TV 3D.pdf

2ª de forros.qxd

3/7/12

5:24 PM

Página 2ªFo1

2ª de forros.qxd

3/7/12

5:24 PM

Página 2ªFo1

sumario editorial lcd 3d.qxd

3/7/12

5:10 PM

Página 1

Editorial

Editorial Director Ing. Horacio D . Vallejo Vallejo

Del Editor al Lector

Producción José María Nieves (Grupo Quark SRL) Selección y Coordinación: Ing. Horacio Daniel Vallejo EDITORIAL EDITOR IAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRÓNICA - San Ricardo 2072 (1273) - Capital Federal - Buenos Buenos Aires - Argentina Argentina - T.E. 4301-8804 4301-8804

Administración y Negocios Teresa C. Jara (Grupo Quark SRL) CV) Patricia Rivero Rivero (SISA SA de CV) Margarita Marga rita Rivero Rivero Rivero (SISASA de CV) Staff Liliana Teresa Vallejo Mariela Vallejo Diego Vallejo Luis Alberto Alberto Castro Regalado Regalado (SISA SA de CV) José Luis Paredes Paredes Flores Flores (SISASA de CV) Sistemas: Paula Mariana Vidal Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Técnica y Desarrollo de Prototipos: Alfredo Armando Flores Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected] Internet: www.webelectronica.com.mx Publicidad: Rafael Morales [email protected] Club SE: Grupo Quark SRL [email protected] Editorial Quark SRL San Ricardo 2072 (1273) - Capital Federal www.webelectronica.com.ar

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

Con este ejemplar damos un paso más en compañía de los avances tecnológicos. Desde hace un par de años, las principales tiendas de venta de equipos electrónicos ofrecen ofrecen diferentes alternativas alternativas en receptores d e TV de alta definición con imágenes en 3D, sin embargo, aún no existe programación específica y continua para que los usuarios puedan disfrutar de series, películas, eventos deportivos etc. Para poder ver en 3D se deben tener películas que, en general, vienen en formato Bu-ray. Si Ud. tuvo la oportunidad de ver una película en 3D en estos tipos de televisores, habrá notado que el camino por recorrer es aún muy extenso, ya que parece que uno estuviera viendo la programación como si fuese dentro “de una pecera”, por más que tenga las mejores lentes y esté en el más tranquilo de los ambientes. La razón es muy simple, fabricar televisores 3D que no requieran lentes para que el espectador no se canse rápido sigue siendo muy caro… entonces ¿por qué se venden televisores 3D? ¿el 3D es lo mismo que el smart TV? Contestamos las dos preguntas al mismo tiempo: un televisor inteligente inteligente (smart TV) es aquel que permite una programación interactiva, conexión HDMI para alta definición y una serie de características a las que los usuarios tardarán en acostumbrarse. Hoy en día se ofrecen muchos tipos de televisores inteligentes y la gran mayoría vienen con decodificador integrado para 3D. En esta obra “intentamos” explicar tanto al técnico como al aficionado qué es la televisión 3D y cómo son los aparatos que la reproducen, también se explica cómo funciona una pantalla LCD y de qué manera se encara el mantenimiento y la reparación de los televisores de última generación. En los CDs que acompañan a esta obra (y que puede descargar gratis de Internet) encontrará abundante información información tanto teórica como práctica, muy útil para profundizar conocimientos conocimientos y para tener herramientas indispensables indispensables para el servicio electrónico. ¡Hasta el mes próximo!

OBRE RE LO LOSS 2 CD S Y SU D ESCARGA SOB Ud. podrá descargar de nuestra web 2 CDs: “Curso de Funcionamiento y Reparación de Televisores Televisores de Pantalla Plana” y “200 Fallas Comentadas en Televisores de Última Generación” que contienen Cursos, Videos, Tutoriales, Guías de Reparación y Proyectos, etc. Todos los CDs son productos multimedia completos con un costo de mercado equivalente a 8 dólares americanos cada uno y Ud. los puede descargar GRATIS con su número de serie por ser comprador de este libro. Para realizar la descarga deberá ingresar a nuestra web: www.webelectronica.com.mx, tendrá que hacer clic en el ícono password e ingresar la clave “ 3DLCD ”. Tenga este texto cerca suyo ya que se le hará una pregunta aleatoria sobre el contenido para que pueda iniciar la descarga.

Funcionamiento de Pantallas Planas y Televisores 3D

1

sumario editorial lcd 3d.qxd

3/7/12

5:10 PM

Página 2

Sumario PANTALLAS PLANAS

DE ULTIMA GENERACIÓN

Y PANTALLAS 3D

SUMARIO CAPÍTULO 1 - C ÓMO FUNCIONA UNA PANTALLA LC LCD D . . . . . . . . . . . .3 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Introducción Construcción de la Pantalla LCD . . . . . . . . . . . . . . . .3 Componentes principales de la pantalla LCD . . . . .5 Principio del Cristal Líquido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 Procesoo de Frotamiento Proces Frotamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 Funcionamiento del Cristal Líquido . . . . . . . . . . . . . .8 Funcionamiento de la Plaqueta Polarizada del Panel Panel LCD (Obturador) (Obturador) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 Funcionamiento de la Película de de Alineación . . . . .10 Funcionamiento del Panel LCD . . . . . . . . . . . . . . . .10 El Electrodo Transparente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 Tipos de Construcción de Pantalla LCD . . . . . . . . .12 Tipo Nematic Torcido (TN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 Tipo Super TN (STN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 Tipo Triple STN (TSTN) / Tipo de Película STN (FSTN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 El Sistema de la pantalla LCD . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Sistema de Matriz de Puntos . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Coloración Colora ción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Sistemas Sistem as de Excitación Excitación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 El Sistema Sistema de Matriz Pasiva Pasiva . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 .15 El Sistema de Matriz Activa . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 Primeras Primer as Conclusiones Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 Lo Que Debe Recordar Recordar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 La Excitación del Sistema de Matriz Activa . . . . . . .19 Mejoramiento Mejoramien to de la Tecnología Tecnología de de la Pantalla LCD . . . .22 Característic Caract erísticas as de la Pantalla LCD . . . . . . . . . . . . .22 Sistema Multi-Dominio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Sistema MVA MVA (Alineación Vertical Vertical Multi-dominio) . . . . . .25 .25 Sistemaa IPS (Conmutación Sistem (Conmutación In- Plain) Plain) . . . . . . . . . . .26 Película Compensada Ópticamente . . . . . . . . . . . .28 Sistema OCB (Birrefringencia Compensada Ópticamente) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 Mejora de la Velocidad de Respuesta . . . . . . . . . . .29 Apéndice Apénd ice 1: Luz Trasera Trasera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 Apéndice Apénd ice 2: Circuito Circuito LVDS LVDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 .30

CAPÍTULO 2 - LA TELEVISIÓN 3D . . . .37 .37 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 Introducción Introducción Introd ucción al 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

2

Principios Físicos de la Visión 3D . . . . . . . . . . . . . .40 Evolución Evolu ción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Descripción Descri pción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Sistemas Estereoscópicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Sistemas Sistem as Autoestere Autoestereoscópi oscópicos cos . . . . . . . . . . . . . . . .42 Cómo Aumentar el Número de Vistas . . . . . . . . . . .42 Tecnolo ecnologías gías Existentes Existentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 Métodos de Distribución Espacial Espaci al para dar dar Sensación Sensación de 3D . . . . . . . . . . . .44 Los Smart TV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 El Sistema Operativ Operativoo de los Smart TV . . . . . . . . . .48 Los Televis Televisores ores 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 Tipos Tip os de Televi Televisores sores 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 .51 Televisión Autoestereoscópica . . . . . . . . . . . . . . . . .51 El Sistema WOWvx WOWvx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 Tecnolo ecnología gía de Lentes Lentes Multivista Multivista . . . . . . . . . . . . . . .53 Matriz de Lentes Lentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 .53 2D & 3D Dual Mode (Compatibili (Compa tibilidad dad entre entre el Modo 2D y 3D) . . . . . . . .54 Creación Creaci ón de Contenidos Contenidos 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 Plugins para Programas de Animación 3D . . . . . . .56 ALLA LAS S Y REPARACIÓN CAPÍTULO 3 - FAL .57 EN TELEVISORES LCD Y 3D . . . . . .57

Lo Primero Primero que debe Saber Saber . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 Fallas en los Periféricos de la Pantalla . . . . . . . . . .59 Fallas con Simetría Vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 Fallas con Simetría Horizontal . . . . . . . . . . . . . . . . .62 Fallass en la Pantalla Falla Pantalla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63 .63 Fallass en el Filtro Polarizador Falla Polarizador . . . . . . . . . . . . . . . . .64 Fallas de Construcción del Panel LCD . . . . . . . . . .65 Fallas en el Circuito Electrónico del Panel Panel LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65 Fallass de Comunicación Falla Comunicación y de Pantalla Pantalla . . . . . . . . . .69 Reparación Repar ación de la Sección Sección de Audio . . . . . . . . . . . .71 Reparación de la Sección del Conversor A/D . . . . .72 Circuito de Cristal Reset y Puerto de Salida . . . . . .72

CAPÍTULO 4 - 200 FALLAS COMEN OMENTTADA ADAS S EN PANTALLAS PLA LANA NAS S Y SMART TV . . . . . .75 Guía de Fallas Fallas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75

Colección “Club Saber Electrónica”

Cap 1 - Func LCD.qxd

3/7/12

4:40 PM

Página 3

Capítulo 1 - Cómo Funciona una Pantalla LCD

En base al manual de entrenamiento TI5110LCD de Sanyo, en este capítulo explicamos “técnicamente” el funcionamiento de las pantallas planas de LCD con el objeto de poder brindar parámetros de búsqueda de fallas y su reparación. Aclaramos que este texto no pretende explicar el funcionamiento del televisor en si, ya que dicho tema se desarrolló en el tomo 43 de esta Colección. INTRODUCCIÓN En varias ediciones de Saber Electrónica publicamos artículos relacionados con la construcción y el funcionamiento de las pantallas planas de LCD usadas en los tele visores modernos, también publicamos tomos de la colección Club Saber Electrónica sobre este tema. Es por eso que este trabajo, que es una traducción con arreglos del manual de entrenamiento Sanyo TL5110LCD, abreviaremos conceptos y datos teóricos, dado que está orientado a técnicos reparadores. Sólo mencionaremos las principales funciones de cada bloque y/o elemento y su relación con posibles fallas. La pantalla de LCD se usa para mostrar la señal eléctrica convertida a partir de

datos de imagen en pantalla CRT. Se usan transistores de película delgada (TFT) conmutados por la señal eléctrica que cambian la transmisión a luz en pequeños elementos de imagen (pixeles) del LCD. La pantalla LCD construye la imagen agrupando estos elementos de cada color RGB.

CONSTRUCCIÓN DE LA P ANTALLA LCD Para la descripción de este manual tomaremos como base los siguientes bloques:

Pantalla LCD: El cristal líquido está empaquetado entre los módulos de plaqueta (TFT y Común) y se construye el panel LCD. Se adosa una luz trasera al panel LCD.


3


3/7/12

4:40 PM

Página 4

Capítulo 1

Figura 1

4



3/7/12

4:40 PM

Página 5

Cómo Funciona un Televisor LCD Módulo de plaqueta (electrodo común): El electrodo común consta de una plaqueta polarizada, un filtro de color y un electrodo transparente en una placa de vidrio. Se forma una película de alineación en el electrodo transparente. Módulo de plaqueta (electrodo TFT): El electrodo TFT consta de una plaqueta polarizada y un electrodo transparente (electrodo de píxel y transistor excitador) en una placa de vidrio. Se forma una película de alineación en el electrodo transparente. Para nuestra descripción, el panel LCD y el obturador LCD son la misma cosa pero el primero se usa cuando hablamos de su estructura y el segundo para indicar la función.

COMPONENTES

PRINCIPALES

DE LA PANTALLA LCD

Vea la figura 1 para referencia de los elementos que componen la pantalla LCD.

Obturador LCD: La tensión de alimentación a los electrodos transparentes entre el píxel y los lados comunes cambia el arreglo del cristal líquido. Armando 2 plaquetas polarizadas, la transferencia de luz desde la luz trasera se puede controlar mediante la relación de transparencia del obturador de LCD.

Cristal líquido: El cristal líquido es un material cuyo estado está entre sólido y

Figura 2


5


3/7/12

4:40 PM

Página 6

Capítulo 1 líquido. Tiene ambas características y generalmente es un líquido turbio blanco. Sus moléculas normalmente son de un arreglo comparativamente opaco y cambia a transparente con la aplicación de tensión o calor.

cula delgada (TFT) se usa para excitar el obturador LCD de cada píxel.

Filtro de color: Es un filtro con 3 colores (R, G, B) arreglados para cada píxel.

Luz trasera: El cristal líquido no emite luz. Electrodo transparente (película): El Obturador LCD se opera mediante tensión de alimentación derivada de la señal de video. Para su electrodo de conexión se usa una película transparente (figura 3).

Película de alineación: Es una película para arreglar las moléculas de cristal líquido y está hecha de resina poliamídica. Plaqueta polarizada: La luz con una dirección específica pasa a través de una luz polarizada.

Transistor excitador: El transistor de pelí-

Se necesita una fuente de luz para la pantalla. La fuente de luz se pone en el lado trasero del panel LCD y se llama “Luz trasera” (backlight). Vea en la figura 2 cómo es la construcción de un display de LCD y detalles del ensamble.

PRINCIPIO DEL CRISTAL LÍQUIDO ¿Qué es un cristal líquido? Es un material cuyo estado está entre sólido y líquido. Tiene características tanto

Figura 3

6



3/7/12

4:40 PM

Página 7

Cómo Funciona una Pantalla LCD Figura 4

Generalmente se usa el cristal líquido Nematic . a) Smectic

Las moléculas están en capas y dispuestas en paralelo entre sí. El centro de gravedad está dispuesto al azar en la capa. b) Nematic

Las moléculas no están en capas. Están dispuestas en paralelo. El centro de gravedad se puede mover libremente alrededor del eje mayor. c) Cholesteric

Las moléculas están en capas y dispuestas en paralelo. La dirección de disposición del eje mayor de las capas vecinas se desplaza gradualmente. A fin de usar el cristal líquido para pantalla, es necesario disponer regularmente las moléculas de Nematic (proceso de frotamiento). de sólido como de líquido, y generalmente es un líquido turbio blanco. Sus moléculas generalmente son opacas y cambian a transparentes con la aplicación de tensión o calor. Casi todos los materiales constan de un compuesto orgánico que toma la forma de una vara delgada o una placa plana. Hay 3 tipos de cristal líquido como se muestra en la figura 4 y dependen de la construcción y arreglo de las moléculas.

PROCESO DE FROTAMIENTO Después que se ponen sustancias químicas en la placa de vidrio, se endurecen, y luego la superficie de la placa se frota con una tela para fijar la dirección de las brechas que se forman. La dirección de disposición de las moléculas se establece en las brechas.


7


3/7/12

4:40 PM

Página 8

Capítulo 1 Figura 5

Este proceso se usa para cambiar las características de modo que las moléculas que tocan la superficie frotada están dispuestas según el eje mayor de la dirección frotada. Esta película delgada en la placa de vidrio se llama “película de alineación”.

FUNCIONAMIENTO DEL CRISTAL LÍQUIDO La sustancia química requerida para el material de cristal líquido es una que reacciona de modo que la dirección del arreglo cambia de acuerdo con el campo eléctrico aplicado. En la pantalla LCD, se pone un cristal líquido entre dos electrodos. Cuando se aplica tensión entre ellos, se genera un

campo eléctrico en el cristal líquido, y las moléculas de cristal líquido se mueven y arreglan. La luz trasera aplicada al cristal líquido pasa o se bloquea de acuerdo con la disposición de las moléculas, figura 6. Si se aplica un campo eléctrico de una fuente externa al cristal líquido, se generarán dipolos eléctricos que reaccionarán según la intensidad y la dirección del campo eléctrico. A través de la operación de estos dipolos eléctricos y el campo eléctrico, se genera la potencia de cambio de la dirección de las moléculas de cristal líquido. Por lo tanto, de acuerdo con un campo eléctrico externo, las moléculas de cristal líquido se mueven y cambian la dirección de horizontal a vertical.

