Saber Electrónica N° 280 Edición Argentina

SECCIONES FIJASSección del Lector 80

ARTICULO DE TAPAComputadora de a bordo microcontrolada para vehículos 3

AUDIOFuentes resonantes para equipos de audio. Diseño del modulador PWM 26

MANUALES TECNICOSEnergía hidroeléctrica. Prácticas y proyectos 33

TECNICO REPARADORLiberación de teléfonos celulares. Liberación y trucos para el Nokia 5230 51Pantallas planas para TV y Monitores. Los tubos CCFL en las pantallas planas 57

MONTAJESPrescaler divisor x10 hasta 1,5GHZ 61Probador sonoro de semiconductores 64Analizador analógico 67Avisador lumínico para el teléfono 69

AUTO ELECTRICOQué hacer ante mensajes de timeout. Los comandos AT ST y AT AT 72

MICROCONTROLADORESCurso programado de microcontroladores PICs 75

DESCARGA DE CD GRATUITACD: Trucos y Mitos de los teléfonos celulares 78

Año 24 - Nº 280NOVIEMBRE 2010

Ya está en Internet el primer portal de electrónica interactivo. Visítenos en la web, y obtenga información gratis e innumerables beneficios.

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I m p r es i ó n: I m p r e s i o ne s B A R R A C A S S . A . , O s v a l d o C r u z 3 0 9 1 , B s . A i re s , A r g e n t i n aPublicación adherida a la Asociación

Argentina de Editores de Revistas

Distribución en CapitalCarlos Cancellaro e Hijos SHGutenberg 3258 - Cap. 4301-4942

UruguayRODESOL SA

Ciudadela 1416 - Montevideo901-1184

Distribución en InteriorDistribuidora Bertrán S.A.C.

Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap.

*SUMARIO 280 10/18/10 2:54 PM Página 1

DEL DIRECTOR AL LECTOR

TAN VIGENTE COMO

HACE 24 AÑOS

Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encon -tramos nuevamente en las páginas de nuestra re -vista predilecta para compartir las novedades delmundo de la electrónica.

Días pasados me encontraba en México ajus -tando detalles de distribución de nuestra queridarevista, en sus ediciones Mexicana y Andinacuando el encargado de una cadena comercial mecomentaba que aprendió electrónica gracias a Saber Electrónica y que hoy eraun gusto para él poder participar de las gestiones para que la revista se vendaen los comercios de dicha cadena. En la conversación me preguntó que habíapasado con las otras revistas re f e rentes de la electrónica y por qué hoy enSaber se publicaban artículos de muchas de dichas revistas. Mi respuesta, fuela que suelo dar: “los lectores precisan estar informados por todas las fuentesposibles, en electrónica educativa no hay competencias sino complementos ytodo lo que el lector reciba para instruirse es bienvenido”.

De dicha reunión, no sólo quedó en claro que la distribución de SaberElectrónica en México está mejorando sino que coordinamos la publicaciónde dos Manuales Coleccionables mensuales, uno sobre teléfonos celulares yotro sobre service de equipos electrónicos.

¿Y en Argentina la distribución también es así de sencilla? Créame lec -tor que con mucho pesar tengo que decir que NO, que cada vez se me hacemás difícil lograr que esta revista llegue a sus manos y que incluso ahora elsistema de distribución nos cobra por los ejemplares circulados que no sonvendidos. ¿Y esto qué significa? ¡que sale más caro hacer que esta re v i s t allegue a su manos! Saber Electrónica es una revista técnica que no edita lamisma cantidad (ni mucho menos) que un diario o una revista de chimentosy que para que el lector la encuentre en el kiosco de su preferencia tenemosque imprimir mucho más de lo que se vende, por lo tanto “o bien bajamos latirada para no pagar por lo que no se vende y perjudicamos a los lectores y endefinitiva a la propia revista o bien masticamos un poco de bronca y tratamosde seguir adelante para que Ud. pueda de seguir capacitándose”

Sabemos que el rubro editorial no está pasando por su mejor momento yque con las posibilidades que brinda Internet, el sector debe reconvertirse…nosotros estamos en ese camino pero también sabemos que tanto los estudi -antes como los técnicos aún siguen prefiriendo el papel a la pantalla, sobretodo cuando tienen que capacitarse. Es por eso que, pese a que el papel sigaaumentando y a que sigan apareciendo trabas, seguiremos trabajando paraque nuestra querida y viejita Saber Electrónica sigue siendo tan vigente co -mo hace 24 años.

