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SABER ELECTRONICA Director Ing. Horacio D. Vallejo Producción José María Nieves (Grupo Quark SRL) Columnistas: Federico Prado Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pablo Matute EditorialQUarKS.r.l. Propietariadelosderechos encastellanodelapublicaciónmensualSabErElEctronica argentina: (GrupoQuarkSRL)San Ricardo2072,CapitalFederal, Tel(11)4301-8804 México (SISA):Cda.Moctezuma2, Col.Sta.Agueda,EcatepecdeMorelos,Edo.México,Tel:(55)5839-5077 ARGENTINA Administración y Negocios Teresa C. Jara (Grupo Quark) Staff Liliana Teresa Vallejo, Mariela Vallejo, Diego Vallejo Sistemas: Paula Mariana Vidal Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Técnica y Desarrollo de Prototipos: Alfredo Armando Flores México Administración y Negocios Patricia Rivero Rivero, Margarita Rivero Rivero Staff Ing. Ismael Cervantes de Anda, Ing. Luis Alberto Castro Regalado, Victor Ramón Rivero Rivero, Georgina Rivero Rivero, José Luis Paredes Flores Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected] Grupo Quark SRL San Ricardo 2072 - Capital Federal www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.mx www.webelectronica.com.ve Grupo Quark SRL y Saber Electrónica no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Distribución en Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH. Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 Distribución en Interior: DISA, Distribuidora Interplazas SA, Pte. Luis Sáenz Peña 1836 - Cap. 4305-0114

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DEL DIRECToR AL LECToR

Queremos Que ud. esté ActuAlizAdo Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta para compartir las novedades del mundo de la electrónica. No caben dudas de que los microcontroladores están presentes en casi todos los dispositivos electrónicos actuales, a tal punto que las tarjetas de presentación y hasta las “musicales” poseen al menos uno de ellos para su funcionamiento. Este hecho, hace que todos los estudiantes de alguna carrera vinculada con la tecnología deba estudiarlos para saber tanto su funcionamiento como su configuración y programación. Incluso, aquellos que casi no tienen asignaturas relacionadas con la electrónica debe aprender a manejarlos y por ello cada vez emplean entornos de desarrollos amigables tanto con el técnico como con el usuario. Es debido a lo dicho que en esta edición incluimos links de descarga directa de tres Paquetes Educativos relacionados con los microcontroladores y sistemas microcontrolados más empleados en Escuelas Técnicas y Universidades; nos referimos a los PIC de la empresa Microchip, a los PICAXE y al sistema ARDUINO. Pretendemos que todos nuestros lectores puedan aprender a usarlos desde cero, empleando cursos teóricos y prácticos mediante sistemas multimedia audiovisuales. Cada Paquete Educativo, además de los cursos, posee herramientas de desarrollo para que haga sus propias prácticas mientras aprende y le brindan la posibilidad de aprender a programar por medio de diferentes lenguajes, desde el clásico assembler hasta el actual mikroC. Además, como continuamos con el “plan de contingencia” y no podemos imprimir en papel a nuestra querida revista, le ofrecemos la edición digital de Saber Electrónica Nº 334 que incluye temas como “Cómo son y para qué sirven los trajes electrónicos”, “Los autos eléctricos”, “Cómo hacer streaming” y continuamos con el desarrollo de “Las cocinas de inducción”. Claro está que también incluye las secciones clásicas: “Montajes y Técnico Reparador” por lo cual, estamos seguros, va a quedar satisfecho con su contenido. Sólo resta pedirles que visite periódicamente nuestra página web ya que comenzamos a “festejar” nuestro 30 aniversario y en preparación a la revista del mes de julio realizaremos sorteos diarios entre todos los lectores que nos visiten y descarguen gratuitamente todo el material sugeridos ya que para nosotros “Lo Importante es que Ud. esté Actualizado”. ¡Hasta el mes próximo!

Ing. Horacio D. Vallejo

2 Descarga de Paqs 333:DescargaCD 21/12/15 4:24 p.m. Página 2

C ómo D esCargar

los

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e DiCión e speCial

DEscarguE 3 PaquEtEs EDucativos comPlEtos Tal como mencionamos en el editorial, le ofrecemos la posibilidad de descargar 3 Paquetes Educativos Completos sobre Electrónica Automotriz. Para realizar las descargas diríjase a www.webelectronica.com.ar, haga clic en el ícono password, seleccione la información para lectores y coloque la clave correspondiente al producto que Ud. desee y que mostramos a continuación. Electrónica del Automóvil vol. 1: Teoría, Práctica y Reparación

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urante mucho tiempo hemos tratado de reunir material sobre la electrónica del automóvil con el objeto de poder compartirla con nuestros lectores. Además, hemos realizado acciones para poder contar con colaboradores sobre este tema que nos indiquen cuáles son los sitios o portales de Internet que pueden ser consultados por “los amantes de la electrónica y los automóviles”. Con este libro comenzamos una serie tendiente a explicar cómo es “La Electrónica en el Automóvil”, en la que vamos a compartir conocimientos sobre inyección electrónica, dirección asistida, computadora de a bordo, climatización automática, embrague asistido, etc, etc. También describiremos proyectos sobre audio, video, seguridad, sistemas de navegación y todo aquello que posea algún dispositivo electrónico que pueda encontrarse en un auto. En esta primera entrega hemos querido destacar cómo funciona un motor de gasolina y cuál es la asistencia electrónica que mejora sus cualidades; es por ello que comenzamos describiendo el sistema de arranque, realizando un despiece del motor de arranque y del alternador y dando algunos consejos para localizar averías con facilidad. Luego, explicamos cómo se mejora el rendimiento de un coche empleando un conjunto gasolina-electricidad y así describimos el funcionamiento de los autos híbridos. En el capítulo 3 comenzamos a describir la forma en que se realiza la inyección de gasolina en un motor, lo que nos permite explicar cómo se realiza una inyección electrónica, cuáles son los principales sensores y actuadores y qué pasa si algo no funciona como corresponde. Dejamos el último capítulo al diagnóstico a bordo, es decir, a “presentar” el sistema OBD II y lo hacemos porClave para Descarga: eleauto3331 que el próximo texto de esta serie. J

Electrónica del Automóvil vol. 2: OBD II

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ste es el segundo tomo de la serie “Electrónica del Automóvil” correspondiente a la colección Club Saber Electrónica. Como casi todos los automóviles producidos hoy en día tienen que proveer, por ley, una interfase a partir de la cual un equipo de prueba pueda obtener información de diagnóstico, entonces este texto está dedicado a dicho tema. Los sistemas de diagnóstico a bordo permiten detectar problemas en el vehículo, por medio de “alertas” enviadas por sensores. Estas alertas pueden ser interpretadas por dos tipos de equipos bien definidos: “Escaners e Interfases”. Los escaners suelen ser muy caros, por lo cual proponemos el armado de interfases que se puedan conectar a computadoras de modo que el técnico no deba invertir mucho dinero en instrumental. Si bien hay muchos circuitos, decidimos “encarar” la edición de esta obra basándonos en el manual del circuito integrado ELM327, ya que en él encontramos argumentos muy claro para que aprenda qué son los comandos AT, los mensajes OBD, que es un sistema CAN, cuáles son los protocolos más empleados, etc. El circuito integrado ELM327, fabricado por la empresa “ELM Electronics” es una interfase para OBD que puede sensar, y convertir los protocolos más comunes en uso actualmente, en forma automática. Posee una opción RS232 de alta velocidad, monitoreo de la tensión de la batería y características configurables por medio de parámetros programables, para nombrar unas pocas. J Clave para Descarga: eleauto3332

Electrónica del Automóvil vol. 3: Escaners e Interfases OBD II

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ste es el tercer volumen de la colección Club Saber Electrónica orientado a la electrónica automotriz, más específicamente, a explicar el funcionamiento y el empleo de una interfase para OBD II contraída con el circuito integrado ELM 327. Debemos aclarar que en el mercado existen un montón de dispositivos (en su mayoría de origen asiático) que “dicen ser” interfases OBD II con ELM327 pero, en realidad, son clones que no funcionan con la mayoría de los programas preparados para trabajar con computadoras tipo PC a efectos de poder comunicar la computadora de un auto mediante un protocolo compatible con OBD II. En este libro explicamos qué es OBD II, cuáles son los protocolos que soporta, qué es una computadora de a bordo, cuáles son las computadoras secundarias, qué se puede hacer con un escáner o una interfase para OBD II y qué programas podemos emplear para obtener el máximo provecho de nuestro circuito. Como es casi imposible colocar en un libro todo el material disponible sobre la materia, le brindamos al lector la posibilidad de descargar un CD que contiene abundante información, detalles de armado y de uso de la interfase propuesta, el proyecto completo de una computadora de a bordo, videos sobre reparación, un curso completo de mecánica automotriz y más de 15 programas para detectar y borrar códigos de error, realizar test de prueba, ajustes, etc. J Clave para Descarga: eleauto3333

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E dición d igital

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S abEr E lEctrónica

“Estamos más CErCa” Ud. está a punto de leer un ejemplar ya circulado de saber Electrónica En un par de meses Editorial Quark cumple 29 añosS y Saber Electrónica 28 años de edición ininterrumpida, todo un logro para una revista educativa que no cuenta con subsidios de ningún tipo y muy poca publicidad. Ahora bien, nuestros lectores saben que tenemos problemas y si bien la descarga de las ediciones digitales siguen en alza, muchos lectores aún prefieren contar con la edición impresa de nuestra querida revista y por ello seguimos trabajando para “normalizar la edición de Saber Electrónica impresa en papel”. Tal como venimos diciendo desde hace varios meses… “no nos pagan lo que nos deben” y sabemos los tiempos de la justicia… por lo tanto, para poder seguir “vivos”, como todos estos últimos meses, le brindamos la oportunidad de descargar GRATIS la edición digital de Saber Electrónica correspondiente a este mes, cuyos temas se detallan en las siguientes páginas. Para realizar la descarga diríjase a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, ingrese en la web, haga clic en el ícono password y coloque la clave “saber334dig”. Bien, ya tiene material para todo el mes así es que: ¡A disfrutarlo! Ing. Horacio Daniel Vallejo

Contenido de la ediCión digital de

Saber eleCtróniCa Trajes elecTrónicos ropa inTeligenTe Ya es una realidad la ropa inteligente… La ropa con computadoras añadidas y con otras virtudes tecnológicas además de su función práctica de vestir, ha pasado de ficción de películas futuristas a ser una realidad cada vez más cercana. Investigadores y diseñadores de la Universidad Estatal de Arizona pronostican que en un futuro no muy lejano la gente común usará ropa que incluya una computadora con múltiples funciones. Frederic Zenhausern, director del Centro de NanoBiociencia Aplicada, un centro del Instituto de Biodiseño de Arizona, de ASU, está co-dirigiendo el proyecto que busca cómo crear moda con una fun-

ción práctica en beneficio de la salud emocional y física. Durante la pasada exposición NextFest, en San Francisco, sobre la incorporación de la nueva tecnología a las prendas de vestir, los investigadores de la Universidad Estatal de Arizona exhibieron dos estilos del prototipo de un "traje biométrico". Ambos trajes utilizan la tecnología electrónica incorporada y “fluídicos”: El primero es un traje para la salud personal y el segundo un uniforme militar de camuflaje. Los trajes han sido diseñados para demostrar cómo la electrónica y los fluídicos pueden transformar la ropa en un traje inteligente biométrico que responde al medio ambiente en que se encuentra la persona que lo usa y responde a sus signos vitales. Descargue la nota completa desde nuestra web con los datos brindados más arriba.