Figura 6

8



3/7/12

4:40 PM

Página 9

Cómo Funciona una Pantalla LCD

Figura 7

FUNCIONAMIENTO DE LA PLAQUETA POLARIZADA DEL P ANEL LCD (OBTURADOR)

oscilación de toda la luz están mezcladas. Una plaqueta polarizada sólo deja pasar la luz en la dirección específica de las varias La luz es una onda electromagnética que direcciones de oscilación que estaban mezoscila en forma perpendicular a la dirección cladas. Por lo tanto, sólo se puede extraer la de avance. En realidad, las direcciones de luz de la misma dirección que la dirección de polarización de la plaqueta polarizada, dejándola pasar a través de esta plaqueta polarizada. O sea, si la dirección de oscilación de la luz y la dirección de una plaqueta polarizada coinciden, la luz pasará a través de una plaqueta Figura 8 polarizada. Además,


9


3/7/12

4:40 PM

Página 10

Capítulo 1 si la dirección de una plaqueta polarizada difiere de la dirección de oscilación de la luz, la luz no puede pasar a través de una plaqueta polarizada. Cuando la dirección de oscilación de una plaqueta polarizada y la luz se desplazan en 90°, la luz se bloquea completamente. En las figuras 8 y 9 podemos apreciar este fenómeno. La luz pasa y si las dos plaquetas están polarizadas en la misma dirección cuando se las mira, entonces la luz brilla. Sin embargo, si se desplazan en ángulo recto, la luz se bloquea y la imagen aparece oscura.

se forma una espiral. La luz que entra a tra vés de la primera placa de alineación va a ser girada su dirección de oscilación en 90° por la capa de cristal líquido entre las películas de alineación. Ahora la dirección de oscilación se alinea con la segunda placa de alineación y la luz pasará. Esta operación podemos verla graficada en la figura 10.

FUNCIONAMIENTO DEL P ANEL LCD

En el panel LCD se inserta un cristal líquido y se lo encierra entre dos placas de vidrio. La plaqueta polarizada, el electrodo transparente, y la película de alineación se forman FUNCIONAMIENTO DE LA PELÍCULA DE A LINEACIÓN en estas placas de vidrio. La luz puede pasar El cristal líquido se inserta en películas de o bloquearse suministrando tensión o no a alineación de una placa superior e inferior este panel LCD. que tienen la dirección de surcos desFigura 9 plazados en 90° en la pantalla LCD. Las moléculas de cristal líquido de la placa de alineación superior se disponen según la película de alineación superior. Las moléculas de cristal líquido de la placa de alineación inferior se disponen según la película de alineación inferior. La capa de cristal líquido entre estas películas de alineación se tuerce poco a poco y se dispone de modo que

10



3/7/12

4:40 PM

Página 11


Si no se suministra tensión (llave apagada), las moléculas de cristal líquido son desplazadas en 90° lateralmente y se disponen en espiral. La dirección de oscilación de la luz que pasó por la plaqueta polarizada superior es cambiada por la disposición de la molécula de cristal líquido girada. Por lo tanto, la dirección de una plaqueta polarizada y la dirección de oscilación de la luz que es desplazada en 90° es la misma, y esta luz ahora puede pasar a través de una plaqueta polarizada. Esta es la condición de obturador activado del cristal líquido y el panel LCD (obturador LCD) deja pasar la luz. Por el contrario, en la condición de suministro de tensión (llave encendida), las moléculas de cristal líquido se disponen en una línea a 90° con respecto a la placa de vidrio. Dado que las moléculas verticales de cristal líquido no afectan la dirección oscilante de la luz, la luz que pasó a través de la placa

polarizada superior pasa como está sin cambiar la dirección de oscilación. Dado que la dirección de oscilación de esta luz difiere de la dirección de la plaqueta polarizada inferior que está desplazada en 90°, la luz choca con esta plaqueta polarizada y no puede pasar. Esta es la condición de obturador desactivado del cristal líquido y el panel LCD (obturador LCD) bloquea la luz. Esta es la estructura básica (activada-desactivada de la luz por el obturador LCD) de un panel LCD. Es una estructura tipo emparedado de lados superior e inferior de electrodos transparentes, películas de alineación, y plaquetas polarizadas, con un material de cristal líquido encerrado entre ellos. El panel LCD mostrado en la figura 11 es un tipo de panel que cambia la luz en una condición de pasaje cuando no se suministra tensión entre las plaquetas polarizadas superior e inferior que están a 90° entre sí.


11


3/7/12

4:40 PM

Página 12

Capítulo 1 Este tipo de panel tiene la ventaja de que mejora el contraste de negro y generalmente funciona bien. Este modo se llama “Modo Normalmente Blanco”. Un panel LCD que transmite luz cuando no se suministra tensión se denomina “Modo Normalmente Negro”. En la práctica, con este tipo (cuando las plaquetas polarizadas superior e inferior están dispuestas en la misma dirección) la presentación de negro perfecto se vuelve difícil debido a la fuga de luz ocasionada por las variaciones en la disposición de las moléculas de cristal líquido.

Figura 11

EL ELECTRODO TRANSPARENTE A fin de generar un campo eléctrico en el cristal líquido, se suministra tensión a los electrodos superior e inferior. Si se usa metal para estos electrodos, la luz es interrumpida por este metal y no puede pasar al cristal líquido. Por lo tanto, se usa un electrodo transparente que transmite la luz para el electrodo del obturador LCD.

TIPOS DE CONSTRUCCIÓN DE P ANTALLA LCD TIPO NEMATIC TORCIDO (TN) Cuando las moléculas de cristal líquido se tuercen en 90° entre las plaquetas superior e inferior, la pantalla LCD se llama tipo TN (Twisted Nematic), vea el esquema de la figura 12. La mayoría de las pantallas LCD son de este tipo y presentan alto contraste (relación) aún en condiciones de baja tensión y potencia.

TIPO SUPER TN (STN) Se usan en televisores LCD, monitores de

12

Figura 12 PC, teléfonos celulares, etc. Se usa un material de cristal líquido que mejora las características visuales tales como la relación de contraste. En este tipo STN las moléculas se tuercen 180° a 270° y se disponen entre los electrodos superior e inferior, figura 13. Suministrando tensión a este cristal líquido, la relación transparente de la luz cambia más bruscamente. Por lo tanto, se mejoran las características de contraste y de subida de la tensión (respuesta de la llave encendida y apagada), y así se logra una imagen más clara en pantallas más grandes.

Tipo Triple STN (TSTN) / Tipo de Película STN (FSTN) Una falla del tipo STN es que los colores de pantalla durante el encendido y el apa-



3/7/12

4:40 PM

Página 13


Figura 13 gado del obturador LCD se vuelven verde amarillento y azul naval (en el tipo TN son blanco y negro). Esto es porque la luz de una longitud de onda específica se refleja y se dispersa por el espesor del panel LCD. Por lo tanto, aunque se adose un filtro de color de RGB al cristal líquido tipo STN, el verde azulado se mezcla con los colores que van del

negro, gris, al blanco, y no se puede mostrar una imagen de color natural. El tipo TSTN y el FSTN han sido desarrollados como un tipo avanzado de STN. En el tipo TSTN, se usan películas compensadas ópticamente (películas de polímeros altos) entre los paneles LCD superior e inferior. Compensan el torcimiento de la luz y los colores de pantalla de verde amarillento y azul naval cambian al correcto blanco y negro, figura 14. El tipo FSTN usa una sola película compensada ópticamente.

EL SISTEMA DE LA PANTALLA LCD Veremos cómo es un sistema de matriz de puntos y cómo se reliza la coloración, de modo de estar preparados para describir (en la próxima edición) el funcionamiento de un sistema matriz activa.

Figura 14


13


3/7/12

4:40 PM

Página 14

Capítulo 1 SISTEMA DE M ATRIZ DE PUNTOS Las pantallas LCD tienen dos sistemas de excitación: de segmentos y de matriz de puntos. Este último se usa en las pantallas de los televisores LCD. Los elementos de imagen (pixeles) de la unidad de pantalla se disponen horizontalmente (fila X) y verticalmente (columna Y), y se pueden mostrar varias características y figuras. La figura 15 muestra una matriz de X x Y = 10 (pixeles) mostrando el carácter Y. En el sistema de matriz de puntos, al hacer más pequeño el tamaño de los pixeles y aumentando el número total de pixeles, se puede obtener una pantalla grande con caracteres finos de la imagen. Con la tecnología actual de fabricación de cristal líquido, el número de pixeles por pulgada ha alcanzado 200 ppp (puntos por pulgada, también conocido por ppi) y así se

pudo lograr una pantalla de muy alta definición. Además, el número de pixeles correspondiente a tamaños de pantalla más grandes se puede especificar y fabricar. Por ejemplo, el número de pixeles del panel SXGA es aproximadamente 1.300.000 (1280 x 1024 = 1.310.720 pixeles).

COLORACIÓN Dado que un obturador LCD sólo deja pasar o bloquea la luz, no puede mostrar por sí solo una imagen en colores. La imagen en colores se construye mezclando los tres colores primarios (rojo, verde y azul), como en el tubo de rayos catódicos del televisor color. El panel LCD color tiene un filtro de colores adosado al panel monocromático. En el panel LCD color ejemplificado en la figura 16, controlando las tensiones y las formas de onda que se suministran a

Figura 15

14



3/7/12

4:40 PM

Página 15

Cómo Funciona una Pantalla LCD cada pixel RGB, se controla la relación de transparencia y se ajustan el matiz y el brillo. Por lo tanto, aunque el panel SXGA descripto anteriormente tiene aproximadamente 1.300.000 pixeles, en la coloración hay aproximadamente 4 millones de puntos (sub-pixeles).

SISTEMAS

DE E XCITACIÓN

Los sistemas de excitación de la pantalla LCD se dividen en : El sistema de excitación estático, que rara vez se usa. El sistema de excitación pasivo, que se usa para imágenes detenidas, como en calculadoras y en notebook. El sistema de matriz activa, que es adecuado para la alta definición y la alta velocidad de respuesta necesaria en televisores LCD de pantalla grande.

Figura 16

EL SISTEMA DE M ATRIZ P ASIVA En la estructura de un sistema de matriz pasiva, los electrodos Y de la dirección vertical (dirección Y) se forman en la placa de vidrio superior, y los electrodos X de la dirección horizontal (dirección X) se forman en la placa de vidrio inferior como una matriz. Las moléculas de cristal líquido quedan en el medio de estos electrodos. Suministrando tensión entre el electrodo Y y el X en secuencia, en un cierto momento, se genera un campo eléctrico en el cristal líquido donde se cruzan el electrodo Y y el electrodo X. Por lo tanto, las moléculas de cristal líquido de esta dirección de pixel (intersección de los electrodos X e Y) cambian su disposición y un obturador LCD se enciende o apaga (figuras 17 y 18). En el sistema de excitación dinámico, dado que la señal eléctrica (tensión) se suministra al electrodo Y y al electrodo X en secuencia, el número de pixeles que se encienden o apagan es X+Y (el número total de pixeles es X x Y. Por lo tanto, en comparación con el sistema de excitación estático que tiene un electrodo independiente para cada pixel, el número de electrodos del sis-


15


3/7/12

4:40 PM

Página 16

Capítulo 1

Figura 17 tema de excitación dinámico es muy pequeño. Sin embargo, con este sistema de excitación dinámico, dado que el electrodo en sí mismo es el conductor, tiene una resistencia que no se puede despreciar en pantallas grandes. Esta resistencia hace que la velocidad del obturador se vuelva más lenta. Por lo tanto, cuando se muestran imágenes en movimiento, etc. , se genera una imagen posterior. Este sistema de matriz

pasiva no es adecuado para televisores LCD de pantalla grande que requieren imágenes en movimiento y alta resolución. El sistema de matriz activa fue desarrollado a fin de superar esas fallas.

EL SISTEMA DE M ATRIZ A CTIVA En el sistema de matriz activa, un ele-

Figura 18

16



3/7/12

4:40 PM

Página 17


Figura 19 mento de conmutación se conecta para cada pixel en la intersección de los electrodos X e Y de un sistema de matriz pasiva. Cada pixel ahora está controlado por el elemento de conmutación (elemento activo). Dado que la llave de cada pixel se enciende y se apaga independientemente, la velocidad de respuesta aumenta. Para el elemento de conmutación se usa el transistor de película delgada (TFT) y se conecta a la plaqueta de vidrio. La pantalla LCD que usa este TFT se llama pantalla LCD TFT. Vea en la figura 19 una ejemplificación de la estructura de un sistema de Matriz Activa. El electrodo superior de todo el diagrama se forma en la placa de vidrio superior y se llama “Electrodo Común”. En la placa de vidrio inferior se forman : un electrodo de pixel (diagrama de pixeles), TFT (elemento de conmutación) que excita a un electrodo

de pixel, y un electrodo X para entrada de Compuerta y un electrodo Y para entrada de Fuente del TFT. En esta estructura el campo eléctrico se genera en el área entre el electrodo de pixel y el electrodo común, y el obturador LCD de un pixel se pone en funcionamiento. Cuando se suministra una tensión eléctrica al electrodo Y y al X del TFT, éste se enciende y las moléculas del cristal líquido funcionan como una llave de luz. Vea la figura 20 (direcciones X1 e Y0). La operación de amplificación de un transistor se usa para la llave TFT de un sistema de matriz activa, figura 21. En este sistema, la velocidad de conmutación se unifica en toda la pantalla, aumentando la velocidad de respuesta de la excitación en comparación con el sistema de matriz pasiva. Por lo tanto, la pantalla LCD TFT (sistema


17


3/7/12

4:40 PM

Página 18

Capítulo 1 de matriz activa) se adoptó por ser más eficiente, dado que puede proveer la velocidad de respuesta requerida para las grandes pantallas o las imágenes de movimiento rápido. No obstante, se necesita más velocidad de respuesta para la televisión LCD de alta definición. Esto se describirá posteriormente.

PRIMERAS CONCLUSIONES Hasta aquí hemos visto cómo es una pantalla de cristal líquido y cómo se activa una matriz, resta explicar cómo se excita dicha matriz y qué mejoras pueden hacerse para optimizar el rendimiento del equipo, tema que veremos en la próxima edición; sin embargo, creemos conveniente dar un pequeño repaso de lo que es una pantalla de crisital líquido.

LO QUE DEBE RECORDAR Una pantalla de cristal líquido o LCD (sigla del inglés liquid crystal display) es una pantalla delgada y plana formada por un número de píxeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz o reflectora. Se utiliza en dispositivos electrónicos alimentado con pilas, ya que utiliza cantidades muy pequeñas de energía eléctrica. Cada píxel de un LCD típicamente consiste de una capa de moléculas alineadas entre dos electrodos transparentes, y dos filtros de polarización, los ejes de transmisión de cada uno que están (en la mayoría de los casos) perpendiculares entre sí. Sin cristal líquido entre el filtro polarizante, la luz que pasa por el primer filtro sería bloqueada por el segundo (cruzando) polarizador. La superficie de los electrodos que están en contacto con los materiales de cristal

Figura 20

18



3/7/12

4:40 PM

Página 19

Cómo Funciona una Pantalla LCD líquido es tratada a fin de ajustar las moléculas de cristal líquido en una dirección en particular. Este tratamiento suele ser normalmente aplicable en una fina capa de polímero que es unidireccionalmente frotada utilizando, por ejemplo, un paño. La dirección de la alineación de cristal líquido se define por la dirección de frotación. Antes de la aplicación de un campo eléctrico, la orientación de las moléculas de cristal líquido está determinada por la adaptación a las superficies. En un dispositivo twisted nematic, TN (uno de los dispositivos más comunes entre los de cristal líquido), las direcciones de alineación de la superficie de los dos electrodos son perpendiculares entre sí, y así se organizan las moléculas en una estructura helicoidal, o retorcida. Debido a que el material es de cristal líquido birrefringente, la luz que pasa a través de un filtro polarizante se gira por la hélice de cristal líquido que pasa a través de la capa de cristal líquido, lo que le permite pasar por el segundo filtro polarizado. La mitad de la luz incidente es absorbida por el primer filtro polarizante, pero por lo demás todo el montaje es transparente. Cuando se aplica un voltaje a través de los electrodos, una fuerza de giro orienta las moléculas de cristal líquido paralelas al campo eléctrico, que distorsiona la estructura helicoidal (esto se puede resistir gracias a las fuerzas elásticas desde que las moléculas están limitadas a las superficies). Esto reduce la rotación de la polarización de la luz incidente, y el dispositivo aparece gris. Si la tensión aplicada es lo suficientemente grande, las moléculas de cristal líquido en el centro de la capa son casi completamente desenrolladas y la polarización de la luz inci-

dente no es rotada ya que pasa a través de la capa de cristal líquido. Esta luz será principalmente polarizada perpendicular al segundo filtro, y por eso será bloqueada y el pixel aparecerá negro. Por el control de la tensión aplicada a través de la capa de cristal líquido en cada píxel, la luz se puede permitir pasar a través de distintas cantidades, constituyéndose los diferentes tonos de gris. El efecto óptico de un dispositivo twisted nematic (TN) en el estado del voltaje es mucho menos dependiente de las variaciones de espesor del dispositivo que en el estado del voltaje de compensación. Debido a esto, estos dispositivos suelen usarse entre polarizadores cruzados de tal manera que parecen brillantes sin tensión (el ojo es mucho más sensible a las variaciones en el estado oscuro que en el brillante). En la figura 21 se puede observar una infografía que ejemplifica cómo se iluminan los píxeles de una pantalla LCD.

