vietnam, Borneo e Indonesia Australia y Nueva Zelandia, México, Países del Caribe, y Sudamérica India, Africa, Rusia y los países de la anterior USSR República Popular China Sin uso Líneas Aéreas y Barcos de Crucero Expansión (a veces usado como indicación de multi-zona)

3 4 5 6 7 8 9


9

Cuaderno del Técnico Reparador prestación permite modificar pistas de sonido durante el uso, además permite ocultar subtítulos forzosos si Ud. lo desea. • Permite la reproducción de películas u otro programa del DVD y ser reproducido sin las advertencias del FBI. • Impide la reproducción automática del DVD, por ejemplo el método PCFriendly. • Funciona con todos los lectores, aún aquellos con protección de región tipo RPC2. • Funciona directamente sin necesidad de guardar previamente la información en el disco rígido. • Es estable y rápido y no necesita ningún driver. • Gratis actualización permanente. • Gratis ayuda en inglés permanente mediante e-mail en todo el mundo. • Permite la reproducción de discos de audio protegidos para reproducción y copiado del sistema “Audio CD free” • Admite servers de 64 bits para Windows XP y Windows Server 2003.

Requisitos del Sistema

Windows XP, 2000, ME, 98, 98SE o Windows NT4.0 SP5+ Pentium II 350MHz o superior con 64MB RAM 1MB de espacio libre en disco rígido para instalación Programas de reproducción DVD soportados: PowerDVD 3.0/4.0/XP/5.0, WinDVD 2000/3.0/4.0/Platinum/5.0, ATI DVD Player, CinePlayer 4.0, Sonic CinePlayer 1.5, DirectDVD, NVDVD, Windows Media Player, PCFriendly Player, InterActual Player, TheaterTek DVD y UltraDVD. Programas de copiado DVD soportados: DVDFab, DVD X Copy families, InterVideo DVD Copy 1/2, Pinnacle InstantCopy, DVD Shrink, DVD2One, CloneDVD, Roxio Disc Copier y Nero Recode. Para poder instalar este programa en su PC, debe buscar en Internet:


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http://www.dvdidle.com/es/download.htm?s=region y descargar el programa en su PC. Como el funcionamiento del programa es silencioso y desde un segundo plano invisible, no requiere ninguna otra medida para hacerlo funcionar. Es suficiente insertar un disco DVD en el lector para que el “deszonificador” comience su labor. Conclusiones

La decodificación de la zona de un DVD es una herramienta útil para el usuario que desea ver o escuchar su material de DVD´s de cualquier origen. Este programa, sin embargo no debe ser usado para el copiado comercial de material protegido por las leyes de protección correspondientes. Nuestra responsabilidad y la de la revista SABER ELECTRÓNICA, se limita a esta aplicación permitida por las leyes y desaconsejamos terminantemente un uso ilegal del mismo. ✪ ¡¡Hasta la próxima!!

INTELIGENCIA A RTIFICIAL RTIFICIAL

Interfaces Hombre - Computadora Breve introducción a las tecnologías de interacción mediante Bio-señales La tecnologías de interacción Hombre-Computadora mediante Bio-Señales prometen mejorar la calidad de vida vida de personas con diversas diversas lesiones del sistema sistema nervioso, amputaciones amputaciones y otras discapacidades, ofreciéndoles nuevas formas de comu- nicarse. Además ofrecen desarrollos muy interesantes de dispositivos “manos-libres”. En la actualidad los nuevos adelan- tos apuntan a aumentar la velocidad de esta comunicación, mediante algoritmos más avanzados.

Au to r: Se Sergio rgio Ra Raúl úl Richter e-mail: email: sergioraulr icht er@ [email protected] yahoo.com.ar Con la colaboració n de Ma Mariana riana Ortúzar Ortúzar

Introducción Básicamente, una interfaz Hombre-Computadora mediante Bio-Señales es un sistema sistema que utiliza utiliza señales fisiológicas para controlar diversos dispositivos electrónicos. La posibilidad de aplicar una señal fisiológica al control de un dispositivo externo nos lleva a una aplicación común de tecnologías basadas en biofeedback, como son las prótesis para discapacitados. Estas permiten la comunicación y capacidades de control a personas con serias discapacidades motoras. En general, estos sistemas están conformados de la misma manera que en

el ejemplo de aplicación de Fuzzy Logic, que vimos en artículos anteriores.

Metodología Básicamente, consisten en un sensor (medio por el cual se transforma la señal biológica de interés en una señal eléctrica), un sistema de acondicionamiento acondicionamien to (amplificación y filtrado de esta señal) y un conversor analógico digital (para ingresar la señal a un procesador). Este procesador, que puede ser una PC, se encarga de extraer las características relevantes de la señal (información) relacionadas a los even-

tos físicos que se quieran controlar. Finalmente, encontramos un elemento que se encarga de traducir esa información a una acción física, como por ejemplo el desplazamiento de un cursor en la pantalla de una PC, el movimiento de un brazo, etc (Observe la figura 1).

Aplicaciones Mediante Electromiografía Los músculos esqueléticos están formados por un grupo de unidades motoras, y cada unidad motora está compuesta por células contráctiles y los nervios que las activan.

Figura 1

Servi Se rvice ce y Montajes, pág

11

Inteligencia Artificial Todas las fibras de los músFigura 2 culos esqueléticos, inervadas por una motoneurona de la mémédula espinal, constituyen una unidad motora. Un músculo con muchas unidades motoras para un determinado número de fibras musculares, es capaz de realizar movimientos más precisos que un músculo con pocas unidades motoras, para la misma cantidad de fibras musculares. Una unidad motora también puede ser definida funcionalmente co- dio del EMG varía con la fuerza de la mo el agrupamiento más pequeño de contracción muscular. Esta señal de fibras musculares que puede ser acti- voltaje es útil para control porque convado por un esfuerzo esfuerzo a voluntad. Y ca- tiene mucha información sobre la fuerda una está inervada de manera tal za en tiempo real y la velocidad de la que pueda contraerse en sincronismo contracción muscular o de la relajacon otras unidades motoras, con el ción. La tecnología electromiográfica de propósito de aplicar la fuerza requericontrol de extremidades fue demosda para llevar a cabo cierta tarea. Si sólo se requiere poca cantidad trada en 1958, pero no fue hasta prinde fuerza se contrae una pequeña po- cipios de los años 80 que los bioingeblación de unidades motoras, mien- nieros desarrollaron extremidades tras que para una fuerza mayor m ayor,, como prostéticas útiles manejadas mediante levantar algo muy pesado, se reclutan EMG. Las prótesis controladas por EMG, muchas o quizás todas las unidades motoras en un grupo muscular para generalmente, son de miembros superiores con electrodos que detectan que se contraigan al mismo tiempo. Además, si se requiere una fuerza la actividad de los músculos disponisostenida, las unidades motoras alternan su actividad con el propósito de mantener un esfuerzo total más duradero. La electromiografía (EMG), como la adquirida en la superficie de la piel, representa esta actividad conjunta de las fibras musculares contráctiles, porque cada fibra genera un pequeño potencial eléctrico cuando se contrae (Figura 2). De este modo, con una contracción intensa, el EMG muestra una onda de tensión grande y compleja, conforme muchas unidades motoras, y sus correspondientes fibras musculares se contraen a la vez, produciendo un patrón eléctrico. Al contrario, una contracción pequeña produce un EMG de pequeña amplitud. Como consecuencia, se puede observar que la energía prome-


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bles alrededor de la extremidad faltante. Las señales de estos músculos son utilizadas para operar diversos aspectos de la funcionalidad de las prótesis, como por ejemplo doblar el codo, flexionar la muñeca o abrir y cerrar la mano. Estas acciones pueden desarrollarse utilizando la amplitud variable de las señales individuales de EMG y la información contenida en frecuencia. Aprender a operar cualquier tipo de prótesis controlada por EMG involucra un período de entrenamiento, donde no sólo se entrena a la persona para usar el dispositivo, sino también se ajustan los pesos de redes neuronales, o los centros de controladores fuzzy, o cualquier otro parámetro que permita ajustar los algoritmos empleados para extraer la información de las señales. Para esto, existen por ejemplo, mediante redes neuronales, sistemas de movimiento automático de un cursor sobre una pantalla; el individuo debe seguir el movimiento con su mano. Los datos adquiridos con sensores en la muñeca se alimentan, como patrones de entrenamiento, a la red Figura 3

Interfaces Hombre - Computadora neuronal, que utiliza esta información para reconocer patrones de la actividad de los músculos de la muñeca, asociados a su posición. Luego del período de entrenamiento de la red neuronal, la interfaz del sistema cambia, y usando la red entrenada sigue los movimientos de la

mano, basándose en sus señales de juego es parecido al PacMan, donde EMG (Figura 3). el avance del PacMan a través de un La señal de EMG es la más pro- laberinto ocurre sólo cuando las cametedora y la de más fácil interpreta- racterísticas de la señal de EMG se ción entre las señales biológicas usa- mantienen próximas a ciertos valores das para la interacción hombre-má- predefinidos. quina de “manos libres”. Esto es debido principalmente a que el control Aplicaciones Mediante muscular es una destreza inResistencia Galvánica de la Piel herente en todos los individuos. Así existen dispositivos de Se puede fabricar un simple senfeedback sensorial mejorado sor de resistencia galvánica de la piel que se utilizan en la rehabili- (GSR) mediante un poco de papel alutación de pacientes con pro- minio, envuelto con cinta alrededor de blemas de control muscular. los dedos y conectado a través de Estos dispositivos detectan unos cables a un ohmiómetro ( Ver la información del EMG de un figura 4). individuo, haciendo que las Esto es lo popularmente conocido características cambiantes como un detector de mentiras, que de la señal sean compatibles además puede ser utilizado en condiFigura 4 con una PC. ciones de biofeedback. La teoría es El rol de la PC es transfor- esta: cuanto más relajada una persomar la actividad del EMG en na está, más seca está la piel y más comandos de control de un alta es su resistencia. Cuando la per juego interactivo simple. El sona está bajo estrés la resistencia disminuye. El rango de variación que mediremos es de alrededor de 340 a 730 ohm. Un ejemplo de aplicación de GSR ha sido un desarrollo de un sistema en PC, con aplicaciones de entrenamiento mediante biofeedback en mente. Este dispositivo de sensado, calificado como un control de computadora periférico, “manos-libres”, es el sistema MindDrive (Figura 5). A pesa pesarr de asegurar asegurar que que se trata de un dispositivo que lee la mente del usuario, este aparato simplemente detecta la GSR del dedo del usuario y utiliza los cambios de la señal para controlar una animación por computadora. Una variedad de ambientes de entrenamiento con GSR, cada uno de los cuales provee una simple tarea para realizar, están disponibles en varios paquetes que se distribuyen con este dispositivo. Por ejemplo un juego Figura 6 de ski, donde mediante la magnitud de GSR se controla el movimiento del esquiador.


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Inteligencia Artificial RelaxPlus por UltraMind (UltraMind 2000) consiste en un dispositivo de sensado de GSR y una aplicación de software que determina el estado de relajación de la persona. GSR es improbable que provea por sí mismo un control confiable para futuras aplicaciones “manos libres” debido a su susceptibilidad a la influencia del ambiente, pero sí puede usarse en combinación con otras técnicas en sistemas interactivos.

Aplicaciones Basadas en Movimientos Oculares La posición del ojo puede determinarse de dos maneras principales:

• Mediante Electro-oculograma El rastreo del movimiento del ojo mediante Electro-oculograma (EOG) es un perfecto ejemplo de un sistema de interacción hombre-máquina, “manos libres”, basado en Bio-Señales. Como podemos ver en la figura 6, las señales de EOG son detectadas alrededor de cada ojo, mediante la medida de un cambio de voltaje relacionado a la orientación del ojo. Colocando electrodos encima, debajo y a los lados del ojo, es posible medir EOGs asociados con la orientación vertical y horizontal de este (Figura 7).

Figura 5

Un buen ejemplo de un sistema de “manos-libres” basado en EOG es el sistema EagleEyes desarrollado por investigadores del Boston College. Diseñado como una tecnología para control de prótesis, el EagleEyes detecta la información electrofisiológica del sujeto, la amplifica y la ingresa a una PC. El software del EagleEye procesa la señal de EOG detectada y la convierte en las coordenadas de posición de un cursor en la pantalla de una computadora. Interfaces existentes que usan EOG incluyen teclados virtuales diseñados para permitir al usuario ingresar texto, solamente usando estas señales (la letra es seleccionada en función del tiempo en que se mantiene fijo el ojo sobre ella). Otras interfaces incluyen juegos interactivos simples y aplicaciones para pintado en las cuales el usuario arrastra colores, dibujando sobre la pantalla. Como cualquier otro sistema de “manos libres” basado en Bio-Se-

Figura 7


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ñales, se necesita de un período de entrenamiento con biofeedback, para interactuar exitosamente con cualquier aplicación manejada por EOG. La mayoría de los dispositivos de sensado de señales electrofisiológicas de múltiples canales (se puede usar más de dos canales) pueden utilizarse para detectar EOG.

