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CURSO

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TÉCNICO SUPERIOR

EN

ELECTRÓNICA

Teoría

ETAPA 2 - LECCIÓN Nº 4

LOS SEMICONDUCTORES EN CONMUTACIÓN En esta lección estudiaremos los componentes semiconductores de conmutación rápida, deteniéndonos en los diodos y transistores schottky; también analizaremos a los semiconductores que se utilizan como interruptores de corriente continua y de corriente alterna. DIODOS Y TRANSISTORES SCHOTTKY Cuando se estudia el comportamiento del transistor como parte componente de un circuito electrónico, debe realizarse el análisis, ya sea para señales débiles (pequeñas) o para señales fuertes, que hagan que el semiconductor trabaje en la zona de corte o en la zona de saturación de sus curvas características. Se dice, en este último caso, que el transistor actúa como un interruptor (cuando pasa desde la región de corte a la de saturación y vuelve luego al corte). Los circuitos "interruptores" con transistores o de conmutación se usan en sistemas de radar, televisión, instrumentación electrónica, telefonía, circuitos digitales, etc. El circuito característico de un transistor conmutador no difiere de los ya estudiados, tal como se puede ver en la figura 1, dado que lo que varía es el nivel de la señal aplicada a la entrada. En la figura 2 se representa cómo varía la corriente de emisor, detallando los tiempos de "encendido" y"apagado" del transistor, debido a que la respuesta a la señal de entrada no es inmediata, sino que sufre un cierto retraso, que quedan definidos por dos tiempos, uno de conexión (tON) y otro de desconexión (tOFF). La falta de respuesta de un transistor a los tiempos reales de conmutación se debe a que, en la saturación, existen cargas en exceso, de portadores minoritarios almacenados en la base. Por esta razón, cuando se emplean transistores en conmutación, se debe reducir el tiempo de almacenamiento. Ahora bien, si se desean componentes más rápidos, se deben utilizar componentes con estructuras distintas. Para ello, es preciso dar algunos conceptos. En la superficie de los semiconductores y de los metales existen estados de energía adicionales, que surgen de la rotura de la continuidad de la estructura cristalina.

Figura 1

Figura 2

En la figura 3 se reproduce la estructura de un componente, que permite el movimiento de cargas con mayor facilidad y disminuye, de esta manera, los tiempos de almacenamiento. Se trata de un diodo Schottky, cuyas características tensión-corriente son similares a las de un diodo de juntura P-N normal, tal como se puede apreciar en la figura 4. Los diodos Schottky tienen un tiempo de almacenamiento despreciable porque la corriente está producida princi-

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Figura 3

palmente por portadores mayoritarios, ya que los electrones entran desde el lado N hacia el aluminio y, por consiguiente, no pueden diferenciarse de los electrones del metal, con lo que no se produce almacenamiento en la proximidad de la unión. De la misma manera que se puede reducir el tiempo de retardo de un diodo, se podría reducir el tiempo de establecimiento de un transistor. El componente así formado recibe el nombre de transistor Schottky, y su símbolo, tanto como el modelo equivalente, se muestran en la figura 5.

Figura 4

Si se intenta saturar el transistor aumentando la corriente de base, la tensión del colector disminuirá, por lo cual el diodo Schottky conducirá y, como la unión del colector está polarizada en sentido directo a una tensión menor que la de umbral (V<0,7 V) , el transistor no entrará en saturación.

CIRCUITOS DE APLICACIÓN DE ALTA VELOCIDAD Se puede reducir el retardo de una compuerta lógica TTL (transistor, transistor, lógico), si se elimina el tiempo de almacenamiento o establecimineto de todos los semiconductores que la integran. Como se ha visto, esto se consigue evitando que los transistores estén totalmente saturados. La mayoría de los circuitos integrados digitales de la familia de los llamados de "alta velocidad" , emplean semiconductores Schottky con el objeto de aumentar la velocidad de operación, lo que es altamente beneficioso en componentes tales como las memorias.

Figura 5 En la figura 6 se da el circuito eléctrico de una compuerta NAND de dos entradas fabricada con tecnología Schottky . Los circuitos integrados que emplean esta tecnología son los más rápidos dentro de los TTL y utilizan diodos Schottky que resultan fáciles de fabricar y, como ya se ha estudiado, son muy rápidos. La subfamilia de circuitos integrados con esta tecnología, se denomina HTTL y con ella se tienen tiempos de propagación inferiores a los 3 nanosegundos, lo que permite operar con frecuencias de oscilación superiores a los 100MHz. El consumo suele ser bajo y la disipación de potencia rara vez supera los 20mW.

Figura 6

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Los fabricantes de circuitos integrados se esfuerzan para conseguir componentes rápidos de muy baja disipación; con esta filosofía se tiene otra subfamilia TTL Schottky de baja potencia, denominada LSTTL, que posee resistores internos de mayor valor con el objeto de reducir la corriente de circulación interna. Suelen emplear una configuración diferente a la entrada, reemplazando el transistor multiemisor por un sistema más veloz, con lo cual se consiguen tiempos de propagación típicos de unos 10 nanosegundos y un consumo por compuerta de tan sólo 2mW. Como puede observar, el consumo se ha reducido considerablemente, pero como contrapartida, la frecuencia máxima de reloj

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Teoría sólo alcanza los 35MHz, lo cual es bastante importante si se lo compara con la frecuencia máxima que se obtiene con otras familias. Volviendo al análisis del transistor en conmutación, conectar una juntura significa que por ella circule una corriente superior a la de mantenimiento, lo cual demandará un tiempo para que la tensión y la corriente se estabilicen. A este tiempo se lo denomina régimen transitorio de conexión. Del mismo modo, cuando el transistor conduce, para bloquear la tensión y anular la corriente, será necesario un tiempo denominado régimen transitorio de desconexión.

Figura 7

En una juntura ideal, los tiempos de conexión y desconexión son nulos, lo que implica una resistencia nula durante la conducción e infinita cuando se quiere practicar el bloqueo.

Dicho de otra manera, no existiría en este caso almacenamiento de cargas en el material que forma la juntura (en la zona neutra). Si se realizara el análisis que permita explicar el comportamiento de la juntura, podríamos asemejar la misma a un circuito rc paralelo, dado que haría falta que el capacitor se cargue completamente para que la juntura entre en un régimen permanente.

Figura 8

El tiempo de establecimiento de la corriente de colector dependerá del tiempo que precise la base para almacenar una carga determinada. De aquí que adquiere vital importancia tanto la resistencia de entrada como la capacidad base-emisor de un transistor, a la hora de establecer el comportamiento del semiconductor en alta frecuencia. El mismo procedimiento se puede seguir para estudiar a los transistores de efecto de campo, unijuntura, Schottky, etc, procedimiento del cual nos ocuparemos en lecciones futuras.

COMPORTAMIENTO DE LAS CARGAS EN UN SEMICONDUCTOR Para "conectar" una juntura PN se debe hacer circular por ella una corriente, teniendo un régimen transitorio de conexión, que representará el tiempo necesario para que la tensión y la corriente se estabilicen y permitirá llevar el sistema a un régimen permanente. Para "desconectar" la juntura, se debe disminuir la tensión con el objeto de anular la corriente circulante por el circuito. Entonces, el régimen transitorio de la desconexión representa el tiempo necesario para que en la juntura se anule la corriente y el sistema permanezca en régimen permanente. En la figura 7 se reproduce un esquema circuital que utilizaremos como base para explicar este tema, considerando al transistor en conmutación. El generador VG suministra una tensión de forma de onda cuadrada. En el tiempo “Ø” el generador entrega la tensión +V; luego, en el tiempo “Ø1” se establece una tensión -V y así sucesivamente. Se busca que la juntura base-emisor del transistor permita el paso de la corriente, a partir del tiempo t = Ø, y que la corriente sea nula durante el tiempo t = Ø1, tal como se muestra en la figura 8. En dicha figura se ha supuesto una juntura de comportamiento ideal, en la cual se tendría una resistencia nula,


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Figura 9

en el sentido directo de conducción, e infinita, en el sentido inverso, y no existiría en ella el almacenamiento de cargas en las zonas neutras del material que forma parte de la juntura, ni en la zona de "carga espacial" de la misma. Lógicamente, existen tiempos de demora para que se produzca el establecimiento de las cargas, con lo cual la situación real es diferente, tal como muestra la gráfica de respuesta de la figura 8. Se observa que a partir del tiempo t = Ø comienza el proceso de conexión. Si suponemos que la resistencia R del circuito es muy superior a la resistencia de la juntura base-emisor y que la tensión aplicada a la juntura es muy superior a la tensión de conducción (0,7V para el silicio), puede decirse que la corriente será: V I = ——— R Para explicar el proceso de almacenamiento de cargas, supondremos que la juntura P-N está compuesta por una zona P, fuertemente dosificada,y una zona N de dosificación más débil. Por lo tanto, la inyección de portadores en la juntura consistirá, casi exclusivamente, en lagunas o huecos que irán de la zona P+ hacia la zona N. Además, los electrones que se inyectan en sentido contrario serán muy pocos, debido a la baja contaminación de la zona N. Para calcular la corriente circulante, sabemos que la misma estará dada por la cantidad de cargas inyectada en la juntura N por unidad de tiempo; matemáticamente se tiene: QP I = ———— TP Es fácil deducir que la juntura se comporta como un circuito RC paralelo, tal como se muestra en la figura 9. En base a la fórmula anterior y a la asociación recién hecha, se deduce que: Q V = ————— C T = RC

Figura 10

En la figura 10 se ha reemplazado el efecto de almacenamiento de cargas en la juntura por el equivalente RC, por lo cual el tiempo de establecimiento de la corriente de colector dependerá del tiempo necesario para almacenar en la base una carga QB, lo cual podemos escribir como: Qb IC = ————— Tb Como VG >> VBE, puede considerarse que el capacitor Cb soporta la totalidad de la tensión "escalón +V" en forma casi instantánea. La carga almacenada en el capacitor está dada por: Qb = Cb . V

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Teoría La base del transistor, que está en serie con el capacitor Cb, almacena una carga igual, como se esperaría de dos capacitores conectados en serie. Para este análisis, consideramos la entrada del transistor (entre base y emisor), de naturaleza puramente capacitiva, por lo que:

Figura 11

Tb = Cb . Rb Quiere decir que el tiempo Tb es el mínimo necesario para que se establezca un régimen permanente, como condición fundamental que debe cumplir la constante de tiempo del circuito CR de entrada, para compensar la constante de tiempo intrínseca del transistor y, por consiguiente, anular el tiempo de establecimiento. El análisis efectuado se realiza con fines demostrativos, dado que el fabricante de semiconductores suele dar los tiempos de establecimiento que el proyectista o técnico debe conocer, para poder seleccionar el componente adecuado, a la hora de trabajar con un circuito electrónico. Con este tema damos por finalizado el estudio simplificado del transistor en conmutación. Como síntesis, podemos decir que un transistor en conmutación se comporta como una llave electrónica, que permite el manejo de una corriente elevada entre emisor y colector, cuando se aplica una tensión suficiente a la juntura baseemisor. Estudiaremos ahora, los dispositivos específicos de disparo, comúnmente conocidos como "relés electrónicos".

DISPOSITIVOS ESPECÍFICOS DE DISPARO Los semiconductores controlados de disparo, tales como el rectificador controlado de silicio, el diac y el triac, se utilizan en sistemas de encendido de automóviles, controles de iluminación, de motores, electrónica de potencia en general, calefacción, etc. Estudiaremos cada uno de estos componentes en forma sencilla, pero lo suficientemente profunda como para contar con herramientas válidas de trabajo.

RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO (SCR) Es un dispositivo semiconductor, formado por cuatro capas de estructura (PNPN) , que se utiliza como interruptor electrónico. Esto quiere decir que su comportamiento tiene dos estados: uno de bloqueo (como una llave abierta) y otro de conducción (como una llave cerrada).

Figura 12

En la figura 11 se representa en forma esquemática un componente de estas características con el símbolo correspondiente. G es la compuerta, A el ánodo y K el cátodo. Si se analiza detalladamente la estructura de este componente, mostrada en la figura 11, se puede deducir que el rectificador controlado de silicio se comporta como dos transistores conectados en cascada, tal como se muestra en la figura 12. El cátodo (K), que generalmente es de material N muy contaminado actúa como emisor. La zona de compuerta (G), que es de material P poco contaminado, actúa como base del mismo transistor, cuyo colector se completa con una zona de bloqueo de material N.