L A E XCITACIÓN DEL SISTEMA DE M ATRIZ A CTIVA La pantalla LCD TFT consta de una matriz de n filas de dirección X (X0 - Xn-1) y n columnas de dirección Y (Y0 - Yn-1). La línea de dirección X se llama “línea de compuerta” y la línea de dirección Y se llama “línea de datos”. Al principio, la exploración comienza desde la dirección de pixel (X0, Y0), y cuando se selecciona la dirección (X0, Yn-1) se completa la exploración de la línea X0. A continuación, se exploran en secuencia todos los pixeles desde la línea X1 hasta la línea Xn-1. La operación de selección de la


19


3/7/12

4:40 PM

Página 20

Capítulo 1

20



3/7/12

4:40 PM

Página 21



21


3/7/12

4:40 PM

Página 22

Capítulo 1 dirección de pixel se explica a continuación. Al principio, la tensión de señal se aplica a la fila X1 (compuerta del TFT), luego la tensión se aplica a la columna Y2 (fuente del TFT), y se selecciona la dirección de la intersección de X1 e Y2 y su TFT se enciende o apaga. No obstante, tan solo el encendido o el apagado del TFT no cambiará el brillo de la pantalla. El brillo de la pantalla se cambia controlando la tensión de la línea de datos (columna Y). La figura 22 muestra las caracFigura 22 terísticas de tensión del sistema matricial. En la figura 23 la tensión de la línea de angosto en comparación con un CRT o PDP datos Y2 se suministra en la dirección posi- (Plasma Display Panel), figura 24. El ángulo tiva a un electrodo común (excitación de de vista de una pantalla LCD tipo TN típica continua). En la práctica, se suministra una es aproximadamente 100°. Sin embargo, tensión alterna uniforme al electrodo común con la nueva tecnología mejorada que se (excitación de alterna) para prolongar la ha desarrollado el ángulo de vista de la pantalla LCD ha aumentado hasta 160° o 170°. vida del cristal líquido. Este sistema mejorado se describirá posteriormente. (El ángulo de vista de un CRT o PDP es 180°). MEJORAMIENTO DE LA TECNOLOGÍA DE LA P ANTALLA LCD

Características de Respuesta: La carac Veremos a continuación algunas innovaciones que contribuyen al mejoramiento de una pantalla LCD:

C ARACTERÍSTICAS DE LA P ANTALLA LCD Ángulo de Vista: El ángulo de vista significa el rango visible normal de una pantalla. En una pantalla LCD, el ángulo de vista es

22

terística de respuesta de la pantalla LCD es la velocidad a la cual la pantalla se refresca mediante la señal de entrada (señal de datos de video). Si esta característica de respuesta de la pantalla LCD es lenta, aparecerá una imagen posterior en la pantalla. Por lo tanto, en televisores LCD de pantalla grande la mejora de esta característica de respuesta se vuelve muy importante.



3/7/12

4:40 PM

Página 23



23


3/7/12

4:40 PM

Página 24


Figura 25

24



3/7/12

4:40 PM

Página 25


Figura 26

Á N GULO DE V ISTA (TIPO TN) El principio de la penetración óptica y la intercepción del obturador LCD mediante la dirección modificada de las moléculas de cristal líquido cilíndricas controla la dirección de la luz. Por lo tanto, el brillo, el matiz y el contraste dependen de la dirección de vista de la pantalla LCD. El rango (ángulo) en el cual estas características aparecen normales se denomina “ángulo de vista”. El problema de la pantalla LCD TN es que este ángulo de vista es angosto. La figura 25 muestra que el brillo cambia según el ángulo con que se ve una imagen gris. En esta figura, la molécula de cristal líquido se inclina diagonalmente. Por lo tanto, la cantidad de penetración óptica cambiará según el ángulo cuando se observa la pantalla desde el frente o desde el costado.

SISTEMA MULTI-DOMINIO La disposición de la pantalla LCD TN es direccional. En este sistema multi-dominio, un pixel se divide en dos o más dominios arreglados. La figura 26 muestra un ejemplo de sistema multi-dominio con dos dominios. La cantidad de luz por pixel desde varios ángulos se ecualiza mediante este sistema. Además, el ángulo de vista incluso se vuelve más amplio aumentando el número de divisiones. Sin embargo, la fabricación es difícil en el proceso de frotamiento.

SISTEMA MVA (A LINEACIÓN V ERTICAL MULTI-DOMINIO) En el sistema MVA, la película de alineación está dispuesta de modo que las molé-


25


3/7/12

4:40 PM

Página 26


culas de cristal líquido se mantienen verticales. El sistema MVA combina la alineación vertical con el sistema multi- dominio. Alineando verticalmente las moléculas de cristal líquido, se pierde la influencia de la intercepción óptica, y se mejoran el ángulo de vista y el contraste. Se usa un tipo de material que hace que las moléculas de cristal líquido se ubiquen verticales con respecto a la placa de vidrio sin aplicar tensión (cristal líquido NegaNematic). En el sistema MVA, adosando la guarda de protección mediante una resina y haciendo que las moléculas de cristal líquido se pongan en diagonal en el electrodo transparente, se construyen dominios de alineación múltiples. Por lo tanto, dado que el proceso de frotamiento puede salte-

26

arse en la producción de la película de alineación, la fabricación se vuelve más fácil en comparación con el sistema multi-dominio. Generalmente se usa un sistema PosiNematic que alinea las moléculas de cristal líquido aplicando tensión, tal como se puede observar en la figura 27.

SISTEMA IPS (CONMUTACIÓN IN- PLAIN) La estructura de un sistema IPS se muestra en la figura 28. El pixel y los electrodos comunes se montan en el costado de la película transparente (transistor excitador) y el campo eléctrico se genera horizontalmente a la placa de vidrio. Con este campo eléctrico, la dirección de alineación de las



3/7/12

4:40 PM

Página 27


Figura 28 moléculas de cristal líquido gira 90° en paralelo con la placa de vidrio. En el sistema IPS, las moléculas de cristal líquido giran completamente en la dirección horizontal. Dado que las moléculas de cristal líquido no se inclinan como en el tipo TN, hay poco cambio en las características de la imagen (contraste, brillo, matiz, etc.) y el ángulo de vista se vuelve más amplio. Sin embargo, hay algunos problemas. La cantidad de luz transparente se reduce, la veloci-

dad de respuesta es más lenta, y una imagen blanca se vuelve un poco azulada o amarillenta según la dirección de vista. El tipo S-IPS (Super-IPS) fue desarrollado para mejorar estos problemas. En el tipo S-IPS, la estructura del electrodo que excita a las moléculas de cristal líquido adquiere una forma de zigzag, lo cual reduce el cambio de color. Aumenta el ángulo de vista en aproximadamente 160° y tiene alta definición equivalente al TRC.


27


3/7/12

4:40 PM

Página 28

Capítulo 1

Figura 29

PELÍCULA COMPENSADA ÓPTICAMENTE Usando la película compensada ópticamente, se corrige el desplazamiento de fase del tipo STN de la pantalla LCD, y el ángulo de vista y el contraste mejoran. En la figura 29 se muestran tres métodos de adosar la película compensada ópticamente.

SISTEMA OCB (BIRREFRINGENCIA COMPENSADA ÓPTICAMENTE) El sistema OCB combina el sistema de alineación inclinada en el cual las moléculas de cristal líquido se alinean y se inclinan entre las plaquetas superior e inferior y la película compensada ópticamente (vea la figura 30). El sistema tiene las características

Figura 30

28



3/7/12

4:40 PM

Página 29


de ángulo de vista aumentado y menor velocidad de respuesta. Sin embargo, la alineación inclinada es difícil de uniformizar y estabilizar.

MEJORA DE LA V ELOCIDAD DE RESPUESTA Sistema de Impulso: A fin de reducir la

imagen posterior y oscurecer el contorno, existe el sistema que hace que la luz trasera parpadee por cada escritura de una imagen o se inserta una imagen toda negra en el ciclo fijo. Se llama sistema de impulso. En el sistema llamado de super impulso, los datos negros se escriben cada 1/60 seg. , y se reducen la imagen posterior y los fantasmas. Cabe aclarar que con el panel LCD

Figura 32


29


3/7/12

4:41 PM

Página 30

Capítulo 1

Figura 33 usual, dado que la imagen se muestra continuamente, la imagen delantera se vuelve oscura así como la imagen posterior, en el sistema de impulso (figura 31), insertando datos negros entre los datos de imagen, la imagen posterior se reduce y mejora la respuesta de alta velocidad. Sistema FFD (Excitación Directa): La velocidad de respuesta del brillo del LCD se puede mejorar agregando una característica de sobrepico a la tensión de la línea de datos. La figura 32 muestra las señales correspondientes al circuito real de sobrepico usado en el sistema de excitación digital.

A PÉNDICE 1: Luz Trasera Un panel LCD no emite luz en sí mismo. Para la presentación se requiere una fuente

30

luminosa, y normalmente se usan luces fluorescentes para la luz trasera del televisor LCD. La luz trasera consta de luces fluorescentes, una placa reflectora, y una lámina de difusión (o plaqueta). La figura 33 muestra la estructura y la foto de luces traseras de tele visores LCD de 30V y de 15V.

A PÉNDICE 2: Circuito LVDS (1) Interfaz LVDS: Para transmitir la información de la señal de video, se usa una interfaz con una norma LVDS (Low Noise Differential Signalling, o sea, señalización diferencial de bajo ruido), la cual tiene el mérito de bajo ruido, alta velocidad de operación con pequeña amplitud y bajo consumo de potencia.



3/7/12

4:41 PM

Página 31


Figura 35

El cable LVDS conecta el transmisor en el Para concluir con esta explicación, en las circuito excitador y el receptor en el módulo, figuras 36, 37 y 38 se exponen los diagramas figura 34. en bloque de los televisores Sanyo CLT-1583, CLT-2053 y CLT1554. Si Ud. desea conocer cómo funcionan (2) Circuito excitador: La figura 35 muestra los diagramas en bloque de un cir- estos equipos puede recurrir al curso brincuito excitador de panel. La señal final de dado en el CD que acompaña a esta obra, información de video se transmite al módulo (La Biblia del Plasma y LCD, vea la página 1 del panel LCD a través de un cable LVDS. de este libro). ☺


31


3/7/12

4:41 PM

Página 32


32



3/7/12

4:41 PM

Página 33



33


3/7/12

4:41 PM

Página 34


34



3/7/12

4:41 PM

Página 35


3/7/12

4:41 PM

Página 36


3/7/12

4:53 PM

Página 37

Capítulo 2 - La Televisión 3D

La televisión 3D está en apogeo. Vivimos la era de las imágenes tridimensionales y a buen seguro aún no hemos llegado al cenit en este terreno. Tan sólo estamos ante la punta de un iceberg, cuya base bien podría ser las pantallas OLED 3D. Nos hallamos pues, ante un concepto de televisión totalmente distinto e innovador en donde, por una parte se ha primado la óptima visualización 3D desde cualquier punto de una sala, sin que necesariamente el espectador se encuentre frente a la pantalla, y por otra se le ha concedido un plus de funcionalidad dada su flexibilidad. La Televisión 3D se refiere a un televisor que permite visualizar imágenes en 3 dimensiones, utilizando diversas técnicas para lograr la ilusión de profundidad. Todo proceso que permite crear imágenes en 3D se conoce con el nombre de estereoscopía, y fundamentalmente se basa en el principio natural de la visión humana, en donde cada uno de nuestros ojos capta en un mismo instante una imagen ligeramente diferente a la del otro ojo, debido a la distancia que los separa. Ambas imágenes son procesadas por nuestro cerebro, permitiéndonos observar el mundo en 3D, tal como lo conocemos.

¿CÓMO

3D PARA

el otro ojo. Pero a medida que el objeto se OBJETO EN UNA PANTALLA SE VEA CON SENSACIÓN DE acerca, las líneas ya no son paralelas “ellas PROFUNDIDAD? convergen en los ojos y con un ligero cambio para compensar”. Para que entienda, Todo tiene que ver con la forma en que cuando acerca un dedo a su nariz, los ojos nos centramos en los objetos cuando los se ponen bizcos para poder ver dicho dedo. miramos. Vemos las cosas porque nuestros “Todo es cuestión de enfoque”. ojos absorben la luz reflejada por los objetos. Nuestro cerebro interpreta la luz y crea una imagen en nuestras mentes. Cuando un Cuando se enfoca en un objeto, el cereobjeto está muy lejos, la luz que viaja a uno bro tiene en cuenta el esfuerzo necesario de los ojos es paralela a la luz que viaja en para ajustar los ojos para concentrarse en HACE LA TECNOLOGÍA

QUE UN


37


3/7/12

4:53 PM

Página 38

Capítulo 2 ella, y cómo deben converger los ojos. En conjunto, esta información nos permite estimar cuan lejos está un objeto. Si sus ojos tienen que converger lo suficiente, entonces es lógico que el objeto está cerca de Ud. El secreto de la televisión y las películas en 3D es que al mostrar a cada ojo la misma imagen en dos posiciones diferentes, puede hacer que su cerebro interprete que lo que está viendo tiene profundidad. Pero también significa que los puntos de enfoque y convergencia no coincide con la manera que lo hacen con objetos reales. Es decir, los ojos pueden converger a dos imágenes que parecen estar a diferentes distancias cuando en realidad se trata de dos imágenes que están en una pantalla. Es por eso que usted queda con la vista cansada cuando ve un montón de películas 3D en una sola sesión. Ahora bien, como Ud. está mirando dos imágenes que parecen ser una sola, el secreto está entonces en las lentes que usa para “engañar al cerebro” ya que un ojo debe ver una imagen y el otro ojo debe ver la otra que interpretará como que está a otra distancia. Lo más sencillo es utilizar anteojos que poseen lentes de color diferente para cada ojo y que sea complementarios de modo que cada uno perciba solo una imagen de las que está en la pantalla. Los dos colores más comunes son el rojo y el azul. Si mira la pantalla sin las lentes, verá que hay dos con juntos de imágenes ligeramente desplazadas una de otra, figura 1. Una tendrá un tinte azul en el mismo y el otro un tinte rojizo. Si se pone las lentes, verá una imagen única que parece tener profundidad. La lente roja absorbe toda la luz roja que

38

viene de la pantalla, cancelando las imágenes rojizas. La lente azul hace lo mismo con las imágenes de color azul. El ojo detrás del lente de color rojo sólo podrá ver las imágenes de color azul, mientras que el ojo detrás de la azul ve la roja. Debido a que cada ojo sólo puede ver un conjunto de imágenes, el cerebro interpreta que esto significa que ambos ojos están viendo el mismo objeto. Pero sus ojos están convergiendo en un punto que es diferente desde el punto de referencia (el objetivo será siempre la pantalla del televisor). Esto es lo que crea la ilusión de profundidad. Pero esto es sólo el comienzo… simplemente para que Ud. sepa qué es la televisión 3D, veremos ahora conceptos teóricos que llevan a la transmisión de una imagen 3D y cómo mejoramos ciertos aspectos como “el cansancio en la vista” mediante el empleo de lentes activos.