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SabEr ElEctrónica digital auTos elécTricos la electrónica al servicio del Medio ambiente Cada vez más los fabricantes de automóviles utilizan recursos destinados a ahorrar o eliminar el uso de combustibles químicos, dando paso a la industria de los autos eléctricos. A nivel mecánico los coches eléctricos no pueden ser más simples. El número de piezas móviles se reduce al máximo, apenas hay piezas de desgaste y son los motores más fiables conocidos por el ser humano. Por otra parte, son lo más eficiente que hay, convierten en movimiento más del 90% de la energía que consumen. No obstante, no se aprovecha toda la energía de la baterías, y se pierde energía por el calor de las mismas, en la transformación de la electricidad, el transporte y por las propias ruedas del vehículo. Aún con-

los coMponenTes de las cocinas de inducción Se denominan aparatos de cocción por inducción a los aparatos electrodomésticos para cocinar que utilizan la inducción magnética como medio de generar calor en un recipiente de material metálico, normalmente ferromagnético. Las cocinas o placas de inducción requieren la utilización de circuitos electrónicos de potencia de altas prestaciones (figura 3) que funcionan a frecuencias dentro del rango de 20 a 100kHz,

cóMo se realizan pericias inforMáTicas Utilizando la definición de Dario Piccirilli, la pericia informática consiste en la aplicación de técnicas de investigación y análisis a fin de determinar la existencia de evidencia legal almacenada en sistemas de computación, medios informáticos o responder consultas específicas en materia informática.

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siderando todas las pérdidas, la eficiencia es indiscutiblemente superior a un coche convencional o híbrido. Luego está la cuestión del origen de la energía. Partiendo de la energía más contaminante, el carbón, las emisiones “del pozo a la rueda” (Well to Wheel) son menores en un coche eléctrico que el mejor de los coches convencionales, incluyendo híbridos. A igualdad de fuente de energía, como el petróleo, gastan y contaminan menos. No producen ninguna emisión contaminante en su entorno, solo en los lugares de generación, normalmente aislados de las poblaciones y en lugares controlados, y en menor cantidad. Si el origen de la energía es renovable (solar, eólica, mareamotriz, geotérmica, etc.) las emisiones globales son CERO. Descargue la nota completa desde nuestra web con los datos brindados más arriba. suministrando potencias superiores a 3kW con alto rendimiento. El control de estas etapas de potencia y de los mandos del aparato se realiza mediante sistemas electrónicos digitales que utilizan microprocesadores y circuitos integrados de aplicación específica (ASICs). El calentamiento por inducción se basa en el hecho de que determinados materiales, al ser sometidos a campos electromagnéticos, absorben parte de la energía transformándola en calor. Descargue la nota completa desde nuestra web con los datos brindados más arriba. El desarrollo de pericias informáticas involucra un conjunto de conocimientos y pasos metodológicos que deben ser claramente establecidos. Se presenta un marco normativo en el que se establecen criterios y pautas de trabajo para la especialidad en cuestión. En este artículo decribimos qué son y cómo se realizan pericias, deteniéndonos en las pericias a los teléfonos celulares. Descargue la nota completa desde nuestra web con los datos brindados más arriba.

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A r t í c u lo

¿Un Paso Hacia

la

de

t A pA

civilización?

indUmentaria inteligente LOS TEXTILES INTELIGENTES O SMART TEXTILES SON PRODUCTOS, TEJIDOS O MATERIAS TEXTILES QUE REACCIONAN DE FORMA ACTIVA ANTE UN AGENTE O ESTÍMULO EXTERNO. PIJAMAS QUE TOMAN LA TEMPERATURA A LOS BEBÉS Y CAMBIAN DE COLOR CUANDO TIENEN FIEBRE; PRENDAS QUE SE COMPORTAN COMO UNA SEGUNDA PIEL Y MIDEN EL RITMO CARDÍACO DE ENFERMOS Y DEPORTISTAS; CHAQUETAS QUE TRANSFORMAN LA LUZ DEL SOL EN ENERGÍA LIMPIA PARA RECARGAR DISPOSITIVOS PORTÁTILES COMO EL MÓVIL. LA TECNOLOGÍA YA EXISTE. ¿PARA CUANDO UNA VERDADERA REVOLUCIÓN TEXTIL. Albeto Roldán Saber Electrónica

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Indumentaria Inteligente: ¿un paso Hacia la civilización?

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Autos Eléctricos.qxd:lx1435.qxd 29/1/16 5:29 p.m. p Página 15

Informe especIal

El CoChE EléCtriCo

El Futuro la EnErgía y

transportE, MEdio aMbiEntE

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Informe especial

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el coche eléctrico y las energías limpias

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T e c n o lo g í a

PrinciPio

de

Funcionamiento

de

P u n Ta

de las

cocinas de inducción

Todos los sistemas de calentamiento inductivo son desarrollados usando el principio de inducción electromagnética, el cual fue descubierto por Michael Faraday y Joseph Henry en 1831. La inducción electromagnética refiere al fenómeno por el cual la corriente eléctrica es generada en un circuito cerrado por la fluctuación de corriente en otro circuito cercano. El calentamiento por inducción es un proceso que se usa para unir, endurecer o ablandar metales u otros materiales conductores. Para muchos procesos industriales modernos, el calentamiento por inducción ofrece una combinación atractiva de velocidad, consistencia y mando. Los principios básicos del calentamiento inductivo han sido entendidos y aplicados desde 1920. Durante la segunda guerra mundial, la tecnología se desarrolló rápidamente para reunir los requerimientos de tiempo de guerra, para un rápido y fiable proceso de endurecimiento de partes metálicas. En los métodos de calefacción más comunes, una antorcha o llama abierta se aplica directamente a la parte de metal. Pero con el calentamiento por inducción, el calor está realmente "inducido" dentro de la propia parte por circulación de las corrientes eléctricas. Desde que el calor es transmitido al elemento a calentar vía ondas electromagnéticas, el elemento nunca entra en contacto directo con cualquier llama, la bobina misma no se calienta, y no hay una producción de contaminación. Cuando realmente el proceso se ha puesto en marcha, éste se vuelve un proceso repetitivo y controlable.

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Tecnología de Punta

1.1 PRINCIPIO DE CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN

1.1 PRINCIPIO DE CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN

El calentamiento por inducción es una aplicación muy directa de la combinación de las leyes del magnetismo (ley de Faraday y Ampere) y del efecto Joule.

Figura 1.1 Principio del calentamiento por inducción, tomado de [2]. En primer lugar se tiene que al aplicar una corriente a un conductor, éste genera un campo magnético, cuya distribución viene dada por la ley de Ampere.

Ni = ³ H dl = Hl Donde: N = número de espiras i = la corriente que circula por el conductor l = longitud del circuito H = Intensisdad de campo magnético

Si la corriente que se aplica al conductor es variable en el tiempo, el campo que se genera, también lo es y por tanto generará un flujo magnético cambiante. Aplicando la ley de Faraday en un conductor sometido a un flujo magnético variable se generará una fuerza electromotriz cuyo valor es:

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Principio de calentamiento por inducción

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Figura 1.3 Circuito equivalente de un transformador, tomado de [1].

Figura 1.4 Circuito equivalente de un transformador con el secundario en corto circuito, tomado de [1].

El proceso de transferencia de energía entre el inductor y el material a calentar es similar por su principio al de un transformador (RL representa la resistencia de la carga), donde el primario está construido por el arrollamiento del inductor y la superficie de la pieza representa un secundario de una sola espira, cerrada con una resistencia, que es la resistencia equivalente (Req). La resistencia equivalente de la pieza a calentar es de valor muy pequeño por lo que para generar pérdidas apreciables por efecto Joule son necesarias grandes corrientes inducidas [4]. Si se coloca un elemento de material ferromagnético dentro de un campo magnético alterno, se “inducen” corrientes eléctricas mayormente concentradas hacia la superficie, denominadas corrientes parásitas o de Foucault. Estas corrientes se cierran (neutralizan) dentro del mismo medio formando torbellinos, y son las responsables de la generación de calor por el efecto Joule. El campo magnético

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Principio de calentamiento por inducción

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1.1.1 PROPIEDADES DE CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN 1.1.1 PROPIEDADES DEL CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN [6]

1.1.1.1 Energía transferida: cálculo simplificado La carga de una instalación de inducción es calentada debido al efecto Joule como resultado de las corrientes de Eddy Foulcault inducidas. La fórmula simple que P=R×I² no puede usarse porque la distribución de las corrientes sobre el conductor no es uniforme. En general: P = π * d * h * H 2 * π * ρ * µ0 * µr * f * C * F d = Diámetro del cilindro (m) h = Altura del cilindro (m)

H = Intensidad del campo magnético ( A / m) ρ = resistividad (Ω * m)

µ0 = Permeabilidad magnética de vacío (4πx10−7 H / m) µr = Permeabilidad relativa f = Frecuencia ( Hz ) C = Factor de acoplamiento F = Factor de transmisión de potencia. Los dos últimos términos de la fórmula son factores de corrección: 1.1.1.1.1 F (factor de transmisión de potencia) Toma en cuenta la relación entre la profundidad de penetración y las dimensiones externas de la carga. F depende de la geometría de la carga. 1.1.1.1.2 C (factor de acoplamiento) Corrector para las dimensiones relativas del inductor y la carga. La corrección es más pequeña si el inductor es más largo y el espacio entre el inductor y la carga es más pequeño. Como resultado de la fórmula se tiene las siguientes conclusiones:

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Propiedades del calentamiento por inducción

La potencia puede incrementarse debido a que es directamente proporcional a la intensidad del campo magnético (H). Esto significa incrementar el número del bobinado del inductor. Las características del material son muy importantes, especialmente la resistividad y la permeabilidad relativa, Para materiales ferromagnéticos estas características son muy adecuadas y permiten máxima transferencia de potencia y altas temperaturas en la carga con pocas pérdidas en la fuente. 1.1.1.2 Eficiencia eléctrica. La eficiencia energética está definida por:

P ηe = P + Pi Donde : P = Potencia inducida en la carga Pi = Potencia disipada en el inductor. La eficiencia también es afectada por la relación diámetro/efecto penetración (en caso de carga cilíndrica). Finalmente, el diseño del inductor también es importante. Aquí los siguientes puntos son de importancia: •

Para el inductor se usa materiales con pequeñas resistencias, usualmente el cobre.