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Etapa 2 - Lección 4 Por otro lado, la zona de ánodo (A), que es de material tipo P, muy contaminada cerca de la conexión y poco contaminada en la proximidad de la juntura, completa el dispositivo. Se observa que el SCR está compuesto por dos transistores uno PNP y otro NPN, conectados en cascada. Supongamos que se alimenta el ánodo (A) con una tensión positiva con respecto al cátodo (K) y que la compuerta (G) no está polarizada. El transistor T2 estará al corte, por lo cual la corriente Ic2 será nula, lo mismo que la corriente de base Ib1, en el transistor T1, por ser la misma que Ic2. El transistor T1 se encuentra, por lo tanto, al corte y no circulará corriente entre el ánodo y el cátodo del dispositivo (IA = 0). Si ahora polarizamos la compuerta (G), en forma directa con respecto al cátodo (K), el transistor T2 sale del corte. La corriente de colector Ic2, deja de ser nula, al igual que la corriente de base Ib1, ya que Ic2 es igual a Ib1; en consecuencia, el transistor T1 deja el estado de corte y provoca la circulación de corriente de colector Ic1, que se cierra por la base del transistor T2, como Ib2. El transistor T2 es, de esta manera, excitado por el transistor T1, independientemente de la polarización externa, aplicada en la compuerta (G), que sólo fue necesaria para el "arranque" o encendido del RCS. Se observa, entonces, que el transistor T2 excita al transistor T1 y éste, a su vez, al T2. Esta relación de realimentación lleva a ambos transistores a la condición de saturación. En este estado, la caída de tensión entre el ánodo y cátodo del SCR es muy baja, por lo que la corriente debe ser limitada por el circuito externo. En base al mecanismo recién explicado, en la figura 13 se muestra la curva característica de este dispositivo. Con una tensión aplicada en sentido inverso (con el ánodo negativo respecto al cátodo), el dispositivo bloquea la corriente que por él circula y queda un componente muy pequeño de saturación inversa normal a toda juntura semiconductora. La tensión máxima de bloqueo, en el sentido directo VBO, se obtiene con la compuerta en circuito abierto; vale decir, IG = 0.

Figura 13

Si se aplica una corriente de excitación en la compuerta, la tensión de bloqueo disminuye, hasta llegar un momento en que se produce el disparo del SCR, en que la corriente aumenta hasta un valor máximo limitado por los componentes externos y ya no se establece un control desde la compuerta, es decir que no es posible controlar la corriente de ánodo con variar la corriente de compuerta. Para poder obtener un nuevo control desde la compuerta, se debe eliminar o invertir la tensión de ánodo. Es lógico suponer que, en circuitos de corriente alterna, el disparo se produce cada medio ciclo, dado que en los restantes se aplica una tensión inversa al ánodo. Para producir el desbloqueo, se debe aplicar a la compuerta, en el instante preciso, un impulso de muy corta duración que “gatilla” el dispositivo.

TRIAC El SCR permite la conducción de un solo semiciclo de la corriente alterna; cuando es necesario controlar ambos

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Teoría semiciclos de la señal, se emplea el triac, que es un dispositivo que puede conducir en ambas direcciones.

Figura 14

La figura 14 representa la estructura de capas constructiva simplificada de un triac y su símbolo esquemático. Este dispositivo posee tres terminales, denominados: terminal principal Nº 1, terminal principal Nº 2 y compuerta. Un circuito equivalente que surge del análisis de la estructura del triac, se puede ver en la figura 15, donde se observa que son dos pares de transistores conectados en cascada e interconectados entre sí. En consecuencia puede considerarse el triac como dos SCR conectados en paralelo y en sentidos opuestos, según lo mostrado en la figura 16. Con polarización directa o polarización inversa, el triac presenta un primer estado de bloqueo (que llamaremos estado “NO”) y un segundo estado de conducción (llamado estado “SI”). El punto en el cual el dispositivo realiza la transición entre los dos estados corresponde a la tensión de ruptura; dicha tensión de ruptura, de la misma forma que ocurría con un SCR, puede variarse mediante la aplicación de un impulso de corriente, positivo o negativo, al terminal de compuerta. A medida que aumenta la amplitud del impulso de compuerta, disminuirá la tensión de ruptura. Los valores necesarios para producir el disparo (sensibilidad del componente) son diferentes para cada caso y el fabricante suele especificarlos en los manuales de datos.

Figura 15

En la figura 17 se reproduce la curva característica del triac, donde se observa la conducción en ambos sentidos: es decir, permite conducir los dos semiciclos de una señal alterna, cuando está excitada la compuerta.

DIAC Es un dispositivo semiconductor de dos junturas, de construcción similar a la del transistor bipolar que, muchas veces, es llamado "diodo para corriente alterna", pero que funciona, básicamente, como un diodo de ruptura por avalancha bidireccional y que puede pasar del estado de bloqueo al estado de conducción, con cualquier polaFigura 16 ridad de la tensión que se aplique entre sus terminales.

Figura 17

En la figura 18 se representa la estructura de capas de este componente y su símbolo correspondiente. La curva característica se reproduce en la figura 19 y corresponde a la de un transistor simétrico (el colector es igual al emisor), con la base abierta. El emisor se denomina ánodo 1 y el colector, ánodo 2. Cuando se aplica tensión positiva o negativa de bajo


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valor sobre los electrodos del diac, se establece un flujo pequeño de corriente de fuga (Is), hasta que la tensión llega al punto de ruptura VBO. A partir de ese momento, la juntura polarizada en sentido inverso sufre una ruptura por avalancha y, por encima de ese punto, la característica tensióncorriente equivale a una "resistencia negativa" , lo que significa que la corriente aumenta con una disminución de la tensión.

Figura 19

Los diac se usan principalmente en dispositivos de disparo para control de fase del triac y otras aplicaciones similares, donde es necesario establecer una tensión determinada en los dos sentidos de disparo.

CIRCUITOS DE APLICACIÓN CON SCR, TRIACS Y DIACS

Figura 21

Una aplicación típica para el triac como control de potencia es la que aparece en la figura 20. En este circuito, un resistor de valor apropiado limita la corriente por la compuerta, de modo que, con una corriente pequeña, se puede obtener un control de grandes potencias en un circuito de carga. Las corrientes típicas para los triacs comerciales, que deben ser aplicadas a la compuerta, varían entre 20 y 50mA y las corrientes principales de control varían entre 5 y 50 ampere. Del mismo modo que en el caso de los SCRs, podemos usar los triacs como eficientes controles de potencia, cortando los semiciclos de alimentación en momentos oportunos, de modo que apenas una parte sea conducida hacia la carga.

Figura 22

Es evidente que, en el caso de los triacs, conduciendo estos componentes, la corriente en los dos sentidos, obtenemos una banda mucho mayor de variación de potencia, que puede estar entre cero y 95%, para los casos comunes. La configuración usada para un circuito de control de potencia, en este caso, es semejante a la de los SCR, con la diferencia del diodo usado en la compuerta. Tenemos, entonces, un componente adicional que sería un diac, obteniendo la configuración de la figura 21. Como los triacs pueden conducir corriente en los dos sentidos, son especialmente indicados para ser usados en circuitos de corriente alterna. Es lógico que habiendo un único sentido de corriente, en los circuitos de corriente continua, la utilización de un triac en lugar de un SCR sería un desperdicio, pues habría una parte de no conducción para este componente. El circuito más simple con triac se muestra en la figura 20, en la que este componente se usa para permitir el control de una corriente intensa con un interruptor de pequeña capacidad.

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Teoría La corriente de disparo del triac está determinada por el resistor R que debe, entonces, dimensionarse de acuerdo con su sensibilidad y con la capacidad del interruptor. Como para un triac de capacidad de corriente del orden de 10 a 20A tenemos una corriente de disparo en la banda de los 20 a los 50mA, hasta pueden usarse con eficiencia "reedswitches" , o también pequeños relés.

Figura 23

Otra aplicación aparece en la figura 22, en que tenemos un control de dos intensidades para una carga que puede ser una lámpara o un motor. En el caso de un motor, tendremos 2 velocidades, según la posición de la llave, y en el caso de la lámpara, dos brillos. En la posición en que queda el diodo, fuera del circuito, la corriente dispara el triac en los dos semiciclos y toda la potencia es aplicada a la carga. En la posición en que el diodo es colocado en el circuito, éste permite el disparo del triac solamente en la mitad de los semiciclos. La carga recibe entonces la mitad de la potencia. Vea que, en este circuito, el diodo usado puede ser de capacidad de corriente bastante pequeña. Una tercera posición de la llave permite que el circuito sea inactivado. La tercera aplicación es del conocido control de potencia, en que podemos hacer uso, como carga, de un motor (perforadora eléctrica, ventilador, etc.) o bien de una lámpara en cuyo caso tendremos el llamado "dimmer" (atenuador). El circuito aparece en la figura 23 con los valores para la red de 220V, observándose el uso de diac, que puede estar, o no, incorporado al triac (entre paréntesis se dan los valores para 220V). Como en todas las aplicaciones el triac desarrolla una cierta cantidad de calor, que depende de la intensidad de la corriente circulante, es preciso montarlo en un disipador de calor. Las cubiertas de los triacs ya están dotadas de recursos que facilitan su montaje en estos disipadores. La cantidad de calor desarrollada por un triac, como en los SCRs, puede calcularse fácilmente multiplicando la intensidad media de la corriente conducida por 2,0V, que es la caída de tensión en este componente. Por ejemplo, un triac que conduzca una corriente de 5A desarrolla una potencia de 10W. ☺

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ETAPA 2 - LECCIÓN Nº 4

PRÁCTICAS CON SEMICONDUCTORES

DE CONMUTACION Los dispositivos semiconductores que hemos visto, fueron ideados en principio para su uso en circuitos de poca potencia. Paralelamente a su desarrollo, se idearon otros dispositivos destinados a circuitos conmutadores de alta potencia como es el caso de los diodos schottky, los tiristores, y los triacs.

PRÁCTICA CON DIODOS SCHOTTKY

Figura 1

Estos diodos son utilizados como rectificadores en las fuentes conmutadas, puesto que funcionan a muy alta frecuencia. En esta práctica, mediremos al diodo schottkyST1, con el probador de diodos del mulFigura 2 tímetro digital (figura 1). Al efectuar la medición, verificamos que la caída de tensión (0,223 Volt) es mucho menor que la de diodos convencionales. Debido a esto, los diodos schottky, pueden trabajar a frecuencias elevadas sin quemarse.

PRÁCTICA CON UN TIRISTOR En un tiristor, cuando se dispara su compuerta, pasa a comportarse como, un diodo convencional. Para esta práctica, utilizaremos el TIC106 de la empresa Texas Instruments. Ver figura 2.

Figura 3

Para verificar el estado de los tiristores con el probador de diodos del téster digital, colocamos la punta color Negro, sobre el Cátodo (K), y la punta color Rojo, en el Ánodo (A). A pesar de estar polarizado en directa, no hay conducción. Pero si hacemos un breve cortocircuito entre Ánodo y Compuerta, con un destornillador chico, provocaríamos el disparo del tiristor, indicándose en el display del téster digital el valor de la caída de tensión entre el ánodo y el cátodo del Tiristor. Ver figura 3. Luego, si cortocircuitamos brevemente Cátodo-Ánodo, con un destornillador, el tiristor, deja de conducir. Si ocurre todo esto, podemos asegurar que está bueno.

Práctica con T riacs Los triacs se pueden considerar como SCRs bidireccionales ya que se comportan como tiristores que conducen la corriente en ambos sentidos ahora la excitación de la compuerta podrá ser tanto positiva como negativa. Vea la figura 4.

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Práctica En esta práctica utilizaremos el triac TIC-226, el cual soporta tensiones de hasta 400 Volt y maneja corrientes de hasta 10 Amper. Ver figura 5.

Figura 4

Figura 5

Para verificar el estado de un Triac, primero medimos entre Anodo-1 y el Anodo-2, tanto en directa como en inversa (debe dar infinito); luego medimos entre Anodo-1 y Compuerta, también en directa e inversa (debe dar entre 300 y 400 aproximadamente).

PRÁCTICA CON DIACS Los Diacs se usan entre otras aplicaciones, en dispositivos de disparo para el control de triacs. En esta práctica utilizaremos el DT-2. Este diac se auto-dispara cuando la tensión aplicada entre sus extremos (Anodo-1 y Anodo-2) supere los 32 Volt. Ver figura 6. Para verificar el estado de un diac, lo medimos con el probador de diodos del téster digital; el valor debe ser infinito, tanto en directa como en inversa.