¡Hasta el mes próximo!Ing. Horacio D. Vallejo

SABER ELECTRONICA

Director Ing. Horacio D. Vallejo

ProducciónJosé María Nieves

Columnistas:Federico Prado

Luis Horacio RodríguezPeter Parker

Juan Pablo Matute

En este número:

Ing. Alberto Picerno

EDITORIAL QUARK S.R.L.Propietaria de los derechosen castellano de la publicación men-sual SABER ELECTRONICAArgentina: Herrera 761 (1295), Ca-pital Federal, Tel (11) 4301-8804México (SISA): Cda. Moctezuma 2,Col. Sta. Agueda, Ecatepec de More-los, Edo. México, Tel: (55) 5839-5077

ARGENTINAAdministración y Negocios

Teresa C. JaraStaff

Olga Vargas, Hilda Jara, Liliana Teresa Vallejo, MarielaVallejo, Diego Vallejo, Ramón Miño, Ing. Mario Lisofsky,

Fabian Nieves

Sistemas: Paula Mariana VidalRed y Computadoras: Raúl Romero

Video y Animaciones: Fernando FernándezLegales: Fernando Flores

Contaduría: Fernando DucachTécnica y Desarrollo de Prototipos:

Alfredo Armando Flores

MéxicoAdministración y Negocios

Patricia Rivero Rivero, Margarita Rivero RiveroStaff

Ing. Ismael Cervantes de Anda, Ing. Luis Alberto CastroRegalado, Victor Ramón Rivero Rivero, Georgina Rivero

Rivero, José Luis Paredes Flores

Atención al ClienteAlejandro Vallejo

[email protected]

Director del Club SE:Luis Leguizamón

Editorial Quark SRLHerrera 761 (1295) - Capital Federal

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La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notasfirmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son alos efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan respon-sabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción totalo parcial del material contenido en esta revista, así como la in-dustrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas queaparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones le-gales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.

editorial 280 10/18/10 2:55 PM Página 1

Saber Electrónica

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Los vehículos fabrica-dos en la actualidadposeen una computa-dora capaz de detectarel funcionamiento dediferentes partes delmotor (sobre todopara la inyección elec-trónica), utilizando unsistema estándarddenominado OBD (OnBoard Diagnostic). Sinembargo, no todos losvehículos poseen unacomputadora generé-rica que permita reali-zar diferentes avisospara dar confort o faci-litar la tarea de los conductores. En esta nota describimos el circuito deuna computadora microcontrolada capaz de recibir señales de 8 sensoresdiferentes y controlar 4 salidas, fácil de adaptar a cualquier vehículo, sinimportar su costo ni tecnología.

INTRODUCCIÓN

Desde 1997 los automóviles, en su mayoría, traenincorporado algún tipo de circuito microcontro-lado que verifica el estado se sensores ubicadosen diferentes partes del vehículo y actúa en con-secuencia de las señales recibidas.

A los fines de normalizar el funcionamiento dealgunos circuitos, sobre todo lo referente a inyec-

ción electrónica, se emplea el denominado códigoOBD (on board diagnostic = diagnóstico a bordo) ydesde 2002 es común encontrar en los vehículosfabricados por cualquier empresa, las computado-ras con OBD II y su correspondiente conector.

Podemos considerar que la computadora poseedos bloques fundamentales, uno que se encargade recibir el estado de los sensores y activar lassalidas correspondientes y otro que “traduce” el

COMPUTADORA DE A BORDO

MICROCONTROLADA

PARA VEHÍCULOS

Art Tapa - Computadora Abordo 10/18/10 3:05 PM Página 3

estado de dichas salidas en códigos con la estruc-tura de mensajes de OBD II.

Sin embargo, no todas las funciones automáticasestán contempladas en el sistema OBD II y, enmuchos casos, la instalación de automatismos adi-cionales permite contribuir en la comodidad de lospasajeros.

La computadora que proponemos en este artículopermite el sensado de hasta 8 eventos, capacesde controlar 4 salidas, de manera que a ella sepueden conectar las señales procedentes del sen-sor de combustible, de temperatura del motor, deinyectores, etc. y activar diferentes salidas en fun-ción de estados de programación establecidos porel técnico.

Si bien existe una gran cantidad de posibilidades,describiremos un programa que puede controlar 3eventos (de las 8 entradas disponibles) quecomandarán a dos de las cuatro salidas disponi-bles, de manera que está predispuesto como unsistema de alarma ya sea antirrobo o de seguridad.Por fines de espacio es imposible brindar todas lasposibilidades pero en diferentes ediciones descri-biremos distintos automatismos capaces de sercontrolados con esta central.

Para esta primera aplicación, se propone que unade las entradas esté conectada a los sensores depuerta, otra al sensor de temperatura y la tercera alsensor de combustible; luego,si el motor está apagado lacomputadora funciona comosistema antirrobo (una salidase conecta a la bocina o a unasirena externa y/o a una elec-troválvula para impedir el pasode combustible).