• Mediante video cámara Esta tecnología, al igual que la que usa EOG, provee una interface hombre-computadora controlada por el ojo, permitiendo a las personas interactuar con computadoras simplemente apuntando con sus ojos. Una video cámara observa el ojo del usuario y un sencillo software de procesamiento de imágenes analiza la imagen de video del ojo y determina en tiempo real, las coordenadas del lugar de la pantalla al que apunta el ojo. Las primeras aplicaciones de este tipo estaban dirigidas a personas con severas discapacidades motoras. Así simplemente mirando las teclas de control desplegadas en pantalla el usuario podía tipear, generar sintetizado de voz, controlar luces, operar un teléfono, jugar, etc. Como vemos en la figura 8 una cámara situada debajo del monitor de PC observa el ojo del usuario perma-

Interfaces Hombre - Computadora nentemente, enviando las imágenes a la computadora, donde el software de procesamiento determina la orientación y proyecta el consiguiente punto sobre la pantalla. Estos sistemas utilizan la reflexión del centro de la pupila / córnea para determinar la dirección del ojo. Una luz infrarroja de baja potencia emitida por un LED, ubicado en el centro del lente de la cámara ilumina el ojo. Como podemos ver en la figura 9, el LED genera una pequeña y muy brillante reflexión en la superficie de la córnea y mediante este artilugio, es localizada la posición de la pupila, ya

que se refleja con mayor intensidad en ese sitio de la retina. Así la PC, mediante trigonometría, puede calcular el sitio en que la persona fija su vista, basándose en la posición relativa del centro de la pupila y la reflexión de la córnea dentro de la imagen de video. Con una persona sentada entre 45 y 60 cm de la pantalla, el sistema es capaz de predecir la zona apuntada con una precisión de más o menos 0.6 cm. El sistema obtiene además información sobre el diámetro de la pupila, pestañeo y fijación de los ojos, útiles también como señales de control.

Interfaces Cerebro-Computadora Estas son, sin lugar a dudas, las aplicaciones más sofisticadas y que si bien parecen de ciencia ficción, hoy son una realidad. Los registros de la superficie del encéfalo y de la actividad externa de la cabeza demuestran una actividad eléctrica continua del encéfalo. Las ondulaciones de los potenciales eléctricos registrados, se denominan ondas cerebrales y su registro se llama electroencefalograma (EEG). La mayoría de las Brain Computer Interface (BCI ) son no invasivas. La persona usa una gorra con electrodos Figura 9

Figura 8

Figura 10


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Inteligencia Artificial que detectan su actividad electroencefalográfica (EEG) y selecciona ondas cerebrales específicas. Existen dos formas de clasificar las BCI disponibles. Pueden ser agrupadas según el tipo de señal cerebral que procesan o de acuerdo al modo de operación del que dependen. En este último grupo encontramos dos categorías principales: sistemas sincrónicos y asincrónicos. En un sistema sincrónico las señales se analizan luego de producirse algún tipo de estímulo sobre el individuo, por ejemplo, una técnica ya descubierta alrededor de 1964, es el uso de potenciales evocados auditivos como señales de control. Estos consisten básicamente en lo siguiente; mediante unos auriculares estimular a la persona con una secuencia de “clicks” sonoros y luego procesar sus señales cerebrales para extraer información, según qué esté imaginando la persona, se descubren diferencias en la información contenida en dichas señales. Figura 11

Los sistemas asincrónicos adquieren permanentemente la actividad eléctrica cerebral, intentando detectar cambios relacionados a la tarea que la persona desea realizar y actúan en consecuencia. Una tercera clasificación incluiría dispositivos invasivos y no invasivos, como hemos mencionado. El método invasivo depende de electrodos implantados quirúrgicamente en el cerebro. Hace algunos años, solamente este sistema servía para controlar movimientos complejos tales como operar un procesador de texto o una silla de ruedas eléctrica, con sólo pensarlo. En la figura 10 vemos el esquema de un sistema no invasivo capaz de dirigir una silla de ruedas. Hoy una BCI que traduce señales eléctricas detectadas en el cráneo mediante la gorra con electrodos, ofrece una precisión, velocidad y exactitud comparables con los sistemas invasivos. Otro ejemplo son los sistemas de deletreo o teclados virtuales, que consisten en seleccionar letras mostradas en una pantalla de PC. Estos sistemas se basan en una red neuronal que reconoce y

clasifica diferentes patrones de actividad cerebral asociados con movimientos reales e intentos de movimiento. La base fisiológica es el hecho de que llevar a cabo el movimiento de una extremidad e imaginar ese mismo movimiento, activa zonas corticales similares. De esta manera, el usuario selecciona una letra concentrándose en ella. Para esto, se requiere de un entrenamiento previo, tanto de la red neuronal como del usuario. Generalmente, el sistema se prueba con pacientes sanos, y luego se ajusta modificándolo para pacientes paralizados. La figura 11 muestra un teclado virtual en uso: pensando en una letra, el usuario controla el teclado con su actividad cerebral. La velocidad de estos sistemas depende del grado de entrenamiento alcanzado y es de alrededor de 4 letras por minuto. Un nuevo desarrollo utiliza un sistema similar al diccionario de los teléfonos celulares. Este posee una lista de 145 palabras que se consideran las más útiles para una comunicación básica. Esto permite aumentar la cantidad de letras por minuto. Actualmente, se está trabajando para mejorar esta tasa. Finalmente, más allá de la técnica que se emplee, el gran avance en los dispositivos no invasivos se debe principalmente a cambios en el procesamiento de la señal y mejoras en los algoritmos. ¡Hasta la próxima edición!

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ROBÓTICA

Motores y Servos para la Construcción de un Robot Para aplicaciones de mini-robótica, tanto los motores de pequeño porte como los servomecanismos son dispositivos de uso normal, conocer su funcionamiento permitirá realizar la elección del mecanismo adecuado para cada uso. En esta nota describimos algunos de estos elementos.

Fernando Remiro Domínguez www.autric.com/Microbotica%20y%20Mecatronica

Introducción A la hora de elegir un motor para aplicaciones de microbótica, debemos tener en cuenta que existen varios factores como son la velocidad, el par, el frenado, la inercia y el modo de control. Si lo que queremos es utilizar un motor de corriente continua, existen varias posibilidades en el mercado.

* Motores de corriente continua. Dentro de la gran variedad de tipos existentes en el mercado, los más económicos son los que se utilizan en algunos juguetes, pero tienen el inconveniente de que su número de revoluciones por segundo (RPS) es muy elevado, lo que nos los hace muy apropiados para la construcción de un microbot que por ejemplo, siga una línea, si no se utilizan reductores adicionales o un sistema de regulación electrónico. Vea las figs. 1 y 2. * Motores de corriente continua con reductores , en los juguetes del

tipo Mecano o Lego, podemos encontrar motores con reductores o sistemas reductores para acoplar a los

motores. Esta es una buena opción si se dispone de ellos, en caso contrario, existen en el mercado motores reductores como los que se muestran en la siguiente tabla con figuras, que además de disminuir la velocidad le dan más potencia al microbot para mover por su estructura y la batería (que proporcionalmente pesa mucho) y otros objetos para lo cual

Figura 1 - Motor de C.C. utilizados en juguetes.

Figura 2 - Motor de C.C. utilizado en un Casete.

Figura 3 - Motor reductor de relación 194:1 con doble eje ∆ 2,4x6 mm, ten- sión de trabajo entere 1,5V y 12V.


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Montaje se necesita disponer de motores con buen par de arranque. En las figuras 3 a 6 podemos observar diferentes tipos de motores.

te para trasladar objetos o una batería , baja inercia, son capaces de mover 3,5 Kg x cm, incluyen multitud de accesorios para poder fijar las ruedas del microbot, son fáciles de fijar a * Servomotores de los utiliza- una estructura plana al ir dentro de dos en modelismo y radiocontrol , una carcasa de plástico rectangular se trata de unos motores con un cir- con soportes para fijar los tornillos. cuito electrónico al que dedicaremos Pero tienen un pequeño inconveun capítulo cuando intentemos cons- niente y es que hay que “trucarlos” truir un microbot del tipo hexápodo para que el eje del motor pueda girar (es decir un criatura de 6 patas como los 360º ya que normalmente no gilos insectos), estos servomotores ran más de 180º por motivos de secumplen una características que los guridad en las aplicaciones para las hacen idóneos para la construcción que están diseñados. El “trucado” de de nuestro microbot, tales como un los servomotores los hará inservibles buen par de salida, potencia suficien- para su uso en radiocontrol, pero desde luego para nuestro fin no tiene ningún problema. Seguidamente se muestra los pasos a realizar para convertir los servomotores en moto-

Figura 4 - Motor reductor de relación 23:1 con doble eje ∆ 4x40 mm, tensión de trabajo entre 1,5V y 12V. Figura 7

Figura 5 - Motor con reductor de rela- ción 17:1 con doble eje de ∆ 4x20 mm, tensión de trabajo entre 1,5V y 12V.

Figura 6 - Motor reductor de relación 10:1 con doble eje de ∆ 2x20 mm, ten- sión de trabajo entere 1,5V y 12V.


Figura 8 - Quitamos el tornillo que sujeta el soporte de la rueda tractora al eje que es estriado, por lo que habrá que sacarla después a presión.

res con desmultiplicadores es decir, como trucar el servomotor. Casi todos los servomotores son iguales, nosotros vamos a trucar el que tenemos a mano que es Hitec modelo HS-300BB. Los servomotores de origen son tan sólo capaces de girar, como mucho, hasta 180º como es requerido para las aplicaciones para las que están pensadas inicialmente, esta restricción viene impuesta por unos topes mecánicos que limitan el giro a 180º y un circuito electrónico. Si eliminamos las dos cosas podemos conseguir el giro de 360º y por lo tanto que se comporte como un motor de DC con caja reductora. Se quitan los cuatro tornillos de la tapa posterior y al quitarla se pueden ver un circuito electrónico que en nuestro caso está metido a presión, para poder quitarlo hay que quitar el tornillo que sujeta el eje potenciómetro por la parte de los engranajes que están en la cara opuesta a la que hemos abierto. Ver figura 9. En la figura 10 podemos apreciar los engranajes de la etapa reductora, cuya misión es reducir la velocidad del motor y dar mayor potencia y par de arranque al sistema. Desmontar las ruedas dentadas, teniendo mucho cuidado de no per-

Figura 10

Figura 11 Figura 9 18

Motores y Servos para la Construcción de un Robot der ninguna de ellas, prestar atención al pequeño eje que hay entre las ruedas intermedias, en algunos modelos de servomotores es móvil, en nuestro caso está fijado a la carcasa. Con unos alicates de punta plana, podemos quitar ahora la tuerca que sujeta el potenciómetro. Ver figura 11. Ahora ya podemos desmontar la placa del circuito impreso y el potenciómetro, ayudándonos con un destornillador haciendo un poco de palanca. Desoldamos los cables que están conectados al motor para desprenderlo del circuito impreso. Hacemos lo mismo con los cables que conectan el exterior a la placa de circuito impreso, para poder reutilizarlos. Seguidamente conectaremos dos de estos tres cables al motor, conectar el rojo al terminal con el punto ro jo y el negro al otro, eliminando el tercero que no se utiliza, como se ve en la figura 13.

Figura 12

Ahora eliminamos el limitador me- jar el nudo en el interior para que procánico que consiste en una pestaña teja las soldaduras en el caso de tirar de la rueda dentada, para ello utiliza- del cable, como vemos en la figura mos unos alicates de corte tal y como 16. se muestra en la figura 14. Utilizar Pues bien, ya tenemos uno de los una lima para eliminar los restos de la motores preparados para nuestro mipestaña. Tener mucho cuidado para crobot, deberemos hacer lo mismo no romper la rueda por que se volve- con el otro para tener la pareja necería inservible el servomotor. En caso saria. de partir la rueda se puede intentar Para fijar esta estructura al chasis pegar con un pegamento de contacto, de nuestro microbot, tan sólo tendrecomo se ve en fig. 14. mos que conseguir unas escuadras Volver a montar las ruedas denta- con unos taladros o hacerlas nosodas de la caja reductora fijándose en tros mismos con un trozo de aluminio la figura para no confundirse y tener y la ayuda de un tornillo de banco. Si mucho cuidado de no forzar ninguno utilizamos cualquiera de los otros tide los engranajes, de manera que pos de motores de corriente continua puedan deteriorarse. La tapa superior que se han mostrado la fijación al deberá de entrar sin forzarla, en chasis puede ser más o menos comnuestro caso tener cuidado con el eje pleja, nosotros te damos dos. Si el de las ruedas superior e inferior que motor tiene una carcasa redonda, está en la propia carcasa. Ver la figu- que es lo normal, se puede utilizar ra 15. una grapa de las utilizadas para fijar Atornillar nuevamente la tapa infe- el tubo de las instalaciones eléctricas rior, pero es aconsejable hacer antes de superficie, tal y como se muestra un nudo en los cables del motor y de- en la foto de la figura 17. Otra opción por ejemplo es utilizar bridas de plásFigura 15 tico, también conocidas como conectores unex para la fijación de los motores al chasis del microbot. Fijar el motor de la figura 18 es relativamente fácil debido a que es prácticamente plano, además tiene unas pequeñas muescas para poder fijar en la superficie del chasis. En este caso (figura 19) hemos colocado Figura 18

Figura 13

Figura 16 Figura 17 Figura 19

Figura 14


19

Montaje Figura 21

Figura 20

una escuadra de un mecano sobre las que se fijan en motor con ayuda de una bridas. Esto permite atornillar el motor al chasis en la mejor posición y con bastante robustez. En la edición siguiente continuaremos con la construcción del robot, a continuación publicamos una breve reseña de servomotores ya que son los mecanismos que utilizaremos para la construcción del robot y son usados en la mayoría de los proyectos de robótica.