Figura 6

CIRCUITO DE APLICACIÓN El circuito de la figura 7 nos muestra un conmutador de potencia para lámparas o motores, con la posibilidad de apagado, funcionamiento a mínimo, y funcionamiento a máximo de potencia. En la posición “3”, el diodo deja pasar solamente a los pulsos positivos hacia la compuerta. Como el dispositivo de control es un triac, podemos utilizar cargas que funcionen con corriente alterna. En nuestro caso la energía proviene del secundario de un transformador de 12 Volt. En la figura 8 tenemos una imagen de la práctica que debe realizar para comprobar los conocimientos adquiridos. La total comprensión de esta lección es fundamental para sus estudios futuros, dado que en la mayoría de los circuitos con microprocesadores se emplean semiconductores operando en conmutación, razón por la cual le aconsejamos que realice las prácticas a consciencia. ☺

Figura 7

Figura 8


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MONTAJES LISTA DE MATERIALES DEL CIRCUITO DE LA FIGURA 1 - CI1 - 7812 - regulador de tensión de 12V - CI2 - 7805 - regulador de tensión de 5V (ver texto) - CI3 - LM386 - circuito integrado amplificador National - Q1, Q2 - BC547 - transistores NPN de uso general - D1, D2 - 1N4002 - diodos rectificadores - D3, D4 - 1N4148 - diodos de uso general de silicio - D5 - 1N34 o equivalente - diodo de germanio - R1, R4 - 4,7kohm - R2, R3 - 120kohm - R5 - 10ohm - R6 - 47kohm - P1 - potenciómetro de 10kohm - C1 - 1000µF - electrolítico de 25V - C2, C3 - 10nF - cerámico o poliéster - C4 - 2,2nF - cerámico - C5, C6 - 100µF - electrolíticos de 16V - C7 - 220nF - cerámico o poliéster - C8 - 10µF - electrolítico de 16V - C9 - 220µF - electrolítico de 16V - C10 - 47nF - cerámico o poliéster - S1, S2, S3 - interruptores simples - X1 - lámpara de 25W a 40W Continúa en la próxima página

Figura 1

MULTISERVICE: 4 INSTRUMENTOS PARA EL BANCO DE TRABAJO Todo técnico de mantenimiento y reparación de equipos electrónicos necesita contar con instrumental apropiado que lo ayude en la ubicación de fallas y también en ajustes y calibraciones. El circuito propuesto son 4 instrumentos en uno, útiles para gran cantidad de aplicaciones. Muchos técnicos, por dificultades financieras o por ser principiantes en la profesión, no pueden contar con los costosos instrumentos comerciales disponibles en el mercado, y esto puede traerles muchas dificultades en el trabajo diario. Con los dos equipos relativamente simples que describimos, los técnicos pueden equipar sus talleres y tener algo más que un simple multímetro para su trabajo, que se agilizará y se volverá más seguro. Un multímetro bien usado hace milagros, pero existen pruebas donde este instrumento necesita del auxilio de componentes o circuitos adicionales que no siempre el técnico tiene a mano. Sin embargo, para los que no pueden perder tiempo montando circuitos de prueba o no tienen capital para adquirir equipos especializados de alto costo, existen soluciones. ¿Por qué no montar algunos probadores de componentes con piezas comunes y dejarlos listos para uso en su taller? Esta idea es explorada en esta sección y será de gran utilidad para los lectores que desean equipar con su poco dinero su taller con algunos instrumentos adicionales. Damos dos proyectos que reúnen 4 funciones cada uno, todas de gran utilidad y no realizadas por los multímetros: El circuito “MULTISERVICE” consta de los siguientes instrumentos: a) Inyector de señales. b) Seguidor de señales de audio/RF. c) Fuentes reguladas de 6V y 12V x 1A. d) Lámparas de prueba de alta tensión.

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Taller El circuito (figura 1) consta de una fuente de alimentación que tanto puede proporcionar energía para equipos externos en prueba como para los propios dispositivos de prueba internos.

Figura 2

Así, después de filtrada y rectificada, la tensión del secundario del transformador va hacia dos circuitos integrados reguladores de tensión. Para la salida de 12V tenemos el 7812 y para la salida de 6V tenemos dos opciones: podemos usar el 7806, que en el momento de la redacción de este artículo presenta alguna dificultad de obtención, como podemos usar el 7805 agregando los diodos D3 y D4,que “suman” aproximadamente 1,2V en su salida. Los 6V del regulador en cuestión sirven para alimentar el seguidor de señales y el amplificador de prueba con el circuito integrado LM386. En la entrada de este circuito tenemos la llave S2, que puede colocar el diodo detector en el circuito, cuando está abierta, posibilitando así el trabajo con señales de RF. La llave S3 conecta el parlante en la función de seguidor de señales y lo desconecta cuando queremos probar un parlante conectado a J2. En estas condiciones usamos la pinza cocodrilo G4 del inyector para aplicar una señal de prueba a J1. P1 sirve de control de sensibilidad en esta función. El inyector de señales consiste en un astable con dos transistores alimentados por la tensión sin regulación del circuito, antes de los integrados. Mientras tanto, nada impide que se pueda modificar el proyecto, alimentando este sector de bajo consumo con 6V o 12V. Los capacitores C2 y C3, juntamente con R2 y R3, determinan la frecuencia de la señal (alrededor de1kHz) y pueden ser alterados a voluntad.

Continuación de la Lista de Materiales - X2 - toma de energía común - T1 - transformador con primario según la red local y secundario de 12+12V con 1A. - G1, G2, G3, G4 - pinzas cocodrilo - J1, J2 - enchufes tipo P2 - F1- fusible de 2A - PTE - parlante de 8 ohm VARIOS: Placa de circuito impreso, caja para montaje, cable de alimentación, zócalo para CI3, disipadores de calor para CI1 y CI2, cables, soldadura, etc.


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Etapa 2 - Lección 4 LISTA DE MATERIALES DEL CIRCUITO DE LA FIGURA 2 - D1, D2 - 1N4002 o equivalentes - LED1, LED2 - LEDs comunes - LED3 - LED amarillo - R1 - 470ohm x 1W - R2, R3, R4 - 2,2kohm x 1/8W - R5 - 10kohm x 1/8W - R6 - 1Mohm x 1/8W - R7 - 10ohm x 1W - C1 - capacitor electrolítico de 1000µF x25V - S1 - interruptor simple - S2 - llave de 2 polos x 2 posiciones (HH) - S3 - interruptor de presión NA - T1 - transformador con primario de acuerdo con la red local y secundario de 12+12V x 500mA - J1, J2 - bornes para puntas de prueba - G1, G2, G3 - pinzas cocodrilo de colores diferentes VARIOS Placa de circuito impreso, cable de alimentación, caja para montaje, cables, soldadura, etc.

Figura 3

Este oscilador produce una señal rectangular cuyas armónicas permiten la prueba de receptores hasta la banda de FM e, incluso, VHF. En el primario del circuito, alimentado directamente por la red, tenemos un circuito de lámpara en serie formado por X1 y X2. En X2 podemos conectar aparatos “sospechosos” , que pueden estar en “corto” ,antes de pensar en su conexión directa, lo que podría causar la quema de fusibles de la instalación o problemas más graves. Conectando dos puntas de prueba en X1, podemos hacer pruebas de corto y continuidad en electrodomésticos, como por ejemplo, motores, fusibles, etc. En la figura 2 se da el diseño de la placa de circuito impreso para este primer conjunto de instrumentos.

PROBADOR DE SEMICONDUCTORES El segundo proyecto propuesto para esta lección reúne en un solo circuito los siguientes elementos: a) Probador de diodos rectificadores. b) Probador de SCRs. c) Probador de FETs de potencia de canal N. d) Probador de transistores de potencia NPN y PNP. En realidad, tenemos más funciones que son consecuencia de las citadas, como por ejemplo la posibilidad de hacer pruebas de aislación en capacitores con uso del sector de prueba de transistores, o bien la prueba de parlantes con la salida de audio del seguidor de señales, que cuenta con un enchufe para esta finalidad. Usted podrá optar por el montaje de uno y de otro equipo separados o hasta, incluso, de los dos en una caja única, en cuyo caso la fuente podrá ser común, con la economía de un transformador, dos diodos y un capacitor de filtro. El circuito tiene una fuente de entrada semejante a la del primero, con rectificación por dos diodos y filtrado por C1 (ver figura 3). En el secundario del transformador, antes de pasar por la rectificación tenemos el reti-

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ro de la tensión alterna para la prueba de diodos. Este sector consta de dos LEDs y resistores limitadores de corriente. El diodo en prueba será conectado entre los bornes J1 y J2. Si el diodo estuviera bueno, la corriente conducida tiene solamente un sentido, y así solamente un LED se enciende. Si el diodo estuviera en corto, los dos semiciclos pasan y los dos LEDs se encienden. Evidentemente, para un diodo abierto ninguno de los LEDs se enciende. El resistor R1 ofrece cierta carga a los diodos en prueba, de modo que la prueba se haga con una corriente razonable, ya que el circuito se destina a la prueba solamente de diodos rectificadores. Tenemos a continuación un sector de prueba para otros semiconductores que comienza en la llave S2. Esta llave determina la polaridad de la corriente de prueba, según los semiconductores que son probados. En la posición a) tenemos entonces las siguientes posibilidades de prueba: Cuando conectamos en las pinzas un transistor NPN (base en G1, emisor en G3 y colector en G2), si el transistor estuviera en corto, circula una corriente por la lámpara, que entonces se encenderá. Si nada ocurre, presionamos S3 para polarizar la base de este componente. La lámpara debe encenderse, para indicar que el transistor está bueno. Si nada ocurre es porque el transistor está abierto. El mismo procedimiento es válido para transistores PNP, en cuyo caso la llave S2 va a la posición b) e invierte el sentido de circulación de las corrientes. Volviendo la llave a la posición a) podemos hacer la prueba de FETs de potencia, que están muy difundidos en los circuitos de fuentes conmutadas y deflexión de video de televisores, computadoras y otros equipos modernos. Se pueden probar FETs con tensiones a partir de 50V y corrientes de más de 50mA. Conectamos entonces G1 en la compuerta (gate o g), G2 en el drenaje (d) y G3 en la fuente (s) del FET que estamos probando. La lámpara no debe encenderse. Si esto ocurre tenemos un FET en corto. Si se enciende débilmente tenemos un FET con fugas. Presionando S3, la lámpara debe encenderse. Observe que esta prueba es válida para los FETs de canal N (flecha de compuerta hacia adentro). Para los de canal P pase la llave S2 hacia la posición (b). Finalmente, tenemos la posibilidad de probar SCRs con corrientes de disparo del orden de 10mA o menores, como los de la serie 106. Conectamos entonces G1 en la compuerta (g), G2 en el ánodo (A) y G3 en el cátodo (C o k). La lámpara debe permanecer apagada hasta el momento en que presionamos S3. Cuando esto ocurre la lámpara se enciende y debe permanecer así, incluso después que soltamos S3. Para desconectar el SCR, debemos desactivar la fuente por un momento, o desconectar por un momento G2 o G3. Observamos que las pruebas con transistores de potencia son válidas para componentes con ganancias superiores a 50. Los del tipo de baja ganancia, como algunos de la serie BU, sólo pueden probarse para detectar la posible presencia de cortos. La placa de circuito impreso para este montaje se muestra en la figura 4. En el primer proyecto, los circuitos integrados CI1 y CI2 deben ser dotados de disipadores de calor. Los conectores J1 y J2 son del tipo P2 común, debiendo el montador preparar dos cables blindados de aproximadamente 1 metro con pinzas cocodrilo en un extremo, y un enchufe P2 en el otro para fijar en estos puntos. Para la salida de las fuentes damos preferencia a las pinzas que deben ser diferenciadas por el color: sugerimos el negro para 0V, el azul para 6V y el rojo para 12V.

CÓMO CONVERTIRSE EN TÉCNICO SUPERIOR EN ELECTRÓNICA “Estudie desde su Casa” Esta es la CUARTA lección de la segunda etapa del Curso de Electrónica Multimedia, Interactivo, de enseñanza a distancia y por medio de Internet que presentamos en Saber Electrónica Nº 295. El Curso se compone de 6 ETAPAS y cada una de ellas posee 6 lecciones con teoría, prácticas, taller y Test de Evaluación. La estructura del curso es simple de modo que cualquier persona con estudios primarios completos pueda estudiar una lección por mes si le dedica 8 horas semanales para su total comprensión. Al cabo de 3 años de estudios constantes podrá tener los conocimientos que lo acrediten como Técnico Superior en Electrónica. Cada lección se compone de una guía de estudio y un CD multimedia interactivo. El alumno tiene la posibilidad de adquirir un CD Multimedia por cada lección, lo que lo habilita a realizar consultas por Internet sobre las dudas que se le vayan presentando. Tanto en Argentina como en México y en varios países de América Latina al momento de estar circulando esta edición se pondrán en venta los CDs del “Curso Multimedia de Electrónica en CD”, el volumen 1 de la primera etapa corresponde al estudio de la lección Nº 1 de este curso (aclaramos que en Saber Electrónica Nº 295 publicamos la guía impresa de la lección 1), el volumen 6 de dicho Curso en CD corresponde al estudio de la lección Nº 6. Ud. está leyendo parte de la CUARTA lección de la segunda etapa y el CD correspondiente es el de la Etapa 2, Lección 4. Para adquirir el CD correspondiente a cada lección debe enviar un mail a: [email protected]. El CD correspondiente a la lección 1 es GRATIS, y en la edición Nº 295 dimos las instrucciones de descarga. Si no poee la revista, solicite dichas instrucciones al mail dado anteriormente. A partir de la lección Nº 2 de la primera etapa, cuya guía de estudio fue publicada en Saber Electrónica Nº 296, el CD (de cada lección) tiene un costo de $25 (en Argentina) y puede solicitarlo enviando un mail a

[email protected]


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Figura 4

La salida del inyector puede hacerse con una pinza o bien por medio de otro conector P2. Para mejor calidad de reproducción recomendamos que el parlante usado tenga por lo menos 10 cm. Para probar el aparato basta conectarlo a la red de energía e inicialmente, verificar las tensiones en las salidas G1 y G2. Para probar el inyector y el seguidor de señales cierre S1, abra P1 totalmente y apoye G4 en la entrada del J1. Debe haber reproducción de la señal del inyector con buen volumen. Si quisiera modificar la frecuencia, por encontrarla muy grave o aguda (en función de las tolerancias de los componentes usados), altere C2 y C3. En esta prueba, S3 debe estar cerrado para que el parlante del circuito esté conectado. Para el circuito de la figura 3, observe que R1 y R7 son de 1W. Los demás resistores son de 1/8W. Los LEDs pueden ser de colores diferentes para facilitar la identificación de su indicación. La lámpara X1 puede ser del tipo usado en las linternas o la luz de cortesía para autos. C1 debe tener una tensión de trabajo de 25V, y el transformador tiene bobinado primario según la red; el secundario es de 12+12V x 500mA. La llave S2 es del tipo HH deslizante, mientras que S3 es un interruptor de presión normalmente abierto (NA). J1 y J2 son bornes para conexión de puntas de prueba, y las pinzas cocodrilo de G1 a G3 deben tener colores diferentes: G1 verde, G2 roja y G3 negra (por ejemplo).