Sin embargo, con esta com-putadora podremos realizar unsistema de guía para estacio-namiento asistido (figura 1),controlar la temperatura delhabitáculo, controlar la veloci-dad máxima, etc.

Respecto de nuestra primeraaplicación, si el motor está enmarcha, entonces se anula elsistema antirrobo y comienza elmonitoreo tanto de la tempera-

tura como del combustible para dar un sistema deaviso cuando el combustible esté bajo y apagandoel motor (o dando un aviso) cuando se ha sobre-pasado una determinada temperatura.

Obviamente, las combinaciones disponibles sonmuchas y en el artículo se explican las diferentesvariantes para que, una vez estudiado el curso, sepueda utilizar la computadora para los fines queel técnico determine.

LAS COMPUTADORAS DE A BORDO

Las computadoras para coche son cada vez máspopulares. Por supuesto ya no nos contentamoscon tener un equipo de música. Ni siquiera contener un GPS (sistema de posicionamiento global)que nos indique dónde estamos y hacia dondevamos. Queremos ir más allá. Queremos entrete-ner a nuestros pasajeros con una película en DVD,o con la TV. Queremos que tengan la posibilidadde jugar con su consola o que puedan acceder aInternet con el ordenador de a bordo.

Aunque a algunos les parezca increíble, todo estoes posible gracias a la tecnología actual. Existenmil maneras de elegir e instalar una computadoray esto se debe a que uno de los mejoramientos másapasionantes en la industria automotriz fue elagregado de diagnósticos a bordo (OBD) en los

Saber Electrónica

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Artículo de Tapa

Figura 1. Mediante la instalación de sensores de proximi-dad, la computadora puede realizar el estacionamiento asis-

tido de un vehículo


vehículos o, dicho en forma más sencilla, la com-putadora que activa la luz "CHECK ENGINE" delvehículo (figura 2). OBD I fue diseñado para moni-torear sistemas específicos del fabricante para losvehículos construidos entre 1981 y 1995.

Posteriormente, se desarrolló OBD II, que formaparte de todos los vehículos fabricados a partir de1996 vendidos en los Estados Unidos. Como supredecesor, OBD II fue adoptado como parte de unmandato gubernamental de reducir las emisionesde los vehículos. Pero el factor que hace que OBDII sea único es su aplicación universal en todos losautomóviles y camionetas recientes - nacionales eimportados. Este sofisticado programa en el sis-tema computarizado principal del vehículo tiene la

finalidad de detectar fallas en una gama de siste-mas, y puede accederse al mismo a través de unpuerto OBD II universal, que suele ubicarsedebajo del panel de instrumentos. Para todos lossistemas OBD, si se encuentra un problema, lacomputadora enciende la luz "CHECK ENGINE"para advertir al conductor, y establece un Códigode Diagnóstico de Problema (DTC) para identifi-car dónde ocurrió el problema (figura 3). Para recu-perar estos códigos, se requiere una herramientaespecial de diagnóstico, como el Lector deCódigos CAN OBD II, que los consumidores y pro-fesionales utilizan como punto de partida para lasreparaciones.

El Lector de Códigos CAN OBD II está diseñadopara funcionar con todos los vehículos que cum-plen con el estándar OBD II. Todos los vehículosdesde 1996 (automóviles, camionetas ligeras ySUV) vendidos en los Estados Unidos o fabricadospor empresas de dicho país, cumplen con OBD.

LAS PLACAS MADRE DE LA

COMPUTADORA DE "A BORDO"

Cuando pensamos en una computadora paracoche o similar, necesitamos tener muy claro cuáles el principal problema con el que nos encontra-mos: la alimentación a la corriente. En un coche,el generador de corriente eléctrica, lo representa labatería. Esta batería debe ser capaz de alimentartoda nuestra instalación. Pero con cuidado, yaque también debe seguir siendo capaz de alimentarel resto de las funciones de nuestro coche.

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Computadora de A Bordo Microcontrolada para Vehículos

Figura 2. Cuando la computadora de un vehículoequipado con OBD II detecta algún problema,enciende la lámpara CHECK ENGINE que puedetener diferentes indicaciones, como las que mos-tramos en esta figura.

Figura 3. Cuando se enciende la lámpara CHECK ENGINE, se debe conectar un lector OBD o escáner a lacomputadora del auto para leer el código de error. El escáner puede ser una interfase que se conecta a

cualquier computadora personal.


Es por eso que, a diferencia que en nuestra casa,debemos tener mucho cuidado con la elección denuestros componentes y vigilar mucho el con-sumo de éstos. Hay que saber, que tan solo un pro-cesador tradicional como el que tenemos en casa,puede estar consumiendo mas de 60W. Si a esto lesumamos el resto de componentes, placas, unida-des, pantallas, etc. un PC doméstico muy normalpuede estar c o n s u m i e n d o por encima de los200W.