Más sobre Servomotores Los servos son un tipo especial de motor (figura 20) que se caracterizan por su capacidad para posicionarse de forma inmediata en cualquier posición dentro de su rango de operación. Cada dia son más utilizados en la mayoría de los dispositivos electrónicos del hogar. Para su funcionamiento, el servo espera un tren de pulsos que se corresponden con el movimiento a realizar (figura 21). Están generalmente formados por un amplificador, un motor, la reducción de engranaje y la realimentación, todo en un misma caja de pequeñas dimensiones. El resultado es un servo de posición con un margen


de operación de 180° aproximadamente. Disponen de tres conexiones electricas: Vcc (roja), GND(negra) y entrada de control (amarilla) (figura 22). Estos colores de identificación y el orden de las conexiones dependen del fabricante del servo. Es importante identificar las conexiones ya que un voltaje de polaridad contraria podría dañar el servo.

Funcionamiento del Servo El control de un servo se limita a indicar en qué posición se debe situar. Estas "órdenes" consisten en una serie de pulsos. La duración del pulso indica el ángulo de giro del motor. Cada servo tiene sus márgenes de operación, que se corresponden con el ancho del pulso máximo y mínimo que el servo entiende. Los valores más generales corresponde con valores entre 1 ms y 2 ms, que dejarían al motor en ambos extremos. El valor 1,5 ms indicaría la posición central, mientras que otros valores del pulso lo dejan en posiciones intermedias. Estos valores suelen ser los recomendados, sin embargo, es posible emplear pulsos menores de 1 ms

o mayores de 2 ms, pudiéndose conseguir ángulos mayores de 180°. Si se sobrepasan los límites de movimiento del servo, éste comenzará a emitir un zumbido, indicando que se debe cambiar la longitud del pulso. El período entre pulso y pulso no es crítico, e incluso puede ser distinto entre uno y otro pulso. Se suelen emplear valores entre 10 ms y 30 ms. Si el intervalo entre pulso y pulso es inferior al mínimo, puede interferir con la temporización interna del servo, causando un zumbido, y la vibración del brazo de salida. Si es mayor que el máximo, entonces el servo pasará a estado dormido, entre pulsos. Esto provoca que se mueva con intervalos pequeños. Es importante destacar que para que un servo se mantenga en la misma posición durante un cierto tiempo, es necesario enviarle continuamente el pulso correspondiente. De este modo, si existe alguna fuerza que le obligue a abandonar esta posición, intentará resistirse. Si se deja de enviar pulsos (o el intervalo entre pulsos es mayor del máximo) entonces el servo perderá fuerza y dejará de intentar mantener su posición, de modo que cualquier fuerza externa podría desplazarlo. ✪ Figura 22

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MONTAJE

Generador de Melodías con PIC 16F627 Hoy en día los teléfonos c elulares pueden pr ogramarse para sonar con c ualquier ring tone. Esta tendencia me incentiv ó a la creación de un generador de melodías personal, el cual puede ser modif icado para con ectarse al teléfono de casa, a la bocin a de auto, el timbr e de la puerta o llavero.

Au tor: Ing. Esteban Bosernitzan [email protected]

Ringtones Personalizados

Este circuito genera melodías personalizadas o ringtones que se pueden aplicar a cualquier función, sea el timbre de la casa o la bocina del auto. Para ello se implementan varias tablas en memoria que contienen la partitura y variables necesarias para las notas musicales. Estas tablas se ubican en memoria de programa y utilizan instrucciones RETLW, las cuales devuelven una constante. Las melodías se graban durante la compilación y no pueden ser alteradas. Para cambiar alguna melodía se debe codificar la partitura y modificar el sector de la tabla correspondiente a la melodía a cambiar. Para este circuito se implementa el PIC16F627 el cual utiliza Reset y Oscilador Interno, de manera de tener disponibles 3 pines extra en el Puerto A para funciones especiales. Los Pines RA<3:0> se encuentran conectados a un Dip-Switch de 4 llaves y a 4 resistencias Pull-UP. Estos pines seleccionan la melodía a tocar. El pin RA6 está conectado a un pulsador, que al ser presionado comienza la reproducción de la melodía. En el Puerto B se conectan 7 LEDs que generan un efecto visual y

se encienden según la nota musical. El pin RB7, llamado SPK, controla el encendido y apagado del transistor de salida que produce el sonido a través de un parlante.

Las Notas Musicales

El oído humano tiene la capacidad de oír en forma logarítmica, tanto en frecuencia como en volumen. Por este motivo las notas musicales se dividen en escalas logarítmicas u octavas. Cada octava está compuesta por siete notas musicales llamadas tonos principales y se representan con las letras C - D - E - F - G - A - B . Se las conoce generalmente con el nombre DO, RE, MI, FA, SOL, LA y SI. Además de estos tonos principales, el oído es capaz de distinguir to-

nos intermedios, por lo que algunos instrumentos musicales agregaron notas intermedias o semitonos, llamados comúnmente bemoles. Estos semitonos completan la octava y aumentan las notas musicales a 12 por octava. En la figura 1 se muestra una octava de piano en donde las teclas blancas corresponden a los tonos principales y las negras a los semitonos intermedios. A su derecha se encuentran sus nombres y las frecuencias correspondientes a cada nota. Cada octava posee las mismas notas, pero su frecuencia duplica a la octava anterior. Para identificar cada octava, se coloca un número al lado de la nota musical. Para calcular las frecuencias de las notas musicales se recurre siempre a la nota central de cuarta octava o A4 (LA4) de 440Hz. La fórmula para obtener el resto de las notas es el siguiente:

Figura 1

Fi = 440 x 2 (i/12) La variable i representa la distancia de la nota LA. Si está a la derecha el signo es positivo y si está a la izquierda es negativo. Si queremos obtener la frecuencia de la nota DO que está 9 teclas a la izquierda


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Montaje fDO = 440 x 2 (-9/12) = 261.63Hz A cada nota musical le corresponde un tiempo de ejecución. Al igual que en las frecuencias, la escala de tiempos duplica al tiempo de ejecución anterior. Ver tabla 1 Tabla 1 Nombre Fusa Semicorchea Corchea Negra Blanca

Valor Tiempo 1 2 4 8 16

La Generación de las Notas

Este circuito está basado en la generación de pulsos cuadrados a diferentes frecuencias y tiempos para generar hasta 25 notas musicales y sus correspondientes silencios. La utilización de ondas cuadradas facilita su amplificación porque sólo se necesita un transistor trabajando en corte-saturación, pero produce armónicas de 2º y 3º orden que pueden distorsionar el sonido, según el parlante que se utilice. Para generar la onda cuadrada se recurre a un lazo cerrado que enciende y apaga el pin RB7 en forma alternada con un retraso intermedio que depende de la nota musical que se esté tocando. El retraso se produce con una llamada a subrutina que repi-


te un lazo interno. El tiempo de demora de esta rutina de retardo es aproximadamente 10ms * VALOR. Esta sucesión de encendido– retraso–apagado–retraso se repite las veces que sean necesarias para que la nota dure el tiempo mínimo correspondiente a una FUSA, que en nuestro caso equivale a 0,02 segundos. Esto se realiza mediante un lazo cerrado y la cantidad de veces que se repite depende de la nota musical. Mientras más aguda sea la nota (registro VALOR más chico) más veces se deberá repetir el lazo cerrado (registro TIME). Este último lazo ejecuta la nota durante el tiempo mínimo de 1 o FUSA. Si la nota tiene un tiempo mayor, se debe repetir el ciclo las veces que sea necesario para cumplir el tiempo programado por la partitura. Al finalizar cada nota, se ejecuta un silencio de 500 ms para identificar claramente notas consecutivas. El valor de los tiempos y los retardos no puede calcularse con una rutina dentro del PIC y es necesario utilizar una tabla con valores para cada nota para el retraso y para los lazos de repetición. Estas tablas se denominan TABLA_V (valor de retraso o VALOR) y TABLA_T (tiempo de repetición o TIME). Ver tabla 2 Existen trece valores que corresponden a un silencio y doce notas musicales de la cuarta octava. La quinta octava aprovecha los mismos valores de la cuarta octava, pero su

22

valor de retardo de divide por dos y su tiempo de repetición se duplica, aprovechando las propiedades de las notas musicales.

Formato d e las Melodías

Para obtener cada melodía, se recurre a la utilización de cuatro tablas cargadas en memoria de programa mediante la instrucción RETLW. Las dos primeras tablas contienen la dirección de memoria en donde se ubica el principio de la melodía. Como las direcciones contienen 10 bits, es necesario dos tablas independientes con el valor del byte de mayor peso y el byte de menor peso. La forma de hacerlo automático y sin tener que recurrir a cálculos de direcciones es poner las siglas M1 a M16 y los operandos de compilación HIGH y LOW. El compilador calcula automáticamente los valores de los punteros a devolver reemplazando las constantes por las direcciones sin importar a dónde apunten las constantes M1 a M16. Esto permite agregar notas extra a una melodía, sin importar cuales son las direcciones de los punteros. Estas dos tablas se denominan T_HI y T_LO. Para saber cuántas notas tiene cada melodía se recurre a una tercer tabla, llamada T_AUX. Esta tabla contiene la resta de los punteros de inicio de la melodía y el inicio de la melodía siguiente. Esta diferencia la calcula el compilador y queda la cantidad de notas a tocar durante la melodía. Las notas y los tiempos se ubican dentro del mismo byte en una tabla que contiene todas las notas musicales de todas las melodías. El formato de las notas y tiempos se muestra en la figura 2. Los bits <3:0> representan a la nota musical sin importar cuál escala sea. El cuarto bit encendido indica

Generador de Melodías que se trata de una nota de quinta escala. Los bits <7:5> representan el tiempo de la nota. Cada nota ya está configurada como constante EQU al principio del programa. Por ejemplo si queremos tocar una nota LA negra de quinta, lo codificamos de la siguiente manera retlw NE+A5

que equivale a retlw b’01111010’

La mayoría de las melodías no necesita más de dos octavas para ser reproducida. En el caso de necesitarse más notas, puede modificarse el programa eliminando la bandera QUINTA y haciendo una tabla con 32 notas seguidas, la cual abarcaría has-


23

Montaje un diodo de protección contra inversión de fuente. Si se desea utilizar un parlante de mayor potencia se debe cambiar el tipo de transistor o conectar otro en configuración Darlington. Si el timbre de las notas musicales no resulta agradable al oído, se puede modificar el ciclo de trabajo de la onda cuadrada cambiando los retardos que se intercalan entre el encendido y el apagado del PIN RB7. Una forma sería duplicar el valor del registro VALOR durante el encendido y dividir por dos el registro VALOR durante el apagado del pin RB7. Tener en cuenta que la duración de la onda completa

ta 3 octavas (tener en cuenta que ocupa más memoria de programa). La otra forma es más complicada y necesita trasladar todas las notas de la melodía de manera que se ubiquen dentro

Modificación del Circuito Según el Uso a Darle

El circuito está diseñado para ser utilizado como llavero, alimentado con dos baterías de 1,5 Volts. En el caso de utilizarse para otros fines debería intercalarse un regulador de 5 volt y ; Programa para el generador de melodías list __config

0x3F18

PCL STATUS PCLATH PORTA PORTB TRISA TRISB PCON PIR1 RCSTA TXSTA TXREG SPBRG RCREG CMCON ; RP0 C Z ;

equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ

0x02 0x03 0x0a 0x05 0x06 0x05 0x06 0x0e 0x0c 0x18 0x18 0x19 0x19 0x1A 0x1f

equ equ equ

5 0 2

P=16F627 ;OSC interno I/O, CP OFF, MCLR interno

F4 E4 D4# D4 C4# C4 ; B3 SIL ; FU SE CO NE BL

Lista de materiales R1 a R5 Resistencias 4k7 R6 a R12 Resistencias 220 Ω 1 DIP-switch 4 llaves 1 Pulsador 1 Transistor BC548 1 Parlante 8Ω x 1 Watt 1 PIC 16F627 programado Varios: Conectores, cables, caja para el montaje, estaño, etc.

debe ser constante o se perderá la relación de las notas musicales. ✪

equ equ equ equ equ equ

0x07 0x06 0x05 0x04 0x03 0x02 ; DO4

equ equ

0x01 ; SI3 0x00 ; silencio

equ equ equ equ equ

b'00000000' b'00100000' b'01000000' b'01100000' b'10000000'

org movlw movwf

0x000 0x07 CMCON

movlw movwf bsf movlw movwf movlw movwf bcf

0x00 PORTB STATUS,RP0 0xff TRISA 0x00 TRISB STATUS,RP0

btfsc goto movlw movwf movf andlw movwf movf addlw addlw call movwf

PORTA,6 LAZO3 HIGH T_HI PCLATH PORTA,w 0x0F PORT PORT,w LOW T_HI 0x01 T_HI OFFSETH

movlw movwf movf addlw addlw call movwf

HIGH T_LO PCLATH PORT,w LOW T_LO 0x01 T_LO OFFSET

movlw movwf movf addlw addlw call movwf

HIGH T_AUX PCLATH PORT,w LOW T_AUX 0x01 T_AUX; AUX

movf movwf

OFFSETH,w PCLATH

; carga el puntero de notas en PCLATH

movf call movwf bcf btfsc bsf

OFFSET,w TABLA ; TIEMPO EXT TIEMPO,4 EXT

; carga el puntero de notas en W llamado de tabla notas ; copiar el resultado de la partitura codificada en TIEMPO. ; apagar la bandera EXT ; encendida 5ta octava? ; encender la bandera EXT

; Tiempo 1 ; Tiempo 2 ; Tiempo 4 ; Tiempo 8 ; Tiempo 16

; apaga el modulo comparador

;

cblock 0x20 ;dirección de inicio de registros COUNTER ;de uso general TIMER VALOR NOTA OFFSET OFFSETH LED AUX TIEMPO PORT TIME FLAG endc #define #define

SPK EXT

D6

equ

0x1F

B5 A5# A5 G5# G5 F5# F5 E5 D5# D5 C5# C5 ; B4 A4# A4 G4# G4 F4#

equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ

0x1D ; SI5 0x1C 0x1B ; LA5 0x1A 0x19 0x18 0x17 0x16 0x15 0x14 0x13 0x12 ; DO5

equ equ equ equ equ equ

0x0D ; SI4 0x0C 0x0B ; LA4 0x0A 0x09 0x08

; LAZO3

; carga parte alta del puntero de direcciones de melodias ; toma el valor bajo del nibble del puerto A

; lo suma a la parte alta de direcciones de melodias ; llama a la tabla de punteros de melodias ; co pia el resultado en el registro OFFSETH

;

PORTB,7 ; parlante FLAG,0 ; bandera que indica 5ta escala ; Nota Mi6 fuera de rango. Fue generada ; exclusivamente para la melodia Benni Hill


; boton de arranque encendido?