INTRODUCCIÓN AL 3D En sus orígenes, las películas en 3D (como hoy las conocemos) eran filmadas utilizando

Figura 1 - Imagen 3D vista sin lentes



3/7/12

4:53 PM

Página 39

La Televisión 3D dos cámaras individuales. Luego, la aparición de nuevas cámaras duales (doble sistema óptico) permitió que en la actualidad se pueda obtener el mismo resultado con una cámara única. Los dos puntos de vista que ofrecen los sistemas ópticos integrados permiten simular las diferentes perspectivas de los ojos izquierdo y derecho. Como vimos al comienzo, existen diversos tipos de lentes 3D en el mercado. Por un lado la típicas lentes de dos colores, conocidas como anaglíficas y por otro las lentes activas. Las películas en 3D, como Avatar, que los espectadores han podido disfrutar en las salas se visualizan generalmente con lentes pasivas, mientras que la nueva televisión en 3D requiere de lentes activas. ¿Qué diferencias hay entre unas y otras? Las primeras lentes para poder ver en 3D fueron las lentes anaglíficas, los típicos anteojos con lentes de dos colores distintos. Esta diferencia en la coloración de las lentes sirve para filtrar de manera distinta los colores que reciben los ojos. Como explica un técnico de Sony durante la presentación de la televisión en 3D, "en realidad no tendrían porque ser siempre rojo y verde, pues lo verdaderamente importante es que los colores sean completamente opuestos dentro de la rueda cromática". De este modo, podría ser que una lente fuera color amarilla y la otra morada, o una azul y otra naranja. Con la evolución de la tecnología y la mejora de la calidad de las imágenes tridimensionales ha llevado igualmente al desarrollo de nuevos sistemas de visualización. Es el caso de las lentes polarizadas. En el cine dos proyectores polarizan la luz desde un ángulo distinto para cada ojo, de modo

que las lentes decodifican estas imágenes para proporcionar más calidad. El problema es que este sistema no puede aplicarse a los televisores, pues el filtro incorporado en la parte frontal de la pantalla solo permite la reproducción de la mitad del contenido y el brillo. Además, como apuntan desde Panasonic, "otras de las desventajas de este formato es el limitado ángulo de visualización, ya que los usuarios deben mantener la cabeza erguida para evitar la fatiga visual que ocasionan el doble contorneo." Los diversos fabricantes de los actuales televisores 3D adoptan, casi todos, un enfoque diferente en el diseño de sus equipos, pero el trabajo de la mayoría de estos equipos se basa en mostrar de manera alternada y rápida una versión "izquierda" y otra "derecha" de una misma imagen en la pantalla. Lo complejo del sistema aparece cuando se debe conseguir la imagen correcta para el ojo correcto. Ahí es donde las nuevas lentes 3D para televisión hacen su aparición. Los cristales utilizados en las lentes para la televisión 3D son mucho más avanzados que los acostumbrados a ver en las salas de cine. En realidad estas lentes son inalámbricas (a baterías), es decir, son lentes de cristal líquido "activo". El equipo (el TV) envía una señal infrarroja a las lentes y los cristales se oscurecen en forma alternativa bloqueando las imágenes (izquierda o derecha) en sincronía con el televisor. Así que sólo el ojo derecho ve la imagen de la derecha y sólo el ojo izquierdo ve la imagen de la izquierda. En palabras sencillas: las lentes le permiten a cada ojo ver la imagen que le corresponde. Luego, el cerebro combina las dos imágenes en un “todo”, al igual que lo


39


3/7/12

4:53 PM

Página 40

Capítulo 2 hace todos los días con los puntos de vista ligeramente diferentes que se obtienen con los ojos derecho e izquierdo. De este modo, nuestro cerebro interpreta una imagen tridimensional. Es decir, las lentes tienen un sensor infrarrojo que sincroniza las imágenes que se alternan en la pantalla de modo que el ojo izquierdo solo ve la perspectiva izquierda y el derecho la derecha. En realidad el sensor infrarrojo simplemente sincroniza la imagen que debe visualizarse para cada ojo, los verdaderos causantes de la visualización o no de la imagen son los cristales LCD que contienen las lentes y el obturador activo que alterna rápidamente las imágenes en la pantalla. El parpadeo y cambio de imagen de uno a otro ojo se produce a tal velocidad que el cerebro no consigue darse cuenta del cambio y lo interpreta como una única imagen tridimensional. El precio de esta tecnología de lentes activas todavía es muy alto y puede rondar los 200 dólares americanos.

PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA V ISIÓN 3D El sistema visual humano es un sistema binocular, es decir, disponemos de dos sensores (ojos) que, debido a su separación horizontal, reciben dos imágenes de una misma escena con puntos de vista diferentes. Mediante estas dos vistas el cerebro crea una sensación espacial. A este tipo de visión se le llama visión estereoscópica, en la que intervienen diversos fenómenos. Cuando observamos objetos muy lejanos, los ejes ópticos de los ojos son paralelos.

40

Figura 2 - Pantalla 3D: La sensación que dan estos monitores es que la imagen "sale de la pantalla".

Cuando observamos un objeto cercano, los ojos se mueven para que los ejes ópticos estén alineados sobre el mismo, es decir, convergen. Asimismo, se produce el enfoque para ver nítidamente el objeto. Al con junto de este proceso se le llama fusión. Un factor que interviene directamente en esta capacidad es la separación interocular. A mayor separación entre los ojos, mayor es la distancia a la que apreciamos el efecto de relieve. Para visualizar correctamente un contenido 3D, figura 2, es necesario: Evitar la sensación de mareo. El usuario no debe tener que hacer un esfuerzo para adaptarse a la sensación 3D, sino que esta sensación tiene que ser natu ral. La sensación 3D debe ser nítida y constante a lo largo de todas las figuras y especialmente en los contornos de los objetos. El sistema debe ser lo más independiente posible del ángulo de visión del usuario.



3/7/12

4:53 PM

Página 41

La Televisión 3D logrado obtener pantallas que transmiten la sensación de profundidad sin necesidad de Los pioneros en el estudio de la estereos- ningún complemento visual. copia fueron Euclides y Leonardo da Vinci, que ya en su época observaron y estudiaron DESCRIPCIÓN el fenómeno de la visión binocular. Pero para encontrar el primer dispositivo hay que remontarse al año 1838, cuando el físico Una pantalla 3D es capaz de transmitir escocés Sir Charles Wheatstone construyó un diferente información en cada ojo, consiaparato con el que se podía apreciar el guiendo así el efecto estereoscópico que a fenómeno de la visión estereoscópica. Ya en su vez, consigue el efecto de profundidad los años 50 se intentó la explotación comer- de la imagen. Este efecto se puede consecial de películas 3D, pero dada la mala cali- guir de dos maneras, mediante el uso de dad de los contenidos no tuvo mucho lentes (sistemas estereoscópicos) y sin ninimpacto. Fue en los años 80 cuando se con- gún tipo de accesorio (sistemas autoesteresiguieron resultados más espectaculares, oscópicos). con sistemas de gran formato de película, como el del IMAX, que consiguen imágenes de alta resolución en grandes pantallas. Así SISTEMAS ESTEREOSCÓPICOS pues, la imagen tridimensional en movimiento no es novedad de ahora, y ya en los Este tipo de sistemas necesitan el uso de cines antiguos se proyectaban algunas pelí- lentes para una correcta visualización. Su culas tridimensionales que funcionaban funcionamiento se basa en que se emiten emitiendo dos películas diferentes, cada dos imágenes diferentes (captadas con una una con un tinte de diferente color. cámara esteroscópica), y cada ojo capta Al ponernos unas lentes de estos colores una mediante las lentes, para así tener una (una en cada ojo), cada ojo veía una parte sensación de profundidad. A continuación de la película, dejando "invisible" la otra, por veremos los diferentes tipos de lentes: lo que se obtenía una visión estereoscópica, dando sensación de profundidad. Con el Anaglifos: los anaglifos son las lentes con avance de la tecnología, la técnica se fue un cristal de cada color que todo el mundo perfeccionando, creando sistemas que asocia al cine en 3D. Es el método más hacían más o menos lo mismo, pero mejor. conocido, y también el primero en ser utili Así, existen lentes con polarización vertical zado no sólo de forma anecdótica. en un ojo y horizontal en el otro que obtienen un efecto más real que con la polarización Lentes polarizadas: son lentes con un por colores. cristal polarizado horizontalmente y otro verSin embargo, estos sistemas no son ticalmente, mientras que en la pantalla se cómodos ni prácticos, de manera que con proyectan las dos imágenes, una polarizada la aparición de nuevas técnicas se ha de cada manera. E VOLUCIÓN


41


3/7/12

4:53 PM

Página 42

Capítulo 2 Lentes activas: lo que permite que se pueda utilizar en casa es que en lugar de proyectarse imágenes con luz polarizada, se exponen alternativamente las dos imágenes. Para poder enviar una diferente a cada ojo del espectador lleva unas lentes con un obturador de cristal líquido (LCS), de forma sincronizada con la pantalla, las lentes hacen que las lentes sean transparentes u opacas, en función de la imagen que está proyectando.

selectivamente para que cada imagen vaya en el ojo que le corresponde, figura 3. El problema se presenta cuando los ojos del usuario cambian de posición, es decir, cuando se cambia el ángulo de visión. Para evitar este efecto algunas compañías que están investigando sobre esta tecnología optan por hacer que sólo una posición sea la correcta para poder apreciar el efecto tridimensional, mientras que otros incorporan un detector de posición de los ojos del observador para que el efecto sea válido aunque se mire con un ángulo respecto a la perpendicular de la pantalla.

SISTEMAS A UTOESTEREOSCÓPICOS CÓMO A UMENTAR EL NÚMERO DE V ISTAS Los displays 3D que se utilizan para realizar la representación de los contenidos 3D pueden ser divididos según la técnica Una pantalla 3D es un sistema multivisión. empleada para dirigir las vistas izquierda y Los sistemas multivisión son reconocidos derecha en el ojo apropiado: unos necesi- generalmente por proporcionar una reprotan dispositivos ópticos cerca de los ojos, y ducción superior de la imagen 3D porque la por el contrario, otros tienen este proceso imagen visible cambia con el punto de vista integrado en el mismo display. del observador en relación a la pantalla. Estos últimos, de visión libre (free-viewing o Con tal de exagerar la sensación de profunFTV), son los llamados autoestereoscópicos. El hecho de que el usuario no necesite incorporar ningún elemento hace que estos despierten un gran interés. En síntesis, los sistemas autoestereoscópicos persiguen que se pueda ver una imagen en 3 dimensiones sin que sea necesario el uso de anteo jos. Se trata de conseguir que la pantalla emita una imagen para el ojo Figura 3 - La barrera de paralaje consiste en una izquierdo y otra por el derecho, y esto rejilla vertical fina puesta delante de una imagen se realiza mediante una barrera de especialmente diseñada. Cada abertura actúa como una ventana a un fragmento de la imagen. paralaje que interrumpe el haz de luz

42



3/7/12

4:53 PM

Página 43

La Televisión 3D didad en imágenes estereoscópicas 3D, es posible aumentar el número de vistas, de modo que la imagen pueda ser observada desde varias posiciones. Sin embargo, el problema radica en que un aumento del número de vistas provoca una pérdida de resolución, dado que el número de píxeles que se pueden colocar en una pantalla de cristal líquido es limitado. Las pantallas con vencionales multivisión emplean en general tres lentes lenticulares diseñadas para cubrir un ancho de visión de 62 a 65 mm, una distancia equivalente a la separación media entre ojos de una persona. Sin embargo, estas pantallas 3D aún presentan algunos problemas relacionados con los siguientes aspectos:

humano a la pérdida de resolución en la dirección horizontal. Al minimizar la degradación de la resolución horizontal del píxel, se mejora la calidad de la imagen para ofrecer a los espectadores imágenes 3D de mayor definición y más vivas.

Zona de visión: Las imágenes en las pantallas 3D comunes diseñadas con un ancho de visión de 62 a 65 mm pueden aparecer incorrectas y resultar incómodas a menos que se vean de frente y desde una determinada distancia, ya que los ojos pueden detectar una imagen 2D en algunas partes de la pantalla. Es por este motivo que actualmente se trabaja en optimizar el ancho de visión para que se reduzca la aparición de imágenes 2D y permita que las imágenes 3D puedan visualizarse con un campo de visión más amplio.

Existen varios tipos de tecnologías, algunas ya disponibles comercialmente, las más comunes son las siguientes:

El efecto tridimensional presenta todavía poca estabilidad (depende de la posición del espectador) y la resolución de la imagen es escasa. La captación directa de la imagen real con este sistema requeriría un dispositivo multicámara, y este es un tema de investigación actual.

TECNOLOGÍAS E XISTENTES

Displays autoestereoscópicos o de paralaje: son pantallas de ordenador similares a las tradicionales, en las que no es necesario el uso de lentes polarizantes o filtros de colores. Algunos sistemas disponen de obturadores selectivos que muestran sólo las columnas de píxeles que corresponden a la imagen de uno de los ojos, obturando las que corresponden al otro, para la posición de la cabeza del usuario. Por ello suelen Pérdida de resolución: Para resolver el estar asociados a sistemas de seguimiento problema de la pérdida de resolución en las de la cabeza por infrarrojos. pantallas multivisión se puede utilizar una Displays volumétricos: son sistemas que tecnología de procesamiento de imágenes llamada step 3D pixel array (mejora de la for- presentan la información en un determinado mación de píxeles 3D), actualmente ya pro- volumen. Al igual que una pantalla de TV es bada por algunas compañías. Esta técnica capaz de iluminar selectivamente todos y tiene en cuenta la sensibilidad del ojo cada uno de los píxeles de su superficie, un


43


3/7/12

4:53 PM

Página 44

Capítulo 2 display volumétrico es capaz de iluminar (como mínimo dos). En este caso, la única todos los píxeles en 3D que componen su forma de dar una sensación 3D consiste en volumen. Hay tres tipos principales: hacer una distribución espacial de las distintas vistas. Algunos de los métodos más des Espejo varifocal: Una membrana espe- tacados son: jada oscila convirtiéndose en un espejo de distancia focal variable que refleja la ima Electroholográficos: Estos displays, gen de una pantalla. Sincronizando la ima- actualmente en fase de investigación, puegen que se muestra en la pantalla con la den grabar y reproducir las propiedades de potencia óptica del espejo se puede barrer las ondas de luz (amplitud, longitud de onda cualquier punto de un volumen determi- y fase). Este proceso, en caso de realizarse nado. Un sistema bastante experimental de forma perfecta, sería el ideal para sistetodavía mas de visión libre 3D. Volumen emisivo: Un determinado volumen ocupado por un medio capaz de emitir luz en cualquier parte de su interior como resultado de una excitación externa, por ejemplo mediante láser de diferentes longitudes de onda. Muy experimental, la gran dificultad es encontrar el material apropiado.

Volumétricos: Estos displays crean la sensación de inmersión proyectando la información 3D dentro de un volumen. Estos sistemas típicamente presentan problemas de resolución además de necesitar mucho ancho de banda. Este tipo de displays actualmente se encuentra en fase de investigación.

Pantalla rotativa: Una pantalla plana gira a una velocidad de alrededor de 600 rpm. Para cada uno de un conjunto predeterminado de posiciones angulares de la misma un sistema espejos proyecta sobre ella la imagen del objeto tal como corresponde a la perspectiva asociada a dicho ángulo. El resultado final es la imagen 3D de un objeto que podemos ver desde 360 grados.

Multiplexado por direccionamiento: Se aplican efectos ópticos como la difracción, refracción, reflexión y oclusión para redirigir la luz emitida por los píxeles de distintas vistas al ojo apropiado. Existen diversos tipos, pero los más destacados (debido a que están más desarrollados tecnológicamente) son los basados en la refracción y en oclusión.

Oclusión: Debido al efecto parallax (paralaje), partes de la imagen son ocultaMÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN das a un ojo y visibles para el otro. Existen diversos tipos dependiendo del número de ESPACIAL PARA DAR SENSACIÓN DE 3D hendiduras y de la posición de colocación La mayoría de los monitores free-viewing de la barrera, que puede estar enfrente o producen un limitado número de vistas detrás de la pantalla.

44



3/7/12

4:53 PM

Página 45

La Televisión 3D LOS SMART TV

Figura 4 - La barrera de parallax es la encargada de redirigir los haces de luz al ojo en forma adecuada.

Las pantallas con barrera de parallax detrás del display ya se pueden encontrar en el mercado en monitores tanto de PC como de portátiles. Como se observa en la figura 4, la barrera de parallax es la encargada de redirigir los haces de luz (y no la imagen en sí), al ojo adecuado. El problema que tiene este tipo de displays es que la posición de visualización es muy estricta siendo posible su uso sólo para una persona. En los últimos tiempos las industrias como la cinematográfica y la de videojuegos, han incrementado la demanda de sistemas 3D que proporcionan un nivel de emoción superior al que ofrecen las imágenes bidimensionales. Las pantallas convencionales de 3D no están a la altura de esta demanda, debido a las limitaciones mencionadas en el campo de visión y a la baja resolución que ofrecen.

Básicamente el concepto de smart TV es que “se tenga todo en el TV”. Smart TV es un término usado tecnológicamente para definir un Televisor de alta definición que posee, además, conexión de banda ancha a Internet, web-widgets, aplicaciones de escritorio de usuario común y combina TV, tecnologías de smartphones, aplicaciones y conectividad a Internet, todo en uno. Smart TV no solamente se refiere a Televisores, sino a una amplia gama de “dispositivos integrados convergentes” como Reproductores táctiles para el vehículo, consolas de juego, reproductores de Blu-Ray, Blu-Ray, etc. Hace unos años que se está desarrollando la tecnología que utilizan los Smart TV, TV, aunque anteriormente eran llamados “Internet TV”. Esto desconcertaba a los consumidores, que creían que se podía navegar desde el televisor, pero en realidad solo se podía tener acceso a determinadas aplicaciones y contenidos limitados. Actualmente, los nuevos productos cuentan con un navegador que permite un rápido acceso a Internet, de la misma manera que se hace desde una computadora. La principal ventaja y objetivo de esta nueva tecnología, es combinar las dos herramientas más usadas actualmente: la televisión y el acceso a Internet. De esta manera, los Smart TV permitirán compartir información a través de Redes Sociales, buscar contenido en la web, acceder a la programación de distintos canales o descargar películas, y todo con la calidad y definición


45


3/7/12

4:53 PM

Página 46

Capítulo 2

46



3/7/12

4:53 PM

Página 47

La Televisión 3D


47


3/7/12

4:53 PM

Página 48

Capítulo 2 de imagen que ofrece una pantalla pantalla LCD. LCD. Y por si todo esto fuera poco también los tele visores que tienen compatibilidad con el patrón DLNA pueden acceder a sitios como YouTube YouTube con conexión Wi-Fi o Ethernet. LG Electronics expuso el ST600 Smart TV Upgrader, Upgrader, figura 5. Éste es un dispositivo con la forma de una caja cuadrada de 11 centímetros de lado, con control remoto, que permite el acceso a Internet utilizando televisores con compatibilidad DLNA. Este "servicio" era conocido como NetCast y era compatible solamente con televisores que tenían incorporada la tecnología ST600. Casi todo televisor o monitor lanzado después del año 2003 seguramente tiene la entrada necesaria para poder conectar el adaptador Smart TV Upgrader. De esta forma LG puede proporcionar contenido online a través del servicio para aquellos usuarios que no quieren comprar un nuevo televisor o monitor para poder disfrutar de esta tecnología. La conexión se realiza a través de Wi-Fi o Ethernet. Con solo conectar el cable de Internet al aparato o conectarse a través de una red inalámbrica se podrá navegar en sitios como YouTube, redes sociales, etc. Lo que hay dentro de un Smart TV depende del fabricante. Samsung, Sony LG y Panasonic son las que actualmente están más dedicadas a fabricar Smart TVs, figura 6. Sony a apostado por asociarse con Intel, para desarrollar “pequeñas computadoras” basadas en el chipset Atom + Nvidia Ion imbuidas en el chasis del Televisor (técnicamente, estás adquiriendo un computador “portátil” con una pantalla de 36 pulgadas); mientras

48

Figura 5 - El ST600 Smart TV Upgrader de LG.

tanto, Samsung apuesta por su propia tecnología de CPUs ARM Cortex, LG trabaja con tecnologías híbridas basadas en su experiencia con smartphones.