Existen fabricantes de placas que se han cuidadode diseñar soluciones para informatizar las funcio-nes del auto. Por ejemplo, VIA posee placas comolas Mini-ITX, Nano-ITX y Pico-ITX. Existen más de10 familias diferentes de estas placas y el consumomáximo, del modelo más potente, trabajando en"full", apenas alcanza los 30W. Esto es realmentesorprendente cuando descubrimos que estas pla-cas incluyen todo: el procesador, la tarjeta gráficay las tarjetas de red y de sonido. Otra de las venta-jas de estas placas son sus dimensiones, ya que lamayor ocupan tan sólo 17x17cm y la menor apenas10x7,2cm. Esto nos ayudará a que el equipo seatambién de reducidas dimensiones si elegimosuna caja que se ajuste a estos formatos.

LOS CONTROLES COMPUTARIZADOS DEL MOTOR

Los Sistemas Electrónicos de ControlComputarizado permiten a los fabricantes de vehí-culos cumplir con las normas rigurosas de emisio-nes y eficiencia energética impuestas por losgobiernos estatales y federales.

Como resultado de un aumento de la contamina-ción del aire (smog) en las grandes ciudades esta-blecieron nuevas reglamentaciones y normas decontaminación del aire para enfrentar el pro-blema. Una complicación adicional fue la crisise n e r g é t i c a de principios de la década de lossetenta, que causó un aumento importante en losprecios del combustible durante un corto período.En consecuencia, los fabricantes de vehículos nosolamente se vieron obligados a cumplir con lasnuevas normas de emisiones, sino también ahacer sus vehículos más eficientes en el uso de laenergía. Se requirió que la mayoría de los vehícu-los cumplieran con un estándar de kilómetrosrecorridos por litro de nafta consumido.

Para reducir las emisiones de los vehículos, senecesita un suministro preciso de combustible y un

ajuste preciso del encendido de las bujías. Loscontroles mecánicos del motor que se usaban enesa época (como puntos de encendido, adelantomecánico del encendido y el carburador) respon-dían demasiado lentamente a las circunstanciasde la conducción como para controlar debidamenteel suministro de combustible y el encendido delas bujías. Con esto, era difícil para los fabricantesde vehículos cumplir con las nuevas normas.

Era necesario diseñar un nuevo Sistema deControl del Motor, e integrarlo con los controlesdel motor con el fin de cumplir con las normas másestrictas. El nuevo sistema tenía que:

* Responder instantáneamente para suministrar la

mezcla correcta de aire y combustible para cual -

quier situación de conducción (marcha lenta, cru -

cero, conducción a baja velocidad, conducción a

alta velocidad, etc.).

* Calcular instantáneamente el mejor momento

para "encender" la mezcla de aire y combustible

para lograr la máxima eficiencia del motor.

* Llevar a cabo ambas tareas sin afectar el rendi -

miento del vehículo o la economía de combustible.

Los Sistemas Computarizados de Control delVehículo son capaces de efectuar millones de cál-culos cada segundo. Esto hace que sean un susti-tuto ideal de los controles mecánicos del motor,que son más lentos. Al pasar de los controlesmecánicos a los controles electrónicos del motor,los fabricantes de vehículos están en condicionesde controlar el suministro de combustible y elencendido en forma más precisa.AlgunosSistemas de Control Computarizado más nuevostambién proporcionan el control de otras funcionesdel vehículo, como los sistemas de transmisión,frenos, carga, chasis y suspensión.

EL SISTEMA COMPUTARIZADO BÁSICO

DE CONTROL DEL MOTOR

En los automóviles actuales, la computadora abordo es el alma del Sistema de ControlComputarizado. La computadora contiene variosprogramas con valores de referencia predetermina-dos para la relación entre el aire y el combustible,el punto de ignición, el ancho de pulso del inyec-tor, la velocidad del motor, etc.

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Artículo de Tapa



Estos equipos entregan reportes separados paralas distintas situaciones de conducción, comomarcha lenta, baja velocidad, alta velocidad, bajacarga o alta carga. Los valores de referencia pre-determinados representan la mezcla ideal deaire/combustible, el punto de encendido, la selec-ción de marchas de transmisión, etc. para cual-quier situación de conducción. Estos valoresestán programados por el fabricante del vehículo, yson específicos para cada modelo.

En general, las computadoras a bordo están ubi-cadas dentro del vehículo, detrás del panel de ins-trumentos, bajo el asiento del pasajero o del con-ductor, o detrás del "kick panel" derecho. Sinembargo, algunos fabricantes todavía la colocan enel compartimiento del motor.