Figura 5

Para probar el aparato, conéctelo a la red de energía y accione S1. Inicialmente conecte un diodo entre J1 y J2. Debe encenderse el LED1 o el LED2, según la posición. Invierta el diodo para que encienda el otro LED. Para probar el sector de prueba de transistores/SCRs, tome como base un TIP31 o BD135, conectando las pinzas de la siguiente forma: G1 - base G2 - colector G3 - emisor La llave S2 debe estar en la posición A. Apretando S3 la lámpara debe encenderse. Una prueba más simple se puede hacer interconectando por un momento G2 y G3. Por último, en la figura 5 tenemos un probador activo de semiconductores cuya explicación se realiza en el CD de esta lección. ☺

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MANUALES TÉCNICOS

LAVAVAJILLAS

FUNCIONAMIENTO, MANTENIMIENTO VIDEOS

DE

SERVICIO

Y

GUÍAS

Y

REPARACIÓN

DE

DE

REPARACIÓN

Tanto los lavarropas (o lavadoras) como los equipos lavavajillas, basan su funcionamiento en un sistema electromecánico con comando electrónico que permite el ingreso de agua a una cavidad en la que se colocan los elementos a lavar y se introducen limpiadores y otros productos según el programa de lavado. En Saber Electrónica Nº 292 ya explicamos cómo funcionan los lavarropas y hasta sugerimos la descarga de un CD con un curso completo sobre reparación de estos equipos; en este manual nos ocupamos de las lavadoras y en él mostramos algunos elementos constituyentes y cuál es su función. Por motivos de espacio no podemos incluir toda la información, dado que ese será un tema de un próximo tomo de la colección Club Saber Electrónica, sin embargo, aclaramos que esta información es parte del paquete educativo sobre servicio técnico a lavadoras y lavavajillas que se completa con un CD en el que se nuclea todo lo que el técnico precisa para una capacitación seria. INTRODUCCIÓN En el lavado a mano es necesario realizar los siguientes procesos: preparar, lavar, secar, recoger, lavar el fregadero. Los factores que intervienen en el lavado son:

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Químico Mecánico Tiempo Temperatura

Factor mecánico: En el lavado a mano se usa Saber Electrónica Nº 304

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agua cepillo y bayeta. El cepillo se maneja con la mano mediante presión y se aplica con más fuerza donde se ve más suciedad. En el lavado a máquina la acción mecánica se hace a través de haces de agua a presión en todas direcciones sobre la vajilla. Temperatura: El lavado a mano se empieza con una temperatura de 40 a 50 ºC que luego va bajando poco a poco. En el lavado a máquina, la temperatura va en aumento y se mantiene estabilizada. Esta temperatura influye sobre los resultados del lavado y secado. Tiempo: en el lavado a máquina, el tiempo es un factor muy importante. Es el tiempo en que actúan todos los demás factores. Químico: los detergentes se componen de diferentes elementos: Fosfatos, silicatos, sales y sustancias activas, cloro. Los detergentes bajan la dureza del agua. Disuelven la grasa en pequeñas partículas. Mantienen a flote las cenizas, por ejemplo la celulosa. El cloro impide que restos de café, te o carmín coloren el agua. Protege los productos y la máquina de la oxidación. Es importante su dosificación. Una dosificación baja conduce a un resultado defectuoso del lavado. Vea en la figura 1 la composición de los detergentes. El abrillantador: para evitar manchas sobre el cristal y durante el secado se necesita abrillantador. Reduce la tensión superficial del agua. De una gota de agua se hace una película muy fina que al secarse no deja ningún residuo. El agua: el resultado del lavado tanto con detergente como con abrillantador está condicionado por la composición del agua. El agua dura deja manchas de cal en la vajilla. El grado de dureza nos indica la cantidad de cal que contiene el agua. El agua cae en forma de lluvia sobre la tierra. En el camino que recorre en función de la composición del suelo podrá contener más o menos cal. Al calentarse el agua la cal se preci34 Saber Electrónica Nº 304

Figura 1

pita. Esta cal se adhiere a las resistencias y disminuye la irradiación de calor. En los lavavajillas también puede adherirse a la cuba a la vajilla. Los lavavajillas vienen equipados con un descalcificador, de tal manera que tras el aclarado y durante el secado, no queden restos de cal sobre la vajilla. En la figura 2 se puede ver una clasificación de la dureza del agua. EL LAVAVAJILLAS Es la máquina que realiza el proceso de lavado automático de vajilla de distinto tipo, de acuerdo con un programa grabado en el microcontrolador de su unidad central y que puede ser seleccionado y/o modificado por el usuario, figura 3. Los procesos de lavado se pueden seleccionar mediante programas, que incluyen: Figura 2


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Servicio Técnico a Máquinas Lavavajillas

gente. El resultado se alcanza con sólo usar agua, acción mecánica y tiempo. El prelavado se puede efectuar una o dos veces o incluso se puede prescindir totalmente de él cuando, por ejemplo se elige un programa corto, rápido o delicado. Con el prelavado desaparecen los restos de alimentos que puede arrancar el agua. Así se aligeran los sucesivos programas de lavado.

SEGURIDAD - ACUA-STOP

Figura 3

Es un sistema de seguridad que evita daños por desbordamiento de agua. En caso de aparecer una fuga en la máquina, el sistema Aqua-stop corta automáticamente la entrada de agua. PROGRAMAS DE UN LAVAVAJILLA Los equipos que lavan la vajilla automáticamente deben poder realizar los siguientes procesos: Prelavado Lavado Lavado Intermedio Aclarado Secado Proceso de un programa de lavado normal: Cuando comienza un programa de lavado, una determinada cantidad de agua atraviesa el descalcificador, con lo que se elimina el agua con iones Ca y Mg. Prelavado: El prelavado es el proceso de rociado de la vajilla normalmente con agua fría y sin ningún deter-

Lavado: El lavado consiste en el rociado de la vajilla con agua y detergente a una temperatura que apenas inferior a los 70ºC. Durante este proceso se expulsa el agua fría y a medida que avanza, el agua se calienta y se agita. Aclarado intermedio: Este proceso está en conexión directa con el lavado. Durante este período se eliminan los restos de suciedad o de agua sucia que se quedan en la vajilla tras la eliminación del agua del lavado. El proceso de aclarado intermedio debe continuar lo más rápidamente posible al de lavado caliente, para evitar que restos de agua o de partículas de suciedad queden pegadas a la vajilla. En general se emplea agua fría en el proceso de aclarado intermedio, por lo que es posible que se produzca un efecto schock si este agua entra en contacto con la vajilla todavía caliente. Para evitar esto, al mismo tiempo que entra el agua en la cuba de lavado se pone el funcionamiento la bomba de circulación. Con este llenado dinámico, el calor del sistema de lavado, de la bomba de circulación y del recipiente de bombeo se transfiere al agua de entrada de la red. Se puede decir entonces que el aclarado intermedio es la fase de separación entre el lavado y el aclarado. Un cambio de agua mal realizado en esta fase provocaría una obstrucción alcalina y como consecuencia unos malos resultados de lavado. Saber Electrónica Nº 304

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Manuales Técnicos Figura 4

Aclarado: El aclarado es realmente la última fase del proceso de lavado; en esta fase se añade agua para disminuir la tensión superficial. Este proceso se lleva a cabo a temperatura alta (entre 50 y 70 ºC), puesto que su finalidad es hacer todavía más pequeña la película de agua que queda tras el aclarado. En la figura 4 podemos observar el desarrollo del programa de lavado normal. Debe haber una temperatura elevada en el proceso de aclarado para que el propio calor que mantiene la vajilla sea suficiente para evaporar el agua restante. El agua debe perder la tensión superficial en la fase de aclarado para que escurra más fácilmente y pueda construir una película fina y uniforme. El agua no debe enfriarse porque provocaría una disminución de las temperaturas. 36 Saber Electrónica Nº 304

Secado: La vajilla absorbe tal cantidad de calor en la fase de aclarado que la película de agua que todavía queda tras el desagüe se puede evaporar

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muy rápidamente. El secado de la vajilla se produce con el propio calor del vapor de agua que se condensa en el recipiente de lavado. En el proceso final de la fase de secado, se conecta más o menos un minuto la calefacción dependiendo del tipo de aparato. Esto provoca una nube de condensación que acelera el secado. RESUMEN GENERAL DE LOS PROGRAMAS Las actuales máquinas lavavajillas disponen de una serie de programas de lavado que se eligen dependiendo del tipo de vajilla o del grado de suciedad de ésta. Los programas se diferencian entre sí en la combinación de las fases de lavado, las temperaturas que se ajustan en el lavado y el aclarado, tiempo de contacto y duración de todo el programa. En la figura 5 se puede apreciar algunos detalles sobre los diferentes programas. La mejora en el control de los programas, los dispositivos de dosificación, los filtros y el sistema de llenado, han provocado que en el transcurso de los años se hayan reducido considerablemente los valores de consumo.

Figura 6

CONSTRUCCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE UN L AVAVAJILLAS

En el mercado existen equipos con diferentes principios de funcionamiento para lograr todos los ciclos de lavado hasta ahora explicados, a continuación veremos los más usuales: Sistema de Lavado con Bombeo Independiente A los fines que el técnico posea algunos conocimientos sobre estos equipos, explicaremos el funcionamiento de un sistema de lavado con bombeo independiente. Obviamente, por razones de espacio, en este manual no podemos incluir todos los conceptos necesarios y sólo brindaremos un resumen pero el técnico puede encontrar toda la información necesaria para su capacitación en el CD que acompaña a esta obra. Nuestros lavavajillas van provistos de dos brazos de aspersión que giran en sentido contrario entre si. Uno de ellos queda justo bajo el cesto inferior de colocación de la vajilla, y el otro, bajo el superior. Además, por encima del cesto superior hay dispuesta una tobera fija de aspersión que actúa como una ducha de techo, tal como podemos apreciar en la figura 6 (sistema de lavado con bombas independientes). En dicha figura se destacan las siguientes partes: 1- Ducha de techo 2- Filtro fino 3- Filtro grueso 4- Brazo aspersor superior 5- Brazo aspersor inferior 6- Motor de la bomba 7- Bomba de desagüe 8- Bomba de circulación 9- Recipiente de bomba Saber Electrónica Nº 304

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Los brazos aspersores Figura 7 y las toberas están diseñados para que actúen sobre la totalidad de las piezas de vajilla que se colocan en el equipo. la bomba de circulación (8) se encarga de recoger el agua de lavado presente en el recipiente de bombeo y de lanzarla con fuerza a las toberas de los brazos aspersores (4 y 5). Las toberas están colocadas en los brazos aspersores de manera que producen la rotación de éstos por el efecto de retroceso que acompaña al lanzamiento de los haces de agua a presión (principio de riego por aspersión). El agua propulsada vuelve al recipiente de bombeo y desde él se bombea de nuevo hacia las toberas, repitiéndose el ciclo. Antes de que el agua llegue a la bomba pasa por un sistema de filtro grueso combinado con otro fino, para evitar que los restos de alimentos obstruyan las conducciones y taponen las toberas. Sistema de Lavado con Bomba Vertical Doble En la figura 7 se muestra un lavavajillas que utiliza una sola unidad de bomba de propulsión, de disposición vertical, compuesta por un sistema de bombeo de aspersión combinado con otro de desagüe. Además, la unidad de bombeo lleva ya incorporado el sistema de descalcificación constituido por el intercambiador iónico, el depósito de sal y la válvula de retroceso. El conjunto de bomba doble va tapado con un filtro susceptible de desmontaje para la limpieza. Las partes principales de este sistema de doble bomba son: 38 Saber Electrónica Nº 304

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Bomba doble. Motor. Intercambiador de iones. Válvula de retroceso. Depósito de sal 6 Filtro.