; carga parte baja del puntero de direcciones de melodias ; toma el valor copiado del Puerto A ; lo suma al puntero bajo de direcciones de melodias ; ajusta el puntero sumando 1 ; llama a tabla ; copia el resultado en OFFSET

;

; LAZO2

24

; carga la parte alta del puntero de contador auxiliar ; carga la parte baja del puntero de contador auxiliar ; ajuste del puntero en 1 llamada a la tabla contador ; copia el resultado en registro AUX

Generador de Melodías

; LAZO

0x0F NOTA TIEMPO,w 0x06 TIEMPO STATUS,C TIEMPO,f OFFSET,f STATUS,Z OFFSETH

movlw movwf movf addlw btfsc incf call movwf

HIGH NOTA_V1 PCLATH NOTA,w LOW NOTA_V1 STATUS,C PCLATH,f NOTA_V VALOR

movlw movwf movf addlw btfsc incf call movwf

HIGH NOTA_T1 PCLATH NOTA,w LOW NOTA_T1 STATUS,C PCLATH,f NOTA_T ; llamada a tabla TIMER para obtener TIMER ; el valor de lazos para el tiempo minimo de 1 fusa

btfss goto bcf rrf bcf rlf

EXT NO_EXT STATUS,C VALOR,f STATUS,C TIMER,f

;

; NO_EXT

movf movwf rrf btfss goto clrf goto LED_I movlw movwf LED_L bcf rrf decfsz goto LED_FIN movf movwf

TIEM_L

TIEM_F

; separar el nibble bajo de la partitura codificada

andlw movwf swapf andlw movwf bcf rrf incf btfsc incf

movlw movwf movf btfsc goto bcf rlf decf goto movf movwf

; TIMER_H movf movwf ; TIMER_L movf btfss bsf call bcf call decfsz goto ; decfsz goto ; SILEN movlw movwf NOTA_L nop decfsz goto decfsz goto goto NOTA_T movwf NOTA_T1 retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw

NOTA,w COUNTER COUNTER,f STATUS,Z LED_I LED LED_FIN 0x80 LED STATUS,C LED,f COUNTER LED_L LED,w PORTB 0x1 COUNTER TIEMPO,w STATUS,Z TIEM_F STATUS,C COUNTER,f TIEMPO,f TIEM_L COUNTER,w TIEMPO TIMER,w TIME NOTA,w STATUS,Z SPK DELAY SPK DELAY TIME,f TIMER_L TIEMPO TIMER_H

retlw retlw retlw retlw

.46 .49 .52 .55

retlw

.62

;valor fuera de escala solo para Benni hi

NOTA_V movwf NOTA_V1 retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw ; retlw

PCL .203 .202 .191 .180 .170 .160 .151 .143 .135 .127 .120 .113 .107 .101 .95

;Tabla de valores de retardo de notas ;SILENCIO

.85

;valor fuera de escala solo para Benni hill

DELAY

VALOR,w COUNTER

; rutina de retardo

; decodifica la parte del tiempo ;

; rota TIEMPO a la DER para definir los tiempos de las notas ; una vez ontenidos los valores corespondientes ; se incrementa el puntero de notas

; llamado a tabla VALOR para obtener ; el valor del retardo de la nota

; bandera de quinta octava encendida? ; divide en dos el retardo de la nota ; duplica el lazo de tiempo de una fusa ; carga el contador con el valor numerico de la nota ; y divide por dos (solo funciona para 1 octava)

movf movwf DELAY_L nop nop nop nop nop nop nop decfsz goto return

PCL .25 .26 .27 .29 .31 .33 .34 .37 .39 .41 .44

org

0x100

movwf retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw

PCL HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH HIGH

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16


PCL LOW LOW LOW LOW LOW LOW LOW LOW LOW LOW LOW LOW LOW LOW LOW LOW

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16


PCL M2-M1 M3-M2 M4-M3 M5-M4 M6-M5 M7-M6 M8-M7 M9-M8 M10-M9 M11-M10 M12-M11 M13-M12 M14-M13 M15-M14 M16-M15 FIN16-M16

;tabla auxiliar contador de notas

movwf

PCL

;tabla de melodias

; silencio ? (COUNTER=0) T_HI ; si, seguir ; iniciar LED en 0x80 ; rotar LED ; si el CONTADOR no es cero seguir ; copiar el valor en PORTB

; multiplica el valor de tiempo de una fusa ; dependiendo del valor del tiempo ; de la partitura

; T_LO

; copia el resultado final en TIEMPO

;resguarda el valor de timepo de una fusa en TIME ; silencio ? ; encender PARLANTE ; retardo ; apagar PARLANTE ; retardo

; si el tiempo de una fusa no llego a su fin, hacer otro lazo ; tiempo real de la nota llego a su fin? (SE, CO, NE y BL)

; T_AUX

.255 COUNTER COUNTER NOTA_L AUX,f LAZO2 LAZO3

COUNTER DELAY_L

; genera un silencio de 500 us ; decrementa el contador de notas ; finalizaron las notas, ir al lazo principal. ; tabla de tiempos para una fusa ; silencio

TABLA

;tabla de punteros alto de melodias

;tabla de punteros bajo de melodias

;********************************************************************* ;** When johnny came back home ****************************


25

Montaje M1

;

retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw

SE+B3 SE+B3 SE+E4 SE+E4 CO+E4 SE+F4# CO+G4 SE+F4# CO+G4 SE+E4 NE+D4 SE+B3 NE+D4 SE+SIL SE+B3 SE+B3 SE+E4 SE+E4 CO+E4 SE+F4# CO+G4 SE+F4# CO+G4 SE+A4 NE+B4 SE+G4 NE+B4 SE+G4 SE+A4 SE+B4 SE+B4 SE+B4 SE+B4 SE+A4 SE+G4 CO+A4 SE+A4 CO+A4 SE+F4# SE+G4 SE+G4 SE+G4 SE+G4 SE+F4# SE+E4 SE+F4# SE+F4# SE+F4# SE+F4# SE+G4 SE+A4 CO+B4 SE+B4 CO+A4 SE+A4 CO+G4 SE+G4 CO+F4# SE+B3 SE+E4 SE+E4 CO+E4 SE+D4 NE+E4 NE+E4 NE+SIL

;2do mov

retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw

FU+SIL FU+G5 FU+SIL FU+E5 FU+D5 FU+G4 FU+B4 FU+D5 FU+SIL FU+E5 FU+SIL FU+D5 FU+B4 FU+G4 FU+B4 FU+D5 FU+SIL FU+D5 FU+D5 FU+F5# FU+A5 FU+F5# FU+SIL FU+D5 CO+SIL

retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw retlw

FU+D5 FU+E5 FU+D5 FU+G5 FU+SIL FU+G5 FU+G5 FU+G5 FU+SIL FU+G5 FU+G5 FU+G5 FU+SIL FU+G5 FU+E5 FU+D5 SE+SIL SE+C5 SE+C5 SE+C5 SE+C5 FU+E5 FU+G5 FU+A5 FU+G5 FU+A5# FU+G5 FU+SIL FU+A5# FU+B5 FU+A5# FU+B5 FU+A5# FU+B5 FU+D6 FU+SIL FU+A5# FU+B5 FU+D6 FU+B5 FU+SIL FU+G5 FU+SIL FU+D5 FU+SIL FU+D6 FU+B5 FU+B5 FU+SIL FU+A5 FU+SIL FU+G5 FU+SIL FU+G5 NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL NE+SIL

; ;3er mov

;********************************************************************* ;** Benni Hill ******************************************************* M2 retlw SE+D5 ;1er movimiento retlw FU+E5 retlw FU+G5 retlw FU+SIL retlw FU+G5 retlw FU+SIL retlw FU+E5 retlw FU+D5 retlw FU+G4 retlw FU+B4 retlw FU+D5 retlw FU+SIL retlw FU+E5 retlw FU+SIL retlw FU+D5 retlw FU+B4 retlw FU+A4 retlw FU+B4 retlw SE+G4 retlw FU+A4 retlw FU+A4# retlw FU+B4 retlw FU+D5 retlw FU+E5 retlw FU+D5# retlw FU+G5 retlw CO+SIL ; retlw SE+D5 ;2do mov retlw FU+E5 retlw FU+G5


M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 FIN16

end

26

;3er movimiento

;representa la última nota de la melodía Nro 16

MONTAJE

Transmisor para Mascotas Un pequeño transmisor sujeto al animal que se pretende estudiar, facilita su localización y el acompañamiento de sus movimientos cuando se hace el estudio de sus hábi- tos. El pequeño transmisor descripto en este artículo tiene alcances que varían entre 100 y 800 metros, dependiendo de la frecuencia elegida para la operación y de las condiciones del lugar donde funciona.

Basado en un Artículo de Newton C. Braga

U

na manera muy empleada para estudiar los hábitos de animales salvajes de mediano o gran tamaño consiste en sujetar en el animal un pequeño transmisor de alta frecuencia que irradia señales para su ubicación. El receptor es entonces dotado de una antena direccional que facilita la ubicación y por la intensidad de la señal se puede estimar la distancia en que se encuentra. La banda de operación más conveniente para este tipo de equipo se sitúa entre 50 y 500MHz, lo que corresponde a la parte del espectro de VHF y parte del de UHF. Estas señales tienen buena penetración con antenas pequeñas y bajas potencias, y pueden ser recibidas con más facilidad con antenas direccionales. De hecho, una antena de mayor direccionalidad puede ser proyectada y transportada si fuera de frecuencias más altas. Según la bobina, nuestro pequeño transmisor puede operar entre 50 y 200MHz, lo que significa que hasta incluso se puede usar una radio comercial de FM para operar como receptor.

Montado en una pequeña caja, será alimentado con baterías de larga duración o incluso con pilas alcalinas, posibilitando así que tenga una autonomía de algunos días. Recordamos que la potencia influye directamente en la autonomía de la fuente de alimentación; esto significa que podemos sacrificar el alcance si queremos más autonomía. Por supuesto que para un animal de gran tamaño, la batería puede te-

ner un tamaño mayor, lo que también implicará un alcance y autonomía mayores. En la figura 1 damos la sugerencia básica de montaje que consiste en el uso de collar con la antena envolviendo este elemento. Las características básicas de nuestro transmisor (que pueden ser alteradas sensiblemente) son:

Características: * Tensión de alimentación : 6 ó 9V * Frecuencias de operación: 50 a 200MHz * Alcance: 100 a 800 metros (dependiendo de las condiciones lo- cales) * Autonomía: depende de la alimentación usada * Receptor usado: VHF o FM * Tipo de emisión: bips.

Cómo Funciona Figura 1 - Sugerencia básica de montaje.

Para la producción de las señales de alta frecuencia tenemos un oscilador de tipo bastante conocido, con un Saber Electrón ica

Montaje

Figura 2 - Forma de onda de la señal emitida.

único transistor operando en la configuración de base común (Q1). En este circuito C5 tiene por finalidad realimentar la señal entre el colector (salida) y el emisor (entrada), manteniendo así las oscilaciones. L1 y CV determinan la frecuencia de operación mientras que los resistores R3 y R4 proporcionan la polarización de la base del transistor. El capacitor C4 hace el desacoplamiento de la base, y C3 proporciona un camino para la señal de audio que viene de la etapa moduladora. El modulador consiste en un doble oscilador basado en las 4 puertas de un circuito integrado CMOS del tipo 4093B. Una puerta (CI-1a) es usada como un oscilador lento que determinará, por medio de R1 y C1, el intervalo entre los bips. La salida de esta puerta va al nivel alto con un ciclo activo de aproximadamente 50% en intervalos que varían entre 0,5 y 2 segundos. Este intervalo podrá ser fácilmente alterado por la elección apropiada de C1.

La otra puerta (CI-1b) es usada como un oscilador de audio determinando la tonalidad de los bips producidos. Esta tonalidad puede también ser alterada, ya sea con el cambio de R2, ya sea con el cambio de C2. No recomendamos que R22 sea menor que 10kΩ. Las señales de los dos osciladores son combinadas en las dos puertas restantes (CI-1c y CI-1d). De esta forma, tenemos en la salida de las dos puertas y en la entrada de modulación del transmisor bips a intervalos con la forma de onda que muestra la figura 2. El alcance de este tipo de aparato está condicionado a diversos tipos de factores que deben ser analizados en función de la aplicación: el primero es la absorción más alta que determinados ambientes tienen, por ejemplo las selvas cerradas que reducen el alcance. Otro factor es el relieve ya que, por ejemplo, un cerro, puede impedir que la señal llegue al receptor. Finalmente tenemos la propia potencia, que según dijimos está condicionada a la autonomía. Para una alimentación de 6V tenemos una corriente consumida de 10 a 20mA y que puede ser alterada por el aumento de R5 (el aumento de este componente hasta 150 Ω reduce el consumo, aumenta la autonomía de las pilas pero reduce el alcance).