EL SISTEMA O OPERATIVO DE LOS SMART TV No todo es tan simple, por ser lindo y vistoso. Los que pensaban que los televisores HD 3D smart TV del mercado venían con alguna versión de Microsoft Windows 7 TV premium plus platinum (o hablando seriamente, Microsoft IPTV Mediaroom, como ciertamente lo llaman), pues estaban equi vocados… voca dos… Veamos que tipo tip o de SO emplean los principales fabricantes: LG: Una Linux Box corriendo XBMC modifi-

Figura 6 - El concepto de TV inteligente.



3/7/12

4:53 PM

Página 49

La Televisión 3D cado (XBox Media Center, aplicación hecha en python GPL y que corre encima del S.O. de las Xbox 360). Sony: Sony apuesta por Google TV (una versión modificada de Linux Android OS corriendo en x86 Atom). Samsung: corre una versión “nativa” de Google Android, basada en HoneyComb, pero ya hay rumores de una versión “TV” de su sistema operativo Bada. Logitech: Emplea su línea “revue” que son PC-box adaptables al TV HD, apuestan por Google Android HoneyComb. Linux Foundation ha anunciado la creación de la “Smart TV working group” un grupo dedicado a estandarizar el uso de Meego y otras versiones de Linux en sistemas embebidos de Televisión digital inteligente, empresas como Intel, Nokia o Sigma apoyan este grupo de desarrollo. Pero está todo en pañales… El verdadero desarrollo de la televisión se dará en un par de años, cuando cada aparato permita mezclar las imágenes de una película, por ejemplo, con las imágenes del lugar donde esté el televisor y captadas con cámaras que vendrán con el TV. De esta manera, cada señal que vea el televidente dependerá de qué cosas tenga en su ambiente, si se está moviendo, si ingresa una persona en el recinto, etc.

LOS TELEVISORES 3D Si bien la televisión comercial en 3D es relativamente nueva, las técnicas de visualización estereoscópicas son tan antiguas como los orígenes de la fotografía. Las imágenes de video proyectadas por un televisor

en 3D (así como otros sistemas estereoscópicos como el Cine 3D), son creadas con el mismo principio: una escena es capturada a través de 2 cámaras ligeramente separadas, y luego es proyectada, utilizando lentes especiales de manera que cada imagen sólo sea vista por uno de nuestros ojos. Continuamos desarrollando el tema “Televisión 3D”, explicando las técnicas que emplean los televisores con esta tecnología. Vamos a hacer un breve repaso de lo visto hasta ahora. En la industria del 3D existen dos grandes categorías de lentes 3D: los pasivos y los activos. Los anaglifos fueron durante décadas los lentes pasivos más populares. Los lentes anaglifos utilizan filtros de color (rojo-azul, rojo-verde o bien ámbar-azul) que permiten visualizar imágenes distintas en cada ojo, dando así un efecto de profundidad relati vamente convincente. Hoy en día se utilizan lentes pasivos polarizados, principalmente en salas de cine 3D. Estos lentes filtran las ondas de luz provenientes desde diversos ángulos de la pantalla, permitiendo que cada ojo por separado reciba sólo la imagen polarizada que le corresponde. Estos lentes fueron inmediatamente más populares que los anaglifos debido a que no utilizan filtros de color que pudiesen distorsionar el color original de la imagen. Los lentes activos utilizan tecnología de cristal líquido LCD, y son un componente fundamental. Éstos poseen sensores infrarro jos (IR) que permiten conectarse de manera inalámbrica con el televisor 3D. En este sistema, las dos imágenes no se muestran al mismo tiempo, sino que se encienden y apagan a alta velocidad. Los lentes de cristal líquido se van alternando entre un modo


49


3/7/12

4:53 PM

Página 50

Capítulo 2 "transparente" y un modo "opaco" al mismo tiempo que las imágenes se alternan en la pantalla, es decir, el ojo izquierdo se bloquea cuando la imagen del ojo derecho aparece en la televisión y vice versa. Esto ocurre tan rápido que nuestra mente no puede detectar el parpadeo de los lentes. Una manera sencilla de ver TV en estereoscopía o pseudoscopía, a través del control del recorrido de la energía electromagnética en el espacio, es por medio de la tecnología VUTSI (Visor Universal Tridimensional de Secuencia de Imágenes) descubierta por el Científico Militar Boliviano, Ing. Rigoberto Mendizábal Márquez ,el 05 de julio de 2001. Este sistema aprovecha el intervalo de tiempo entre el instante actual de la observación de una secuencia frente a la pre via, donde el sistema hace que se observe al mismo tiempo. Cabe especificar que mientras se ve la secuencia actual con un ojo, con el otro podemos ver la secuencia anterior, siendo posible ver en tres dimensiones real o

50

Figura 7 - Televisión 3D utilizando anaglifos, que son unas lentes fáciles de construir.

Figura 8 - Televisión 3D mediante el empleo de lentes activas (polarizadas).



3/7/12

4:53 PM

Página 51

La Televisión 3D invertida, dependiendo de la dirección del recorrido de la cámara filmadora o movimiento de los objetos que son capturados por UNA sola cámara. No obteniendo ningún resultado, si la cámara y los objetos quedan estáticos. Ésta es una opción interesante para todos los televidentes que no tienen los recursos necesarios para adquirir TV LCD o PLASMA 3D, mas sus lentes específicos, en función a la tecnología que usan. Es posible el uso del VUTSI en proyecciones de películas normales en salas de CINE, en juegos de PC y en vídeos caseros, sin que precisen edi-

ción alguna, para lo cual se recomienda que las secuencias de imágenes sean de alta calidad para obtener mejores resultados.

TIPOS DE TELEVISORES 3D Las figuras 7, 8 y 9, de Online Schools, resumen básicamente 3 de los métodos utilizados en la estereoscopía: Anaglífos (figura 7), utilizando unas gafas que son fácil de construir; Lentes Polarizados, como las utilizados en NVIDIA 3D Vision o en el cine con RealD (figura 8) y Parallax Barrier (figura 3), un método empleado por algunos fabricantes televisiones 3d como la tecnología WOWvx 3D de Philips.

TELEVISIÓN A UTOESTEREOSCÓPICA

Figura 9 - Televisión 3D sin el empleo de lentes.

La televisión autoestereoscópica se considera una mejora respecto al sistema anterior y permite ver la TV en 3D sin necesidad de lentes. Además de representar la información de profundidad permite la selección arbitraria del punto de vista y dirección dentro de la escena. De esta manera, un cambio de posición del espectador afecta a


51


3/7/12

4:53 PM

Página 52

Capítulo 2 la imagen que éste observa. La sensación es que la escena gira con el movimiento del observador. Este fenómeno se conoce como Free viewpoint (punto de vista libre) y estos están limitados actualmente a 8 por cuestiones tecnológicas. Cada Free Viewpoint requiere dos imágenes (una por cada ojo) lo que hace que para los 8 puntos de vista se necesiten Figura 10 - El Free viewpint permite que hayan más especmostrar 9 imágenes a la tadores y que cada uno tenga una visión diferente. vez, diferentes en el plano EL SISTEMA WOW VX horizontal, lo que quiere decir que la pantalla tendrá que tener una resolución mucho Philips fue la primera empresa en fabricar mayor que la HDTV . Se resuelve también el problema de la cantidad de espectadores un televisor autoestereoscópico. El televisor porque puede haber más de uno, ya que WOWvx1 de 42 pulgadas tiene un ángulo de no es necesario localizarlos en posiciones visión de 160 grados y una resolución de preestablecidas. El principal cambio es la 3840x2160 píxeles. Además es capaz de utilización de microlentes que permiten con- representar 9 imágenes a la vez. WOWvx es trolar la difracción de los haces de luz, figura un tipo de monitor y herramientas de soft10. También permiten mantener el modo de ware fabricado por Philips, que ofrece imágenes en 3D sin lentes para varios espectados dimensiones. Tener diferentes puntos de vista significa dores a la vez. Philips vende pantallas de incrementar el número de imágenes mos- este tipo para publicidad, entretenimiento y tradas a la vez. Esto quiere decir que el visualización 3D. Utiliza el formato de 3D llamonitor debe tener una resolución 4 veces mado "2D-plus-depth" que tiene una profunmayor que la resolución estándar (SDTV ) y didad de un mapa de escala de grises al soportar corrientes de vídeo de millones de lado de cada cuadro 2D. Philips inició un sitio web de la comunidad WOWvx donde se bytes por segundo. Además, la utilización de lentes delante pueden descargar muestras de animaciode la pantalla puede suponer una pérdida nes y películas en 3D. Cabe aclarar que de brillo, contraste y color si no se aplica un Philips suspendió las ventas y la producción sistema de control de calidad riguroso al de la pantalla 3D de 42 pulgadas (modelo 423D6W02, figura 11) en marzo de 2009 conjunto de microlentes.

52



3/7/12

4:53 PM

Página 53

La Televisión 3D Se cree que el principal objetivo al detener la producción y ventas es llegar a una gama estándar de la industria para la codificación y entrega de contenido 3D para televisión.

TECNOLOGÍA DE LENTES MULTIVISTA

Figura 11 - Televisor WOWvx autoestereoscópico de Philips.

debido a la recesión mundial (sin embargo la versión oficial es que la empresa considera que otra guerra de formatos es contraproducente y desastrosa para el mercado) y a la fecha de editar esta nota no se tenía información sobre la continuidad de otros proyectos similares por parte de la empresa.

Otro tipo de TV autoestereoscópica es la que utiliza la tecnología llamada de Lentes Multivista. Consiste en una matriz de lentes transparentes y cilíndricas dispuestas sobre la pantalla del TV . Este sistema puede influir en el contraste y brillo que el TV es capaz de proporcionar. Mientras que con un ojo percibimos una parte de la pantalla, con el otro, que está en otro ángulo distinto con respecto a la pantalla, veremos otra parte distinta de imagen dirigida hacia este ojo en concreto. En este sistema, cada píxel visionado es una lente, que a su vez está dividida en sub-pixeles. El efecto 3D se consigue cuando la información de cada sub-pixel de esta lente se envía en una dirección diferente, figura 12.

M ATRIZ DE LENTES

Figura 12 - Cada lente semicircular refracta la información de cada subpíxel en una dirección diferente.

Una característica de los televisores 3D es la diferencia entre la resolución del píxel y la profundidad. En una escena en 3D, los píxeles que en 2D contribuyen a una resolución también se utilizan para mostrar la profundidad. Si el conjunto de lentes se posi-


53


3/7/12

4:53 PM

Página 54

Capítulo 2 cionan de forma vertical encima de la pantalla, la resolución horizontal disminuirá en un factor igual al número de imágenes mostradas a la vez. Por ejemplo, un televisor que muestre 9 imágenes a la vez y con lentes colocadas de forma vertical, su resolución horizontal será 9 veces inferior a la vertical y causará un desequilibrio en la relación de aspecto del píxel. Este problema se soluciona inclinando las lentes con un patrón repetitivo como el mostrado en la figura 13, de esta Figura 13 - Patrón de repeticiones. manera se disminuye la resolución horizontal y vertical en un 1) Aplicando un procesado a la señal factor de tres, haciendo que se mantenga en cada píxel una relación cuadrada. El de vídeo. Sabiendo las características óptiefecto que se percibe es que algunos píxe- cas de las lentes, el contenido de la señal les se repiten horizontalmente. La inclinación de las lentes hace que, mientras que se cambia de punto de vista, se intercale una visión poco coherente e incorrecta. De todas formas, este método es necesario para no ver zonas con sitios vacíos.

2D & 3D DUAL MODE (COMPATIBILIDAD ENTRE EL MODO 2D Y 3D) Los televisores autoestereoscópicos permiten ver contenidos 2D y 3D sobre la misma pantalla. Conociendo el contenido visual a reproducir se realiza el cambio de modo. En el modo 3D cada lente refracta el frente de onda hacia una dirección diferente, provocando el efecto 3D. En el modo 2D el efecto de las lentes se puede eliminar de dos maneras:

54

Figura 14 - Para que un televisor permita ver TV normal (2D) y 3D, las lentes de cristal líquido permiten cambiar el ángulo de refracción de la luz incidente. En el momento que aplicamos una carga sobre éstas eliminamos su efecto.



3/7/12

4:53 PM

Página 55

La Televisión 3D tado se consigue que no refracte la luz que pasa a través de él, figura 14.

CREACIÓN DE CONTENIDOS 3D Para aprovechar el método de representación de los televisores 3D se requieren nuevas metodoFigura 15 - En una grabación con multicámara se colocan las cámaras alrededor de la escena a grabar. logías a la hora de grabar contenidos visuales. Se trata de captar puede ser redistribuido en los sub-píxeles más información de la que podemos captar para cancelar el efecto de las lentes. únicamente con una cámara. Los métodos utilizados son los siguientes: 2) Usando Lentes de LC (cristal líquido) que permiten desactivar el efecto de las Multicámara: Permite crear diferentes lentes. Con lentes de LC en modo 2D, todos puntos de vista en un espacio limitado, utililos píxeles contribuyen en una única imagen zando varias cámaras, figura 15. Se requiere de alta resolución. Este proceso ha sido una calibración de todas las cámaras. La patentado por PHILIPS 3D Solutions2 y con- figura 16 muestra cómo se vería una misma siste en variar el índice de refracción de las imagen desde diferentes ángulos. lentes. La capa de lentes se llena de cristal Time-of-Flight (TOF): El Time-Of-Flight líquido y de esta manera tienen un índice (tiempo de vuelo) es un método para extraer de refracción diferente que permite el modo la información de profundidad de una única 3D. Para cambiar al modo 2D, se aplica una imagen para que así podamos crear una carga eléctrica sobre el cristal líquido para visión estéreo (no confundir con visión 3D). El alterar su índice de refracción y como resul- TOF consiste en que la cámara emite una

Figura 16 - Visión desde diferentes ángulos de una misma secuencia.


55


3/7/12

4:53 PM

Página 56

Capítulo 2

Figura 17 - La cámara envía una señal infrarroja que rebota en la escena y es captada por cada píxel.

señal modulada en el espectro infrarojo, sobre una señal de 20MHz o frecuencia mayor. Esta señal incide sobre la escena y vuelve rebotada sobre la cámara. Cada píxel de la cámara puede demodular esta señal y, a través de su fase, detectar la distancia. La cámara genera una imagen en escala de grises que nos da la información de profundidad, figura 17. Vea en la figura 18 cómo se puede generar una imagen estéreo por TOF.

PLUGINS PARA PROGRAMAS DE A NIMACIÓN 3D Muchas aplicaciones de animación hoy en día trabajan con planos en 3D pero finalmente reenderezan archivos en 2D. En estos casos la información de profundidad se encuentra implícita en la animación creada y, por lo tanto, se puede extraer un contenido en 3D. Philips, por ejemplo, ha desarrollado para los programas más conocidos de animación 3D (como Autodesk Maya o 3Ds Max)

56

algunos plugins que exportan las imágenes en 3D más el plano de profundidad, para que de esta manera se puedan generar nuevos contenidos. Actualmente las principales marcas que fabrican televisiones en 3D son: LG, Samsung, Sony, Panasonic, Philips, etc., aunque son caros y en el mercado son pocas las películas o los videojuegos en 3D. ☺ BIBLIOGRAFÍA www.reparacionlcd.com www.neoteo.com www.muyinteresante.es www.es.wikipedia.org www. phenobarbital.wordpress.com


Figura 18 Imagen 2D más el plano de profundidad, con el que se puede generar una imagen estéreo.