•

Usar un inductor con pequeñas distancias entre bobinados.

•

Proporcionar una buena conexión entre el inductor y la carga.

1.1.1.3 Factor de potencia En conjunto el inductor y la carga normalmente representan una potencia reactiva importante. Por un lado hay un espacio entre el inductor y la carga y por otro lado, la propia carga tiene un carácter inductivo, dependiendo de la relación d δ (en caso de un cilindro).

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1.1.1.4 Proceso técnico • Debido a la alta densidad de potencia una instalación de calentamiento inductivo puede ser compacta y entregar calor de manera rápida. • La inducción ofrece la posibilidad de alcanzar altas temperaturas. • Ausencia de pérdidas en transferencias caloríficas. • El calentamiento inductivo puede ser aplicado de manera muy localizada. • Fácil automatización y control del ciclo de trabajo. 1.1.1.5 Consumo de energía • Los sistemas de calentamiento inductivo tienen una buena eficiencia. • La eficiencia energética también depende de las características del material a calentar. • Una cantidad importante de las pérdidas de calor pueden ser recuperadas. 1.1.1.6 Calidad. • Pureza extrema es posible trabajando en vacío o en atmósferas inertes. • El lugar a calentar puede determinarse con precisión. • El calentamiento puede ser regulado con precisión. 1.1.1.7 Medio ambientes y condiciones de trabajo •

Ninguna producción de gases contaminantes.

1.1.1.8 Limitaciones • Una instalación de calentamiento inductivo normalmente implica una inversión grande que debe ser considerada y debe compararse a las técnicas de calefacción alternativas. • El calentamiento inductivo se usa preferentemente para calentar formas relativamente simples.

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características del calentamiento por inducción

1.1.2 CARACTERÍSTICAS CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN 1.1.2 CARACTERÍSTICAS DEL CALENTAMIENTO INDUCTIVO [4]

Para las aplicaciones de calentamiento por inducción, son dos las características más importantes que definen la eficacia térmica y energética del proceso. • El efecto piel que caracteriza la distribución de las corrientes inducidas en la pieza. La intensidad del campo magnético alterno que penetra en el material decrece rápidamente al aumentar su penetración y por lo tanto también las corrientes inducidas. • La potencia disipada en la pieza que caracteriza el rendimiento del fenómeno eléctrico. Los parámetros más importantes que intervienen en el proceso del calentamiento por inducción son: • La frecuencia de la corriente • La naturaleza del material a calentar y su estado • La intensidad del campo magnético inductor. • El acoplamiento entre el inductor y la pieza a calentar. • El tipo de inductor y sus características geométricas. • La naturaleza del material conductor del inductor.

1.1.3 EFECTO PIEL, PROFUNDIDAD DE PENETRACIÓN 1.1.3 EFECTO PIEL, PROFUNDIDAD DE PENETRACIÓN

Una característica de la corriente alterna es que ésta se concentra en la parte externa del conductor, esto es debido a que la corriente principal en el interior del conductor genera un campo magnético variable, que produce unas corrientes de inducción que tienen el mismo sentido en la parte exterior y contrario en la interior, como consecuencia de esto, la corriente en el centro del conductor se anula y se

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efecto Piel, Profundidad de Penetración

Donde : ρ : resistividad del material µ 0 : permeabilidad magnética del vacío 4πx10 - 7

µ r : permeabilidad magnética relativa del material. f : frecuencia de trabajo. Se puede determinar que la profundidad de penetración por un lado depende de las características del material ( ρ , µ 0 , µ r ) y por otro lado también es afectada por la frecuencia. La dependencia de la frecuencia da una posibilidad para poder controlar la profundidad de penetración. La profundidad de penetración disminuye cuando la frecuencia aumenta o cuando la permeabilidad magnética del material es mayor, mientras que aumenta cuando lo hace la resistividad del cuerpo conductor a calentar. La Tabla 1.1 muestra magnitudes aproximadas de la profundidad de penetración.

Tabla 1. Profundidad de penetración, tomado de [6]

Para materiales no magnéticos como el cobre o el grafito la permeabilidad magnética relativa µ r es aproximadamente igual a 1. Para materiales ferromagnéticos como el acero y varios tipos de hierro tienen un valor de permeabilidad magnética relativa más alto que el de los no magnéticos, por lo que tienen una profundidad de penetración más pequeña.

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En la siguiente figura se puede

observar la evolución de la profundidad de

penetración en función de la frecuencia para algunos materiales.

Figura 1.8 Curva de la profundidad de penetración en función de la frecuencia para diversos materiales, tomado de [4] Por lo tanto la elección de la frecuencia de funcionamiento es uno de los parámetros más importantes que se han de tener en cuenta en el diseño de una aplicación de calentamiento por inducción.

1.1.4 RESISTENCIA EQUIVALENTE (4) 1.1.4 RESISTENCIA EQUIVALENTE [4]

Para piezas con geometría cilíndrica la expresión puede escribirse así:

Donde: N = número de espiras del inductor de calentamiento

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aplicaciones del calentamiento por inducción

l = longitud

ρ = resistividad del material R = radio de la pieza cilíndrica δ = profundidad de penetración Teniendo en cuenta que la potencia disipada, para un valor de corriente del inductor I determinada, va a ser directamente proporcional a Req, de esta actuación se pueden extraer las siguientes consecuencias: • Las bobinas con mayor número de espiras transfieren más energía. • La energía disipada, aumentará cuando mayor sea la resistividad del material.

Así se explica que en materiales como el acero se disipe mayor energía a medida que aumente su temperatura (dentro de un rango limitado por la temperatura de Curie) porque también aumenta la resistividad. • La disminución de la profundidad de penetración hace aumentar la energía

disipada, por eso para calentar materiales con una elevada conductividad, hay que aumentar la frecuencia con el objeto de disminuir la profundidad de penetración. También se puede observar una caída brusca de la potencia disipada cuando se alcanza la temperatura de Curie, puesto que cae la permeabilidad magnética y por tanto aumenta la profundidad de penetración.

1.1.5 APLICACIONES DEL CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN 1.1.5 APLICACIONES DEL CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN [4]

Las aplicaciones del calentamiento por inducción se dan en la industria de transformaciones metalúrgicas, dentro de las cuales están las siguientes: 1.1.5.1 Fusión Las materiales son llevados a su temperatura de fusión en el interior de un crisol. 1.1.5.2 Forja Se consigue un calentamiento homogéneo del material para un posterior proceso de conformado mecánico.

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1.1.5.3 Tratamiento térmico Los más comunes temples, revenidos, y normalizados de piezas de acero. En el temple la superficie de la pieza es sometida a un calentamiento rápido y a un posterior enfriamiento, con lo que se consigue una transformación de la estructura y composición del material con objeto de aumentar su dureza. En los revenidos y normalizados un calentamiento controlado de la pieza reduce tensiones mecánicas o defectos de estructura del acero. 1.1.5.4 Soldadura Mediante un calentamiento a alta temperatura de parte de una misma pieza o piezas distintas se consigue soldaduras de alta calidad. 1.1.5.5 Sellado de envases La embocadura de algunos envases de material plástico se consiguen sellar añadiendo una fina cubierta metálica que se caliente por inducción consiguiéndose un posterior pegado debido a la fusión del envase que está en contacto con la lámina metálica. 1.1.5.6 Curado de adhesivos y pastas sellantes (bonding) En el sector automotriz se suelen usar pastas especiales para asegurar el perfecto sellado y unión de diversas piezas sobretodo de la carrocería de los vehículos. Mediante el calentamiento por inducción de las superficies metálicas donde han sido depositadas estas pastas se obtienen una gran mejora del curado de éstas, optimizando su distribución y acelerando su fraguado. 1.1.5.7 Cocinas de inducción Mediante la inducción es posible construir cocinas con las que se consigue calentar ciertos utensilios metálicos de cocina con gran rapidez, seguridad y rendimiento. 1.1.5.8 Fabricación de semiconductores El calentamiento por inducción se utiliza también en procesos de crecimiento de cristales de germanio y silicio, dopaje y deposición epitaxial.

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componentes de un sistema

1.1.5.9 Sobrecalentamiento de gases ionizados En la generación de plasmas gaseosos de alta temperatura es posible, mediante la inducción, aumentar aún más la temperatura del gas ya que éste, en forma de plasma es conductor.

Figura 1.9 Algunas aplicaciones ilustradas, tomado de [5]

1.1.6 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN 1.1.6 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN

Los componentes básicos de un sistema de calentamiento por inducción son: 1.1.6.1 Sistema de alimentación eléctrica: Se encarga de suministrar la energía necesaria para todo el sistema, dependiendo de la potencia y el tipo de conversor, la fuente puede ser de corriente alterna con voltajes que pueden estar en un rango determinado de 110v, 220v o mayor voltaje para aplicaciones industriales, y a una frecuencia fija de 50Hz o 60Hz de las redes de distribución 1.1.6.2 Etapa de rectificación: esta etapa se encarga de convertir la corriente alterna (AC) de la fuente de energía eléctrica en corriente continua (DC) mediante un arreglo de diodos.