El principio de funcionamiento del bombeo de circulación es el siguiente: las bombas de circulación funcionan propulsando el agua en un circuito cerrado. Las bombas son del tipo de turbina con aletas de disposición radial, dobladas hacia atrás en la dirección de bombeo. La carcasa en espiral define el trayecto de circulación de bombeo, tal como se muestra en la figura 8, que posee los siguientes detalles: 1- Sentido de propulsión de las aletas de la turbina. 2- Carcasa en espiral. 3- Racor (rosca) de presión. En la propulsión, el agua de lavado que se encuentra en la zona de la bomba es lanzada hacia el exterior por efecto de la fuerza centrífuga que crean las aletas de la turbina. Debido a la forma especial de las aletas, al sen-


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de disposición independiente, funcionan según el concepto de circuito cerrado. En este caso, las aletas son rectas y su esquema se muestra en la figura 9, en el que se detallan las siguientes partes:

Figura 8

tido de marcha definido en la bomba y a la forma espiral de la carcasa, el agua de lavado se transporta hasta los brazos aspersores a través del racor de presión y de las tuberías. BOMBA DE DESAGÜE El principio de funcionamiento de la bomba de desagüe es el siguiente: las bombas de desagüe, Figura 9

Figura 10

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Entrada de agua. Aleta de propulsión. Carcasa de la bomba. Trampilla de retroceso.

Para impedir el retorno del agua al interior de la máquina van combinadas con una trampilla de retroceso, que queda ya localizada en el propio desagüe. El agua de lavado alcanza la carcasa de la bomba a través del conducto de salida, y por acción de las aletas se impulsa hacia el desagüe a través de la trampilla de retroceso, en el trayecto definido por el sentido de rotación de las aletas. BOMBA DOBLE DE DISPOSICIÓN VERTICAL La bomba doble de disposición vertical se acciona a partir de un único motor. Las turbinas de propulsión y de desagüe van montadas de forma rígida en el eje motor. Ambos sistemas de bomba van dispuestos en una misma carcasa, separados por una cubierta, tal como se muestra en la figura 10, en la que se destacan las siguientes partes: 123456789-

Turbina de propulsión. Turbina de desagüe. Eje del motor. Aireación de circulación. Aireación de desagüe. Racor de presión de circulación. Cojinete del brazo de aspersión. Canal lateral de la bomba de desagüe. Sección bajo presión de la bomba de desagüe. Saber Electrónica Nº 304

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El sentido de giro define la función de propulsión o la de desagüe, y para independizar ambas funciones es preciso prever la aireación en ambos sistemas. La función de Propulsión de la Bomba Doble El sentido de propulsión de las aletas de la bomba es hacia la derecha. En la figura 11 se puede observar una vista en corte superior de la bomba cuando está en función de propulsión, en la que se destaca lo siguiente:

Figura 11

Figura 12

1- Dispositivo de transporte (propulsión). 2- Aireación en el sentido de transporte de desagüe. 3- Orificio de aireación. Al tratarse de una bomba doble, en el sentido de giro hacia la izquierda (desagüe) debe tener asignada una función de transporte, a fin de evitar que los restos de alimentos alcancen la vajilla y se adhieran fuertemente a ella cuando en la maquina hay una cantidad de agua pequeña. Para evitar este inconveniente, durante el desagüe, el espacio de bombeo se ventila a través de un orificio de aireación. La aireación se produce en el sentido de marcha hacia la izquierda, cuando las aletas curvadas pasan por el orificio de aireación. Con esta acción, el aire circula a través del orificio de aireación y pasa al espacio de bombeo de propulsión, de forma que la mezcla de agua y aire que se crea no puede ser transportada, debido a su baja densidad. LA BOMBA DE DESAGÜE Es del tipo de “canal lateral”, y su sentido de transporte, hacia la izquierda, tal como muestra la 40 Saber Electrónica Nº 304

figura 12. En dicho dispositivo podemos destacar lo siguiente: 1- Canal lateral. 2- Sentido de transporte (desagüe). 3- Aleta. 4- Aireación del dispositivo de transporte de propulsión. 5- Orificio de aireación. El principio de funcionamiento de la bomba de canal lateral se basa en el efecto de centrifugado del líquido presente en el canal lateral. El agua presente entre las aletas, durante el desagüe gira, aproximadamente, a la misma velocidad que la turbina, de forma que se arrastra hacia el canal lateral y se conduce hacia la salida. Durante la marcha hacia la derecha, la aireación se produce por la depresión que crea en su recorrido de de-


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sagüe, que provoca la entrada de aire por el orificio de aireación de la bomba de desagüe. Este aire se mezcla con el líquido que queda en el canal lateral, dando lugar a una mezcla de baja densidad que requiere otra acción más de desagüe. Entre las funciones de propulsión y desagüe debe mediar una pausa de 4 segundos de duración, como mínimo. Si este tiempo es menor, el control del motor resulta inseguro. LOS MOTORES DE LAS BOMBAS

VÁLVULA ELECTROMAGNÉTICA

La entrada de agua a la máquina tiene lugar a través de una válvula electromagnética. Las válvulas electromagnéticas se abren y se cierran por acción eléctrica. La “acción del agua” de la red de distribución se conduce a la membrana de la válvula a través de un orificio de compensación. Con el sistema electromagnético desconectado, la válvula se mantiene cerrada (vea la figura 13). Las principales partes de esta válvula, cuando está cerrada, son las siguientes:

Para hacer funcionar las bombas de propulsión o las bombas dobles de disposición vertical se utilizan motores monofásicos de corriente alterna provistos de condensador o de relé de arranque. Para las bombas de desagüe independientes se utilizan motores de entrehierro. Los caudales de transporte son:

1- Electroimán. 2- Resorte en espiral. 3- Armadura activada. 4- Membrana de la válvula en posición de apertura. 5- Orificio de servo. 6- Orificio de compensación.

Bombas de propulsión: de 60 a 80 litros por minuto. Bombas de desagüe: 14 litros por minuto (con una altura de elevación de transporte de 1 metro).

Vea en la figura 14 la misma válvula pero cuando se encuentra abierta, en la misma se destaca:

Figura 13

1- Electroimán. 2- Resorte en espiral. 3- Armadura en posición de reposo. 4- Membrana de la válvula en posición de reposo. 5- Orificio de servo. 6- Orificio de compensación. En posición de reposo, la armadura cierra el orificio de servo de la membrana de la válvula con el apoyo del resorte en espiral. El orificio de compensación hace que la presión de la red de distribución de agua empuje a la membrana contra el asiento de la válvula. En estas condiciones se mantiene interrumpido el paso del agua. Saber Electrónica Nº 304

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Con el sistema electromagnético excitado, la válvula se mantiene abierta, tal como vemos en la figura 14. Con el sistema electromagnético excitado, la armadura se desplaza venciendo la acción del resorte y libera el orificio servo de la membrana. En estas condiciones, la presión del agua que pasa a través del orificio de compensación situado sobre la membrana alcanza la salida de la válvula a través del orificio servo. La presión que se crea bajo la membrana empuja a ésta hacia arriba, y la válvula se abre. Las válvulas electromagnéticas de los lavavajillas están concebidas para caudales de 1,2 a 10 litros por minuto, dependiendo de los sistemas de llenado a que van destinadas. AQUA-STOP El Aqua-Stop es un sistema de seguridad que evita daños en el equipo por desbordamientos de agua. Si apareciera una fuga en la máquina, en la toma de entrada o en el desagüe, el sistema Aqua-Stop corta automáticamente la entrada de agua. El Aqua-Stop protege igualmente de llenados por encima de nivel del lavavajillas. Está compuesto por una válvula combinada de llenado y de seguridad, dispuesta en el interior de una carcasa y montada a rosca en la toma de entrada de agua de la máquina. Una manguera de conducción del agua de fuga conecta la carcasa con la bandeja de fondo de la máquina, situada por debajo del plano de la cuba. En la manguera de conducción del agua de fuga van integrados los elementos siguientes: manguera de entrada de agua, manguera de desagüe, línea de control de la válvula electromagnética y manguera de aireación que va de la válvula de seguridad a la cámara de nivel de seguridad. 42 Saber Electrónica Nº 304

Figura 14

Por otra parte, en la bandeja de fondo hay dispuesto un microinterruptor (microrruptor) accionado por un flotador. En la figura 15 se puede observar cómo es el sistema de seguridad AquaStop en el que podemos observar lo siguiente: 1- Válvula combinada de llenado y de seguridad.

Figura 15


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Manguera de conducción del agua de fuga. Manguera de entrada de agua. Manguera de desagüe. Línea de control. Manguera de aire. Cámara de nivel de seguridad. Flotador. Microinterruptor. Bomba de desagüe.

fallo de hermeticidad o de otro tipo, se recoge en la bandeja del fondo del equipo, tanto si se debe a fallos en la válvula como en la manguera de entrada, tras ser conducida por la manguera de agua de fuga. El flotador actúa cuando en la bandeja de fondo se alcanza un determinado nivel, provocando la acción del microinterruptor que desconecta la válvula electromagnética de la llave de paso del agua, bloqueando la entrada de agua.

El inicio de la función de seguridad puede producirse por maniobras eléctricas, a partir del flotador; o neumáticas, a través de la cámara de nivel de seguridad.

¿Cómo es la función neumática de seguridad? En la carcasa, montada a rosca en la llave de paso del agua, se coloca una válvula combinada de llenado y de seguridad. La válvula de llenado es del tipo electromagnético, con un funcionamiento como el que se acaba de describir para este tipo de válvulas. Vea en la figura 16 la válvula combinada de llenado y seguridad. Las anotaciones de dicha figura son las siguientes:

¿Cómo es la función eléctrica de seguridad? El agua desbordada debido a cualquier tipo de Figura 16

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Manguera de desagüe. Manguera de entrada de agua. Manguera de agua de fuga. Manguera de aire. Línea eléctrica de control.

En condiciones normales válvula de seguridad se controla neumáticamente. Como en el caso de las válvulas electromagnéticas, el proceso de apertura y cierre se produce a través de un orificio de compensación, con ayuda de la presión de la red de distribución de agua. El cuerpo de válvula está repartido en dos cámaras de presión separadas por una pared. En el lado hidráulico se encuentra una armadura con un resorte en espiral y una membrana de válvula. La otra cámara de presión está sometida a una acción neumática, y contiene en su interior una membrana en cuyo Saber Electrónica Nº 304

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centro hay dispuesto un imán permanente. La cámara está conectada con el sistema de llenado de seguridad a través de una manguera de aire. En condiciones normales, la válvula se encuentra permanentemente cerrada. La armadura se acciona por efecto del imán, y deja libre el orificio de servo. El accionamiento normal de esta válvula de seguridad podemos verlo en la figura 17, en ella se tienen las siguientes anotaciones: 12345678910-

Válvula de llenado. Válvula de seguridad. Resorte en espiral. Armadura. Membrana de la válvula. Orificio de compensación. Membrana / cámara de presión. Imán permanente. Conexión de aire. Orificio de servo.

Figura 17

Figura 18

Si por cualquier razón, el nivel de agua en el lavavajillas, o lo que es lo mismo, la presión de aire en la cámara de nivel de seguridad, adquiere un determinado nivel, la membrana de la cámara de presión y su imán permanente se separa de la pared de separación por efecto del tiro de aire. En estas condiciones se produce el disparo del proceso de cierre, tal como se muestra en la figura 18 (las indicaciones son las mismas que las enunciadas en la figura 17). La armadura se empuja ahora contra el orificio servo, por acción del resorte en espiral, y lo cierra. En esta situación se produce la compensación de presión, a través, precisamente, del orificio de compensación de presión. La membrana se presiona contra el asiento de la válvula, y se interrumpe el paso del agua. 44 Saber Electrónica Nº 304

Ahora bien, para la vigilancia de los niveles de lavado y de seguridad de la máquina se utilizan sistemas reguladores de nivel de agua (detectores de presión), que consisten en una tobera en cuyo interior hay dispuesta una membrana y un conmutador con contactos de fleje. La tobera va conectada con la cámara de aire a través de una manguera de aire. La figura 19 muestra el regulador de nivel de agua en condiciones de ausencia de presión en el sistema El aumento del nivel de agua en la cámara de aire produce un aumento de la presión de aire en la tobera que empuja la membrana contrarrestando la acción del resorte hasta que el conmuta-


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Servicio Técnico a Máquinas Lavavajillas Figura 19

EL SISTEMA ELÉCTRICO DE LLENADO DE AGUA

Para regular la cantidad de agua de entrada prevista para la máquina pueden aplicarse diferentes sistemas en función del nivel de agua, del tiempo de llenado y del caudal del líquido. A continuación describiremos brevemente cada uno de ellos. Llenado en Función del Nivel En este sistema, el nivel de agua que se alcanza en el interior de la máquina se vigila por medio de un regulador de nivel que desconecta la válvula de entrada de agua cuando ésta alcanza una determinada altura en la máquina. dor de flejes salta de la posición de reposo a la de trabajo (figura 20). Con esta operación se corta el paso de la corriente a la válvula de entrada, y se interrumpe la entrada de agua. El punto de conmutación puede fijarse variando la tensión previa del resorte a través del tornillo de ajuste. Para atenuar la presión del aire, en el racor de conexión de la tobera hay prevista una membrana de amortiguación.