Los sensores, interruptores y accionadores delvehículo están ubicados en distintos puntos delmotor, y están conectados por cables eléctricos ala computadora a bordo. Estos dispositivos inclu-yen sensores de oxígeno, sensores de temperaturadel refrigerante, sensores de posición del acelera-dor, inyectores de combustible, etc. Los sensorese interruptores son dispositivos de entrada.Proveen señales que representan las condicionesactuales de operación del motor a la computa-dora. Los accionadores son dispositivos de salida.Llevan a cabo acciones en respuesta a los coman-dos recibidos de la computadora.

La computadora a bordo recibe información prove -

niente de las entradas de los sensores e interrupto -

res ubicados en distintos puntos del motor. Estos

dispositivos monitorean condiciones críticas del

motor, como la temperatura del refrigerante, la velo -

cidad del motor, la carga del motor, la posición del

acelerador, la relación aire/combustible, etc.

La computadora compara los valores recibidos deestos sensores con sus valores de referencia pre-determinados, y lleva a cabo acciones correctivassegún sea necesario, de modo que los valorestransmitidos por los sensores se correspondan conlos valores de referencia predeterminados paralas situaciones de conducción actuales. La compu-tadora efectúa ajustes, comandando otros dispo-sitivos como los inyectores de combustible, el con-trol de aire de marcha lenta, la válvula de EGR o elMódulo de Encendido, a fin de realizar estas accio-nes.

Las condiciones de operación del vehículo están

Saber Electrónica

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Artículo de Tapacambiando constantemente. La c o m p u t a d o r ahace ajustes o correcciones continuamente (par-ticularmente en la mezcla aire/combustible y en elpunto de encendido) a fin de mantener el funciona-miento de todos los sistemas del motor dentro delos valores de referencia predeterminados.

OBD I: PRIMERA GENERACIÓN

DE DIAGNÓSTICOS A BORDO

A partir de 1988, el California Air ResourcesBoard (CARB) y posteriormente la EnvironmentalProtection Agency (EPA) exigieron que los fabri-cantes de vehículos incluyeran un programa deautodiagnóstico en sus computadoras a bordo devehículos. El programa tenía que ser capaz deidentificar fallas relacionadas con las emisiones enun sistema. La primera generación deDiagnósticos a Bordo pasó a conocerse comoOBD I.

OBD I es un conjunto de instrucciones de auto-prueba y diagnósticos programado en la compu-tadora a bordo del vehículo. Los programas estándiseñados específicamente para detectar fallas enlos sensores, accionadores y el cableado de losdistintos sistemas del vehículo relacionados con lasemisiones. Si la computadora detecta una falla encualquiera de estos componentes o sistemas,enciende un indicador en el panel de instrumentosa fin de alertar al conductor. El indicador se iluminasolamente cuando se detecta un problema relacio-nado con las emisiones.

La computadora también asigna un código numé-rico para cada problema específico que detecta, yalmacena estos códigos en su memoria para recu-perarlos más adelante. Estos c ó d i g o s p u e d e nrecuperarse de la memoria de la computadora pormedio del uso de un "Lector de Códigos", esca-ners, o "Herramienta de Escaneado".

OBD 2 (OBD II): SEGUNDA GENERACIÓN

DE DIAGNÓSTICO A BORDO

El Sistema OBD III es una mejora del Sistema OBDI. Además de realizar todas las funciones delSistema OBD I, el Sistema OBD 2 ha sido perfec-cionado con nuevos programas de diagnóstico.Estos programas monitorean cuidadosamente las



OBD II es cumplir con las más recientes regla-mentaciones y normas de emisiones establecidaspor CARB y la EPA. Los principales objetivos delsistema OBD II son:

* Detectar componentes o sistemas relacionados

con las emisiones que están degradados y/o que

han fallado, que podrían causar que las emisiones

de escape excedieran en 1.5 veces el estándar del

Procedimiento de Pruebas Federal (FTP).

* Ampliar el monitoreo de los sistemas relacionados

con las emisiones. Esto incluye un conjunto de

diagnósticos por computadora, denominado

Monitores. Los monitores llevan a cabo diagnósti -

cos y pruebas con el fin de verificar que todos los

componentes y/o sistemas relacionados con las

emisiones estén funcionando correctamente y den -

tro de las especificaciones del fabricante.

* Usar un Conector de Enlace de Diagnóstico (DLC)

estandarizado en todos los vehículos. (Antes de

OBD II, los DLC tenían diferentes formas y tama -

ños.)

* Estandarizar los números de código, las definicio -

nes de los códigos y el lenguaje utilizado para des -

cribir las fallas. (Antes de OBD II, cada fabricante

de vehículos utilizaba sus propios números de

código, sus propias definiciones de los códigos, y

su propio lenguaje para describir las mismas fallas.)