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1.1.6.3 Inversor de alta frecuencia: esta etapa convierte las corrientes a frecuencia de la red eléctrica en corrientes a una frecuencia deseada destinada a la alimentación del inductor de calentamiento o bobina de trabajo. Existe una estrecha relación entre la frecuencia de operación de la corriente que genera el campo y la profundidad de penetración sobre la pieza o material. La corriente inducida que fluye sobre la pieza es más intensa en la superficie, y decae rápidamente bajo la superficie. Por ello, el exterior se calienta más rápido que el interior, el 80 % del calor producido en la pieza se concentra en la parte exterior. Cuanto mayor es la frecuencia de operación, menor es la profundidad de penetración, es decir, más superficial es el efecto. 1.1.6.4 Bobina(s) de trabajo: es la responsable directa de la generación de campos magnéticos en las proximidades del material a calentar. La concepción geométrica del inductor está en función de la aplicación del calentamiento y su diseño, en ciertos casos, es de gran dificultad, en la mayoría de aplicaciones se utiliza tubos huecos para construir la bobina.

Figura 1.10 Tipos de bobinas para calentamiento por inducción, tomado de [5] 1.1.6.5 Sistema de refrigeración: el inductor y demás componentes (condensadores, bobina, elementos de potencia, etc.) necesitan disipar grandes potencias. El elemento refrigerante utilizado en la mayoría de las aplicaciones suele ser agua aunque hay aplicaciones en las que basta con utilizar ventiladores. 1.1.6.6 Sistema de control: se encarga de generar los pulsos de disparo del conmutador electrónico, también monitorea constantemente los parámetros (potencia, temperaturas, tiempos de calentamiento, etc) del sistema de calentamiento

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cocinas comerciales

1.2 COCINA COMERCIAL DE INDUCCIÓN MAGNÉTICA

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Las cocinas de inducción electromagnética han sido desarrolladas con el propósito de generar calor que pueda ser transmitido al elemento a calentar de una manera eficiente y limpia. A continuación se describen las características de una cocina de inducción electromagnética comercial.

Figura 1.12 Cocina comercial de inducción electromagnética. MARCA: POVOS MODELO: PC20N-PK POTENCIA: 1000W VOLTAJE: 110V FRECUENCIA: 60 Hz Control con microcontrolador, múltiple función. Interface hombre-máquina de simple operación. 8 niveles de temperatura disponible Función de tiempo de cocción (timer) Función de alarma que permite detectar si existe o no una olla en la cocina. Protección de sobre temperatura Protección de sobre-corriente y sobre-voltaje Libre de accidentes Derrames, explosiones, fuego

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Pericias.qxd:lx1435.qxd 29/1/16 6:29 p.m. Página 47

Telefonía Celul ar

Laboratorio PericiaL informático

Pericias informáticas sobre teLefonía ProtocoLo

1. Pericias sobre telefonía celular como parte de la especialidad de informática forense. 2. Procedimiento para pericias informáticas sobre telefonía celular. 3. Uso de UFED como una de las herramientas de informática forense aplicable en el marco del procedimiento para pericias informáticas sobre telefonía celular. PEriciaS SobrE tElEFonía cElUlar como PartE DE la ESPEcialiDaD DE inFormática ForEnSE Las pericias sobre telefonía celular forman parte de la actividad pericial informática en lo que refiere a extracción de evidencia digital, tal lo indicado en el apartado 2.a) “Descripción general de servicios de informática forense” del Protocolo de Actuación para Pericias Informáticas. Este tipo de pericias sobre telefonía celular debe ser practicada por un profesional de grado en Ciencias Informáticas. En lo atinente a la aplicación de metodología de informática forense, la actividad pericial informática sobre telefonía celular no difiere de cualquier otra fuente de evidencia digital y se deben respetar las cuatro fases principales, a saber: Identificación de las fuentes de evidencia digital, Preservación de la evidencia digital, Análisis forense y Presentación de los resultados de la pericia informática.

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Pericias Informáticas Sobre Telefonía

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Pericias Informáticas Sobre Telefonía

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Audio - control tension fuente:Audio 29/1/16 6:58 p.m. Página 53

T é c n i c o R e pa R a d o R

Fuentes Resonantes para Equipos de Audio

D Iseño De un M oDulaDor PWM Para a uDIo De a lta F IDelIDaD En Saber Electrónica Nº 284 presentamos un circuito funcional para modulador PWM con realimentación manual y generador diente de sierra utilizando el generador de funciones del programa Multisim. En este artículo realizaremos el diseño de este generador de modo de tener un modulador de múltiples usos.. Autor: Ing. Alberto H. Picerno [email protected] [email protected]

IntroDuccIón Todo modulador PWM requiere un generador de onda triangular de frecuencia fija. Si se trata de un sistema resonante, la tensión continua de salida debe modificar la frecuencia del generador de onda triangular en un lazo realimentado de tensión. En realidad se puede utilizar también un sistema de variación de tiempo de actividad o ambos al mismo tiempo. Si el sistema posee dos transistores llave tirando hacia fuente y hacia masa (ese es nuestro caso) se requiere un circuito driver para cada llave y el generador de señal PWM será en ese caso de simetría complementaria. Como queremos realizar un proyecto de uso general vamos a utilizar el sistema de modulación doble, PWM y de frecuencia y por lo tanto necesitamos un generador diente de sierra cuya frecuencia varíe con la tensión. El generador diente de sierra se puede fabricar a partir de un generador de onda rectangular que pueda funcionar al 50% de periodo de acti-

vidad y que tenga control de frecuencia por CC como por ejemplo el 555 en su versión modificada del astable con dos diodos, que es uno de los circuitos integrados mas económicos de la actualidad. Si se tratara de un oscilador astable básico el Multisim lo diseña en forma automática, pero la versión

astable básica no puede generar onda cuadrada (no llega a mas de un 45% de tiempo de actividad). Comenzaremos analizando la posibilidad de utilizarlo de cualquier modo. Pero si fuera necesario realizaremos un diseño modificado con diodos, donde esa eventualidad no existe. El diseño básico nos ayuda a

Figura 1 - Diseño automático de un oscilador astable con 555.

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Técnico Reparador generar el diseño modificado. Por lo que a continuación lo encaramos.

DIseño autoMátIco Del astable básIco con un IntegraDo 555

Figura 2 - circuito completo del modulador con oscilador incluído

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Abra el Multisim, entre en la solapa Tools -> circuits wizard -> 555 time wizard y aparecerá una pantalla de diseño como la indicada en la figura 1. R1 y R2 son los resistores de carga y descarga del capacitor principal C. Estos valores dependen del valor de frecuencia y del valor de C que deben colocarse en los correspondientes casilleros. Luego el botón “Building Circuit” se ilumina como indicando que las condiciones para un posible diseño están dadas. En caso contrario se indica debajo del circuito cual de las condiciones no se cumple (por lo general R1 y R2 son menores a lo estipulado que es de kΩ). Si este es el caso se debe variar el valor de C por uno mas bajo). Automáticamente el botón de Build circuit se ilumina y al apretarlo se calcula todo el circuito, hasta que queda ofrecido para pegar en la pantalla. Luego de pegarlo se deben redondear los valores y completar el mismo con el agregado del preset de ajuste de frecuencia sobre Cf. El cálculo da solo valores aproximados, por lo que es necesario armar el circuito y ajustar los valores de R1, R2 y C por experiencia real. También por experiencia real, observamos que el


diseño de un Modilador pWM hecho de que trabajar con un periodo de actividad de 55 o 60% no afecta el funcionamiento del circuito, por lo que no es necesario utilizar el circuito modificado con diodos.

cIrcuIto coMPleto Del MoDulaDor con oscIlaDor con el teMPorIzaDor 555 Para que el lector no tenga inconvenientes para saber como se interconecta nuestro nuevo circuito, con el circuito de la entrega anterior, dibujamos los comparadores generadores de la PWM, que entonces se repiten en ambo circuitos formando el nexo de unión. Ver la figura 2.

nota: RST RESET (4). THR TRESHOLD (6), CAMBIO DE ESTADO. TRI: TRIGGUER (2), DISPARO. DIS: DISCARG (7), DESCARGA. CONTROL VOLTAGE: CON (5). POSIBLE VARIACIÓN DE 25% DE F. POWER: VCC (8). COLOCAR ZENER DE 18V. OUTPUT: OUT (9) El preset R4 se coloca para ajustar la frecuencia del oscilador en el valor deseado de 85kHz. C2 es el capacitor generador del diente de sierra del oscilador y R1 y R2 sus resistores de carga y descarga. El capacitor C2 evita que

se introduzcan ruidos y zumbidos en el oscilador. La salida por out es una señal rectangular de igual tensión que la fuente, de amplitud pico a pico, que se atenúa en R7 y R3 para aplicarla en el primer transistor inversor Q1. En el colector de Q1 la señal sale invertida con una amplitud de 20V debido a la presencia de la carga del segundo inversor. Esa señal ya se aplica a la entrada (-) del comparador inferior. La

señal invertida se aplica al transistor Q2 por R8 y R9 en donde se vuelve invertir para recuperar la fase inicial. El resistor R10 reduce la tensión de salida para igualarla con la del transistor 1. Las redes formadas por R11 y C3 por un lado y la R12 y C4 por otro son las redes integradoras donde se generan los dientes de sierra diferenciales. Los dientes de sierra están muy lejos de ser perfectamente lineales y además como no parten de una onda cuadrada tienen cierta diferencia de valor en sus extremos pero como el nuestro es un sistema muy realimentado estas distorsiones no tienen mayor importancia en la generación de la señal PWM. En las figuras 3 y 4 se pueden observar los oscilogramas en el sistema, medidos con los osciloscopios XSC2 y XSC3.

Figura 3 - oscilogramas de los dientes de sierra diferenciales.