Figura 20

Llenado en Función del Tiempo El llenado de agua en función del tiempo se realiza en base a un caudal de agua previamente establecido, a lo largo de un período de tiempo definido por el programador del lavavajillas. Llenado en Función de la Cantidad El método más seguro para que en la máquina entre la cantidad de agua adecuada incluso con niveles de llenado reducidos, es el de llenado en función de la cantidad de agua que penetra en el lavavajillas. La cantidad de agua necesaria para el funcionamiento de la máquina se mantiene preparada en cámaras de distinto tamaño, integradas en la denominada placa de red de agua,. que tiene el tamaño de una sección de la carcasa del lavavajillas y está localizada entre la cuba y la placa lateral (figura 21). El agua de entrada pasa a través de la válvula Aqua-Stop y va a parar al intercambiador de iones a través del trayecto de afluencia. Ya como agua blanda, sale del intercambiador hacia la cámara de entrada que, cuando se llena, empieza a vaciarse automáticamente a través del elevador Saber Electrónica Nº 304

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de succión (marcado como -2- en la figura 21) pasando al recipiente de bomba situado bajo la cuba de lavado. Para comenzar el vaciado se produce la desconexión de la válvula de llenado a través del microinterruptor accionado por el balancín. Esta condición se mantiene hasta que se produce el vaciado completo de la cámara de llenado, tras lo que se produce una nueva entrada de agua a la máquina. El proceso se repite tres veces en la posición de carga de agua de la máquina, lo que corresponde a una cantidad de agua de 4,8 litros por cada fase de lavado. La figura 21 muestra cómo entra el agua en el proceso de lavado, podemos destacar:

Figura 21

1- Trayecto de afluencia libre. 2- Elevador de succión de la cámara de entrada de lavado. 3- Balancín. 4- Microinterruptor. 5- Cámara de nivel de seguridad. 6- Nivel de seguridad. 7- Válvula de regeneración / cerrada. El trayecto de afluencia integrado en la entrada de agua impide el retorno del agua a partir del lavavajillas cuando se producen retrocesos en la conducción de agua. Con el bloqueo del retorno de desagüe se cumple la norma DVGW aplicada a lavavajillas. En el proceso de llenado, parte del agua que pasa a través del trayecto de afluencia se conduce también a la cámara de regeneración de tres secciones. Con la válvula de regeneración cerrada, el agua no puede salir de la máquina, por lo que, en principio, la cámara se llena completamente. ¿Cómo es el Proceso de Ingreso de Agua de Regeneración? Durante el proceso de regeneración, la válvula de 46 Saber Electrónica Nº 304

regeneración permanece abierta. Mediante el ajuste del selector de dureza del agua es posible airear o cerrar la ventilación del elevador de succión de la cámara de regeneración. De esta forma es factible ajustar la cantidad de agua de regeneración que sale al grado de dureza que tiene el agua.


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Servicio Técnico a Máquinas Lavavajillas Figura 22

Figura 23

magnesio se recolecta en la cámara de entrada de lavado. En la siguiente entrada, el agua corriente circula de nuevo a través del intercambiador de iones y pasa a la cámara de entrada de lavado hasta que llega al nivel máximo. A continuación, como ya se ha expuesto, la cantidad de agua tratada vuelve a pasar automáticamente a través del elevador de succión (marcada como 2- en la figura 22) hacia el recipiente de la bomba, desde donde se somete a propulsión. INDICACIÓN DE NECESIDAD DE RECARGA DE SAL La necesidad de aplicar sal de recarga a la máquina se indica mediante un sistema mecánico o eléctrico. Un ejemplo de sistema de indicación mecánico es a través de un flotador, tal como se puede observar en la figura 23, en la que destacamos las siguientes partes: La cantidad de agua que sale de la cámara de regeneración, dependiente del grado de dureza, fluye sin presión hacia el depósito de sal. La salmuera sale a través de la válvula de regeneración (marcada como -7- en la figura 22) que se encuentra abierta y alcanza el intercambiador de iones, lo atraviesa, y enriquecida con calcio y

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Tapa del depósito de sal. Ventanilla de observación. Disco de señal. Flotador.

El flotador reacciona al peso específico de la solución salina, indicando, por tanto, el grado de Saber Electrónica Nº 304

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concentración de sal. Si el disco de señalización no se ve, es preciso aplicar más sal. Otro sistema mecánico de indicación es el basado en la cantidad de sal. El dispositivo correspondiente va dispuesto en la tapa de carga del depósito de sal, de la forma que se muestra en la figura 24, en la que destacamos: 12345-

Leva. Lámina de indicación. Balancín. Ranura de indicación. Flotador.

Al cerrar la tapa, a través de la leva se acciona el balancín y el “flotador” suspendido se levanta. En estas condiciones, la sal de carga puede disponerse bajo el flotador. Si la tapa está cerrada, el balancín queda libre y el flotador queda sobre la sal aplicada. En consecuencia, la lámina de indicación se mueve hacia dentro o hacia fuera de la ranura en correspondencia con la cantidad de sal. Si aparece visible la lámina de indicación es señal de necesidad de cargar más sal. En los sistemas eléctricos de indicación, el flotador va provisto de un imán permanente. En la figura 25 podemos observar un sistema eléctrico de indicación de falta de sal, donde: 1- Flotador con imán permanente. 2- Contacto de un reed relé (relé blindado hermético). Al bajar la concentración de sal, el flotador desciende, el campo magnético del imán afecta al contacto del reed y éste, al cerrarse, conecta la iluminación de un piloto de indicación dispuesto en el panel de mandos del lavavajillas. 48 Saber Electrónica Nº 304

Figura 24

Por motivos de espacio no podemos continuar con el desarrollo de este tema, sin embargo, Ud. puede descargar el CD: “Servicio” Técnico a Equipos Lavavajillas” que posee el tema completo, guías de falla y reparación, videos de reparación y todo lo que el técnico precisa para su capacitación. Para la descarga diríjase a www.webelectronica.com.ar, haga clic en el ícono password e ingrese la clave: lavavajilla304. ☺ Figura 25

Auto Ele - Pruebas 5.qxd

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AUTO ELÉCTRICO

Pruebas del Sistema Electro/Electrónico (parte 5) Este es el último informe sobre mediciones electrónicas en el automóvil con multímetro y osciloscopio. Explicamos cómo se deben realizar las medidas y cuáles son los resultados que se esperan utilizando procedimientos sencillos. Adaptado por Federico Prado De un Informe de la Empresa Robetrt Bosch

PRUEBA DE INYECTORES CÓMO PROBAR INYECTORES USANDO

UN

BANCO

Los inyectores pueden ser comprobados en un banco de pruebas. El equipo consiste en un sistema similar al del mismo vehículo y con el cuál se le entrega presión de un liquido de comprobación a los inyectores. Un generador de pulsos excita los inyectores a una frecuencia similar al rango de trabajo que los mismos tienen en el motor del automóvil. El líquido que liberan los inyectores es recogido en probe-

DE

PRUEBAS CASERO.

tas calibradas y así se puede verificar la cantidad de líquido inyectado en forma comparativa. Se permite hasta un 10 % de diferencia entre los volúmenes vertidos en las probetas. El líquido para comprobación debe ser un lubricante que no oxide la bomba, muy poco denso y preferentemente de baja inflamabilidad o no inflamable. Puede usarse algún lubricante siliconado. Hacen falta unos 4 litros.


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Auto Eléctrico VÁLVULA DE INYECCIÓN INYECTORES

DE CORRIENTE CONTROLADA INCLUYENDO INYECCIÓN DEL

CUERPO DE LA MARIPOSA DE ACELERACIÓN

(CONMUTADOR

(TBI),

CONVENCIONALES

SATURADO) Y MODULADOS EN ANCHURA DE IMPULSO.

Los inyectores electrónicos de combustible son controlados por el ECU e influidos por una variedad de condiciones de funcionamiento incluyendo la temperatura, la carga del motor y la retroalimentación del sensor de O2 durante el funcionamiento en bucle cerrado. El tiempo de trabajo de inyección de combustible se puede expresar en milisegundos (ms) de ancho de impulso e indica la cantidad de combustible suministrada al cilindro. Una mayor anchura de impulso significa más cantidad de combustible, siempre y cuando la presión de combustible permanezca invariable. El ECU proporciona un camino de masa al inyector a través de un transistor excitador. Cuando el transistor está activado (“on”), circula corriente a masa a través del devanado del inyector y el transistor, abriendo la válvula inyectora. Existen tres sistemas principales de inyectores de combustible, cada uno con su propio procedimiento para controlar la inyección de combustible. Todos los inyectores tienen algún procedimiento para limitar la corriente eléctrica a través del inyector. Demasiada corriente podría deteriorar el inyector por calentamiento.

Prueba de un inyector de combustible

Corriente Controlada (Peak and Hold) Los circuitos de inyectores “Peak and Hold” utilizan realmente dos circuitos para excitar los inyectores. Ambos circuitos actúan para excitar el inyector, enviando de este modo una corriente inicial elevada al inyector que permite su apertura rápida. A continuación, una vez abierto el inyector, se desconecta un circuito, permaneciendo el segundo circuito para mantener el inyector abierto a lo largo de la duración de su tiempo de trabajo. Este circuito añade una resistencia al mismo para reducir la corriente a través del inyector. Cuando se desconecta el segundo circuito, el inyector se cierra finalizando el tiempo de trabajo del inyector. Para medir el tiempo de trabajo, busque el flanco de bajada del impulso de tiempo de trabajo, y el segundo borde de subida, que indica dónde se desconecta el segundo circuito.

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Inyección del Cuerpo de la Mariposa de Aceleración (TBI) El conjunto del cuerpo de la mariposa de aceleración se diseñó para sustituir al carburador. La anchura de impulso representa el período de tiempo que el inyector está excitado (ON). La anchura de impulso es modificada por el ECU en respuesta a los cambios en el funcionamiento del motor y en las condiciones de conducción.


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Pruebas del Sistema Electro / Electrónico Convencional (Conmutador saturado)

Inyectores Modulados en Ancho de Impulso

El transistor excitador del inyector aplica corriente constante al inyector. Algunos inyectores utilizan un elemento resistivo para limitar la corriente; otros tienen una resistencia interna elevada. Estos inyectores tienen un solo borde de subida.

A los inyectores modulados por impulsos se les aplica una corriente inicial elevada para excitar el inyector rápidamente. A continuación, una vez abierto el inyector, la masa comienza a activar y desactivar impulsos para prolongar el tiempo de trabajo del inyector, limitando al mismo tiempo la corriente aplicada al inyector.

Inyector de Combustible Convencional (Excitador de conmutador saturado)

Inyector de Combustible Modulado en Ancho de Impulso

Inyector de Combustible de Corriente Controlada (Peak and Hold) Sistemas de inyección de combustible por lumbreras y del cuerpo de la mariposa de aceleración

Prueba de un sistema de inyección del cuerpo de la mariposa de aceleración Saber Electrónica Nº 304

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Auto Eléctrico

CONTROL DE AIRE AL RALENTÍ/ CONTROL DE VELOCIDAD AL RALENTÍ (IAC/ISC) FACTOR

DE

TRABAJO Y TENSIÓN

El control de aire al ralentí (IAC) es controlado por el ECU para regular o ajustar la velocidad del motor al ralentí y evitar que se cale el motor. Algunos sistemas de control de aire al ralentí utilizan un motor paso a paso para controlar la cantidad de aire que se deja pasar puenteando la placa de estrangulamiento, y otros sistemas utilizan una válvula de derivación que recibe una señal de onda cuadrada desde el ECU. Debido a la reactancia del solenoide, esta señal puede tener diferentes formas.

Prueba de una Válvula de Control de Aire al Ralentí Válvulas de compensación de aire al ralentí Las formas de onda de derivación de aire al ralentí pueden tener formas exclusivas como las presentadas y un aspecto de curva en diente de sierra a causa de la reactancia inductiva.

Sensor de Detonaciones - Cristal Piezoeléctrico (Secuencia de Explosión) Para optimizar el rendimiento y el ahorro de combustible, la regulación del encendido se debe ajustar de modo que la combustión se produzca durante un número específico de grados de giro del cigüeñal, comenzando en el TDC (punto muerto alto) de la carrera de explosión. Si el encendido se produce más tarde, el cilindro en cuestión produce una potencia menor, y si se produce demasiado pronto, se producirán detonaciones. La mayoría de los sensores de detonaciones contienen un cristal piezoeléctrico que está enroscado en el bloque del motor. Es un tipo especial de cristal que genera una tensión cuando está sometido a esfuerzos mecánicos. El cristal produce una señal eléctrica que tiene una característica exclusiva basada en la condición de detonaciones. La tensión de salida es utilizada por el ECU para ajustar la

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regulación del encendido para optimizar el rendimiento del motor.