Cap 3 - Repa LCD y 3D.qxd

3/7/12

5:01 PM

Página 57

Capítulo 3 Fallas y Reparación en Televisores LCD y 3D

En un TV a TRC es relativamente sencillo postular una falla y describir lo que debe ocurrir en la pantalla. Cuando se trata de un LCD, “mi experiencia como profesor me indica que a los alumnos les cuesta imaginar que se ve en la pantalla cuando falla algo en la plaqueta digital”. En este capítulo proponemos algunos métodos prácticos para la localización de fallas y la solución de problemas en la plaqueta digital de un televisor de última generación. Reiteramos que si Ud. no sabe cómo funciona un televisor LCD puede realizar el curso contenido en el CD multimedia que acompaña a esta obra (vea la página 1). LO PRIMERO QUE DEBE S ABER Imaginemos una falla muy simple. Todos sabemos que la plaqueta digital se comunica con los integrados LVDS mediante tres puertos de 8 bits que pertenecen a las digitales de R G y B. Un interesante ejercicio didáctico consiste en imaginarse qué se observa sobre la pantalla si el bit menos significativo de la salida de R se queda siempre en cero por un cortocircuito en la plaqueta. Esta pregunta la realizo en todos mis cur-

sos y jamás conseguí una respuesta correcta, sin darle alguna ayuda a mis alumnos. Con una ayuda muy genérica responden, pero si no los guío, las respuestas suelen ser totalmente equivocadas o ser muy vagas. La respuesta más común es la que parece más lógica. Se genera una raya roja finita en la pantalla sobre una imagen normal; y luego las variantes: Una línea donde falta el rojo; una línea negra, gris etc. Cuando pregunto si la línea sería vertical u


57


3/7/12

5:01 PM

Página 58

Capítulo 3

Tabla 1 - Tabla Primeros números binarios.

horizontal allí suele haber un acuerdo tácito: Línea vertical porque todos recuerdan que los electrodos de datos eran los verticales. Los horizontales solo operan sobre el direccionamiento de línea. Entonces le doy la ayuda. Lo que sale del JagASM representa a un número binario o mejor dicho a tres números binarios. Uno da la intensidad del rojo (que está fallando en su bit menos significativo) otro la del verde y otro la del azul. Y todos son de 8 bits, es decir que pueden tomar un valor entre 0 y 255 (28). Debido a que está fallando el integrado, el bit menos significativo permanece constantemente en 0. En la tabla 1 podemos ver la correspondencia entre los números decimales y su correspondiente binario mientras que en la tabla 2 mostramos que números se forman en lugar de los correctos cuando hay error. Como se puede observar, se pierden los números impares porque se hacen iguales al número anterior. Esto significa que en todos los puntos de la pantalla podemos tener un pequeño error en la componente de rojo. Si el punto tuviera un valor de rojo

igual a 255 un error de una unidad solo modificaría el -0,3% de la componente, lo cual es absolutamente indistinguible. En tanto que un punto que tuviera una componente de 10 tendría un error del -10%. En una palabra que tendríamos una falla que seguramente pasaría inadvertida inclusive cuando hacemos el ajuste de blanco. Lo que con toda seguridad podemos decir es que el error no formaría ninguna figura o dibujo sobre la pantalla. El rojo de todos los puntos de la pantalla sería algo más oscuro, solo cuando el número equivalente a su brillo fuera impar, figura 2. Diferente sería si la pata en cortocircuito fuera la más significativa. Si Ud. observa como se van formando los números binarios, podrá deducir que el bit más significativo será igual a cero en los primeros 128 números y que luego se hará igual a 1 hasta el 255. Si esa pata esta en cortocircuito nunca podrá salir una componente roja mayor a 128. Es decir que los rojos de intensidad baja y mediana se verán correctamente, en tanto que los más fuertes se verán todos de nivel 128.

Tabla 2 - Tabla Error en el último bit.

58



3/7/12

5:01 PM

Página 59

Fallas y Reparación en Televisores LCD y 3D Seguramente el usuario dirá que solo se ¿Qué cantidad de integrados deben puede ver bien a bajo brillo o con baja satu- existir sobre los lados horizontal y vertical? ración de color. En principio parecería que dado el trabajo más complejo que realizan los que están en posición horizontal deberían existir muchos más que para el lado vertical. Pero F ALLAS EN LOS PERIFÉRICOS DE LA P ANTALLA no es así. La proporción solo depende del Para entender que figura geométrica tipo de pantalla 4/3 o 16/9 (o su variante de genera una falla debemos repasar el tema 15/9) y la cantidad absoluta depende de la de la generación de las señales en la pan- definición (de la cantidad de líneas horizontalla. Recuerde la existencia de un conjunto tales de tríadas). Por ejemplo las pantallas del chasis LC03 de integrados receptores de LVDS en la parte superior o inferior de la pantalla y otro de Philips son tres: conjunto en uno de los costados. 15” LC151X01-C3P1 de 1024 tríadas x * Los primeros se encargan al mismo 768 líneas (proporción 4/3) tiempo de la señalización horizontal y de la 17” LM171W01-B3 de 1280 tríadas x 768 iluminación de cada dot. Con la polaridad líneas (proporción 15/9) 23” LC230W01-A2 de 1280 tríadas x 768 de la señal encienden el dot y con su duración y/o tensión cargan más o menos al líneas (pr oporción 15/9) capacitor interno que memoriza el dato. Esto significa que se requieren 768 patas * Los segundos se encargan de seleccio nar la fila que debe activarse en cada de salida para generar el barrido de la pan momento (realizan un barrido utilizando la talla y si los integrados usados tienen 200 señal de sincronismo horizontal y vertical). patas se requerirán 4 (deben sobrar patas

Figura 1 - Diagrama en bloques de la pantalla.


59


3/7/12

5:01 PM

Página 60

Capítulo 3 para la señal de entrada fuente y masa). Y si se usan 4 en sentido vertical se deben usar 4 x 4/3 en sentido horizontal para las pantallas comunes y 4 x 15/9 para las pantallas anchas que da Figura 2 - Pantalla sin el 5º par o sin alimentación. aproximadamente 7. Observe que las pantallas utilizadas no hacen la operación excitación de fila y son las clásicas de 16/9 sino que son algo columna (están dibujados como un solo bloque pero en realidad son varios integrados). más angostas, solo de 15/9. Volviendo al problema del corte del Todos los integrados receptores de LVDS se conectan a los 5 pares de pistas que quinto par, no se puede distinguir a simple salen de los transmisores LVDS. Y entre todos vista si no se trata de un corte de tensión de ellos se encargan de encender el dot ade- fuente que también genera una ausencia absoluta de salida de los receptores LVDS. En cuado en el momento preciso. En la figura 1 mostramos el diagrama en ambos casos no hay excitación de columna bloques de la sección de pantalla. Los trans- de los terminales de fuente de los transistores misores LVDS se conectan con los receptores TFT (S1 a S1024) o excitación de fila por el LVDS mediante un flex que son los causantes Gate de los transistores G1 a G768. Lo que no podemos predecir en todos los de algunas fallas características. Observe que hay 5 pares de pistas; una se dedica casos es si la pantalla se hace opaca o exclusivamente a la transmisión de las seña- transparente porque todo depende del tipo les de sincronismo y control y las otras 4 a los de pantalla. Recuerde que existían dos tipos datos. En otros modelos de menor cantidad de pantallas la IPC y las TN. Las TN generan una pantalla transparente de líneas que solo tienen tres pares de pistas para los datos, cada par transmite un color cuando no están excitadas (que se ven diferente y el cuarto genera el sincronismo y negras cuando están apagados los tubos) y el control. En el LC03 los colores están mez- la IPC una pantalla opaca (que se ven clados en 4 pares y no hay modo de sepa- negras aun con los tubos encendidos). Es obvio que una falla catastrófica en la rar las responsabilidades. Solo se puede asegurar que el corte del 5º par, produce una pantalla puede producir el mismo efecto, falla catastrófica (pantalla negra o blanca) como por ejemplo conexión común corporque los integrados receptores no emiten tada en la placa de vidrio que tiene los transeñales de salida o la emiten desincroni- sistores TFT, pérdida del cristal líquido, otras fallas. zada. Existen algunas fallas de las pantallas que Observe que en este caso y debido a que la pantalla más grande es de solo 23” en realidad son un problema imposible de existe un CI receptor único que se comunica resolver como por ejemplo la llamada con los circuitos integrados que realmente Crosstalk, figura 3, que se mide con un cua-

60



3/7/12

5:01 PM

Página 61

Fallas y Reparación en Televisores LCD y 3D indicada sirve como parámetro de prueba estandarizado para pantallas LCD. Si aparece muy acentuado se debe verificar que la fuente que alimenta la pantalla no tenga mala regulación. Figura 3 - Defecto por crosstalk. Un circuito más detallado dro de prueba especial que es una pantalla con los números de patas de los integrados blanca con un rectángulo negro en el cen- que realizan la comunicación entre la placa tro. Esa imagen no se obtiene habitual- digital y la pantalla se puede observar en la mente en un generador de señales para TV figura 4. pero se puede obtener con un programa que se baja gratuitamente por Internet y que se llama NokiaMonitorTest u otros similares. F ALLAS CON SIMETRÍA V ERTICAL La falla se produce por acoplamientos parásitos y debe pasar totalmente desaper Ahora vamos a analizar algunas fallas cibida con señales normales de TV. La señal que producen dibujos simétricos sobre la pantalla. Por ejemplo la aparición de barras verticales negras grises o blancas, figura 5. Observando el diagrama en bloques de la pantalla (figura 1) queda claro que la única posibilidad de generar una falla de este tipo se debe a algunos de los integrados montados en la parte inferior de la pantalla o a fallas en un sector de varias pistas del flex que comunica las salidas del integrado receptor con la pantalla (indicado como un Figura 4 - Circuito detallado de comunicación.


61


3/7/12

5:01 PM

Página 62

Capítulo 3

Figura 5 - Barras verticales.

solo bloque “source driver circuits” pero que se trata en realidad de varios integrados). También es posible la aparición de otra falla tal como se indica en la figura 6, que también tiene simetría vertical pero que en este caso se trata de líneas de puntos. O como lo indica la figura 7 en donde las líneas son llenas, negras blancas o grises o de uno de los colores primarios. En estos casos se tratan de fallas en una sola pista del mismo flex o en tres correspondientes a tres colores primarios. Si la falla es intermitente o un contacto ruidoso, genera puntos y si es franca genera líneas llenas. Del mismo modo la falla puede estar generada en el interior de los CI de Source.

F ALLAS

CON SIMETRÍA HORIZONTAL

Del mismo modo que se generan fallas

Figura 8 - Barras con simetría horizontal.

62

Figura 6 - Líneas de puntos verticales.

Figura 7 - Líneas llenas verticales.

con simetría vertical, se pueden generar fallas con simetría horizontal en forma de barras, líneas de punto o líneas llenas. En las figuras 8, 9 y 10 se pueden observar fallas típicas. Estas fallas tienen un tratamiento muy simple, en principio se deben mover los flex tratando de encontrar al culpable. El reparador se puede orientar observando la altura o la posición horizontal de la/las barras/rayas sobre la pantalla. Posteriormente se debe

Figura 9 - Rayas con simetría horizontal.



3/7/12

5:01 PM

Página 63

Fallas y Reparación en Televisores LCD y 3D la pantalla y sobre el otro lado, para transferir mejor el calor. Este trabajo se realiza mucho más fácilmente si se utiliza un soldador tipo Hercas para hojalatería con punta tipo filo en “V”, conectado a un Evariac para asegurarse una temperatura de unos 210 ºC aproximadamente. Figura 10 - Líneas con simetría Nota: Un Evariac es una herramienta disehorizontal. ñada por el Ing. Picerno para usar en la proceder a la resoldadura de aquellos flex reparación de televisores y su montaje se que demuestren su responsabilidad en la explica en el CD que acompaña a esta falla. obra. Si se trata de una barra tanto horizontal como vertical es posible que el flex esté ubicado con algún desplazamiento respecto F ALLAS EN LA P ANTALLA del panel. En este caso hay que proceder a desoldarlo primero para luego volver a solLa más común de las fallas y la que darlo en una posición correcta. genera mayores quejas de los usuarios son Un flex puede estar soldado de diferentes los puntos brillantes u obscuros de color o de modos. En principio se debe observar si se blanco y negro y muchas veces dos puntos trata de un flex de simple o de doble faz. Los adyacentes. Lo que el usuario no sabe es de simple faz se unen a la pantalla con sol- que luego de fabricar las pantallas se pruedadura en pasta, que luego se funde en un ban y se seleccionan de acuerdo a una horno de convección o de rayos infrarrojos. norma llamada IIS (Incomming Inspectión En cambio si es un doble faz se puede sol- Standard = norma de aceptación). Luego dar con un soldador apoyado sobre el agu- de la selección se marcan con códigos jero metalizado que existe sobre cada diferentes de acuerdo al nivel de aceptaentrada, agregando soldadura del lado de ción de esas fallas. Estos puntos, figura 11, se generan por fallas en los transistores TFT. Si bien por Internet se pueden conseguir unos programas que se llaman “masajeadores de pixeles” mi experiencia propia y la de algunos alumnos que los probaron fueron negativas. Estos programas permiten situar un punto blanco brillante sobre el píxel dañado y según dicen sus autores: a veces si se deja al LCD funcionando por unas horas el punto Figura 11 - Fallas de puntos brillantes dañado se reactiva. Yo dejé varios funciou obscuros.


63


3/7/12

5:01 PM

Página 64

Capítulo 3

Figura 12 - Burbujas en el filtro polarizador.

nando un fin de semana completo, sin resultado alguno y mis alumnos confirmaron estos hechos. De la misma fuente se puede leer una cura igualmente mágica que para mi tampoco tiene efecto alguno. Consiste en colocar un trapo húmedo sobre la pantalla en la zona dañada y calentarlo con un plancha familiar. Damos estas indicaciones para que el alumno realice sus propias experiencias.

F ALLAS

EN EL FILTRO POLARIZADOR

Otra posible falla de fabricación que no es aceptada por las normas son las llamadas “burbujas”, figura 12. La falla se ubica entre el vidrio de salida de luz del panel LCD y el filtro polarizador superior. El recorrido extra de la luz que se produce en el aire acumulado en la burbuja hace que se produzca una diferencia en el rendimiento luminoso de ese sector con referencia al resto de la pantalla. Por lo general la imagen se observa detrás de la burbuja con menor iluminación. Esta suele ser una falla de fabricación que aparece en la inspección final del producto. Pero como la prueba suele estar

64

Figura 13 - Raya en la superficie exterior del tubo.

automatizada y ser realizada por un robot, si los sensores ópticos no toman el sector dañado puede llegar un producto fallado a la casa del usuario. Si la burbuja es muy evidente el cliente reclama de inmediato pero si es muy suave, puede depender de la temperatura ambiente y aparecer algunos meses después. Si el LCD ya está fuera de garantía cualquier cosa vale y en este caso sí se notaron diferencias con el método del trapo húmedo. Lo que ocurre es que siempre existe el riesgo de magnificar la falla y el cliente debe estar avisado del riesgo. Otra falla clásica es la pantalla rayada exteriormente, figura 13, que se produce por mal trato o caídas accidentales. La posibilidad de reparación depende de la profundidad del rayón. El método a utilizar es el pulido superficial realizado con pasta de pulir y pulidora de tela de múltiples capas, colocada en una perforadora de mano. Posteriormente se debe proceder al pulido fino con cera para que la lamina protectora externa brille nuevamente. Si el problema se debe a un objeto extraño ubicado entre cualquiera de los filtros y los vidrios de la pantalla (figura 14), no hay posibilidad alguna de reparación. Esta



3/7/12

5:01 PM

Página 65

Fallas y Reparación en Televisores LCD y 3D falla no puede magnificarse con el tiempo así que por lo general el cliente rechaza el LCD en cuanto lo observa detenidamente.

F ALLAS DE CONSTRUCCIÓN DEL P ANEL LCD

Figura 14 - Objetos extraños entre los filtros polarizadores y el panel.

Otra falla característica de la pantalla son las manchas coloreadas que se observan sobre todo cuando la señal de prueba es totalmente blanca, tal como se puede apreciar en la figura 15. Por lo general tienen 2 causas: * La separación entre las laminas frontal y posterior de la pantalla no es uniforme. * Está dañado el cristal líquido.

Figura 15 - Manchas coloreadas.

Figura 16 - Separación no uniforme entre las dos caras del panel LCD.

Ninguno de los dos problemas puede ser reparado. El primer caso puede producir una falla totalmente diferente que es la mostrada en la figura 16. Son como anillos concéntricos cuya forma depende de la intersección del anillo con los costados de la pantalla. La falla se debe a la diferencia de separación entre las laminas externa e interna del panel LCD con simetría esférica y no tiene posibilidad de reparación. La misma falla se puede producir con una simetría cilíndrica generando imágenes totalmente diferentes, tal como se aprecia en la figura 17.