Figura 4 - oscilograma de las señales driver.

conclusIones En esta entrega analizamos el oscilador y los generadores de diente de sierra de nuestra fuente, en el próximo vamos a analizar el amplificador de error y la realimentación de la tensión continua de salida, para terminar con toda la sección electrónica de nuestra fuente. Posteriormente nos queda por analizar el diseño y construcción de los transformadores de pulsos. J

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Tec Repa - Medidor CCFL:TecRepa 30/1/16 3:47 p.m. Página 57

T é c n i c o R e pa R a d o R Hemos explicado cómo construir un transformador de corriente para medir la componente circulante por un tubo CCFL y sólo debemos completar el diseño analizando el rectificador de tensión de secundario del transformador y su Ajuste. Autor: Ing. Alberto H. Picerno e-mail: [email protected], [email protected]

Pantallas Planas

Para

tV

y

Monitores

Medidor de láMParas CCFl de exCelente deseMPeño IntroduccIón En la entrega anterior llegamos a determinar como realizar la construcción de nuestro transformador de corriente y a determinar y medir sus características utilizando un sistema de medición consistente en un generador de señales de funciones y un milivoltímetro de CA. Como estos instrumentos no son comunes en un taller de reparaciones prometimos que en esta entrega realizaremos la medición y ajuste de la sonda de corriente con un simple téster y algún instrumento prestado, como por ejemplo un osciloscopio. En caso de no poseerlo se puede considerar que la corriente normal por un CCFL es de 8mA para un TV de 32” y usar el TV como patrón. Ahora discutamos que vamos a usar como medidor de nuestro instrumento. Podríamos usar el téster con el que trabajamos normalmente pero en este momento los tésters

de aguja de pequeño tamaño son tan económicos que no tiene sentido conectar y desconectar un instrumento. Por eso haremos un diseño para un téster de aguja pequeño de 5kOhm/V usando por ejemplo la escala de 250 como lectora de 25mA eficaces a fondo de escala. Pero en realidad colocaremos el selector del téster en 10VCC. La resistencia interna de un téster de 5kOhm/V usado en la escala de 10V es de 50kOhms que es suficiente para nuestros requerimientos (ver apéndice 1). En cuanto al circuito que utilizaremos se trata de un conversor CA/CC de valor pico a pico, para minimizar el error por forma de onda y evitar la repuesta a continua del sistema (el circuito comienza con un capacitor). Por supuesto que un transformador no puede acoplar la continua, pero si distorsiona por saturación del núcleo, puede generar errores que se minimizan al

medir los dos picos de la señal alterna. El circuito es entonces básicamente el de un doblador de tensión, que luego iremos modificando para evitar los errores de medición. Todo el diseño será realizado con un Multisim 10 para que el lector pueda modificarlo a voluntad si lo desea. El diseño está basado en que nuestro transformador tomado como ejemplo entregó una tensión de salida pico a pico de 2,5V, cuando fue excitado en el primario de una espira con una corriente eficaz de 4,38mA. Un transformador diferente puede dar diferentes valores pero nunca tan distintos que no se puedan compensar. Utilice un transformador para un TV de 32” cualquiera y seguramente será muy parecido o mejor, porque tendrá mas tensión de salida. En su defecto puede llegar a usar transformadores de un monitor de 17” como el nuestro. (Ver apéndice 2).

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Figura 1 - Circuito básico de doblador de tensión.

El MEdIdor dE VAlor PIco A PIco BásIco En la figura 1 se puede observar el circuito básico con una carga de 50kOhm alimentando con un generador de funciones. Como el lector puede observar la indicación del téster no es la que esperábamos encontrar. Atacando el circuito con 2,5V de pico es decir 5V de pico a pico esperaríamos encontrar una tensión de salida de 5V y sin embargo tenemos un valor

de 3,8V aproximadamente. Una medición sobre el diodo D1, realizada con el osciloscopio, nos permite entender el problema. La idea de funcionamiento del circuito es que el diodo no permita la presencia de tensiones negativas en el nodo 2 y en realidad observamos una tensión de -0,6V como se observa en el oscilograma de la figura 2. El problema consiste en que utilizamos diodos reales que tiene una barrera de 0,6V aproximadamente y hasta que la tensión no

llega a ese valor el diodo no conduce e inclusive cuando conduce, lo hace con una resistencia interna variable que produce distorsión en los picos. De cualquier modo, superada la barrera D1 conduce y carga al capacitor C1 con una tensión continua que prácticamente mantiene a todo el oscilograma por arriba del eje cero. El diodo D2 rectifica entonces la señal y carga al capacitor C2 al valor de pico de la señal sobre D1; salvo que el tiene el mismo pro-

Figura 2 - Oscilograma sobre el diodo D1 y después del D2.

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Medidor de Lámparas ccFL

Figura 3 - Agregado de una prepolarización para los dos diodos.

blema con la barrera y carga al capacitor con una tensión 0,6V menor. Ahora, si tomamos el valor esperado de 5V y le restamos dos veces 0,6V llegamos a 5V - 1,2V = 3,8V que es el valor que realmente medimos. Para resolver el problema de las

barreras es necesario prepolarizar los diodos de modo que sin la presencia de tensiones externas, el téster se encuentre indicando unos pocos milivoltios. Ver la figura 3. Como vemos agregando una tensión de prepolarización de 1,2V (filtrada con el capacitor C3 de 10nF o 100nF) vencemos las dos barre-

ras al mismo tiempo. En la simulación ajustamos el preset a un valor de aproximadamente 1,2V y notamos que la salida sube a un valor de 4,8V aproximadamente lo cual es un error aceptablemente bajo. Con esto parecería estar totalmente superado el problema pero aun nos falta hacer una prueba de lineali-

Figura 4 - Respuesta a tensión nula de entrada

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Figura 5 - Medición de la corriente por un CCFL.

dad, que consiste en retirar la señal alterna de entrada para observar que el téster indique cero. Ver la figura 4. Como vemos el téster de salida esta indicando un valor erróneo de 500mV aproximadamente. Esto se debe a que en realidad los diodos no pasan del corte a la conducción completa sino que lo hace

en forma gradual. Esto significa que nuestro dispositivo va a tener una alinealidad que generará un error de lectura en bajas corrientes por el CCFL indicando mas de lo real. Este error se manifiesta cuando la corriente por el tubo genera tensiones de 1,2V es decir en alrededor de los 2mA que es un valor rela-

Figura 6 Oscilograma de medición de corriente.

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tivamente bajo que difícilmente se encuentre en un TV que suele trabajar con 8mA.

El AjustE dE PlEnA EscAlA Cada téster requiere un ajuste y una elección de escala diferente.


Medidor de Lámparas ccFL

Figura 7 - Agregado del ajuste de sensibilidad.

En principio vamos a trabajar con un TV LCD de orden de las 32” o un monitor de 17”. Necesitamos medir la corriente que circula por un tubo para utilizarla de patrón de ajuste. El retorno (cable negro y fino de un tubo CCFL) no siempre esta conectado a masa. En muchos casos está conectado a un par de diodos. Uno de los diodos (el que conduce el semiciclo negativo) esta conectado directamente a masa, el otro (el que conduce el pulso positivo) está conectado a un resistor de unos 330 Ohm que está conectado a masa. Sobre el se puede realizar la medición de la corriente por el tubo en forma indirecta. Haciendo una cuentita se puede calcular el valor eficaz de la corriente por el tubo. En la figura 5 se puede encontrar un circuito que lo ayudará a entender la conexión. El haz rojo es el que nos permite medir la corriente. Sobre R4 aparece un oscilograma, que es medio ciclo de la corriente senoidal de 50kHz. Mas precisamente el semiciclo positivo. Vamos a suponer que

en nuestro caso aparece un oscilograma como el indicado en la figura 6 con un pico positivo de 3,7V. Esto significa que por el resistor circula una corriente pico de 3,7A/330 = 0,011A u 11mA de pico. Para saber el valor eficaz debemos realizar una cuentita que consiste con tomar el valor de pico y dividirlo por 1,41. En nuestro caso sería 11mA/1,41 = 7,8mA. Ahora se debe conectar el transformador de corriente pasando una vuelta del cable de retorno por dentro del carretel del primario y observar la señal en el téster colocado como medidor de 10V. Busque una escala del téster en donde la aguja supere el valor 7,8 o 78 o 780 para no tener que hacer cuentas al medir. En la figura 7 se puede observar el agregado de un preset que nos permite ajustar la deflexión de la aguja para que indique el valor deseado. Si el TV que usamos de patrón tiene el cable de retorno directamente conectado a masa agregue un circuito de retorno con dos diodos 1N4148 y un resistor.

ruIdos soBrE lA corrIEntE Lo que ingresa sobre el capacitor C1 debería ser una corriente pura senoidal de 50kHz pero esta lejos de serlo. El oscilograma de corriente de la anterior figura 6 nos indica que el propio transformador genera componentes armónicas de orden superior que son absolutamente normales. Pero muchas veces se producen modulaciones de la amplitud de la corriente, que son el producto de descargas fallidas en los CCFL, o arcos producidos por la presencia de humedad o sulfatación. Estos arcos suelen producir apagados intempestivos del backligth por generación de pulsos en el resistor sensor de corriente. Pero como el efecto es esporádico, es muy difícil de encontrar. Sin embargo antes de producirse un arco suele aparecer efluvios y esos efluvios modulan en amplitud la senoide de 50kHz. Esa modulación suele ser audible y apreciable en la aguja del téster como una vibración. Si desea escucharla claramente

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Figura 8 - Circuito con buena linealidad (nota: el téster XXM1 y el XMM2 solo están colocados como referencia para medir la tensión de salida y de prepolarización; no se debe usar en el armado final).

puede conectar un resistor de 100kOhm sobre el téster para derivar la señal hacia la entrada auxiliar de un amplificador de audio. Escuche algunos TVs que funcionen correctamente, antes de formarse una opinión sobre cual es el ruido normal y cual el excesivo. Una vez encontrado el CCFL que genera un ruido excesivo, observe el cable y los contactos del mismo. Por ultimo cámbielo por otro y observe el resultado. Cambiar un CCFL requiere por lo general una desoldadura sobre el terminal de alambre del CCFL que atraviesa el vidrio del bulbo. Debe trabajar con cuidado porque un exceso de calor puede producir una rajadura del tubo. Para resoldar el tubo espere que el terminal este bien frío y luego utilice una rodaja de papa de unos 3 mm de espesor y 1 cm de diámetro, pinchada en el terminal a soldar. La papa aporta agua sobre el terminal a medida que esta se va secando y evita sobrecalentamientos.