Tec Repa - Recupera Micro 2

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T É C N I C O R E PA R A D O R Muchas veces, cuando un microcontrolador no funciona correctamente, el técnico se ve en problemas, ya sea por la dificultad de conseguir un componente sustituto o porque tiene un programa en su interior al que tampoco se tiene acceso. Es por eso que estamos describiendo algunos métodos que nos permiten “recuperar” la función de micro mediante algunos artilugios. En la edición anterior vimos cómo agregar unas muletas para corregir problemas de señales permanentes, en esta entrega trataremos las señales alternas de ondas rectangulares de datos. POR: ING. ALBERTO HORACIO PICERNO - [email protected] WWW.PICERNO.COM.AR

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WWW.PICERNOALBERTO.COM

RECUPERACIÓN DE MICROCONTROLADORES DAÑADOS

MULETAS PARA SEÑALES ALTERNAS INTRODUCCIÓN Por un terminal del puerto de salida de un microprocesador puede salir tanto una señal permanente como una alterna o una señal de datos. Todas pueden ser amplificadas con el mismo circuito que no difiere mucho del empleado para señales permanentes. El parámetro más importante en este caso es la frecuencia de repetición de los pulsos. Las muletas no solo se utilizan para salvar el micro principal de un equipo; en realidad se pueden usar para cualquier tipo de procesador que opere con señales rectangulares. Por ejemplo se pueden usar para un inverter de LCD una placa de control de un Plasma o en un conversor analógico/digital de un LCD, en una pata de salida de datos del puerto paralelo de salida que se encuentre dañada. Por supuesto la gama de frecuencia que debe amplificar nuestra muleta depende del lugar donde debemos colocarla. Una salida de 50Hz o 60Hz de un

micro es el punto de más baja frecuencia; de allí pasamos a salidas de frecuencia horizontal y luego toda la gama de los inverter para LCD y las fuente pulsadas que suelen funcionar entre 50 y 250kHz. En la gama mas alta están las salidas de datos de los procesadores digitales de color para LCD y Plasmas que pueden llegar hasta los 50MHz o 100MHz. Los comparadores son los dispositivos mas versátiles en lo que respecta a la selección de punto de disparo (también llamado eje de conmutación o de cambio de estado de la salida); pero el problema es que no suelen tener una gama de frecuencia suficientemente alta. Digamos que sirven para unas pocas decenas de kHz. Cuando se requiere un trabajo a mayor frecuencia se utilizan transistores del tipo llamado gigastores que funcionan hasta 1000MHz y que se consiguen fácilmente. Para comenzar vamos a analizar hasta que frecuencia se puede cubrir utilizando un circuito con un comparador de alta frecuencia LM393 que es uno de los más comunes. Saber Electrónica Nº 304

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Técnico Reparador

RESPUESTA EN FRECUENCIA DEL COMPARADOR

Ya sabemos como ajustar el punto de cruce de un comparador con un divisor de tensión, en el caso de señales del tipo permanentes. Todo lo que había que utilizar era un multímetro. Pero cuando la señal es rectangular parecería que necesitamos obligatoriamente un osciloscopio. Y no es así; el osciloscopio nos facilita la tarea pero no es de manera alguna imprescindible para Figura 2 determinar como es la señal dañada que sale del procesador y muchas veces las señales no pueden observarse con el osciloscopio porque superan su banda de trabajo (100MHz o 150MHz en la sección digital de un LCD o un Plasma). Se puede averiguar como es la señal utilizando la sonda de RF, partiendo de la base de que siempre es una señal rectangular. Lo primero que hay que hacer es medir la amplitud pico a pico con la sonda; supongamos por ejemplo que es de 1V (valor de pico de 0,5V). Luego hay que filtrar la señal alterna y medir la continua. El filtro es simplemente un resistor y un capacitor como se observa en la figura 1. Supongamos que el multímetro indica una tensión continua de 2V. Eso significa que la tensión de salida llega como máximo a 2V + 0,5V = 2,5V y como mínimo a 2V - 0,5V = 1,5V. En realidad esto es solo totalmente cierto para señales con un periodo de actividad del 50% pero si elegimos el eje Figura 3 de recorte en el promedio, que fue lo que hicimos, el recortador va a funcionar bien aunque el eje de recorte no este centrado con respecto a la señal. De cualquier modo si verificamos la salida del recortador con la sonda de RF y la encontramos en 5V pico a pico, que es el valor de fuente del proce54


Figura 1

sador; significa que la señal está adecuadamente conformada. En la figura 2 generamos el circuito correspondiente probado en una frecuencia de 50Hz para demostrar su correcto funcionamiento en baja frecuencia. Observe que la señal de salida (en verde) es una perfecta repetición de la de entrada (en rojo) en su forma, pero que tiene un pequeño detalle diferente. La señal original llega hasta cero volt y la conformada solo hasta 414mV. Esto no suele producir ningún problema de conducción en el circuito posterior pero si se desea se puede


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Recuperación de Microcontroladores Dañados

Figura 4 Figura 5

frecuencia del generador hasta 100kHz en donde podría fijarse el límite de frecuencia superior. Observe detenidamente la figura 4. Note que la señal de salida no tiene distorsiones pero que está levemente retrazada con respecto a la señal de entrada. Este desfasaje puede no ser importante en algunos circuitos y entonces se puede utilizar la muleta a frecuencias superiores. USO DEL DOBLE COMPARADOR

realizar el acoplamiento con un diodo 1N4148 para reducir la tensión en una barrera. En este caso el eje de recorte debe estar en la mitad de la tensión de fuente es decir en 2,5V ajustables con el pre-set R1. En la figura 3 ajustamos el generador de funciones para que simule una pata fallada en los valores indicados anteriormente es decir un mínimo de 1,5V y un máximo de 2,5V. El alcance en frecuencia de esta muleta no es muy alto. Lo determinamos en forma práctica aumentando la Figura 6

En algunos circuitos hay dos señales de salida y es importante que estén en fase (por ejemplo la excitación de un inverter para LCD del tipo resonante). En ese caso se aconseja armar una muleta para la pata buena para que se desfase en la misma proporción que la dañada. En realidad el µPC393 es un doble comparador y solo basta conectar las patas del segundo comparador tal como lo indicamos en la figura 5. REDUCCIÓN DE LA IMPEDANCIA DE SALIDA Una limitación del comparador LM393 o µPC393 es su impedancia de salida que es igual al resistor de pull-up utilizado, que no puede ser menor a 500 Ohm para 5V de fuente. Este valor que nosotros pusimos de 1kΩ es generalmente aceptable para aplicaciones de señal, pero cuando la Saber Electrónica Nº 304

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Técnico Reparador

pata de salida debe excitar a un MOSFET de potencia puede resultar demasiado elevado. En los casos que sea necesario, aconsejamos el uso de un push-pull de transistores BC548 y BC558 que reducen la impedancia de salida tanto para enviar corriente al gate como para descargarlo en el ciclo contrario. En la figura 6 indicamos un circuito muy simple que cumple con este cometido porque como vemos puede cargarse con una etapa siguiente que tenga una impedancia de entrada de 100 Ohm. Inclusive si se desea se puede encadenar después de este push-pull otro realizado con transistores TIP29 y TIP30 para obtener una menor impedancia de salida. CONCLUSIONES Cuando la frecuencia de trabajo no es muy elevada el uso de un comparador rápido a 393 es la solución. Es un circuito simple y seguro y el uso de un pre-set para ajustar el eje de recorte nos facilita el trabajo de ajustarlo en el valor deseado. Como se puede observar se utilizó siempre un pre-set de 100kΩ porque el autor utiliza los potenciómetros lineFigura 7

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ales de sintonía de canales, de los viejos TV a TRC que aun se consiguen en los comercios y que están preparados para lograr un ajuste muy preciso de la tensión de recorte. Como el lector observará tratamos todos los casos posibles inclusive aquellos que requieren un baja impedancia de salida, como por ejemplo los circuitos de inverter o de fuente con lo cual ampliamos el uso de las muletas a un campo diferente. APÉNDICE: UN MEDIDOR DE SEÑAL CON 393

Veremos a continuación cómo determinar las características de la señal en una pata de salida de un integrado sin utilizar osciloscopio, solo con una red de filtro RC. Pero dijimos que solo era un método aproximado si el tiempo de actividad de la señal era corto. Realizando un sencillo circuito con un 393 se puede realizar una medición con toda precisión utilizando solo un multímetro digital como medidor. En la figura 7 mostramos el circuito definitivo que utiliza un viejo potenciómetro lineal de sintonía fina y dos


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Recuperación de Microcontroladores Dañados

LEDs para establecer el valor mínimo y el máximo de la señal en la pata de salida. El medidor es muy simple. Posee un potenciómetro para ajustar el eje de recorte y un multímetro digital en paralelo para determinar el valor del mismo. Si la señal en la pata + es inferior permanentemente al eje de recorte la salida por la pata 1 es baja y el LED 1 esta encendido a plena iluminación (y el 2 apagado). Si en cambio la señal esta siempre por arriba del eje de recorte, la pata 1 está alta y el LED 2 está a pleno brillo (y el 1 apagado). Cuando la señal atraviesa el eje de recorte enciende los dos LEDs pero a una iluminación intermedia. Conectamos al circuito un generador de funciones que simula una pata de salida fallada que posee un pico inferior que solo llega a 2V un pico superior que llega a 5V. Nuestro medidor debe ser capaz de reconocer estos dos valores con precisión. Realicemos los siguientes pasos:

1) Llevamos el potenciómetro a cero y por supuesto enciende el LED 1 a plena iluminación y el LED 2 permanece apagado. 2) Vamos levantando el potenciómetro hasta que se enciende el LED 2 y el 1 baja de brillo. Anotamos el valor indicado por el multímetro como valor mínimo de la señal de entrada. 3) Seguimos subiendo el potenciómetro hasta que se apague el led 1 y el 2 pase a máximo brillo. Anotamos el valor indicado por el multímetro como valor máximo de la señal de entrada. Así reconocemos los puntos importantes de la señal de entrada pero también podremos tener una idea del tiempo de actividad de la señal analizando la diferencia de brillo de cada LED individual justo cuando sobrepasan el eje de recorte. Nota: este medidor puede utilizarse desde continua hasta unos 200kHz aproximadamente. ☺


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Mont - Automatismo riego

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M O N TA J E

En nuestro hogar tenemos usualmente una luminaria en la entrada, el patio de ropas o el ante jardín. Como es una luz que está en el exterior de la casa, ¿a quién no se le ha olvidado apagarla? La dejamos prendida por horas y horas en el día y a veces por semanas, haciendo un consumo de energía innecesario. Pensando en una solución a este problema, hemos diseñado un dispositivo electrónico que se encarga de encender una lámpara (puede ser de bajo consumo de cátodo frío), en el momento que el sol se oculta y se apaga automáticamente cuando el sol vuelve a asomar a la madrugada, igual que las lámparas de iluminación del alumbrado público. Otra de nuestras motivaciones para hacer este circuito es dar a conocer algunos componentes como los optoacopladores y los triacs, enseñando su funcionamiento básico.

AUTOMATISMO PARA JARDÍN Y RIEGO

SIN TRANSFORMADOR

INTRODUCCIÓN Este circuito, mostrado en la figura 1, funciona con tensiones de 110V y hasta 220 volt, sin necesiFigura 1

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dad de hacerle ningún cambio. Por eso el condensador (C1) de la entrada de corriente es a 400V como mínimo y el condensador de rectificación (C2) (22µF) es a 350V, ya que si alimentamos


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este circuito con 220 volt AC, al momento de ser rectificados se convierten aproximadamente en 330 voltios DC. La carga puede ser hasta de 400W. Puede usar una de más potencia, siempre y cuando cambie el Triac TIC226D, por uno que soporte más corriente, como el BTA08600, que soporta hasta 8 ampere. No olvide usar un disipador apropiado para mantener el Triac refrigerado. A continuación haremos una breve explicación de la función que desempeña cada componente del circuito. FUNCIONAMIENTO

DEL

CIRCUITO

Una de las grandes virtudes de este circuito es que NO NECESITA TRANSFORMADOR. En este caso usamos un circuito muy sencillo que baja el voltaje y lo rectifica, ahorrando dinero y espacio. Vea la imagen de la figura 2, el condensador (C1) de 2.2µF de poliéster, está en serie a la entrada del voltaje de la red pública, restringiendo el paso de corriente (ampere).

pueda enviarnos una descarga eléctrica, al momento de manipular el circuito. En el otro cable de entrada de la red pública hay una resistencia de 10 ohm (R2) que funciona como fusible y también ayuda a limitar la corriente. Luego de que la corriente pasa por el condensador y la resistencia, llega a un puente de diodos formado por 4 diodos rectificadores (figura 3), que se encargan de separar los semiciclos positivos de los negativos, entregándolos por separado, para luego ser rectificados por un condensador (C2), convirtiendo la corriente alterna (AC) en corriente directa (DC). Figura 3

Figura 2

Este condensador sólo permite el paso de unos 60mA aproximadamente, facilitando la reducción de voltaje que se hará mas adelante. La resistencia de 330kΩ (R1) que está en paralelo con el condensador (C1), se encarga de descargar el condensador a la hora de desconectar el circuito, evitando que el condensador quede cargado y