Figura 3 - Diagrama completo del transmisor.

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Para una potencia mayor, el transistor puede ser cambiado por el 2N2218 y la fuente de alimentación debe ser proporcionalmente más potente, esto con una alimentación de 9V o incluso de 12V. Mientras tanto, tendremos un consumo que variará entre 50 y 200mA.

Montaje En la figura 3 tenemos el diagrama completo del aparato. En la figura 4 tenemos la disposición de los componentes en una pequeña placa de circuito impreso. Observe que podemos tener un montaje bastante compacto que, con una fuente de alimentación podrá ser instalado en una caja plástica robusta. La robustez de la caja es muy importante, dada la posibilidad de que el animal estudiado esté expuesto a la lluvia o incluso entre al agua. L1 tendrá un número de espiras que depende de la banda de frecuencias de operación: Nº de espiras Banda (MHz)

6 4 3 2 1

50-80 80-110 110-130 130-150 150-200

Transmisor para Mascotas El diámetro de la bobina es 1 centímetro y el alambre usado puede ser de 18 a 22 (1,024 mm a 0,6438 mm) rígido común o esmaltado. El capacitor C5 debe ser reducido a 2,2pF en la banda de 130 a 150MHz y a 1pF en la banda de 150 a 200MHz. El trimmer es del tipo 2-20pF y todos los capacitores deben ser cerámicos de buena calidad. Los resistores son de 1/8W ó 1/4W con 5 a 20% de tolerancia. Para el transistor tenemos dos opciones: podemos usar el BF494 o incluso el BF495 si la alimentación fuera con 6V. Para alimentación con 9V o incluso 12V el transistor debe ser el 2N2218. La antena será un trozo de alambre que quedará arrollado junto al collar que sujeta el aparato al animal. Este alambre debe tener de 20 a 80 cm de largo.

Vea que uno de los cables está conectado a la entrada de antena normal (que debe ser desconectada) y otra a la tierra del circuito. Comprobado el funcionamiento sólo resta pasar al tipo de fijación que se desea en el animal. Una prueba en campo abierto o bien en las condiciones normales de investigación verificará el alcance. Con la antena direccional, la señal recibida será más fuerte en la dirección en que se encuentra el animal. Este tipo de aparato también se puede usar para encontrar estaciones de recolección de datos que estén instaladas en lugares difíciles, o que pueden “perderse” fácilmente como por ejemplo, en medio del bosque. El agregado de un temporizador permite conectar la alimentación y colocar el temporizador en funcionamiento solamente en el horario en que se pretende recuperar el material. ✪

Prueba y Uso La prueba de funcionamiento puede hacerse con un receptor que sinto-

Figura 5 - Modo de conexión de

la antena al receptor.

Figura 6 - Conexión para recep-

tores con entrada de antena.

LISTA DE MATERIALES Figura 4 - Placa de circuito impre-

so para la versión con el BF494. Para el 2N2218 alterar solamente la perforación de Q1.

nice la banda buscada. Basta entonces ajustar CV para que la operación ocurra de la manera esperada. Las alteraciones de los valores de los componentes que determinan el Bip pueden hacerse en el taller. Comprobado el funcionamiento debemos pensar en la conexión de una antena direccional al receptor, según muestra la figura 5. Esta antena puede ser del tipo comercial de FM o UHF o bien TV para los canales más altos, de pequeño porte, en la cual adaptamos un cable para facilitar la manipulación. Esta antena es conectada al receptor preferiblemente por medio de cable coaxil. Si el receptor no tuviera entrada para esta antena, la misma se puede hacer según muestra la figura 6.

CI-1 - 4093B - circuito integrado Q1 - BF494 ó 2N2218 - transistor de RF - ver texto L1 - bobina de antena - ver texto S1 - interruptor simple B1 - batería o pilas de 6 a 12V A - antena - ver texto R1 - 3,3M Ω - resistor (naranja, naranja, verde) R2 - 22K Ω - resistor (rojo, rojo, naranja) R3 - 8,2K Ω - resistor (gris, rojo, rojo) R4 - 6,8K Ω - resistor (azul, gris, rojo) R5 - 47 Ω - resistor (amarillo, violeta, negro) C1 - 470nF - capacitor cerámico (474 ó 0,47) C2 - 47nF - capacitor cerámico (473 ó 0,47) C3 - 100nF - capacitor cerámico (104 ó 0,1) C4 - 4,7nF - capacitor cerámico (102 ó 4700pF) C5 - 4,7pF - capacitor cerámico (ver texto) C6 - 100nF - cap. cerámico (104 ó 0,1) C7 - trimmer 3-30pF Varios: placa de circuito impreso, zócalo para el circuito integrado, soporte de pilas, caja para montaje, antena para el receptor, receptor, cables, estaño, etc.

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MONTAJE

Manejo de Teclados En la edicion número 217 de Saber Electrónica comenzamos a describir el uso de teclados en proyectos con microcontroladores, vimos el teclado matricial, eliminación de rebotes, rutinas de detección de teclados simples, prioridades de teclas y la rutina para teclados matriciales, entre otros temas. En esta edición continuando con el tema, explicaremos en qué consis te la visualización mediante displays de 7 segmentos, forma de conectar dichos displays, visualización mediante el uso de decodificadores y p rogramas de aplicación.

Autor: Ing. Esteban Bosernitzan Lectura Mediante Interrupciones

Leer permanentemente el teclado en busca de una tecla presionada y que ninguna haya sido presionada es una pérdida de tiempo y de poca eficiencia. Es mejor detectar cuando una tecla es presionada mediante hardware y después activar automáticamente una subrutina de detección de tecla. Para ello el puerto B tiene implementado una interrupción al cambio de valor en los pines RB<7:4> cuando son entradas. Una vez activada la interrupción y detectado un cambio en la parte alta del puerto B, se activa la rutina de exploración de teclado.

Los que se van a describir en esta sección corresponden a los displays conformados por 7 leds, los cuales tienen unidos los terminales en un punto común. Si se unen todos los ánodos es de tipo ánodo común, mientras que si se unen los cátodos son del tipo cátodo común. Su aplicación es indistinta y depende de qué tipo de decodificados se utilice.

VISUALIZACION MEDIANTE DISPLAYS DE 7 SEGMENTOS Características de los displays de 7 segmentos El display de 7 segmentos es uno de los dispositivos más utilizados para visualizar números y otros caracteres. Cada segmento está conformado por elementos que brillan o se oscurecen según circule a través de ellos una corriente de pequeña intensidad. Saber Electrón ica

El orden de las conexiones se muestran en la figura. Los pines 3 y 8 están internamente conectados y corresponden al terminal común. Los segmentos se ordenan con letras desde la A hasta la G en forma horaria, comenzando por el segmento superior. El punto decimal está ubicado a la derecha del número. Existen varios tamaños de display, desde 0.54 pulgadas hasta grandes de 10 pulgadas. Por lo general, en los display de pequeño tamaño, los segmentos están conformados por un solo led, pero los grandes pueden ser de tipo compuesto. Los displays son funcionales y pueden generar números, caracteres alfabéticos y efectos especiales, siendo muy práctica su aplicación. Hay que tener en cuenta que no todas las letras del alfabeto pueden ser representadas con este tipo de display. En la figura se muestran algunos caracteres posibles.

Forma de conectar los displays de 7 segmentos

Figura 1 - Lectura de teclados matriciales.

Existen dos formas de conectar los displays de siete segmentos a los microcontroladores. La

Manejo de Teclados

Figura 2 - Displays de 7 segmentos.

Figura 3 - Segmentos del display.

primera es utilizar siete líneas que controlen cada segmento del display y la otra es utilizando un decodificador BCD a 7 segmentos. Cada una de estas alternativas tiene sus pro y sus contras, explicadas

en detalle en la tabla 1. Para la conexión a través del decodificador, éste se encarga de transformar el valor BCD en el código para encender correctamente los segmentos. En el caso de tener una conexión directa, la decodificación debemos hacerla mediante software. Para ello implementamos una subrutina con la lectura de una tabla, de manera de tener el valor en BCD y retornar de la subrutina el valor decodificado de los segmentos. En la tabla 2 se muestran los valores a decodificar para displays cátodo común y ánodo común. Esta tabla se aplica solamente si cada pin del puerto se conecta como se indica en la figura 6. Si por alguna razón, es más sencillo hacer otra conexión debido al diseño

Figura 4: Forma de escribir los caracteres en displays de 7 segmentos.

de la placa, la tabla deberá cambiarse por los códigos correspondientes.

Visualización Mediante el Uso de Decodificador Este programa lo que se hace es tomar el valor a mostrar y colocarlo en el puerto. Si el decodificador está ubicado en las líneas RB<3:0> el programa queda

movf VALOR,w movwf PORTB

;carga el número en W ;saca el número por el ;puerto

Si vamos a utilizar el punto decimal, debemos comprobar su estado en el momento de sacar el número por el puerto B. La variable PDECIMAL contiene el valor 0 si éste está apagado y 0x80 si el punto está encendido. Si el punto decimal está conectado al pin RB7, el programa queda:

Figura 5: Conexión a través de decodificador. Saber Electrón ica

Montaje movf iorwf

VALOR,w ;carga el número en W PDECIMAL,w ;Or entre PDECIMAL y el ;número almacenado en W movwf PORTB ;saca el número y el ;punto decimal por ;el puerto

la una instrucción de llamada a la subrutina decodificadora. Esta decodifica el valor y devuelve el código para mostrarlo en el display.

Multiplexación de Displays Visualización sin Uso de Decodificador

Cuando se utiliza un solo display mediante un decodificador, se utilizan 4 líneas que salen del microcontrolador El programa es similar al sistema al decodificador, pero cuando una aplicon decodificador, sólo que se interca- cación necesita 4 displays no es posible conectarlos a todos mediante sus correspondientes líneas, ya que necesitaríamos 12 líneas de salida. Una forma de conectar los 4 displays con menor cantidad de líneas Figura 6: Conexión directa sin decodificador es mediante

una multiplexación de displays. En este tipo de conexión los displays comparten las mismas líneas de datos, pero tienen habilitadores por separado. De esta manera se utilizan solamente 8 líneas para manejar los cuatro displays. Observe la figura 7 y 8. Para utilizar este tipo de conexión se debe dividir el tiempo entre cuatro y mostrar durante unos pocos milisegundos el dígito correspondiente. Si queremos mostrar el número “1234” debemos habilitar el primer display poniendo un 0 en la línea RA3 y enviando el valor “1” al decodificador conectado al puerto B. Después de un tiempo se coloca un 1 en RA3 y se selecciona el segundo dislpay colocando un 0 en la línea RA2 y enviando un “2” al decodificador. Pasado el tiempo se coloca la línea RA2 en 1 y se continúa con los mismos pasos para los otros dígitos. El tiempo que permanece encendido cada display está determinado por el tiempo de refresco del ojo humano. Este no reconoce más de 25 cuadros por segundo, por lo que el tiempo de refresco de cada display es el valor del tiempo total, dividido la cantidad de displays 0,04 seg ————— = 0,01seg 4 displays Este tiempo es teórico y debe ajustarse experimentalmente. Los mejores resultados se obtienen con una frecuencia de muestreo superior a 25Hz, pero al incrementar la frecuencia total se desperdicia mucho tiempo en el re-

Programa para visualización sin el uso del decodificador. Saber Electrón ica

Manejo de Teclados

Figura 7- Multiplexación de 4 displays

Figura 8- Multiplexación de displays

fresco y pueden aparecer algunos efectos no deseados, como el encendido débil de algunos segmentos que corresponden al dígito anteriormente mostrado.

Multiplexación Mediante Interrupciones de TIMER0

Figura 9 - Multiplexación mediante interrupción de TIMER0.