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MEjorAs dE lA PrEcIsIón lEcturA A BAjAs corrIEntEs

dE

El autor considera que el modelo propuesto es suficientemente preciso para el trabajo de un reparador. Pero si Ud. se dedica a monitores de pequeño tamaño, como los de cámaras de video profesionales, seguramente necesitará realizar mediciones de baja corriente en algunos casos y de alta en otros. Y esto significa que debe utilizarse un medidor medianamente lineal y realizar una escala que contemple la alinealidad. La solución consiste en utilizar diodos del tipo shottky de baja corriente con un encapsulado similar al de un 1N4148, que tienen una barrera de solo 250mV. Por ejemplo en la Argentina se pueden comprar en DICOMSE los modelos 1N82, 1N6263, BAT85; BAT54, etc.. Por supuesto que se debe variar el ajuste de barrera, pero no es necesario cambiar el circuito. Al tener una barrera tan baja,

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el error por alinealidad se reduce proporcionalmente. El ajuste de la tensión de prepolarización se debe realizar en este caso a una tensión de 125mV. En la figura 8 se puede observar el circuito modificado utilizando en lugar de un téster económico, un microamperímetro de panel de 50µA. El uso de dos diodos en paralelo minimiza el error por resistencia directa del diodo.

El MontAjE FInAl con un MultíMEtro dE BAjo PrEcIo El téster utilizado posee un compartimiento para una pila que puede utilizarse como fuente de prepolarización, previa desconexión del circuito del óhmetro. Nosotros le proponemos que arme el duplicador dentro del mismo téster y solo conecte el transformador de corriente por afuera con un simple cable bifilar. En muchos casos el téster no


Medidor de Lámparas ccFL dido (unos 2 segundos) porque luego el inverter reconoce que un tubo no enciende y se apaga. El instrumento de aguja es suficientemente rápido para medir la corriente en esos dos segundos.

APéndIcE 1: rEsIstEncIA IntErnA dE un MultíMEtro Figura 9 - Calculo de la resistencia serie de un voltímetro

posee una sensibilidad adecuada en ninguna de sus escalas. En este caso le aconsejamos que ubique el resistor voltimétrico y lo modifique hasta lograr la sensibilidad adecuada.

conclusIonEs Así terminamos de construir un medidor casero de CCFLs que le brindará excelentes resultados. Nos animamos a decir que los resultados serán muy superiores a los que pueden brindar los medidores comerciales que solo poseen un Led indicador de tubo agotado. Nuestro instrumento es mucho mas versátil, porque mide la corriente que circula por el tubo y por lo tanto indica si el mismo está encendido. Recuerde que este medidor debe ser utilizado solo durante el instante inicial de encen-

Todos los multímetros de aguja miden tensión en forma indirecta. Es decir que en realidad el instrumento de aguja o galvanómetro mide corriente, pero el agregado de un resistor en serie lo transforma en un voltímetro. Los galvanómetros se diferencian sobre todo en la corriente necesaria para producir una deflexión de plena escala. Los valores nominales son de 50µA y de 1mA. Cuando mas sensible es el galvanómetro, mas grande es el resistor en serie que debe colocarse para una determinada tensión de plena escala. Por ejemplo, si se desea construir un voltímetro de 10V con un galvanómetro de 50µA, debemos colocar un resistor serie que genere una caída de tensión de 10V cuando circule 50µA por el circuito (se desprecia la caída de tensión sobre el galvanómetro). Ver la figura 9. Es evidente que la resistencia

Figura 10 - Trasformador de corriente toroidal.

R1, es además la resistencia interna del voltímetro que opera como carga de detector de tensión pico a pico y por lo tanto afecta la sensibilidad del sistema.

APéndIcE 2: FABrIcAcIón coMPlEtA dE un trAnsForMAdor dE corrIEntE

Es evidente que una complicación de nuestro proyecto es que se basa en la modificación de un transformador de un TV o monitor LCD. Estos transformadores no son piezas fáciles de conseguir y uno desearía poder construirlo completo a partir de un núcleo de ferrite. No es fácil hacerlo y por esos recurrimos a la modificación. Pero no es imposible y vamos a tratar de explicarle como se hace. La base es un núcleo toroidal de unos 16 mm de diámetro que debe quebrarse en dos mitades. Sobre cada mitad del toroide se debe bobinar 4.000 espiras de alambre 0.06 mm de diámetro en dos bobinas por lado separadas por 3 mm de pared una de otra (bobinado de baja capacidad). Para fabricar este secundario tan especial, debe tomar primero cinta transparente y cortar el carretel con un cutter a 3 mm de ancho. Debe dar dos vueltas de esta cinta de 3 mm en todo el ferrite, salvo cerca de los bordes cortados para que cierren adecuadamente. Luego debe hacer con la misma cinta tres paredes de 3mm de altura que oficiaran de carreteles y bobinar 1000 espiras en cada carretel. Luego deberá idear algún sistema mecánico que presione ambas mitades entre si o permita abrirlas para pasar el cable de retorno del CCFL bajo medición. Por ejemplo un broche de colgar ropa con los dos trozos de núcleo pegados en su punta. Ver la figura 10. J

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Mont - filtro loudness:ArtTapa 30/1/16 4:19 p.m. Página 65

M o n ta j e La mayoría de los proyectos de amplificadores de audio de potencia no incluyen control de audibilidad o “loudness”. Estos controles son importantes, pues aumentan la ganancia de los amplificadores en los extremos de la banda audible, mejorando así la calidad de sonido principalmente en la reproducción de música orquestada. En este artículo describimos un control activo de loudness que puede ser agregado a prácticamente cualquier amplificador de audio.

Adaptación de Federico Prado

Filtro Activo de loudness pArA Hi-Fi

L

oudness significa audibilidad, una traducción un poco extraña y que no revela su importancia para la calidad de sonido de un amplificador. Lo que ocurre es que en la reproducción todos los amplificadores tienden simplemente a compensar la manera cómo las frecuencias son reforzadas o atenuadas, llevando una grabación o programa de radio a adquirir la forma original que no siempre es la más agradable.

La música orquestada, por ejemplo, pierde mucho de las notas más bajas y de las más altas si se hace solamente una compensación natural, o ecualización que la lleve a la forma natural. Si reforzamos un poco más que lo normal los extremos de la banda de frecuencias audibles, la música se vuelve más agradable pues los instrumentos de notas bajas y altas pasan a “aparecer”. Es el caso del violín, del triángulo y de los platillos en el

extremo superior de la banda, y del trombón, bombo y tuba en el extremo superior de la banda, como muestra la figura 1. Los amplificadores comerciales normalmente son dotados de una tecla de audibilidad o “loudness”. Esta tecla no debe utilizarse con música cantada o con palabra hablada donde la inteligilibilidad depende de un nivel mayor para los sonidos medios. Sin embargo, con la música orquestada el sonido se vuelve más agradable si presionamos esta tecla, reforzando los extremos de la banda. El circuito presentado puede ser intercalado entre el preamplificador con señal de 200mV a 500mV de salida y la entrada del amplificador, proporcionando un refuerzo de hasta 18dB en el extremo inferior de la banda y hasta 8dB en el extremo superior, manteniendo normal la reproducción entre los 200Hz y los 5000Hz que corresponden a los medios.

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Montajes Usando solamente un transistor, esta etapa tiene un consumo muy bajo y puede aprovechar la propia fuente del amplificador, siempre que la misma posea una tensión entre 18V y 22V. La placa para este control puede separarse o incluirse en el diseño del propio amplificador. Las características principales de este circuito son: o o o o o o

Tensión de alimentación: 18 a 22V Refuerzo graves: 18dB en 80Hz (máx.) Refuerzo agudos: 8dB en 15kHz (máx.) Corriente de alimentación: 2mA (tip.) Impedancia de entrada: 22kΩ Nivel de señal de entrada: 200mV a 500mV

La señal de entrada directa o del preamplificador circula inicialmente por un filtro pasa-bajos formado por los resistores de R1 a R6 y por los capacitores de C1 a C6 que cortan las frecuencias medianas y agudas, posibilitando así comparativamente un refuerzo de las bajas frecuencias. La señal es entonces aplicada a un transformador de alta ganancia y bajo nivel de ruido para amplificación. Entre el colector y la base de este transistor tenemos un circuito de realimentación negativa que posibilita un ajuste adicional de ganancia en los graves vía VR1.

Figura 1 - El filtro de loudness realza las señales en los extremos de la banda

C1, C2, y C3 determinan el nivel de agudos deseados, pudiendo aumentarse su valor para un refuerzo mayor de esta banda de frecuencias o reducirse si esto no es necesario. La alimentación del circuito viene vía R14 con un filtro y desacoplamiento hecho por C11. La señal para el amplificador se retira del colector del tran-

Figura 2 - Circuito eléctrico del filtro activo de loudness de alta fidelidad.

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Filtro de Loudness sistor vía C9. El valor de este componente es importante para la respuesta de graves, no debiendo ser inferior al indicado. Un valor mayor posibilita un refuerzo todavía mayor en la banda de los graves. En la figura 2 observamos el diagrama completo del control de audibilidad (loudness) para un canal. Dos circuitos semejantes, alimentados por la misma fuente serán necesarios para un amplificador estéreo. Si el lector opta por el uso de una placa separada,

en la figura 3 tenemos la sugerencia de layout para un canal. Los resistores son todos de 1/8W ó 1/4W con 5% de tolerancia o más. Los capacitores mejores pueden ser cerámicos o de poliéster y los electrolíticos son para 16V o más. Los cables de entrada y de salida de señales, si se los emplea, deben ser blindados para que no capten zumbidos. VR1 es un trimpot montado en el propio circuito impreso. Este componente puede sustituirse por un resistor fijo de 220kΩ en caso de que el lector desee un desempeño normal del control, sin ajustes. Los cables de conexión de nuestro filtro a un amplificador de audio deben ser blindados, para que no haya peligro de captación de zumbidos. Para usar el filtro, inicialmente ajuste VR1 para que tenga un buen refuerzo de graves y agudos empleando para este fin una grabación de música orquestada. Después sólo hay que accionar el control al oír el mismo tipo de música. Para la palabra hablada o bien la música cantada el control no debe utilizarse. Alteraciones de valores de componentes como los capacitores de C1 a C6 pueden resultar una buena idea si el lector desea más refuerzos de graves o agudos. Este tipo de alteración se recomienda especialmente si el lector utiliza el aparato con instrumentos musicales (graves o agudos) en cuyo caso podrán ser reforzadas bandas específicas de frecuencias.