F ALLAS EN EL CIRCUITO ELECTRÓNICO DEL P ANEL LCD Figura 17 - Separación entre laminas con simetría cilíndrica.

Una falla típica en el transmisor LVDS es la generación de ruido sobre las barras de gri-


65


3/7/12

5:01 PM

Página 66

Capítulo 3 ses, figura 18. La posibilidad de reparación de esta falla está en la posibilidad de conseguir el CI dañado y sobre todo en la posibilidad de poder cambiarlo porque en algunos casos se encuentra ubicado sobre el flex de salida de datos y sincronismo (típico en las pantallas de las notebooks que tiene la generación de video R G V en la sección PC y en la pantalla tienen un conector de 32 Figura 18 - Ruido en las barras de grises. patas). El ruido puede parecer algo muy analógico para producirse en una sección totalmente digital pero si Ud. considera un error aleatorio en la sincronización de la lectura de datos un número constante correspondiente a una barra de gris puede transformarse en aleatorio y generar algo similar a un ruido analógico. La captación de interferencias en el bus Figura 19 - Interferencia en el bus LVDS. de comunicaciones LVDS puede generar una falla que se observe como lo indicamos emitida, como si se produce un cortocircuito en la figura 19. a masa en las entradas del par que transEn realidad, cualquier forma de interfe- porta las señales auxiliares, debido a estrés rencia en la imagen salvo las que tienen mecánico o eléctrico. Es particularmente una clara simetría horizontal o vertical pue- importante verificar las soldaduras de CI y den asignarse a una falla en el circuito trans- componentes pasivos, si las hubiere, presiomisor LVDS. nando sobre ellas con una herramienta plásUna falla en la imagen, que también tica o golpeando con el mango de un desdebe asignarse a un problema en el CI tornillador. transmisor es la llamada centelleo, figura 20. Se pueden producir errores de color En ella la imagen pasa alternativamente de cuando un transmisor LVDS tiene un puerto oscura a brillante y luego otra vez a oscura en malas condiciones. En este caso se puecomo si alguien estuviera jugando con el control de brillo. Esta falla se puede producir por cualquier circuito integrado de la pantalla que afecte la señal de sincronismo vertical, tanto si la misma no es Figura 20 - Falla en “centelleo”.

66



3/7/12

5:01 PM

Página 67

Fallas y Reparación en Televisores LCD y 3D lla con un color pleno para evitar que una falla con simetría vertical, interfiera en la reproducción de una barra de color. Por ejemplo:

Figura 21 - Falla en el bit menos significativo de rojo.

den dar todas las combinaciones posibles de colores tomadas de a 1 y de a 2 es decir que pueden fallar uno o dos puertos completos aunque la mayor probabilidad es que solo falle un bit de entrada y eso genera una infinita posibilidad de colores falsos cuando se analiza una imagen. Nuestro mejor consejo es que si le parece que el color de la imagen no es el correcto proceda a realizar un análisis cuidadoso de la imagen excitando al LCD con un generador de cuadro de prueba, en donde se pueden generar colores plenos a elección. Por colores plenos nos referimos a una imagen completa a máxima saturación de rojo, de verde o de azul. Por supuesto que con un poco de práctica se puede utilizar simplemente el cuadro de barras de colores, pero yo recomiendo un análisis de toda la panta-

Figura 22 - Pantalla combinada con y sin el último bit de rojo.

1. Ponga la pantalla roja y observe la intensidad del color. 2. Luego haga lo mismo con la verde y luego con la azul. Los tres colores tienen que aparecer con un brillo similar. * Si uno de los puertos está totalmente afectado, cuando se solicita ese color el mismo no aparece. Pero esta falla es poco probable; por lo general el color aparece pero puede aparecer levemente atenuado a muy atenuado dependiendo del bit afectado. Si está afectado el bit más significativo el color tendrá 1/2 del valor que los otros colores. Si es el bit siguiente solo se atenuará la 3/4 partes; el siguiente 3/8 partes y así sucesivamente. El problema es que los bit inferiores generan muy poca diferencia de brillo y entonces se requiere una prueba comparativa entre los tres colores. Esa prueba se realiza con una señal muy conocida: la escala de grises. En la figura 21 se puede observar como se vería una señal de escala de grises cuando falla el bit menos significativo de rojo. ¿Y dónde está la falla que no la veo? Yo le aseguro que está, porque lo que se observa es un dibujo y las barras de gris fueron creadas matemáticamente. Las últimas barras tienen poco rojo, es decir que solo tienen una contribución de verde y de azul, y el verde más el azul es el cian (o azul verdoso).


67


3/7/12

5:01 PM

Página 68

Capítulo 3 Si mira, ahora que sabe lo que debe obser var verá que sobre todo en las dos últimas barras, se ve un color cian que acompaña al gris (Figura 22). El reparador con un buen antecedente en TVs a TRC puede asimilar esta falla a la que se produce cuando no está bien ajustado el corte de rojo, que se realiza durante el balance de blanco del tubo. En la figura 23 tomamos un caso similar que genera una imagen totalmente diferente. Es el caso de ausencia del bit más significativo de rojo. Este bit se encuentra en el estado alto para todas las barras de la izquierda de la pantalla. En la mitad derecha este bit está naturalmente en cero y no se ven afectadas. Así podríamos seguir hasta el infinito ya que existen 8 patas para cada color y tres colores diferentes. Las combinaciones son tantas que es imposible generar las imágenes tipo correspondientes.

68

Figura 23 - Falta del bit más significativo de rojo. Pero la falla más común es que las patas de entrada al integrado transmisor se pongan en corto a masa, si bien es posible que se produzca una falla interna. Si la falla está en la pata de entrada del puerto, se puede realizar una medición sobre él con la sonda de RF o con un osciloscopio. Ante una duda sobre la generación del color, inyecte una señal de barras de grises y mida la tensión sobre todas las patas de entrada al integrado transmisor LVDS. Si alguna pata no tiene tensión seguramente está en corto a masa o no está soldada al circuito impreso.



3/7/12

5:01 PM

Página 69

Fallas y Reparación en Televisores LCD y 3D F ALLAS

DE

COMUNICACIÓN Y DE P ANTALLA

este sector anulando la posibilidad de determinar el código de error. Ahora todos los códigos de error se pueden leer por la titilación del led piloto. Mas aun muchos equipos poseen un led piloto y un led de error de otro color que se combinan para indicar el código de falla. Resumiendo, el único cambio es el modo de realizar el diagnóstico, que ahora debe realizar por el modo de servicio y en algún tiempo mas se realizará por lo que podríamos bautizar modo PC. Pero hay un sector del TV a LCD imposible de verificar por el modo de servicio porque no puede estar alcanzado por el bus y que por lo tanto presenta fallas permanentes que se pueden catalogar con exactitud ya que tenemos todo el tiempo del mundo para observarlas. Además estas fallas no son peligrosas y no necesitan protección. Un TV a LCD tiene una geometría de señales muy similar a las vías de un complejo ferroviario. Puede comenzar en ocho andenes que llegan a la estación central y que pueden continuar por varias estaciones permitiendo un claro control de la circulación de los trenes, pero en cierto momento las vías forman un abanico que se abre y por lo tanto se hace imposible de controlar. En el TV a LCD las señales viajan juntas por toda la plaqueta digital hasta llegar a los integrados transmisores de LVDS. Allí las señales se bifurcan en forma de fila y columna para barrer toda la pantalla. Toda esta parte no tiene control por I2CBUS por la gran cantidad de componentes de la pantalla.

Son muy pocas las oportunidades que nos da un TV a LCD para realizar un análisis por observación de pantalla. En efecto, como todo equipo moderno que posea I2BUS el/los microprocesadores están informados de cualquier falla que se produzca en el mismo y operan la protección apagando por completo el equipo, con lo cual lo protegen de mayores daños pero complican enormemente la reparación. En los TV a TRC las protecciones operaban de modo suficientemente lento como para que la aplicación del método de precaldeo del filamento sea suficientemente lenta como para permitir uno o dos segundos de obser vación de la pantalla sin protección y ese par de segundos era vital para realizar un diagnóstico preciso. Un TV a LCD tiene un bus más rápido y además dado su arranque casi instantáneo posee un video y sound killer que corta la información a la pantalla y de los parlantes precisamente por ese par de segundos que tarda en operar la protección. Cuando la pantalla se debería abrir ya esta operada la protección y no podemos espiar el funcionamiento desprotegido del TV. Pero a favor del reparador está el hecho de que el I2CBUS es mas completo; la generación de señales de error es más perfecta y eso permite determinar la zona dañada con bastante exactitud de modo que la reparación se puede realizar con el criterio general de “dividir para reparar”. Además los fabricantes terminaron con la falacia de los equiMétodo de Trabajo pos que tenían un modo de servicio muy 1. Use el modo de servicio para determipreciso por pantalla cuando todos sabemos que la mayoría de las fallas se producen en nar la zona fallada.


69


3/7/12

5:01 PM

Página 70

Capítulo 3 2. Luego, si el modo de servicio no le da ninguna pista, comience con la mediciones. Tenga en cuenta que si el TV no da ningún código de error tampoco va a generar ninguna protección y le va a permitir traba jar cómodamente. Las fallas en pantallas son características y pueden ser estudiadas metódicamente hasta cierto punto. De mas está decir que aquí se suman fallas en la fabricación de la pantalla LCD que pasaron desapercibidas en el momento en que los TVs fueron probados en fábrica (si es que fueron probados por una persona y si es que fueron probados completos) y fallas de construcción, armado y soldadura de los flex y los CI receptores de LVDS desparramados por toda la pantalla. Si Ud. tiene en su mente una idea concreta de cómo llega la información de fila y columna a partir de los datos que salen hacia los transmisores LVDS puede llegar a interpretar las fallas en pantalla sin mayores inconvenientes aunque no podemos decir que sea un análisis simple e inmediato. En este lugar vamos a tratar de dar una idea de cómo atacar un problema general al reparar un LCD para luego pasar a los problemas mas parciales que incluyen a la pantalla y su comunicación. El receptor tiene un punto de división muy preciso que debemos aprovechar siempre. Es el conector de R G y B analógico existente en el JagASM. Existe un solo caso que podría complicar el diagnóstico y es cuando no encienden los tubos. En ese caso se corta el video y se complica todo (no todos los LCD tienen esta protección). Si la tienen se debe probar por separado el inverter y los tubos antes de continuar con el diagnostico o alimentar los

70

tubos con un inverter externo de prueba. Ahora, si los tubos están encendidos no se requiere prueba alguna. Verifique la señal en el conector analógico de salida con un osciloscopio o una sonda de RF. Si no tiene señal deberá buscar el problema antes del bloque JagASM, si las señales son normales el problema es posterior; se encuentra en la salida para los integrados LVSD, en los LVSD mismos o la pantalla. Si el problema es anterior le queda el recurso de probar el TV con una PC. La PC ingresa directamente al JagASM así que una prueba exitosa indica que la falla está antes del JagASM. En la figura 24 podemos observar el diagrama en bloques final de nuestro TV tomado de ejemplo. Ahora se puede probar el FLI2300. No hay una prueba directa porque nada le ingresa directamente. Pero a él le ingresan dos señales, cada uno por su correspondiente decoder: la señal SDTV y la señal HDTV. Como es difícil que ambos conversores se dañen al mismo tiempo, si la prueba de ambos no genera señal en la pantalla la falla debe estar en el FLI2300. El problema es de donde sacar las señales adecuadas para realizar la prueba. La señal SDTV; una R G B y su señal de sincronismo compuesto se puede obtener del generador fabricado por el autor. Para la señal de HDTV se puede utilizar un receptor de cable o aire que este preparado para alta definición aunque no este habilitado porque la señal característica sale en HD directamente. En este punto el problema ya se acerca a etapas más conocidas porque se traslada a las etapas analógicas comunes de los TV



3/7/12

5:01 PM

Página 71

Fallas y Reparación en Televisores LCD y 3D

Figura 24 - Diagrama en bloques final del LC03. Si se trata de un analógico, comience a TRC. Estas etapas fueron analizadas con mucho detalle y no creemos necesario insistir midiendo las dos tensiones de fuente de en su modo de reparación. salida, una negativa y otra positiva que en este caso son fijas. Si es un semi digital, debe medir las 4 salida fijas, dos positivas y dos negativas. Los REPARACIÓN DE LA S ECCIÓN DE A UDIO PWM tienen dos fuentes positiva y negativa Lo primero es determinar que tipo de fija. Los otros sistemas digitales requieren amplificador de potencia de audio tiene el fuentes de los dos signos variables de 0 a la TV: analógico, semi digital, digital PWM, digital tensión máxima de salida para poder ajustar con parlantes comunes o digital con parlan- el volumen. tes multifilares. Para recién después encarar En un sistema con bocina (parlante) multifilar, la bocina tiene 8 salidas y una terminal la reparación.


71


3/7/12

5:01 PM

Página 72

Capítulo 3 común de masa. Si tiene distorsión debe medir las 8 salidas que tienen resistencias que son proporcionales a la serie 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. Dejemos de lado la reparación de un amplificador analógico por considerarla conocida por todos. En un semi digital la cosa se complica pero la única diferencia con un analógico está en la lógica de encendido de fuentes que debe verificarse con una fuente Evariac variando la tensión de salida de desde 0 a la tensión máxima positiva y luego desde cero hasta la tensión máxima negativa mientras se observan la tensión de alimentación del par de salida (desconecte el parlante mientras realiza la prueba). Un PWM tiene una etapa de salida muy fácil de reparar. Solo un par de MOSFET de conmutación y dos fuentes + y - un choque y un capacitor de filtro. Todos son componentes que se pueden medir fácilmente, los pasivos con un multímetro y los activos con una fuente y un multímetro. Un amplificador digital para parlante común o para parlante multifilar también es muy fácil de reparar porque solo tiene transistores MOSFET de conmutación. Solo debe desconectarlos y medirlos. El resto del amplificador de audio suele estar totalmente integrado y solo posee cuatro patas de salida para la línea de retardo en los casos en que dicha línea no este incluida en el propio integrado. Una falla en la línea de retardo puede provocar un corte total del audio. El problema es como determinar si la falla está en el procesador de audio o en el sistema de retardo. La solución es muy simple; se debe desconectar el retardo, conectar salida con entrada del pro-

72

cesador y probar. Si aparece el audio aunque sea fuera de sincronismo significa que el problema está en el circuito de retardo.

REPARACIÓN DE LA S ECCIÓN DEL C ONVERSOR A/D Para reparar esta sección primero mida las tensiones de fuente y de referencia del integrado. Los bloques colocados sobre cada entrada no requieren más circuito exterior que 4 capacitores de paso (2304, 2308, 2306 y 2315) y tres de desacople (2318, 2319 y 2317). Para confirmar el funcionamiento de esta sección le aconsejamos que:

1. Tome el osciloscopio o el multímetro con la sonda de RF y mida la señal antes de los capacitores de acoplamiento y después de ellos. 2. Luego mida la tensión continua sobre las entradas; debe tener la misma señal antes y después de cada capacitor de aco plamiento. 3. Luego mida la tensión de alterna sobre los capacitores de desacoplamiento que debe ser prácticamente nula y la tensión continua indicada en el circuito.

CIRCUITO DE C RISTAL R ESET Y P UERTO DE S ALIDA El clock del conversor A/D (figura 25) debe estar sincronizado con la señal de entrada para que la cantidad de muestras por línea horizontal sea una constante. El sistema que se utiliza es similar al de un decodificador de color es decir un CAFase pero en donde la frecuencia del cristal se divide por un factor considerablemente alto. A los efectos de la



3/7/12

5:01 PM

Página 73

Fallas y Reparación en Televisores LCD y 3D cuencia del cristal o mejor aun sobre la pata P4 (LLC) pero teniendo en cuenta que allí la frecuencia es 2 x CLOCK de bit es decir: 2 x13,5MHz = 27MHz, frecuencia que esta enganchada con la frecuencia del cristal; o sobre la salida DA-CLK que se envía a la sección C9. 3. El segundo punto a verificar es el RESET 1. Recomendamos al reparador que mida la frecuencia. del sistema que se encuentra sobre la pata 2. Conecte el osciloscopio o la sonda N10 y que debe tener una tensión de 0V, sobre la pata A2 que es una salida a la fre- luego del encendido inicial. 4. Luego hay que verificar el puerto de salida o puerto de expansión. El mismo se encuentra agrupado en la parte inferior del circuito y se conecta con la sección C9 por intermedio de dos conjuntos de 5 resistores de 47 Ohm, que nos permiten identificar perfectamente los cortocircuitos de entrada a C9 de la falta de salida del conversor A/D. 5. Por último se encuentran, con resistores individuales, las salidas auxiliares de DA_CLK para el clock del escalador; HS-OSD que retorna a la placa analógica para generar los caracteres en pantalla, las dos señales de sincronismo, DA-HSYNC y DA_VSYNC y la señal de identificación de campo, de vital importancia para convertir las señales entrelazadas en progresivas. Estas señales se pueden usar para enganchar el osciloscopio con H o con V y explo rar las señales del puerto de salida con más facilidad e inclusive con algunos pulsos estáticos en la pantalla lo que permite su observación más clara (pulsos durante el borrado). ☺ Figura 25 - Cristal reset y salidas del conversor A/D.

reparación el reparador puede observar un oscilador a cristal con un cristal de 24,576MHz y dos capacitores de desfasaje, un bloque de sincronismo que engancha con los pulsos horizontales separados de la señal compuesta de video.