En el caso anterior, el retardo de tiempo requerido para la multiplexación de displays es tiempo perdido, ya que no se realiza ninguna otra función. Una forma de aprovechar el tiempo de retardo es utilizando la interrupción del TIMER0. Cuando el TIMER0 rebasa de la cuenta de 0xFF a 00 genera una interrupción, la cual es empleada para generar una base de tiempo. Cada vez que se atienda a la interrupción TIMER0 se alternan rotativamente los dígitos a mostrar por el puerto B. En la figura 8 se muestra un diagrama de funcionamiento del prograSaber Electrón ica

Montaje ma. Los cuatro dígitos a mostrar en cada display están en cuatro registros llamados DIG0, DIG1, DIG2 y DIG3. Cada vez que se atienda la interrupción un contador incrementa en 1 y se

coloca el registro DIGx en el puerto B según corresponda el valor del contador. Para obtener 10 ms de retardo de tiempo, se debe programar al prescaler de TIMER0 con el valor de 256 y al

Multiplexación de display mediante interrupciones Saber Electrón ica

registro TMR0 con 217, que es el valor que incrementa en 39 unidades para llegar a rebasar y generar una interrupción. Observe la figura 9. ¡¡Hasta la próxima!! ✪

MONTAJE

Detector de Filtraciones Las pequeñas filtraciones de agua en paredes, techos y otros lugares semejantes no son fáciles de detectar y ocasionan un enorme problema que va desde el deterioro de la pintura, revestimiento o empapelado hasta incluso el debilitamiento de la estructura de un edificio. Cómo encontrar inclusive pequeñas filtraciones, con un sencillo aparato electrónico, es el tema de este intere- sante proyecto. Basado en un Artículo de Newton C. Braga

E

l contacto de un líquido con el material de una pared o techo afecta su conductividad eléctrica lo que podrá servir de punto de partida para un equipo de detección. De hecho, incluso antes que podamos percibirlo por el tacto, un cambio de la consistencia o la humedad de una pared, antes incluso de aparecer una alteración de la coloración, la resistencia eléctrica de un lugar con una pequeña presencia de humedad pueFigura 1

Características de caer de millones de ohms a algunos centenares o incluso decenas de kilohms. * Tensión de alimentación: 3V Este hecho es la base de nuestro (2 pilas pequeñas) proyecto, un pequeño detector portátil * Corriente de reposo: 1mA o que puede acusar la disminución de la menos. resistencia de una pared o techo, indicando así alguna filtración. Cómo Funciona El aparato es muy simple de montar y da una indicación sonora. Alimentado por pilas puede ser El circuito consiste, básicamente, transportado fácilmente en un bolso y en un oscilador de audio en que la fresu consumo de cuencia de la señal y el punto de funenergía es tan cionamiento dependen del grado de pequeño, que las humedad del sensor, o sea, de la repilas durarán sistencia que el mismo encuentra en meses. el contacto con una superficie. Bastará que el Este sensor puede estar formado usuario lo apoye por dos chapitas de metal o bien por en el lugar sos- dos esponjas conductoras pegadas pechoso para en la parte inferior de la caja que aloque el aparato jará al aparato, como sugiere la fig. 1. indique si existe Si la resistencia fuera muy alta, lo o no humedad que ocurre con una superficie seca, o presente, lo que con muy pequeña humedad (debe ser significa una ma- tenida en cuenta la humedad ambiennera de usarlo te en los días lluviosos, para que no muy sencilla. haya una falsa indicación) el oscilador


Detector de Filtraciones Figura 2

no funciona pues no hay polarización para la base del transistor Q1. Con una humedad relativamente baja ya puede funcionar, pero su frecuencia será también baja, lo que equivale a la producción de una serie de "clics" en el parlante. Pero si la humedad fuera elevada, la resistencia puede caer al punto de que tengamos un sonido continuo que será tanto más agudo cuanto mayor sea su grado. El contacto directo con agua ya representa una resistencia muy pequeña, que lleva al aparato a producir el tono más alto. Por supuesto que en el caso de un contacto directo con agua los electrodos deben ser secados antes de una nueva prueba, lo que significa que el usuario debe tener siempre a mano un trozo de tela con este fin.

En la condición de no emisión de sonido, o sequedad total, el consumo de corriente del aparato será extremadamente bajo, lo que significa que hasta incluso el interruptor general puede ser eliminado. El capacitor C2 influye en la frecuencia de los sonidos que son emitidos en la prueba de humedad. Valores entre 22nF y 220nF pueden ser experimentados en caso que el lector quiera hacer modificaciones al proyecto.

Montaje En la figura 2 tenemos el diagrama completo del aparato, observándose su simplicidad. Los componentes pueden ser

Figura 3

montados en un pequeño puente de terminales, ya que el aparato no es crítico. Fuera del puente quedan solamente el parlante, sensor, soporte de pilas e interruptor general. Existe, también, la opción de la placa de circuito impreso que tendrá la diagramación de la figura 3. Los transistores admiten equivalentes, y el parlante es una pequeña unidad de 5 cm con 8 ohm que fácilmente entrará en la caja elegida para alojar el proyecto. El soporte de pilas tiene polaridad que debe ser observada y los resistores son de 1/8W. Los capacitores C1 y C2 tanto pueden ser de poliéster como cerámicos, mientras que C3 es un electrolítico con tensión de trabajo a partir de 6V. El sensor está formado por dos chapitas de metal de aproximadamente 3 x 2 cm, o bien dos trozos del mismo tamaño de esponja conductora del tipo usado para proteger circuitos integrados.

Prueba y Uso Para probar el aparato, es muy fácil: basta colocar las pilas en el soporte y conectar S1. Tocando con los dedos al mismo tiempo en las dos áreas del sensor debe haber emisión de sonido. Para usar el aparato basta apoyar el sensor en la pared o techo donde se sospeche que puede haber una filtración y verificar si hay o no emisión de sonido. Tenemos entonces las siguientes posibilidades: a) Sin sonido o chasquidos espaciados: pared seca o bien con muy poca humedad (si este hecho ocurre en todos los lugares donde se prueba, puede ser debido a la humedad natural del ambiente). b) Sonidos graves o pulsos rápidos algo espaciados: poca humedad, pero si sólo ocurre en una región de la pared, con ausencia de sonido en otras zonas, puede indicar Saber Electró nic a

Montaje algo anormal que precisa ser investigado. c) Sonido agudo: indica humedad fuerte o incluso filtración. En esta condición, ya puede haber cambio de coloración perceptible, dependiendo de la pared o techo analizados. Observe con cuidado. ✪

LISTA DE MATERIALES Q1 - BC548 ó equivalentes - transistor NPN de uso general Q2 - BC558 ó equivalentes - transistor PNP de uso general S1 - interruptor simple X1 - sensor - ver texto B1 - 3V - 2 pilas pequeñas PTE - parlante de 8Ω x 5 cm. C1 - 10nF - capacitor cerámico o poliéster (103 ó 0,01) C2 - 47nF - capacitor cerámico o poliéster (473 ó 0,047) C3 - 10µF x 6V - capacitor electrolítico R1 - 47k - resistor (amarillo, violeta, naranja) R2 - 1k - resistor (marrón, negro, rojo)

Varios: placa de circuito impreso o puente de terminales, caja para montaje, soporte de pilas, cables, estaño, etc.


Montaje


M ANTENIMIENTO FALLAS

EN

O JOS

PLACAS CAPTURADORAS

QUE NO

COMPUTADORAS

DE

DE

V IDEO

V EN

Las placas capturadoras de video tuvieron un gran auge en estos últimos años, los altos rendimentos de la PC moderna, sumados a la aparición de codecs como el DIVX, despertó el interés de los usuarios por adquirir un dispositivo de éstos. En el presente artículo trataremos el caso de una placa que, de un momento a otro, dejó de ver. De la Redacción de

de MP Ediciones

M

uchos son los lectores que escriben haciendo referencia a problemas con sus placas capturadoras. Pero, en la mayoría de los casos, mencionan síntomas que no están relacionados con la placa en sí, sino con el entorno en el que funciona. De los dispositivos que se anexan a la PC, la placa es uno de los más conflictivos, debido a las altas exigencias que tiene para realizar su trabajo. En ocasiones, aparecen extrañas incompatibilidades con algunos modelos de motherboards, en otras, se forman “cuellos de botella” en la transferencia de datos desde el zócalo PCI y, así, se generan cortes en la captura de video. Como sea, la solución siempre pasa por cambios que en nada afectan a la estructura de la placa. Por ende, la autopsia de este mes estará dedicada a una de esas excepciones, donde la falla se concentra en el propio dispositivo.

Plus que, según sus declaraciones, de un momento a otro había dejado de ser reconocida por el programa de edición. Estos modelos de capturadoras poseen un software denominado Pinnacle Studio, que incluye herramientas de captura, edición, efectos y volcado a VHS, CD o DVD. Si bien Windows tenía incorporada la DC10 plus entre sus dispositivos, el programa

informaba de su falta al momento de capturar. Una situación que, si bien resultaba extraña, se repetía aun después de haber sido reinstalado el programa y hasta el propio sistema operativo. Empezamos entonces con los procedimientos de rutina: cambio en el IRQ de trabajo para la placa, reinstalación de los drivers, cambio de zócalo, actualización

Figura 1

Historia Clínica Recibimos en el laboratorio a un usuario con una Pinnacle Studio DC10

Esta es la placa en cuestión, una Pinnacle Studio DC10 Plus con conexión PCI.

Saber Electrónica

Mantenimiento de Computadoras de la BIOS y remoción de otros dispositivos que pudieran generar conflictos. Como ninguno de estos cambios aportó resultados favorables, decidimos pasar a una prueba definitiva: se instaló otra Studio DC10 Plus en la PC afectada, y la original pasó a otro equipo. Allí surgió la primera prueba definitiva, la nueva placa funcionaba a las mil maravillas, mientras que la original presentaba conflictos aún estando en una computadora totalmente distinta.

Análisis Preliminar Todo indicaba entonces que debíamos concentrar nuestra investigación en la placa y no sobre la PC. Lo primero que tuvimos que hacer fue averiguar los últimos procedimientos efectuados con la placa antes de la aparición del conflicto. El usuario declaró haber realizado una serie de capturas desde distintas fuentes de video, para lo cual tuvo que hacer varios cambios en los cables de conexiones. Esto implicó conectar y desconectar las fichas de entrada y salida en reiteradas oportunidades. En el medio de esa tarea fue cuando surgió el síntoma que lo trajo hasta nosotros. Si bien no tiene relación directa con lo que aquí detallamos, decidimos, como medida rutinaria, verificar y re-

forzar los puntos de soldadura que sujetan los conectores de entrada. Llegó entonces el momento de medir componentes. Sobre las entradas y salidas, encontramos una serie de diodos que están destinados a dejar pasar la señal sólo en el sentido que corresponda para el caso. Esto evita la aparición de interferencias causadas por señales residuales, que puedan ser devueltas por cualquiera de los equipos. Al medir el diodo correspondiente a la conexión RCA entrante, observamos que éste se hallaba en corto, o sea, marcaba conducción en ambos sentidos. A pesar de tener ya un componente claramente dañado, no se podía decir que fuera el causante de la falla ya que, a lo sumo, podría ser el responsable de algunas aberraciones en la imagen, pero nada más. Sí, en cambio, estábamos en condiciones de afirmar que algo extraño había pasado con esa entrada, dado que de otra manera no se explicaba el estado del diodo.

Circuitos Integrados Tomando en cuenta la situación, el paso que sigue es la verificación inmediata de los circuitos integrados principales de la placa. En lo que al proceso de captura de video respecta, encontramos 4 CI principales:

Figura 2

Como prevención de rutina, se refuerzan los puntos de soldadura que sujetan los conectores de entrada y salida

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* Philips SAA 7110A: un controlador de entrada de video, presente también en varios modelos de placas y sintonizadoras de video, * Analog Devices ADV7176AKS: presente también en varios dispositivos de captura de video, es un codificador de 10bits diseñado para trabajar bajo las normas PAL y NTSC. * Zoran ZR36060PQC y Zoran ZR36067PQC: ambos conforman una interfaz diseñada para transferir video digital a través del bus PCI. Trabaja con dos canales DMA de alta velocidad, uno para el video y otro para imágenes comprimi- das. Integra a su vez un paquete de codecs JPG. Primero, analizamos el Philips, dado que se involucra directamente con las entradas de señal. Comenzamos haciendo una medida sobre los voltajes que deberían alimentar su funcionamiento. Por cada entrada de señal analógica, disponemos de una pata que alimenta el circuito, denominada VDDA, que debería recibir un valor comprendido entre 4.75 y 5.25V. A su vez encontramos patas que sirven para alimentar el resto del circuito, llamadas VDD y con un valor de entrada de 5V. Las patas relacionadas al VDDA son la 12, 16, 20 y 24; mientras que las relacionadas al VDD son la 27, 34, 44, 52, y 68. Con un téster en la función de voltímetro para corriente continua, comenzamos a corroborar que el CI estuviera recibiendo los voltajes correspondientes. Para ello colocamos la terminal negativa contra masa (el chasis del gabinete) y con la positiva fuimos tocando las patas en cuestión. Al llegar a la VDDA4 (correspondiente a la entrada 4 de la señal analógica, sobre la pata 12), corroboramos que teníamos un faltante de tensión de entrada. Siguiendo el recorrido de la línea hacia atrás, pudimos establecer que esta alimentación llegaba sin problemas hasta una resistencia protectora, ubicada justo antes de la pata. Esto indicaba claramente que la resistencia estaba abierta. Luego de efectuar su reemplazo teníamos ya los 5V sobre la pata 12, alimentando la VDDA 4. Ahora que habíamos resuelto

Fallas en la Placa Capturadora de Video una falla mucho más concreta, decidimos probar. En este punto, la placa comenzó a ser reconocida por el Pinnacle Studio, pero ahora enfrentábamos el problema de que aquélla no mostraba señal alguna. A pesar de conectar distintas fuentes a la entrada de video, la pantalla de captura se mostraba toda negra. Decidimos entonces concentrarnos sobre el segundo chip involucrado en la entrada de video: el Analog Devices ADV7175A. Este se alimenta a partir de un voltaje VAAque va desde los 3V a los 5V, presente en las patas 1, 11, 20, 28 y 30. A su vez, en la pata 33 se hace presente un voltaje de referencia que indica el funcionamiento de estas entradas, con un valor de 1.235V. Efectuando las mismas mediciones que para el caso anterior, comprobamos que este CI estaba recibiendo la alimentación adecuada en todas las patas, pero la pata 33 no mostraba referencia de funcionamiento. Pasamos entonces a corroborar las entradas y salidas de señal con un osciloscopio. Sobre las patas 2-9, 12-14 y 38-42 encontramos las señales correspondientes, pero sobre las patas 26, 27, 31 y 32 no obtuvimos respuesta. Las patas 26, 27 y 31 proveen una salida análoga para los tres colores primarios (RGB), mientras que la 32 ofrece una salida de video compuesto NTSC / PAL; pero ninguna parecía entregar nada. Todas las demás señales de entrada, como las de sincronismo vertical (pata 15), la del sincronismo horizontal (pata 16) o la del clock, que determina la frecuencia de la norma en 24.52MHz para NTSC y 29.5MHz para PAL (pata 44), se hallaban presentes. Con este panorama la conclusión fue terminante: este chip estaba dañado.