Figura 3 - Circuito impreso del filtro de loudness.

Este aparato puede ser útil en la realización de copias de grabaciones cuando pueden ocurrir pérdidas de graves y agudos, sir-

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Montajes VR1 - Trimpot o pre-set de 220kΩ C1 a C3 - 2,2nF - Cerámicos ó poliéster C4 a C6 - 47nF - Cerámicos o poliéster C7 - 470nF - Cerámico o poliéster C8 - 2,7nF - Cerámico o políester C9 - 1µF - Cerámico o poliéster C10 - 47µF - Electrolítico x 16V C11 - 220µF - Electrolítico x 16V

LISTA DE MATERIALES Q1 - BC549 - transistor NPN de bajo ruido R1 a R3 - 10kΩ R4 a R6 - 15kΩ R7 - 100kΩ R8 - 150kΩ R9 - 560kΩ R10 y R11 - 47kΩ R12 - 2,2kΩ R13 - 6,8kΩ R14 - 1kΩ

VARIoS: Placa para circuito impreso, cables, conectores de entrada y de salida, estaño, gabinete para montaje, etc.

viendo así como una especie de “purificador de copias”. En ese caso, también sugerimos que el lector realice experimentos con los valores de los capacitores C1 a C6 adecuándose a las características de su equipo en esa función.

PREAMPLIFICADoR

Con

TDA1524A

En la figura 4 se muestra el circuito de un preamplificador con circuito integrado el integrado con controles de Treble, Bass, Volume y Balance.

El sonido obtenido es claramente limpio y de alta calidad. Sin embargo, la adición de una modificación al circuito sugerido por el fabricante permite realzar los bajos (Bass Boost), es decir activando este modo tendremos un realce o contorno de señal sobre la zona de baja frecuencia. La modificación sugerida para este circuito, con los fines de mejorar su rendimiento, consiste en agregar un pequeño circuito resistivo entre el pin 17 y la tierra como se ve en la figura 4. Con este agregado se consigue una variación importante en la calidad del sonido. J

Treble se encarga de realzar la señal sobre la parte alta del espectro de frecuencias, Bass realza el espectro de bajas frecuencias, Volume se encarga del control total del volúmen y , Balance permite establecer la distribución de salida sobre los canales izquierdo y derecho. Los potenciómetros pueden ser del tipo doble (también llamados estéreo), en realidad no son necesarios los potenciómetros estéreos, solo alcanza con utilizar potes simples del tipo lineal para una versión monoaural. El valor comercial más cercano es 50kΩ.

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Figura 4 - Preamplificador con controles de tono.

Mont - bitono probador:ArtTapa 30/1/16 4:37 p.m. Página 69

M o n ta j e Este interesante circuito permite inyectar señales alternadamente en dos entradas, con frecuencias distinguibles fácilmente. Con esto se pueden probar circuitos de audio para verificar, por ejemplo, el funcionamiento del equipo a diferentes frecuencias lo que permite realizar su ajuste o calibración.

Adaptación de Federico Prado

Generador Bitonal para ajustes de audio

M

ás que un simple inyector de señales, este aparato reúne características que lo hacen ideal para pruebas de audio, principalmente de equipos estereofónicos, pues inyecta señales alternadamente en dos entradas, con frecuencias que permiten que el ajustador las distinga fácilmente. Niveles de reproducción, fidelidad y otras características del aparato puesto a prueba pueden ser determinadas con ayuda de este aparato.

Como las señales producidas son rectangulares, y por lo tanto ricas en armónicas, su aplicación puede también extenderse a los equipos de RF, sirviendo como un eficiente generador o inyector de señales. El consumo de corriente del aparato es muy bajo, del orden de 5mA, lo que facilita su alimentación a partir de pilas o incluso batería de 9V. En la versión básica tenemos solamente un ajuste que determina la velocidad de conmutación de las señales, pero nada impide que se agreguen posibilidades

de ajuste para las frecuencias de los tonos generados. La intensidad de la señal es suficiente para excitar la mayoría de los equipos de audio. La amplitud de la señal llega cerca de 6V para una alimentación de 6V. Otro detalle que se puede agregar en el aparato, en función del tipo de uso pretendido, es el control de intensidad de salida de la señal, lo que puede conseguirse fácilmente por medio de potenciómetros de 1kΩ a 10kΩ. Si estos potenciómetros fueran lineales y el lector dispusiera de un voltímetro de audio u osciloscopio, podría calibrar una escala en términos de volt y minivolt. Las características son las siguientes: o o o o

Tensión de alimentación: 6 ó 9V. Consumo de corriente: 5mA Frecuencias generadas: 600Hz a 1kHz (aprox.). Tasa de alternancia de los canales: 0,1 a 10Hz

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Montajes Tres de las cuatro puertas inversoras disparadoras Schimitt del integrado 4093B son conectadas como osciladores de bajas frecuencias. Estas puertas exigen apenas un resistor y un capacitor para formar un excelente oscilador rectangular con frecuencia de operación que llega a más de 1MHz.

LISTA DE MATERIALES IC1 - 4093B - Circuito integrado CMOS VR1 - 2,2MΩ - potenciómetro logarítmico o lineal B1 - 6 ó 9V - 4 pilas o batería SW1 - interruptor simple

El oscilador hecho alrededor de IC1a opera en una frecuencia muy baja, que es ajustada en P1 y depende del valor de C2. En verdad, C2 puede tener valores entre 220nF y 2,2µF, si el lector quisiera alterar la banda de ajuste.

CN1 y CN2 - conectores RCA R1 - 100kΩ R2 - 39kΩ R3 - 47kΩ C1 - 100µF x 12V - Capacitor electrolítico x 16V

Este oscilador controla otros dos que son elaborados alrededor de IC1c y IC1d. Para que los osciladores operen alternadamente, como su activación ocurre con la salida alta de IC1a, en el circuito hay un inversor adicional formado por IC1b. Este inversor hace que, cuando la salida de IC1a está alta, IC1c oscila, permaneciendo desconectado. Cuando la salida de IC1a va al nivel bajo, con la inversión tenemos nivel alto en el pin 4 del CI y con esto IC1d es liberado para la oscilación.

C2 - 470nF - Cerámico o de poliéster C3 - 22nF - Cerámico o de poliéster C4 y C6 - 100nF - Cerámico o de poliéster C5 - 27nF - Cerámico o de poliéster VARIoS: Gabinete para el montaje, estaño, zócalo para integrado, etc.

Para un ajuste de tono, podemos usar un potenciómetro de 100kΩ en serie con un resistor de 10kΩ.

Los tonos de audio son determinados por R2 y C3 en el primer oscilador y R3 y C5 en el segundo.

Las salidas de los dos osciladores son llevadas a conectores de salida a través de los capacitores C4 y C5.

Estos componentes pueden ser alterados en una amplia gama de valores, para que tengamos tonos de acuerdo con el deseo de cada montador. Se pueden experimentar valores entre 10kΩ y 100kΩ.

El integrado 4093B funciona con tensiones entre 3 y 15V. Sugerimos la alimentación con 4 pilas pequeñas, batería de 9V o para una versión de taller a partir de fuente de alimentación. Como el

Figura 1 - Circuito eléctrico del generador bitonal para pruebas de audio.

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Generador Bitonal para ajustes de audio consumo es muy bajo, las pilas tendrán gran durabilidad.

una placa de circuito impreso se muestra en la figura 2.

En la figura 1 tenemos el diagrama completo del generador. La disposición de los componentes en

Sugerimos la utilización de un zócalo DIL (Dual in Line), de 14 pins para el integrado, lo que facilita su cambio en caso de necesidad. Un par de cables blindados con pinzas pueden ser usados para inyectar las señales en los circuitos a prueba. También es interesante contar con cables conectores en los dos extremos, para inyectar las señales en amplificadores u otros equipos semejantes. Si quiere coloque un LED en serie con un resistor de 1kΩ para indicar que el aparato está conectado. Para probar el aparato basta conectar la alimentación e inyectar la señal en un amplificador de audio, o bien, en una carga de alta impedancia como un transductor cerámico o audífono de cristal. El circuito no excitará cargas de baja impedancia, como por ejemplo un parlante. Ajuste la frecuencia de alternancia de las señales en el potenciómetro VR1. Comprobado el funcionamiento sólo resta usar el aparato. Para esto, en la prueba de un amplificador estéreo, conecte las puntas de salida en CN1 y CN2 en el aparato y en las entradas de los dos canales del aparato a prueba. Debe producirse la reproducción alternada de los sonidos con igual intensidad pero tonos diferentes en los dos canales. Colocando el amplificador en la posición mono tendremos una interesante sirena de dos tonos. Incluso, si coloca sendos transistores del tipo BC548 en las salidas, conectados como amplificadores emisor común, con el emisor a masa y en colector un buzer (en cada transistor) con el otro extremo conectado al polo positivo de la batería, se tendrá una sirena bitonal que puede ser empleada en sistemas de alarma como elemento sonoro para interiores.

Figura 2 - Impreso del generador bitonal.

Para utilizar nuestro generador como un práctico inyector de señales, basta aplicar la señal de uno de los canales en las entradas de audio o RF de receptores o cualquier otro aparato bajo prueba, incluso sistemas digitales. J

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Mont - Micrófono:ArtTapa 30/1/16 4:39 p.m. Página 72

M o n ta j e En este artículo presentamos un interesante montaje, se trata de un amplificador para micrófono de gran sensibilidad. Este dispositivo posee diversas aplicaciones: escuchar sonidos distantes de pájaros o animales, refuerzo para personas que presentan hipoacusia o como simple micrófono conectable a cualquier amplificador de audio.