* Ampliar la operación de la Lámpara Indicadora de

Falla de Funcionamiento (MIL). Estandarizar los

funciones de distintos componentes y sistemasrelacionados con las emisiones (así como otros sis-temas) y hacen que esta información esté fácil-mente disponible (con los equipos adecuados) paraque el técnico efectúe su evaluación.

El California Air Resources Board (CARB) llevó acabo estudios de vehículos equipados con OBD I.La información recogida a partir de estos estudiosindicó lo siguiente:

* Un gran número de vehículos tenían componen -

tes relacionados con emisiones que estaban dete -

riorándose o que se habían degradado. Estos com -

ponentes estaban ocasionando un aumento de

emisiones.

* Debido a que los sistemas OBD I solamente

detectan los componentes que han fallado, los

componentes degradados no estaban indicando

códigos.

* Algunos problemas de emisiones relacionados

con los componentes degradados solamente ocu -

rren cuando el vehículo se conduce bajo una carga.

Las pruebas de emisiones que se realizaban en

ese momento no se hacían bajo condiciones simu -

ladas de conducción. En consecuencia, un número

significativo de vehículos con componentes degra -

dados estaban aprobando las pruebas de emisio -

nes.

* Los códigos, las definiciones de códigos, los

conectores de diagnóstico, los protocolos de comu -

nicaciones y la terminología de emisiones

eran diferentes para cada fabricante. Esto

causa confusión a los técnicos que traba -

jan en diferentes marcas y modelos de

vehículos.

Para dar respuesta a los problemas pues-tos en evidencia por este estudio, CARB yla EPA aprobaron nuevas leyes y requisitosde estandarización. Estas leyes exigieronque los fabricantes de vehículos equipa-ran sus vehículos nuevos con dispositivoscapaces de cumplir con todas las nuevasnormas y reglamentaciones referentes aemisiones. También se decidió que eranecesario un sistema de diagnóstico abordo mejorado, dotado de la capacidadpara responder a todos estos problemas.Este nuevo sistema se conoce como"Diagnóstico a Bordo Generación Dos(OBD II)". El principal objetivo del sistema

Saber Electrónica

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Artículo de Tapa

Figura 4 - Los objetivos principales de la computadora de abordo de un sistema OBD II son detectar fallas en el funcio-

namiento del motor, sobre todo, en lo que tiene referenciacon el sistema de inyección electrónica. Para detectar los

errores producidos se utilizan escáners o sistemas de diag-nóstico que se conectan a dichas computadoras.


procedimientos y protocolos de comunicaciones

entre los equipos de diagnóstico (Herramientas de

Escaneado, Lectores de Códigos, etc.) y la compu -

tadora a bordo del vehículo.

LAS FUNCIONES DE LA COMPUTADORA DE A BORDO

La inyección electrónica de nafta o gasolina esuna de las funciones que puede controlar una com-putadora de a bordo; sin embargo, “no es la únicafunción que debe cumplir la computadora”. Unacomputadora puede, entre otras cosas:

* Ayudarnos a estacionar: Por medio de sensores

de proximidad colocados en los paragolpes, pode -

mos establecer un sistema que detecte obstáculos

y nos dé avisos sonoros cuando la distancia entre

objetos sea inferior, por ejemplo, a 10 cm.

* Controlar la temperatura del habitáculo: La colo -

cación de termistores o cualquier otro sensor de

temperatura dentro del habitáculo del vehículo nos

permitirá realizar el comando automático del sis -

tema de aire acondicionado, permitiendo que el

mismo se encienda y apague para mantener la

temperatura dentro de un rango establecido por el

conductor (o cualquier viajero).

* Encendido automático de luces de posición: La

colocación de un LDR o fotocélula en algún lugar

estratégico podrá sensar la ausencia de luz sufi -

ciente en el exterior y encender automáticamente

las luces de posición.

* Comando automático de luces altas/bajas en las

rutas: Es posible colocar sensores lumínicos (LDR)

apuntando hacia el sentido de movimiento del vehí -

culo de manera que cuando viene de frente un

vehículo, automáticamente se desconecten las

luces altas y se enciendan las luces bajas.

* Sistema Anti Asalto: Mediante diferentes técnicas

de sensado (peso y altura del conductor, por ejem -

plo) es posible realizar un sistema electrónico que

no permita el encendido del automóvil si el conduc -

tor no está autorizado. Mediante esta técnica no es

preciso sensar ni las huellas digitales, ni la intro -

ducción de códigos de seguridad, basta con sen -

Saber Electrónica

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tarse, aguardar la estabilidad del sistema y permitir

el arranque del vehículo.

La mayoría de los vehículos estándar posee sóloalgunas de las situaciones mencionadas (y enmuchos casos ninguna de ellas), es por eso queproponemos el armado de una computadora queno responda al sistema OBD pero que realicetareas por nosotros en forma automática. Incluso,p u e d e “ m o d i f i c a r ” algunas condiciones de lainyección electrónica para fines particulares.