Recordemos que al rectificar una corriente se eleva su voltaje, multiplicándolo por raíz de 2 que es 1.4141. Esto quiere decir que para una alimentación de 120 volt AC, obtendremos a la salida del puente de diodos una tensión de 169 volt, menos 2 volt de consumo del puente y algunas perdidas, tendremos unos 160 volt aproximadamente. Y para una alimentación de 220 volt AC, tendremos una tensión de salida de unos 320 volt DC aproximadamente. Por esta razón el condensador de la fuente rectificadora debe ser de 350 volt, de lo contrario estallará al momento de conectar el circuito. Ahora que tenemos la tensión rectificada y con una corriente pequeña, debemos bajar el voltaje a unos 10 volt DC. Para esto utilizamos un diodo zener. Saber Electrónica Nº 304

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Montaje

Es importante resaltar que un diodo zener NO se debe conectar sin su respectiva resistencia de polarización, que limita la corriente que alimentará el zener, de lo contrario el zener se quemará. La resistencia de 39kΩ a 5 watts (R3) que vemos en la fotografía de la figura 4, es la resistencia de polarización del zener. Figura 4

Figura 5

Es necesario que sea de 5W, ya que el esfuerzo que tiene que hacer para bajar la corriente, genera un calor relativamente alto. La fórmula para calcular esta resistencia es la siguiente: RZ = Vt - Vz / Iz “Resistencia de polarización = voltaje total menos el voltaje del zener, dividido por los amperios del zener”. Para la red eléctrica de 220V, según lo visto, tenemos que:

La resistencia de 10kΩ (R4), le ayuda al zener a soportar la carga. Va en paralelo a tierra con el diodo zener. El condensador de 47µF (C3) y el condensador cerámico de 0.1µF (C4) rectifican nuevamente la corriente, quitando posibles rizos o ripple. Cuando hicimos la prueba en el protoboard sin estos dos condensadores, notamos que titilaba levemente la lámpara de carga, sobre todo al usar una lámpara de neón. Por esta razón colocamos los condensadores, logrando una iluminación estable y sin fluctuaciones. Hemos terminado de explicar la fuente de alimentación. Ahora viene el circuito que se encarga de la automatización de encendido al detectar oscuridad y apagado al detectar luz. El pre-set que vemos en la fotografía de la figura 6 (VR1) forma parte de un divisor de voltaje, junto con una fotorresistencia.

RZ = 320VDC - 10V = 310V / 0.02 Amp = 15.500 ohm Podría ser una resistencia de 15kΩ, pero al hacer la prueba se calentaba demasiado, por lo que optamos por buscar la resistencia más alta, sin que perjudique la corriente de trabajo del zener; el valor apropiado resultó ser de 39kΩ (puede colocar cualquier valor entre 27kΩ y 47kΩ). En la fotografía de la figura 5, podemos apreciar los otros componentes que acompañan el diodo zener. 60


Figura 6


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Se puede colocar una resistencia fija de 10kΩ o 15kΩ, pero el resistor variable da la posibilidad de graduar la sensibilidad del circuito. El funcionamiento de este bloque es el siguiente: cuando la corriente pasa por VR1 y llega al punto centro entre VR1 y la fotorresistencia, si la fotorresistencia está recibiendo luz, baja su impedancia a 0 ohm, polarizando negativamente la base del transistor. Al momento que se oscurece el ambiente, la fotorresistencia sube su impedancia a más de 50kΩ, restringiendo el paso de la corriente. En ese momento se polariza positivamente la base del transistor 2N3904. La fotorresistencia o RDL (resistencia dependiente de la luz), es una resistencia variable que cambia su impedancia de acuerdo a la cantidad de luz que absorba en su superficie. Como se puede observar en la fotografía de la figura 7, le hemos colocado un recubrimiento en su parte inferior. Esto con el fin de que no reciba luz por debajo, ya que si esto sucede, no funcionará correctamente. Como no queríamos que quedara la resistencia pegada a la tarjeta del circuito impreso, usamos un trozo de un bolígrafo viejo y Figura 7 lo cubrimos con cinta aislante negra. De la buena ubicación de la fotorresistencia, depende la precisión en el funcionamiento de nuestro circuito. Volvamos al funcionamiento de nuestro circuito de luz automática, al momento que la fotorresistencia tiene su impedancia muy alta, se polariza positivamente la base del transistor 2N3904 (NPN). En ese momento el transistor conduce entre colector y emisor, polarizando negativamente la base del transistor 2N2907 que es de polaridad PNP. Esto quiere decir que conduce cuando su

base es estimulada con un voltaje negativo. Al conducir el transistor 2N2907, pasa un voltaje positivo de colector a emisor y llega hasta el optoacoplador. Nota: El transistor 2N2907 fue colocado en las dos direcciones, invirtiendo colector y emisor. Y en las dos posiciones, el circuito funcionó correctamente. Por eso en las fotografías del artículo se ve al contrario de la máscara de componente. Puede colocarlo para cualquiera de los dos lados y probar su sensibilidad. La idea de estos proyectos es adquirir conocimiento y práctica. En la imagen de la figura 8 puede observar la disposición de estos componentes sobre la placa de circuito impreso. Figura 8

El optoacoplador es un relé de estado sólido, también conocido con el nombre de optoaislador o aislador acoplado ópticamente. Para el caso del MOC3021 (figura 9), sus patas 1 y 2 van internamente a un diodo LED que al iluminar, excita un Figura 9


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Montaje

fototriac que permite conducir corriente entre las patas 4 y 6 del optoacoplador. Se utiliza para aislar eléctricamente el circuito anterior que es alimentado a 10 voltios y unos pocos miliamperios, de la parte donde manejaremos el voltaje de la red pública. Esta es una de las grandes ventajas de usar un optoacoplador, ya que sirve para aislar un circuito de otro, evitando catástrofes a la hora de un corto circuito. Al momento que el transistor 2N2907 conduce, le envía un voltaje al LED que se encuentra dentro del MOC3021. Como el voltaje que llega al optoacoplador es de 10 volt y un LED sólo puede ser alimentado con 3 volt, colocamos una resistencia de 390 ohm en serie con el pin 2 que es el pin de tierra o negativo. El TRIAC, figura 10, es un dispositivo semiconductor de la familia de los transistores, pero con la particularidad que puede conducir en dos direcciones. Es decir que puede conducir corriente alterna, algo que no Figura 10 pueden hacer los transistores. También son llamados relevos de estado sólido. Tiene tres patas: T1, T2 y G (compuerta en ingles es Gate). Al momento que el optoacoplador es accionado por el transistor, este conduce entre sus pines 4 y 6, enviando una corriente a la compuerta del Triac. El Triac conduce la corriente de la red pública y como el bombillo está en serie, este se enciende. Al momento que no llega corriente a la compuerta del Triac, este deja de conducir y la lámpara de salida o de cargase apaga. Nota: El triac solamente abre y cierra el paso de corriente, Por lo tanto de puede encender cualquier tipo de bombillo que sea alimentado con la 62


red pública. Nosotros probamos el circuito con lámparas ahorradoras (de cátodo frío), obteniendo el mismo resultado que con las lámparas incandescentes.

Cuando la resistencia vuelve a recibir luz, esta baja su impedancia, y se polariza negativamente la base del transistor 2N3904. Como este transistor es NPN, no conduce y por lo tanto tampoco el otro transistor, ni el Optoacoplador y por lógica tampoco el Triac. Si queremos direccionar la fotorresistencia a un punto de luz específico, podemos entubarla, tal como se aprecia en la foto de la figura 11. Figura 11

Esto se usa para alarmas o por ejemplo para subir la puerta del garaje al encender las luces. En fin; Dejamos a la imaginación de cada uno una infinidad de posibilidades a partir de un circuito tan sencillo, pero útil como éste. Nota: lea a conciencia hasta entender el funcionamiento del circuito. No lo arme sólo por armarlo. Cuando se tiene claro el funcionamiento de un aparato, no habrá obstáculos al momento de construirlo. En la figura 12 puede observar el diagrama de circuito impreso sugerido para el montaje de nuestro dispositivo. Tenga presente que se trata de un automatismo que puede emplearse para diferentes usos, incluso, con la ayuda de un temporizador (oscilador astable) como el que presentamos


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Automatismo para Jardín y Riego Sin Transformador LISTA DE MATERIALES

Figura 12

ICN1 - Conector (ficha) para línea eléctrica (110V / 220V). CN2 - Conector (ficha) para carga (lámpara o cualquier otro aparato hasta 400W). Q1 - 2N3904 - Transistor NPN de uso general. Q2 - 2N2907 ó 2N2907A - Transistor PNP de uso general. Q3 - MOC3021 - Optoacoplador (puede sustituirse por cualquier otro optoacoplador de uso general). Q4 - TIC226D - Triac con disipador (puede ser reemplazado por otro componente de mayor potencia, ver texto). D1 a D4 - 1N5404 - Diodos rectificadores para 3A. D5 - Diodo zener de 10V x 1W. R1 - 330kΩ R2 - 10Ω x 2W R3 - 39kΩ x 5W R4 - 10kΩ R5 - LDR - Fotorresistencia común. R6 - 2,2kΩ R7 - 1kΩ R8 - 390Ω R9 - 100Ω VR1 - Pre-set de 20kΩ C1 - 2,2µF - Capacitor de poliéster de 400V. C2 - 22µF - Capacitor electrolítico de 400V. C3 - 100µF - Capacitor electrolítico de 16V. C4 - 0,1µF - Capacitor cerámico de 50V. Nota: salvo indicación contraria, todas las resistencias son de 1/8W. Varios Placa de circuito impreso, gabinete para montaje, soporte plástico para LDR (ver texto), disipador para Q4, cables, estaño, etc.

en esta misma edición, podemos usarlo para sistema automático de riego. Como es sabido, siempre es conveniente “regar” un jardín en ausencia de sol para evitar que la evaporación rápida del agua “queme” a las plantas o el pasto; es por ello que lo recomendable es el riego en horas del crepúsculo. En base a este principio, cuando se va el sol este dispositivo pondrá en

marcha al temporizador durante un tiempo determinado (una hora por ejemplo) y mientras esté en funcionamiento se podrá regar debido a la acción de una electroválvula que permite el paso del agua, accionada por el temporizador. Como podrá comprender, este automatismo puede tener otros usos por lo cual conviene tener un prototipo listo para cuando sea necesario. ☺ Saber Electrónica Nº 304

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PLAGUICIDA ULTRASÓNICO AUTOMÁTICO Los repelentes ultrasónicos tienen no solo un poder de eficacia superior a los venenos sino que, además, son mucho menos riesgosos en un hogar y son mas limpios. Y si a esto le sumamos el que no hace falta recargarlo ni limpiarlo llegamos a la conclusión que es nuestra única alternativa al momento de elegir. Los repelentes ultrasónicos tienen una desventaja: el acostumbramiento. Ciertas especies de plagas poseen un mecanismo biológico que les permite acostumbrarse a entornos adversos, entre ellos las emisiones ultrasónicas. Es por ello que los repelentes electrónicos funcionan de forma sorprendente al principio, pero luego pierden poder de acción. Analizando esa problemática palin.com recomienda el uso de este circuito que permite definir hasta cinco frecuencias diferentes las cuales van secuenciando haciendo imposible el acostumbramiento por parte de las plagas. Incluso con pocos componentes se puede extender ese rango hasta un máximo de diez frecuencias. Este circuito es bastante simple. Los primeros dos integrados forman un secuencial de cinco canales. Cada canal está conectado a un potenciómetro que establece el valor de la frecuencia a generar. Estos potenciómetros es mejor hacerlos del tipo impresos (comúnmente llamados trimmers). Colocando los cursores de esos potenciómetros en posiciones diferentes unos de otros logramos establecer cinco frecuencias diferentes que serán seleccionadas en forma secuencial con el paso del tiempo. La señal ultrasónica es generada por el

temporizador 555, el cual genera en su terminal de salida una señal cuadrada de aproximadamente 60kHz, dependiendo del potenciómetro actualmente seleccionado y su valor. El 4013 es un flip-flop que hace lo siguiente. A un pulso en su terminal 11 se pone en alto la pata 13 y baja la 12. Al próximo pulso pasa lo contrario y esto se repite cada vez que se reciba un nuevo pulso. Entonces cada una de las patas de salida del 4013 dispondrá la mitad de la frecuencia de entrada, o sea 30kHz aproximadamente. Por último la señal del flip-flop excita las bases de los transistores bipolares, los cuales ofician como amplificadores de salida. Como parlante nosotros usamos un emisor ultrasónico de los que se emplean en sensores de seguridad y alarma, pero cualquier tweeter de buena calidad puede servir. Dado que el ser humano medio sólo puede oír sonidos por debajo de los 22kHz este sistema es inmune para las personas. Pero puede que si tiene un perro o gato este se ponga un poco loco. De ser así ajuste el sistema a fin de no molestar a su mascota pero si a las plagas. Quizás de entrada no funcione, esto se debe a que la frecuencia en la que está emitiendo es inocua para las plagas. Ajuste el sistema de la siguiente manera: Cuando cualquier plaga esté por la zona comience a ajustar los potenciómetros hasta que empiece a poner nervioso al animal. Cuando vea que el efecto es el óptimo de por finalizado el ajuste.

Circuito del plagicida

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