73


3/7/12

5:01 PM

Página 74

JORNADAS DE

E LECTRÓNICA • TÉCNICO SUPERIOR EN ELECTRÓNICA • TÉCNICO EN TELEFONÍA CELULAR

• TÉCNICO EN ENERGÍAS RENOVABLES • TÉCNICO EN MICROCONTROLADORES

Ecatepec, México 28 de abril

PARTICIPE EN FORMA PRESENCIAL O DESDE SU CASA, A TRAVÉS DE INTERNET (VIDEOCONFERENCIA) Y RECIBA TODO LO NECESARIO PARA CAPACITARSE EN EL TEMA DE SU INTERÉS Saber Electrónica tiene el agrado de invitar a todos los lectores a la Jornada de Electrónica: “Electrónica del Siglo XXI” a llevarse a cabo en Ecatepec el 28 de abril en el horario de 08:00 hs. a 17:00 hs. Como todos los años, el Club Saber Electrónica organiza estas jornadas en las que se exponen los temas más solicitados por los socios en encuestas que se realizan desde marzo hasta noviembre de cada año (a través de nuestra web y por medio del envío de mails). Este año estas Jornadas se desarrollarán en 23 ciudades de 9 países de América Latina, participando docentes de la talla de los Ingenieros Federico Prado (Argentina), Ismael Cervantes de Anda (México), Juan Carlos Téllez (México), Francisco Di Zonno (Venezuela), Juan Carlos Díaz (Colombia), Nelson Añón (Uruguay), entre otros y cuentas con el aval de 13 Universidades y Entidades Educativas de diferentes Países. Los interesados podrán asistir en forma presencial o desde su casa, pudiendo comprar el material educativo para que luego de la jornada estudie en su casa el tema de su interés, contando con la ayuda de profesores a través de Internet. Los que quieran asistir y no deseen comprar el material educativo, sólo deberán abonar una cuota de recuperación de $100.00 M/N, con lo cual tendrán derecho Ing. Horacio D. Vallejo a un Diploma de Asistencia y material exclusivo sobre cada Tema que podrán descargar de Internet al momento de la Inscripción. Los que deseen asistir desde su casa y no en forma presencial, al inscribirse y cubrir su cuota de recuperación recibirán una CLAVE para que pueda seguir cada charla desde una PC con conexión a Internet por videoconferencia, podrán hacer preguntas y el profesor se las contestará en el momento.

IMPORTANTE: Los Anunciantes de Saber Electrónica PATROCINAN este evento

y por ello se ofrece 50% de descuento

en la compra de los Paquetes Educativos sobre los Precios de Promoción.

TÉCNICO SUPERIOR EN ELECTRÓNICA (DE 08:30HS. A 10:15HS.) TÉCNICO EN ENERGÍAS RENOVABLES (DE 12:30HS. A 14:15HS.) Se trata de una Carrera con amplia salida laboral que Ud. puede seguir por Internet, estudiando en su casa. En la charla del 28 de abril se verá en qué consiste la carrera y se darán conceptos tales como: qué es la electricidad y qué es la electrónica, ley de Ohm y leyes de Kirchhoff, circuito eléctrico, simulación de circuitos, electrónica digital, etc. Paquete Educativo: Quienes quieran estudiar la carrera de Técnico Superior en Electrónica pueden adquirir la Primera, Segunda y Tercer Etapa (correspondiente a la mitad de la carrera) compuesta de CDs, Libros, Guías y Componentes para Prácticas a sólo $790. Si compra su paquete antes del 12 de abril tiene un 50% de descuento y sólo abona $395 (sólo hay 14 packs con este precio, consulte disponibilidad)

Sin dudas, es la carrera del futuro, incluye: Energía Solar, Energía Eólica, Energía Hidráulica e Iluminación con LEDs. En la charla se ven prácticas con fotoceldas y pequeños aerogeneradores. Además el docente explica proyectos de iluminación montando circuitos y midiendo la corriente de consumo. Paquete Educativo: Este Curso está avalado por el ITSU y quienes lo estudien tendrán un Diploma de esta entidad con validez internacional. Los interesados pueden comprar el Paquete Educativo del Curso Completo que incluye libros, CDs, guías y materiales de práctica (celda solar, diodos de alto brillo, pila recargable, componentes, etc.) a sólo $940. Si compra su paquete antes del 12 de abril tiene un 50% de descuento y sólo abona $470 (sólo hay 15 packs con este precio, consulte disponibilidad)

******************************************************************************

******************************************************************************

TÉCNICO

TÉCNICO MICROCONTROLADORES (DE 15:15HS. A 17:00HS.)

EN TELEFONÍA CELULAR (DE 10:30HS. A 12:15HS.)

Este Curso tiene el aval de la UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL de la República de Argentina (una de las principales Universidades del Mundo) y se compone de 6 Etapas. En la charla explican las diferentes generaciones de Telefonía Celular, qué es y cómo se libera un móvil, qué tiene adentro un teléfono y en qué consiste la futura generación 4G. Paquete Educativo: Estudiando la carrera de Técnico en Telefonía Celular tiene un Diploma de la Universidad Tecnológica Nacional. Puede comprar el Curso Completo compuesto de libros, CDs, Guías, una caja de trabajo y liberación y cables de programación a sólo $850. Si compra su paquete antes del 12 de abril tiene un 50% de descuento y sólo abona $425 (sólo hay 12 packs con este precio, consulte disponibilidad)

Es el curso “clásico” del Club SE que incluye PIC, PICAXE, Motorola, Atmel, etc. La carrera tiene 6 Módulos y es avalada por la Universidad Regional del Este. En la charla se vé que es un m icro, qué es un sistema microcontrolado y el docente hace prácticas de programación en alarmas y robots. Paquete Educativo: Los interesados en estudiar esta carrera pueden comprar el Paquete Educativo COMPLETO, para estudiar en su casa con la ayuda de profesores a través de Internet. El paquete incluye 3 KITs para prácticas, además de libros, CDs, videos y guías y puede comprarlo a sólo: $1150. Si compra su paquete antes del 12 de abril tiene un 50% de descuento y sólo abona $575 (sólo hay 12 packs con este precio, consulte disponibilidad).

Para más informes e inscripciones debe contactarse con Saber Internacional S.A. de C.V., llamando al teléfono del D. F.: (01 55) 58 39 72 77 o enviando un mail a: [email protected] .

Cap 4 - 200 Fallas C#7B64E1.qxd

3/7/12

5:07 PM

Página 75

Capítulo 4 - 200 Fallas Comentadas en Pantallas Planas y Smart TV

Al cierre de esta edición se estaba preparando un nuevo paquete educativo del Club Saber Electrónica destinado a los técnicos que realizan servicio a televisores de última generación. Se trata de un producto compuesto de una guía impresa y un CD físico (no tiene que descargarlo, el paquete lo contiene) con 200 fallas y soluciones rápidas en pantallas de última generación. El CD, a su vez, también incluye un curso de funcionamiento de televisores y pantallas planas, manuales de servicio y abundante información adicional, útil para el técnico. En este capítulo incluimos algunas fallas que son parte del mencionado Paquete Educativo: “200 Fallas Comentadas en Televisores de Última Generación”.

GUÍA DE F ALLAS

principal y/o del panel PDP, ajuste los voltajes VS a +205Vdc y VSCAN A -178Vdc, de no A continuación describiremos algunas solucionarse el problema se deberá camfallas producidas en televisores de pantalla biar el panel PDP. plana de última generación. Haremos refe2- F ALLA : Tiene una línea en la parte rencia a equipos Samsung fabricados en los años 2010 y 2011, indicando la solución más adecuada para cada caso.

superior de la pantalla, figura 2.

1- F ALLA : Se observan áreas rojizas o puntos rojos en la pantalla, figura 1.

Solución:

Se recomienda actualizar el firmware de la tarjeta

Figura 1 - Areas rojizas en la pantalla


75


3/7/12

5:07 PM

Página 76

Capítulo 4 Solución: Utilice la imagen de prueba para ver si el problema es de ajuste, si aun persiste el problema deberá cambiar el panel LCD (pantalla) dado que posee mala conexión interna.

3- F ALL A :

La imagen se

observa completamente verde, figura 3.

Figura 2 - Línea blanca en la parte superior de la pantalla.

Solución: Esta falla se presenta porque el lámparas. En el caso que estamos analicable flexible que transporta las señales LVDS zando, el televisor tenía una de las lámparas se encuentra mal conectado o con algún CCFL rota, figura 5. Se cambió el compocontacto defectuoso, limpie y reconecte nente defectuoso por uno nuevo. correctamente el cable flexible. En caso de persistir el problema, verifique la continuidad de las conexiones del cable..

4- Falla:

El televisor no enciende

(Samsung, Modelo LN32C530F1FXZA).

Solución: Este síntoma puede deberse a múltiples fallas, en el caso particular de este equipo, el problema se debió a que el conector CN01, figura 4, estaba mal conectado. Se quitó el conector, se limpiaron sus contactos, se reconectó y el equipo funcionó sin problemas.

5- Falla:

No hay imagen, pantalla

oscura y no se observa la iluminación posterior.

Solución: Aquí el problema puede deberse al inverter o a problemas en las

76

Figura 3 - La pantalla está totalmente verde.



3/7/12

5:07 PM

Página 77

200 Fallas Comentadas en Pantallas Planas y Smart TV encontró uno de los PCB de la fuente con una fisura, figura 6, con lo cual habían conexiones (pistas) cortadas. Se repararon y el problema quedó resuelto.

7- Falla: Figura 4 - Un conector con falsos contactos provocaba que la pantalla no encienda

Pantalla oscura,

pero funcionan los tubos de backligth.

Solución: Este es un problema bastante común, que se presenta en varios Chasis de tele visores de diferentes marcas. El síntoma principal de la falla, aparece al encender el televisor, en donde la pantalla no ilumina en absoluto. Si subimos Figura 5 - Una lámpara CCFL quebrada provocaba que la pantalla no encienda un poco el SCREEN, veremos una pantalla gris con líneas de retorno. Para este ejemplo tomaremos como referencia, al televisor CL21M16MN Chasis Ks9a de Samsung, pero el procedimiento aplica para diferentes marcas y modelos de televisores LCD. Lo primero que debemos hacer, es revisar que no exista Figura 6 - Una fisura en una de las placas de la fuente, provocó la rotura de una pista y el televialgún componente averiado sor no funcionaba. en el televisor, pues es común que se dañe por ejemplo, el 6- Falla: El televisor no enciende resistor de paso para el voltaje de alimentación del amplificador de video (180V) o (Samsung Modelo LN32C350D1DXZA) incluso el propio circuito integrado amplifiSolución : Este equipo llegó al taller pre- cador de video, que para los TV Samsung de sentando una falla típica de fuente por lo última generación suele ser el TDA 6107 o cual fue el primer bloque a comprobar. Se TDA 6108. También es común, que la propia


77


3/7/12

5:07 PM

Página 78

Capítulo 4 pantalla esté averiada o con cátodos con baja emisión, por lo que el circuito AKB se activará, haciendo un “muting de video”, lo que hace que la pantalla se vea totalmente negra. Por lo tanto, el primer paso consiste en revisar bien la tarjeta de video. Si todo está bien y no hay ningún componente defectuoso, nos encontraremos con 3 posibles situaciones.

Figura 7 - Imagen que aparece en el TV al quitar el bloqueo de la microjungla por el modo de servicio.

servicio sin poder observar lo que ocurre en la pantalla. Entre al modo de servicio, luego presione MUTE, si el daño era por bloqueo, vera el mensaje en pantalla de ajuste de screen, figura 7.

1 - El microjungla TDA 9377PS/N3/A/1604, se encuentra en buen estado pero esta bloqueado. a) Presione POWER para apagar el tele2 - Actúa la protección por AKB, debido a visor y guardar los cambios. pantalla en mal estado o desgastada. b) Encienda el televisor, debería obser3 - Se ha dañado permanentemente el var el raster (llovizna) o la pantalla azul. microjungla TDA 9377PS/N3/A/1604. El caso más común es que el microjungla esté bloqueado. El TDA 9377PS/N3/A/1604 es fabricado por PHILIPS y en su interior posee una memoria EEPROM en donde se guardan datos relacionados con distintas fallas (buffer de errores) detectadas durante el funcionamiento del televisor. Aunque se cambie el componente dañado, el buffer de errores seguirá guardando la falla ocasionada. Para solucionar este problema, basta con entrar al modo de servicio del televisor, que en el caso de Samsung es la secuencia:

MUTE ---1, 8, 2 ----- POWER Tenga en cuenta, de que el televisor no muestra ninguna imagen. Por lo tanto debe hacer este procedimiento "a lo ciego", es decir, tiene que realizar la secuencia correcta en el modo de

78

8- Falla:

Pantalla oscura, pero funcio-

nan los tubos de backligth. Solución: Supongamos que es el mismo equipo que el del ejemplo anterior y que el microjungla no está bloqueado, es decir, no pudo solucionar el problema desde el “modo de servicio” con MUTE. Es probable que el problema se deba a la protección por AKB. Como se menciono antes, si se activa esta protección, la pantalla quedara totalmente negra. Debemos entonces, ingresar al modo de servicio (Recuerde que no se puede ver nada en la pantalla, y que estará navegando por los ajustes a ciegas). El primer ítem es ADJUST como se muestra en la imagen de la figura 8 (note que el menú aparece si la imagen está bien, en su caso, Ud. no verá nada, navegará a ciegas).



3/7/12

5:07 PM

Página 79

200 Fallas Comentadas en Pantallas Planas y Smart TV a) Presione Volumen + para entrar en la vocarse). Con esto llegará al parámetro AKB. lista de parámetros del Item ADJUST. Ahora, presione Volumen + para ajustar el b) Presione 14 veces CHANNEL (sin equi- AKB de 0 a 1. En este punto debería ver la imagen del televisor, mostrando el modo de servicio, como se ve en la imagen de la figura 9.

NOTA: Con este cambio, la calidad de la imagen no es igual a la que debería ser, pero se puede mejorar utilizando los demás ajustes, como los de R G B.

9- Falla: Pantalla oscura, pero funcioFigura 8 - Menú del modo de servicio de un televisor.

nan los tubos de backligth.

Solución: Como mencionamos en la

Figura 9 - Al quitar la protección por AKB deberá aparecer el menú en la pantalla.

“falla Nº 7” la tercera posibilidad de esta falla es que el microjungla esté defectuoso. Si ninguno de los ajustes anteriores funcionan, lo más probable es que el microjungla TDA 9377PS/N3/A/1604 se encuentre averiado permanentemente. Recuerde hacer todas las pruebas de voltajes y de componentes periféricos, antes de reemplazar este circuito integrado ya que se trata de una pieza costosa del televisor.

10- Falla:

TV Philips 19PR21 C222 no

enciende.

Solución: Este televisor llegó al taller total-

Figura 10 - Etiqueta trasera en la que figura el modelo del televisor

mente inoperante (vea en la figura 10 la etiqueta ubicada en la tapa trasera). Al destapar el televisor y con ayuda de un lente de aumento, se observaron varios puntos fríos de soldadura. Se rectificaron las soldaduras en mal estado pero el televisor continuó sin encen-


79


3/7/12

5:07 PM

Página 80

Capítulo 4 der. Se procedió entonces a revisar los volta jes de la fuente, los cuales eran correctos, sospechamos entonces que el problema estaba en el microcontrolador o sus alrededores, verificamos el microcontrolador y al parecer este se encontraba en buenas condiciones. Nos quedó entonces revisar los semiconductores aledaños al microcontrolador, ya que son los que más fallas presentan. Comenzamos a revisar y hallamos el transistor identificado como 7202, que corresponde a un transistor BC547, totalmente en corto circuito (figura 11). Después de cambiar el transistor BC547, el televisor encendió y la imagen se veía correctamente pero se escuchaba un ruido cercano al transistor de salida horizontal. Procedimos a revisar la zona y se encontró un condensador de 47µf/160V prácticamente seco, figura 12. Al cambiar el condensador fallado el

80

Figura 11 - Ubicación del transistor defectuoso en la placa principal.

Figura 12 - Un capacitor seco originaba un ruido cerca del transistor de alta tensión, se lo reemplazó y el problema quedó resuelto.

ruido desapareció y el televisor quedó funcionando normalmente.. ☺


3ª de forros 2.qxd

3/7/12

5:24 PM

Página 3ªFo1

TV 3D.pdf

Recommend Documents