Si bien no es objeto de este artículo hablar sobreel sistema OBD ni sobre la I n y e c c i ó nElectrónica, creemos necesario mencionar las fun-ciones de algunos sensores y actuadores por si Ud.quiere “programar” la computadora que describi-remos para fines específicos. También le comenta-mos que si Ud. desea saber más sobre los siste-mas OBD, qué es un sistema CAN, cómo se inter-pretan los códigos de error, qué es un escaner OBDy cómo se lo construye, etc. puede descargar uncurso completo sobre OBD de nuestra web:www.webelectronica.com.ar, haciendo click en elícono password e ingresando la clave:“cursoOBD”.

LA COMPUTADORA PROPUESTA

Los lectores de Saber Electrónica ya conocen alos sistemas de cómputo PICAXE. Se trata demicrocontroladores de uso educativo que se hanconvertido en herramientas muy empleadas en usoautomotor. Utilizando la placa descripta en SaberElectrónica Nº219, el PLC de Saber ElectrónicaNº228 y el sistema de programación actual“Programming Editor 5.3.1” proponemos quearme una computadora “fácil de programar” porcualquier operador que lea este artículo y que se“interese” en “aprender” los pasos mínimos paramanejar el programa. Por lo tanto, antes de explicarel circuito eléctrico de la placa, vamos a explicarnuevamente qué es PICAXE y cómo se usa el pro-grama PROGRAMMING EDITO R que permitiráprogramar nuestra placa en función de las activida-des requeridas.

ALGUNOS CONCEPTOS SOBRE PICAXE

Reiteramos que hace más de 7 años que hablamosde los microcontroladores PICAXE, pero somos

conscientes que este artículo puede ser leído pormecánicos o estudiantes que hasta ahora no esta-ban interesados en los microcontroladores. Poreso, vamos a recordar algunos conceptos funda-mentales. Pero antes de ello, sepa que si quiereaprender a trabajar con PICAXE no requiere muchodinero, tampoco es necesario que construya circui-tos impresos para practicar, basta con emplear unprotoboard o expermientador digital. Hoy, u nPICAXE-08 se consigue facilmente y cuesta unpoco más de $10, por lo tanto, no tiene excusaspara aprender.

¿Cómo se escriben los programas?

Los programas se dibujan como organigramas o seescriben como listados de comandos B A S I C .Programar en BASIC es fácil, ya hemos dadovarios ejemplos y continuaremos haciéndolo.

¿Cómo se transfiere el programa al microcontrola -

dor?

El microcontrolador P I C A X E - 0 8 se programaconectando un cable desde el puerto serie de lacomputadora a un conector en el circuito impreso(PCB) a un lado del m i c r o c o n t r o l a d o r. Esteconector (el cual se parece a los conectores deaudífonos utilizados en los reproductores portáti-les de CD) se encaja a dos patas del microcontro-lador y a la conexión de 0V desde la batería. Estopermite que la PC y el microcontrolador “hablen”para permitir la descarga de un nuevo programa enla memoria del microcontrolador.

El conector y el circuito de interface se incluyenen todo circuito impreso diseñado para utilizarsecon el microcontrolador PICAXE-08. Esto permitereprogramar al microcontrolador PICAXE sin sacarel chip del circuito impreso - ¡Simplemente conecteel cable cada vez que desee descargar un nuevoprograma!

¿Cómo era eso de la salida 0 y la programación del

micro?

En el sistema PICAXE-08 la pata 7 tiene dos fun-ciones, cuando se está “ejecutando” un programa,la pata se denomina salida 0 y puede controlar sali-das tales como LEDs y motores.

En cambio, cuando se está descargando un pro-grama, la misma pata actúa como pin de salidaserie de datos, comunicándose con la PC. Por lotanto, si durante esta operación también tiene

Saber Electrónica

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Artículo de Tapa


PRIMERAS EXPERIENCIAS

Vamos a trabajar con un sis-tema de alarma muy sencillocon PICAXE, este ejemplo loempleamos en todos nues-tros cursos y si Ud. ya loconoce, recomendamos queigual “vuelva a leer eltema”.

Se trata de un sistema dealarma contra incendios, las

entradas podrían ser los sensores de humo y elteclado numérico del frente del panel de control.Los dispositivos de salida serían la pantalla delpanel de control, la sirena externa y luces estro-boscópicas. El microcontrolador es el “cerebro”del sistema.

El “diagrama de bloques” utiliza un PICAXE-08(figura 5). La traducción de las palabras que emple-amos es:

Input = entrada

Process = procedimiento

Output = salida

Smoke = detector de humo

Strobe = luz estroboscópica

Keypad = teclado numérico

Siren = sirena

Microcontroller = microcontrolador

LCD = pantalla o display LCD

El esquema electrónico delsistema de alarma p a r aprácticas y aprendizaje pro-puesto se muestra en lafigura 6.