Micrófono ElEctrónico dE AltA SEnSibilidAd

E

l oído humano tiene una sensibilidad increíble. El límite de nuestra capacidad de percepción es tan agudo que, si se la aumentara, hasta podríamos apreciar el ruido de los choques de las moléculas individuales del aire contra el tímpano. Es lo que ocurre cuando agregamos un pequeño recurso acústico como una caracola. Decimos entonces que la misma produce ruido a mar para indicar el fenómeno. Sin embargo, para oír sonidos o conversaciones a distancia no es necesario sólo sensibilidad, sino también directividad, porque el oído no es muy bueno en cuanto a esta característica. Los sonidos ambientes pueden fácilmente interferir y perjudicar la audición.

Lo que proponemos en este artículo es un amplificador de audio de gran sensibilidad que permite aumentar todavía más la capacidad de audición que tenemos, no sobrepasando, claro, sus límites, pero que, con directividad, permite escuchar mejor los sonidos en una cierta dirección, es por esto que proponemos que el dispositivo sea montado dentro

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de una linterna, de esta forma, puede ser llevado a cualquier lugar y el propio reflector de la linterna sirve como guía acústica captando el sonido en una dirección preferencial. Está claro que una verdadera guía acústica para trabajar en toda la banda de frecuencias audibles debería tener dimensiones mucho mayores que las de una simple linterna. Pese a esto, obtenemos buena respuesta en la banda audible y conseguimos lo que deseamos: una unidad que puede ser transportada muy fácilmente. La alimentación proviene de pilas comunes y se escucha mediante audífonos también comunes. Nuestro circuito posee varios bloques. Comenzamos por el dispositivo que debe captar los sonidos que, por su finalidad, debe ser el más sensible posible; se trata de un preamplificador. Usamos un micrófono de electret que, además de poseer enorme sensibilidad, tiene también en su propio interior, ya incorporado, un circuito amplificador inicial. Los micrófonos de electret pueden operar con tensiones muy bajas, aproximadamente 3V,


Generador Bitonal para ajustes de audio y además son dispositivos de gran resistencia mecánica (pueden ser llevados a cualquier parte) y de pequeñas dimensiones, facilitando su instalación en un reflector.

El bloque final es de una salida de audio en simetría complementaria capaz de dar excelente volumen en un par de audífonos de baja impedancia (4 ohm ú 8 ohm).

Este reflector tiene justamente la finalidad de dar directividad al micrófono, que pasará a captar con más facilidad los sonidos que vienen de determinada dirección.

La alimentación se hace con 4 pilas pequeñas colocadas en dos soportes, porque el aparato usa en una etapa 3V y en la salida 6V. Tenemos una fuente de dos tensiones para el circuito.

Para tener directividad en todas las frecuencias el reflector debería ser mayor, pero con esto se perjudicaría la apariencia del aparato, además de ser incómodo para transportarlo; preferimos entonces compensar este hecho, con un circuito amplificador de gran ganancia.

Los componentes electrónicos son comunes.

El preamplificador lleva dos transistores comunes en una etapa donde un trimpot permite ajustar la sensibilidad o punto de funcionamiento. Esta etapa tiene un circuito de configuración muy usada en aparatos para sordos, que trabaja con tensiones muy bajas y, además, presenta una gran ganancia. Posteriormente se tiene un bloque “driver” o impulsor que proporciona una amplificación de potencia para la excitación del bloque final.

El micrófono de electret usado es del tipo de dos terminales, cuya polaridad debe ser observada con cuidado al hacer la conexión. Vea que uno de los terminales tiene conexión en la carcaza, siendo el negativo. Los transistores son de uso general. Para los NPN se pueden usar los BC548 ó equivalentes como los BC547, BC237 ó BC238. Para el único PNP tenemos el BC557 ó equivalentes como el BC308, BC307 ó BC558. Los diodos son de uso general, como el 1N914 ó 1N4148. Todos los resistores son de 1/8W para una versión más compacta y los capacitores electrolíticos con tensiones a partir de 6V con excepción del C5 que es cerámico.

Figura 1 - Circuito eléctrico del micrófono electrónico de alta sensibilidad.

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Montajes El ajuste de funcionamiento se realiza con un preset o un trimpot de 4k7.

No debe usarse otro valor pues puede ocasionar distorsiones. Tenemos finalmente el audífono o auricular que es de 8 ohm, dándose preferencia a los tipos grandes. Eventualmente un audífono pequeño del tipo que acompaña las radios portátiles, puede funcionar bien. Aclaramos que la salida de este amplificador se puede conectar perfectamente a la entrada auxiliar de un amplificador de potencia de audio. El circuito completo aparece en la figura 1. La versión en placa de circuito impreso de ambos lados aparece en la figura 2. Observe que todos los componentes sigan las especificaciones originales de modo que encajen en los lugares previstos. Si se usan capacitores electrolíticos de tensiones mucho mayores pueden causar problemas de fijación. El montador debe tener en cuenta los siguientes cuidados: Lista dE MatEriaLEs Q1, Q2, Q3, Q4 - BC548 ó equivalente - transistores NPN Q5 - BC558 ó equivalente - transistor PNP D1, D2 - 1N4148 - diodos de uso general VR1 - 4k7 - trimpot o pre-set. CN1 - conector tipo Jack donde se conectará un micrófono de electret de dos terminales. CN2 - Conector tipo jack donde se conectará un auricular o servirá como salida para la conexión a un amplificador de potencia. R1, R4 - 1kΩ R2 - 2M2 R3 - 470kΩ R5 - 470Ω R6 - 180Ω R7 - 47kΩ C1 - 47µF x 16V - Capacitor electrolítico C2, C3, C4 - 4,7µF x 16V - Capacitores electrolíticos C5 - 22nF - Capacitor cerámico C6, C7 - 100µF x 16V - Capacitores electrolíticos

Figura 2 - Circuito impreso del micrófono electrónico de alta sensibilidad.

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Varios: Placa de circuito impreso, cables, soportes para dos pilas pequeñas, conectores, interruptor doble, gabinete para montaje, etc.


Generador Bitonal para ajustes de audio a) Comience soldando los transistores. Vea que Q5 es diferente de los demás, pues es PNP, y que todos los transistores tienen posiciones que son dadas por la parte chata de sus cubiertas. Sea rápido al soldar estos transistores. b) Suelde después los diodos, también observando que estos componentes, D1 y D2, tienen una polaridad determinada para su colocación, dada por la banda. c) Los próximos componentes son los resistores. Cuando los suelde tenga cuidado con la identificación dada por las bandas de colores. Vaya mirando la lista de materiales si tiene dudas. d) Para la soldadura de C5 no hay nada que observar, pero cuando coloque en la placa los demás capacitores es necesario fijarse bien su polaridad, marcada en sus cubiertas. Cuidado con no cambiar los valores. e) La conexión del micrófono debe hacerse con cable corto y preferiblemente blindado para que no se produzca la captación de zumbidos ni ocurran realimentaciones. Vea que el polo negativo del micrófono es conectado a la malla del cable blindado.

soportes de las pilas, observando su polaridad. Si desea colocar un interruptor, debe emplear una llave doble para que corte la tensión provista por los dos portapilas. Terminado el montaje, es recomendable revisar todo antes de hacer la prueba de funcionamiento y colocar el micrófono en un gabinete apropiado. Para realizar una prueba, coloque pilas nuevas en cada portapilas y encaje un auricular en el enchufe correspondiente. Al conectar el micrófono, inmediatamente debe oír en los audífonos el sonido ambiental con buena intensidad, ajustada en el control VR1 para mayor nitidez sin distorsiones. Apunte el reflector donde está el micrófono en diversas direcciones para "sentir" el desempeño del aparato. Si ocurre algún tipo de oscilación, verifique las conexiones del micrófono, si el cable no está suelto.

MiCróFono

dE

FM EstabLE

g) La salida para el audífono se hace a través de un enchufe hembra del mismo tipo que el del enchufe "Jack". Por este motivo, defina antes el tipo de audífono que va a usar.

La mayoría de los micrófonos que emiten por la banda de FM comercial tienen la gran ventaja de ser muy simples de armar porque rara vez llegan a tener mas de diez componentes. Pero por lograr esa simplicidad sacrifican características sumamente importantes como la estabilidad de frecuencia y la calidad de audio.

h) Complete el montaje con la conexión de los

Varios integrantes de la lista Elektrons han desarro-

f) El trimpot VR1 no ofrece dificultades de colocación, bastando para ello observar el dibujo.

Figura 3- Circuito eléctrico del micrófono de FM estable.

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Montajes llado el circuito de la figura 3 y lo han experimentado con muy buenos resultados. Se alimenta con una batería de 9V y trabaja en la gama de frecuencias de FM_comercial (88MHz a 108MHz. La primer etapa es un amplificador para micrófono de electret de dos pines. La ganancia de este amplificador (pre-amplificador en realidad) está dada por dividir la suma de la resistencia de 100kΩ + el potenciómetro sobre la resistencia de 4k7, modificando estos valores se obtiene mas o menos ganancia, según el uso que se pretenda. El divisor resistivo en el pin 3 del circuito integrado es para poder usar el amplificador operacional con una fuente única y no partida. La segunda etapa es la amplificadora, el tanque LC determinan la frecuencia de trabajo, y el capacitor de 10nF influye en la estabilidad del circuito (usar un capacitor de buena calidad). Esta etapa está separada en dos, la primera con el primer transistor que conforman la etapa osciladora, y la segunda que conforma el amplificador. Esto hace que el circuito sea mas estable.

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No debe conectarse la antena directamente a la bobina, ya que provoca una fuga de la frecuencia al acercar la antena a objetos o a la mano. Aún cuando se toque la antena no se correrá de frecuencia, a lo sumo habrá una baja de potencia, pero no corrimiento de frecuencia. Para aumentar la potencia, se debe disminuir la resistencia (de 47ohm) del emisor del último transistor hasta un mínimo de 22 ohm, pero elevará el consumo. Incluso cambiar el último transistor por un 2N2222 y elevar la tensión de alimentación. Tanto Cx como Lx y XRF son componentes específicos que deben reunir los siguientes requisitos: Cx = capacitor variable de 3 a 30pF ó 4 a 40pF. Lx = bobina de 4 espiras de alambre 22 AWG con núcleo de aire de 0,5 cm, con la toma en la primer espira del lado del colector del transistor. XRF = choque de RF de 100µH. Se puede construir con una resistencia de 1MΩ, enrollando 100 vueltas de alambre esmaltado fino (32 AWG). Suelde los extremos del alambre a las patas de la resistencia y ésta a la placa de circuito impreso. J



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