Solución Nos encontrábamos muy cerca de encontrar la solución definitiva al problema, dado que teníamos un CI muy importante afectado. Por fortuna, este tipo de componentes son muy utilizados por distintas placas capturadoras, lo que facilita la posibilidad de conseguir repuestos para su

Figura 3

Aquí podemos observar el SAA7110A con sus respectivas conexiones de entrada y salida, montado sobre la placa y acompañado por diodos y resistencias protectoras.

reemplazo. En nuestro caso, nos pusimos en contacto con un service oficial de Pinnacle, quien nos abasteció del componente en cuestión. Luego de haber efectuado el reemplazo, utilizando un soldador especial para remover y fijar circuitos integrados, volvimos a probar la unidad con la satisfacción de corroborar que ahora funcionaba sin inconvenientes.

Causas Analizando un poco el caso, nos encontramos con una serie de componentes elementos básicos dañados, relacionados con la entrada de video. La aparición de un diodo en corto y resistencias abiertas indicaban la posibilidad de una pequeña descarga eléctrica entrante a través de la toma de señal de video. Esa descarga se pudo trasladar a los dos CI actuantes en ese sector; el Philips tuvo la suerte de no verse afectado gracias a la apertura de la resistencia sobre la pata de alimentación. Lamentablemente, no se dio el mismo caso con el Analog Devices, que sí se terminó dañando. Observando luego las condiciones de trabajo, pudimos corroborar que ninguno de los equipos de video conecta-

dos a la PC, y ni siquiera la propia PC, contaba con una descarga a tierra. De manera que es muy probable que, durante el reemplazo de cables para conectar diversas fuentes de video, haya existido un pequeño salto de chispa entre la ficha macho y la hembra de la placa. Esta chispa se genera por corriente remanente que queda circulando en el chasis de los equipos, y que se descarga contra el primer elemento que hace las veces de tierra. Por eso, en algunas ocasiones, al apoyar la mano contra la carcaza de una PC o equipo electrónico que no posee conexión a tierra, notaremos una pequeña descarga que seguro nos sorprende. Eso mismo, trasladado a la conexión entrante de una placa capturadora, puede provocar los daños que aquí describimos e, incluso, mucho peores.

Prevenciones De más está decir que todos los equipos que rodeen a la PC, incluyendo a la PC misma, deben contar con una descarga a tierra para su correcta operación. En muchas ocasiones, los enchufes de tres patas (cuya pata central es la encargada

Saber Electrónica

Mantenimiento de Computadoras de esto) son conectados a tomacorrientes sin tierra mediante adaptadores o zapatillas. Esto es altamente perjudicial para cualquier equipo electrónico. Si no disponen de tomacorrientes de tres patas, que a su vez tengan la toma a tierra debidamente instalada, conecten un cable que una el chasis de cada uno de los equipos a la toma de tierra más cercana (por ejemplo una canilla). De esta manera, evitarán cualquier salto de corriente que pueda afectarlos tantos a ustedes como a los componentes en sí. También tomen la precaución de desenchufar cualquier conexión al exterior durante las tormentas. Esto significa desenchufar líneas de corriente y desconectar antenas o cables aéreos. No sirve de nada apagar los equipos si permanecen unidos a un cable que tenga salida al exterior, tenga la finalidad que tenga. Por último, observarán que las patas de estos circuitos integrados son muy diminutas, numerosas y con una escasa separación entre sí. De manera que resulta casi imposible efectuar un reemplazo sin riesgos mediante un soldador estándar. Para esto se recurre a soldadores especiales que trabajan mediante soplado tér-

mico. Si bien estos dispositivos son demasiado caros como para utilizarlos una sola vez, existen comercios de electrónica donde, por una pequeña suma de dinero, les efectuarán el reemplazo del componente que soliciten. Pero parece que con este modelo en particular, la firma encontró más de un escollo para resolver. Decidimos, entones, adentrarnos más en la investigación y hacer un seguimiento personalizado de cada uno de los casos que nos iban llegando. A su vez, dotamos de esta placa a algunas de las PC del laboratorio, para tratar de generar los mismos conflictos y probar distintas soluciones. Los resultados fueron muy variados, por lo que en base a ellos desarrollamos el siguiente informe.

Síntomas Los síntomas suelen ser siempre los mismos, aunque el foco del problema pueda tener distintos orígenes. Teniendo esto presente, les recomendamos que prueben cada una de las soluciones que les indicamos más adelante, hasta dar con la que solucione definitivamente el

conflicto. Cabe aclarar que ninguno de estos procedimientos puede traer perjuicio alguno a otras funciones de la placa de sonido, siempre y cuando sean bien aplicados. A lo sumo, no aportarán ninguna solución y, entonces, habrá que continuar con el siguiente paso. Los síntomas más habituales en estas placas son: * Bloqueo de la PC durante la ejecu- ción de juegos compatibles con EAX. In- mediatamente se puede percibir un agudo pitido hasta que se reinicia el equipo. * Bloqueo de la PC durante la repro- ducción de archivos MIDI. Las caracterís- ticas son idénticas al caso anterior. * Reinicio automático del equipo durante la ejecución de juegos bajo las condiciones ya detalladas. * Ruidos de estática durante la repro- ducción de sonidos de distintas fuentes. La intensidad de estos ruidos puede variar desde casi imperceptibles, hasta muy audibles. * Cortes repentinos en el audio. La placa deja de emitir antes o durante una reproducción. Al reiniciar el equipo, la unidad vuelve a trabajar en forma normal.

EAX Figura 4

Este es el ADV7176, donde también podemos apreciar las distintas conexiones entrantes y salientes. Observen el escaso tamaño y sepa- ración de sus patas. Saber Electró nic a

Su sigla proviene del inglés Environmental Audio Extensions, y es un sistema de Creative Labs orientado a brindar a los desarrolladores de aplicaciones multimedia más herramientas que les permitan mejorar el audio de sus productos. Los beneficiados directos son, sin dudas, los juegos para PC, algunos de los cuales incluyen funciones compatibles con este sistema para brindar mayor realismo durante las partidas. Los modelos Audigy de Sound Blaster son algunas de las placas que incluyen esta tecnología, la cual, a su vez, es soportada por juegos como Baldur's Gate, Call of Duty, Colin McRae Rally, Enter The Matrix, Far Cry, Half Life, FIFA, Grand Theft Auto, Unreal Tournment y Prince of Persia, entre otros. El punto es que encontramos síntomas como los descriptos anteriormente en aquellos modelos de placas que fueron instaladas usando los drivers inclui-

Fallas en la Placa Capturadora de Video dos en los paquetes con fecha anterior a noviembre de 2003. Muchos usuarios declararon haber resuelto el problema al desactivar la función EAX de la placa, aunque no resulta muy agradable tener un producto con características que no podamos usar. El problema se resolvió definitivamente en marzo de 2004, cuando Creative Labs decidió distribuir una actualización de los drivers que lo soluciona. Para aplicarlos, primero debemos desinstalar la placa desde el Panel de control, reiniciar el equipo y ejecutar la instalación de los nuevos drivers, que están disponibles en http://us.creative.com/support/downloads/download.asp. En algunos casos, también es necesario reinstalar el paquete de DirectX.

Conflicto con AGP Otro de los puntos de conflicto está relacionado con el IRQ que usa el slot AGP. En muchas ocasiones, Windows tiende a juntar la placa de video y la de sonido bajo un mismo canal IRQ, cuando ésta se encuentra en el slot PCI contiguo al AGP. Si bien en una gran mayoría de los dispositivos de sonido esto no representa problema alguno, en la Audigy Platinum puede provocar cualquiera de los síntomas ya mencionados. Si actualizaron los drivers y la situación no cambió, verifiquen el slot en el que se encuentra instalada la placa. Para evitar cualquier conflicto, lo ideal es situarla en el slot más alejado con respecto a la placa de video. Algunos BIOS incluyen también la posibilidad de forzar la asignación de un canal específico, para cualquiera de los slots del motherboard. Para corroborar la concordancia o no de los canales, basta con ir a las propiedades de las placas, en el Administrador de dispositivos del Panel de control.

El Bios Otro punto de conflicto bastante importante para las Audigy son los BIOS de algunos motherboards. Por algún motivo no muy bien especificado por la empresa,

la placa de sonido tiene serios inconvenientes con un “cuello de botella” que se forma en el flujo de datos desde el PCI. Muchos usuarios declararon haber resuelto este inconveniente actualizando sus respectivos BIOS a las últimas versiones provistas por el fabricante. En nuestro caso particular, esa solución fue factible en un motherboard BIOSTAR con BIOS fechado en el año 2002, que se actualizó a una versión 2003.

Norton Antivirus Por increíble que parezca, encontramos casos en los que el propio Norton AntiVirus era responsable de conflictos generados en los drivers de la Audigy. Por motivos no muy claros tampoco, aparecen los síntomas ya detallados cuando la placa se instala con NAV funcionando bajo Windows XP; incluso, también en casos en los que éste se desactivó antes de iniciar el proceso. La única solución viable que encontramos fue la eliminación completa del antivirus antes de instalar la Audigy. Una vez que el dispositivo ya tenía sus drivers funcionando, volvimos a insertar el antivirus, y entonces sí, ambos coexistieron correctamente. Antes de llegar a esto, pueden probar a ejecutar el programa de diagnóstico que se incluye en el paquete de Creative, para verificar y resolver cualquier problema pendiente. Cuando hablamos de los drivers, siempre nos referimos a las últimas versiones disponibles en el sitio oficial de la empresa.

Fuente de Alimentación y Temperatura Encontramos otro caso en el cual el problema era la baja capacidad de la fuente de alimentación. Las nuevas funciones que incluye la mayoría de las placas de sonido actuales hacen que su consumo sea muchísimo mayor que el de sus antecesoras. De esta manera, dado que el dispositivo no recibe una alimentación adecuada, aparecen los problemas

que ya comentamos. Para asegurarse de que una PC pueda soportar las exigencias de la mayoría de los sistemas actuales, es imprescindible contar con un gabinete cuya fuente de alimentación tenga una capacidad mínima de 350W. Si es posible, es bueno que incluya una protección ante excesos de consumo, lo que, a su vez, evitará daños en la propia fuente. Otro punto importante es la refrigeración del gabinete. Por lo general, cuando se habla de temperatura, se piensa en el microprocesador y en la placa de video. Pero hoy en día, las grandes exigencias a las que se somete a la mayoría de los dispositivos de la PC hacen que todos, de alguna manera, sufran los embates del calor. Por lo tanto, es importante verificar también la correcta ventilación de todo el gabinete. Programas como Motherboard Monitor (http://mbm.livewiredev.com) permiten controlar, además, los valores de temperatura en el interior del gabinete, basándose en los sensores incluidos en algunos modelos de motherboards. Para un correcto funcionamiento de todas las partes, no debería superar los 28ºC.

Conclusiones Es muy probable que aparezcan varios casos en los que ninguno de estos consejos aporte solución al problema. En la actualidad, los foros de Creative Labs se encuentran abarrotados de discusiones entre usuarios y moderadores, tratando de buscar una salida definitiva. De lo único que podemos estar seguros, es que la empresa no obtuvo buenos resultados con el desarrollo de sus primeras placas con soporte para EAX. Muchos de los que adquirieron estos modelos se vieron obligados a desactivar esa función para seguir evitando inconvenientes. Afortunadamente, por lo que pudimos corroborar, la nueva línea de placas de sonido Sound Blaster, entre las que se incluye la Audigy 4 Pro, supera todos estos escollos con resultados óptimos. Pero habrá que ver si los tradicionales clientes de Creative Labs están dispuestos a apostar una vez más a esta línea de productos. ✪ Saber Electrón ica

LO DESTACADO DEL MES

Aprenda TV Color en 8 Lecciones Ahora, los lectores de Saber Electrónica pueden realizar un curso interactivo con asistencia por Internet y hasta podrán obtener un Diploma de Aprobación si contestan correctamente los Tests de Evaluación correspondientes a las diferentes etapas del Curso, y lo novedoso... puede estudiar en su casa si posee conexión a internet.

¡Ser lector Saber Electrónica tiene sus beneficios! Aprenda Televisión en 8 lecciones es un curso diagramado de tal manera que el lector (alumno) pueda “estudiar” cada tema sin necesidad de haber leído una lección anterior, suponiendo que cada persona pueda tener conocimientos sobre el tema y le interese un concepto en particular. El curso fue diagramado en base al Curso Superior de TV Color y posee asistencia por Internet, es decir, Ud. podrá realizar consultas y hasta rendir los Tests de Evaluación que forman parte de esta obra. El curso que se publica en 4 tomos de la Colección “Club Saber Electrónica” correspondientes a los números 11 (que actualmente está en puestos de venta de revistas), 13 (se publica en dos meses), 15 y 17. Es decir, bimestralmente tiene la oportunidad de adquirir “2 lecciones” en un sólo texto. Sin embargo, si no quiere o no puede comprar estos textos no se preocupe, podrá bajarlos de Internet. Realizamos la programación de esta manera por dos motivos, por un lado porque creemos que debe estudiar y poner en práctica una lección por mes y segundo porque brindamos la oportunidad de publicar otros temas en la Colección del Club SE. El próximo número de esta Colección, por ejemplo (que se publica desde el 18 de noviembre), contiene fichas de montajes prácticos, tratándose de un tomo de colección que no puede faltar de su banco de trabajo, ya que son más de 170 circuitos explicados para diferentes aplicaciones. Recuerde que éste es un curso que tiene asistencia por Internet y que las demás lecciones las podrá bajar sin cargo (si no quiere esperar hasta el próximo tomo de colección) una vez que haya respondido los exámenes contenidos en este texto. Saber Electrón ica

Desde su casa o cualquier Cybercafé Ud. podrá hacer consultas, contestar cada Test de Evaluación y obtener un certificado de aprobación respaldado por el Club Saber Electrónica. Para realizar la evaluación deberá ser socio del Club SE (es gratuito) y tiene que haber adquirido esta obra o ser lector de Saber Electrónica, ya que antes de contestar el examen se le harán algunas preguntas relacionadas con las páginas de este texto. Para bajar el texto y contestar este cuestionario, ingrese a nuestra página: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave: testtv; se desplegará una ventana con los títulos de las 8 lecciones del curso, haga click en la lección correspondiente y aparecerá el cuestionario. Le aclaramos que el tomo de Colección que está en venta en voceadores, tiene un precio de portada de $30; razón por la cual Ud. deberá decidir si desea comprarlo o si quiere bajar e imprimir todo el tomo para poder estudiarlo. En el tomo de colección se dan más detalles sobre la asistencia a través de Internet y la realización de los Tests. Una vez que Ud. haya aprobado los Tests de Evaluación de las 8 lecciones, obtendrá un Certificado de Aprobación del Curso.

Aprenda TV Color en 8 Lecciones

A

prenda Televisión en 8 lecciones, es un curso diagramado de tal manera que el lector (alumno) pueda “estudiar” cada tema sin necesidad de haber leído una lección anterior, suponiendo que cada persona pueda tener conocimientos sobre el tema y le interese una lección en particular. El tomo 11 de la Colección Club Saber Electrónica contiene las dos primeras lecciones y trata los siguientes temas:

Figura 2

Lección 1 - Cómo se transmite la imagen de TV - El tubo de rayos catódicos - El amplificador de video - La Señal Compuesta de Video Lección 2 - Normas y Sistemas de Televisión - El Procesador de Luminancia - El Decodificador de Color - Cómo se Realiza la Reparación de Aparatos de Te- levisión

eléctricas y aplicarlas en parlantes (bocinas) que se encargan de su reproducción. Una imagen es mucho más compleja que un sonido, lo que exige más que un simple transductor, tipo micrófono, conectado a un transmisor. La información correspondiente al sonido tiene solamente una dimensión: la onda incide de modo constante sobre el micrófono, que varía con el tiempo. Una imagen no. La misma tiene dos dimensiones (en verdad tiene tres) y esto plantea un serio problema para su captación.

La transmisión de imágenes es un poco más comple ja, veamos: si tuviéramos una imagen correspondiente a una X, como muestra la figura 1, para transmitirla, nuesVeamos el comienzo de la lección Nº 1 tra primera preocupación sería reducir sus dimensiones, o sea: convertirla en una imagen de solamente una dimensión, o también, en una forma diferente. Este recurso COMO SE TRANSMITE LA IMAGEN DE TV que usamos es también empleado cuando deseamos copiar un dibujo muy complicado. En lugar de tomar el dibuAsí como los micrófonos pueden captar ondas sono- jo como un todo, lo dividimos en sectores, como muestra ras y convertirlas en señales eléctricas, las cuales modula figura 2. lan las ondas de radio y pueden ser transmitidas, así, a la Después, "barremos" la figura, copiando cada sector, distancia, también es posible captar una imagen por me- o cada cuadradito separadamente, lo que es mucho más dio de una cámara, convertirla en otra señal eléctrica, “ su- fácil. Juntando los cuadraditos, tenemos la recomposición birla” a otra portadora y transmitirla a un punto remoto. del diseño. Del mismo modo, en televisión, para transmiPara recuperar los sonidos, basta amplificar las corrientes tir la imagen, lo que se hace, en primer lugar, es la des-

Figura 1

composición en líneas que poseen claros y oscuros, y es esta información la que es llevada a su televisor, donde se la recompone. Si puede examinar de cerca un televisor en blanco y negro, verá que la imagen está formada por más de 500 líneas paralelas horizontales, que presentan claros y oscuros. Lo importante en este sistema es que nuestra vista no percibe realmente las líneas, pero s í la imagen en su totalidad, siempre que el número de líneas usado sea suficientemente grande. Por supuesto que el tema continúa, ahora depend e de .. Para terminar esta presentación, en la depende de Ud. Ud... página siguiente se reproduce el test de Evaluación correspondiente a la segunda lección de la obra. Saber Electrón ica

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Test de Evaluación Cómo se Transmite el Color, EL DECODIFICADOR DE COLOR Ud. puede rendir un test de evaluación de la lección 2 que, al aprobarlo, le permitirá obtener un certificado de aprobación avalado por el Club Saber Electrónica. Para realizar la evaluación deberá ser socio del Club SE (es gratuito) y tiene que haber adquirido esta obra o ser lector de Saber Electrónica, ya que antes de efectuarlo se le harán algunas preguntas relacionadas con las páginas de este texto. Para contestar este cuestionario, ingrese a nuestra página: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave: testtv; se desplegará una ventana con los títulos de las 8 lecciones del curso, haga click en “Cómo se Transmite el Color, EL DECODIFICADOR DE COLOR” y aparecerá el cuestionario que está más abajo. Para realizar la evaluación deberá hacer click en una y sólo una de las casillas que hay debajo de cada pregunta y cuando termine deberá clicar sobre el botón “enviar”. Si contestó bien 7 o más preguntas, habrá aprobado la lección y podrá imprimir un certificado que posee un número único e irrepetible que acredita la autenticidad del mismo. Sólo podrá realizar el examen una única vez, si no aprueba deberá enviar un mail al moderador del curso para que se le habilite una nueva oportunidad. Una vez que Ud. haya aprobado los Tests de Evaluación de las 8 lecciones, obtendrá un Certificado de Aprobación del Curso.

1) ¿Cuál es la frecuencia horizontal y vertical en la norma PAL N? fv = 50Hz, fh = 15625Hz fv = 50Hz, fh = 15750Hz fv = 60Hz, fh = 15625Hz fv = 60Hz, fh = 15750Hz 2) ¿Cuál es la frecuencia horizontal y vertical en el sistema NTSC M? fv = 50Hz, fh = 15625Hz fv = 50Hz, fh = 15750Hz fv = 60Hz, fh = 15625Hz fv = 60Hz, fh = 15750Hz 3) ¿Qué sistema de modulación se emplea para transmitir las señales diferencia de color? AM FM BLV QAM 4) ¿Qué se detecta en el receptor para poder obtener las señales diferencias de color desde la señal compuesta de video? los pulsos de sincronismo el burst la señal de blanking el modulador balanceado 5) La señal de crominancia (señal de color) transporta dos informaciones que deben ser recuperadas, ¿cómo se las obtiene? por medio de un filtro pasa bajo por medio de un demodulador de portadora utilizando un detector sincrónico empleando un diodo y un capacitor Saber Electrón ica

6) Indique cuál de estas afirmaciones es correcta En el Sistema NTSC cada fase del vector de crominancia corresponde a un color En el Sistema PAL cada fase del vector de crominancia corresponde a un color El sistema NTSC es estable frente a variaciones de fase El sistema PAL es crítico frente a variaciones de fase 7) ¿Tanto en PAL como en NTSC la subportadora de sonido se encuentra a una frecuencia aproximada de? 15625Hz 15750Hz 3,58MHz 4,5MHz 8) ¿Tanto en PAL como en NTSC la subportadora de color se encuentra a una frecuencia aproximada de? 15625Hz 15750Hz 3,58MHz 4,5MHz 9) ¿Qué tiempo debe retardarse la señal de luminancia en un receptor luego de separarla de la de crominancia? 20ns 100ns 400ns 1s 10) ¿Qué función cumple el pulso de sand castle? enclavar el video para recuperar el burst separar audio de video variar el contraste de la imagen variar el brillo de la imagen

A UTÓMATAS PROGRAMABLES L E C C I Ó N 12

El Programa del PLC en Lab View - Parte 5 VI Temp, VI Nivel y VI Portada

Si Ud. ve esta sección por primera vez, le comentamos que estamos explicando el funcionamiento de un PLC y su implementación, mediante el uso de simuladores que le permitan “obtener” situaciones similares a las reales que pueden presentarse en plantas industriales y/o empresas. Ya definimos al PLC y los circuitos de los simuladores y desde hace algunas ediciones le mostramos cómo realizar la programación de los instrumentos virtuales en LabView. Para entender esta sección es preciso que posea las lecciones anteriores, si no las tiene, puede bajarlas de nuestra web con la clave auto221. Con esta entrega culminamos de desarrollar el Módulo de Control PID mediante Lab View. Sobre un trabajo del Ing. Fernando Ventura Gutiérrez ([email protected]) y la coordinación del Ing. Horacio D. Vallejo ([email protected])

Figura 1

Los Instrumentos del Lab View “VI Temp” y VI Nivel”

De la misma manera que para los instrumentos ya mencionados, tenemos un panel de control y una pantalla de estrategia para cada instrumento. Estos SubVI son el controlador en sí, la interfaz de usuario, unen los siguientes SubVIs para poder realizar el control, de una forma amigable y amena. En la figura 1 podemos ver la pantalla que representa el “Panel Frontal de VI Temp” Además de que tiene la capacidad de poder visualizar las diferentes curvas y su comportamiento, en este Chart se muestran las siguiente gráficas: Saber Electrón ica

Curso de Autómatas Programables • Salida del algoritmo PID • El valor del Proceso (Process Value, PV) • El valor deseado (Set Point, SP)

Figura 2

Figura 3

Presenta además un switch para poder habilitar la muestra o no de las gráficas. Observe la pantalla de estrategia del Vi Temp; en la figura 2. En esta pantalla se puede observar el dimensionamiento o escalamiento de cada una de las variables para que su span sea de 0 a 100 y no de 0 a 10. Obviamente, la pantalla presentación del VI Nivel es muy similar a la correspondiente al de temperatura. Vea la similitud en la imagen mostrada en la figura 3. En esta pantalla visualiza las diferentes curvas y su comportamiento, en este Chart se muestran las siguiente gráficas: • Salida del algoritmo PID • El valor del Proceso (Process Value, PV) • El valor deseado (Set Point, SP) Presenta además, un switch para poder habilitar la muestra o no de las gráficas. De la misma manera que para el VI Temp, tenemos una pantalla de estrategia para el VI Nivel (figura 4). En esta pantalla se puede observar el dimensionamiento o escalamiento de cada una de las variables para que su span sea de 0 a 100 y no de 0 a 10.

VI Portada Figura 4

Saber Electrón ica

Este SubVI es sólo para la activación de uno de los procesos, ya sea el del control o el de la sintonía del PID. La figura 5 muestra el “Panel Frontal VI Portada”. Aquí podemos observar una pequeña explicación de lo que hace cada uno de los SubVIs, además de los botones que abren y a la vez activan los correspondientes SubVIs. La pantalla de estrategia de este instrumento se observa en la figura 6. En este SubVI se han hecho uso de las diferentes propiedades cuando se usa un SubVI dentro de otro VI, en este caso los botones activan la estructura CASE, cuando ésta se encuentra en FALSE no se realiza ninguna actividad más; cuando es TRUE, abre y activa el SubVI indicado por su ícono. Para poder realizar esta función se han activado las propie-

VI Temp, VI Nivel y VI Portada Figura 5

desarrollar en Saber Electrónica Nº 204) se pretende desarrollar un módulo educativo para la enseñanza de cursos de Control Automático con nivel Universitario, pero que pueda ser comprendido también por quienes poseen conocimientos limitados de electrónica. Dicho curso se desarrolla en entregas parciales y en general describe procesos independientes, de modo que cualquier lector pueda comprender el tema aunque no haya leído las lecciones anteriores (salvo casos particulares, como ser la descripción del programa en Lab View, que hemos desarrollado en varios números). Pretendemos que el lector experimente con equipos simuladores de procesos industriales con características reales antes de manipular plantas industriales, para que tenga una visión mayor en los diferentes problemas a los que se va a enfrentar en su vida profesional en el área del control automático. La meta es el diseño y construcción de 3 tipos diferentes de control que se encuentran en el mundo real en las empresas del medio: a. Módulo de control PID y Autosintonía PID mediante Visual Basic b. Módulo de control PID mediante LabView c. Módulo de control: Instrumento Unilazo Programable (SLPI por sus siglas en inglés, Single Loop Programmable Instrument)

Ya hemos visto dos formas diferentes de realizar el control del autómata y ahora nos resFigura 6 ta explicar cómo realizar el control por medio de un Instrumento Unilazo, pero además necesitamos una planta experimental (simuladades: "Show Front Panel when called" y "Close After- da) en la que podamos probar nuestro módulo, por lo wards if originally closed", del menú "SubVI Node Se- cual estamos diseñando dos simuladores de procesos: tup" que se activa o aparece cuando se hace click derecho sobre el ícono. a. Simulador de proceso de temperatura De esta manera, en estas últimas cuatro ediciones b. Simulador de proceso de nivel hemos descrito las pantallas correspondientes a los diferentes instrumentos (Vi y Sub VI) que permiten el Veremos también cómo conseguir la sintonía de los control del PLC, objeto de parámetros PID, para que nuestro curso, por medio el proceso pueda controdel programa Lad View. lar de manera correcta el Ahora debemos realizar el proceso industrial simulasistema que va a permitir el do. verdadero control del sisteEl entorno visual en el ma, teniendo en cuenta las que se desarrollarán los especificaciones del prodiferentes programas es yecto. mucho más amigable que Recuerde que con este un software basado en curso (que empezamos a DOS. ✪ Saber Electrón ica

Saber-Electrónica-No.-221.pdf

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