El detector de humo y elteclado numérico proveeninformación al microcontro-lador; por lo tanto se lesconoce como “e n t r a d a s” .Luego, el microcontrolador“decide” cómo reaccionar ypuede, en determinadoscasos, operar algunas de lassalidas, por ejemplo encen-der la sirena y la luz estro-boscópica o mostrar un men-saje en la pantalla de cristallíquido (LCD).

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conectada a la pata una salida tal como un LED, sepercatará que el mismo se encenderá y apagarácontinuamente mientras se descarga el programa.

Nota: La mayor parte de las computadoras moder-nas tienen dos puertos serie, usualmente denomi-nados COM1 y COM2.

El software Editor de Programación, utilizadopara crear los programas, debe configurarse con elpuerto serie correcto - seleccione Ver -> Opciones-> Puerto Serie para elegir el puerto serie correctoen su máquina.

Si usted está utilizando una PC portátil moderna,puede que ésta sólo tenga un conector del tipoUSB. En este caso para poder utilizar el SistemaPICAXE deberá comprar un adaptador USB apuerto serie, teniendo en cuenta que dicho adapta-dor debe permitir la programación.

Figura 5 - Diagrama en bloques de una alarma contruída con sistemaPICAXE-08

Figura 6 - Circuito eléctrico de la central de alarma con sistema PICAXE-08


Diseñar y construir un sistema de alarma puederesultar muy fácil si Ud. sabe perfectamente qué eslo que quiere que haga el circuito. La alarma debeprogramarse de manera que reaccione a las entra-das y a las señales de los sensores. Las especifi-caciones del diseño son:

1. El diseño utilizará un microcontrolador PICAXE-

08 como su cerebro.

2. El diseño incluirá una luz indicadora LED, un

zumbador para generar ruidos y una alarma que

podría ser una sirena o un motor.

3. El diseño será capaz también, de reaccionar a

señales de sensores analógicos tales como senso -

res de luz.

Esta alarma puede servir para cualquier propósitoque usted elija. A continuación se mencionan algu-nos ejemplos:

1) Una alarma contra incendios. Se utiliza un sen -

sor de luz para detectar humo. Al detectar humo se

activa una sirena.

2) Una alarma contra robos. Al activar el cable de

una trampa se activa una luz estroboscópica. Sin

embargo, durante el día la alarma es desactivada

por un sensor de luz.

3) La caja fuerte de un banco. Al activar el inte -

rruptor de una alarma de “pánico”, un cerrojo sole -

noide electrónico cierra la caja fuerte del banco.

4) Una alarma para monitorear la recámara de un

bebé. Cuando no se detectan movimientos o soni -

dos se activa un timbre de advertencia.

Aprovechando que la alarma posee un transistor,veremos cómo se lo puede probar y así Ud. puedeaprender a trabajar con los PICAXE.

Un transistor es un componente electrónico quecontrola el flujo de corriente en un circuito. Eltransistor actúa como un “interruptor electró-nico” de manera que una pequeña corriente de“emisor” pueda controlar a una gran corriente.Esto permite que dispositivos de poca corriente,como el microcontrolador, controlen dispositivosde grandes corrientes (como motores).

Los transistores se utilizan en radios, en jugueteselectrónicos y en casi todos los dispositivos electró-nicos.

Los motores pueden generar “ruido eléctrico”cuando están funcionando. Esto ocurre debido aque los imanes y las bobinas eléctricas, que estándentro del motor, generan señales eléctricas amedida que el motor rota. Estas señales (ruidoeléctrico) pueden afectar la operación del micro-controlador. Algunos motores, como los motoressolares, producen muy poco ruido mientras queotros producen mucho ruido.

Para evitar que el ruido eléctrico afecte al circuitodel microcontrolador, se debe instalar siempre uncondensador de 220nF entre los terminales delmotor antes de utilizarlo.

Adicionalmente, se debe conectar un diodo (porejemplo un diodo 1N4001) a un lado del motor.Este se utiliza para prevenir daños al transistorcuando el motor comienza a desacelerarse luegode haber apagado el transistor (por un corto perí-odo de tiempo (mientras se desacelera y finalmentese detiene) el motor actúa como un dínamo ygenera corriente eléctrica). Al conectar el diodoasegúrese que la “banda” esté conectada en elsentido correcto.

Output device = dispositivo de salida

Otra buena idea es conectar un condensadorelectrolítico de 100µF a través del suministro delas baterías, para ayudar a suprimir el ruido eléc-trico. Para probar un transistor con el sistemaPICAXE, se puede conectar un timbre como dispo-sitivo de salida. La base del transistor recibirá unaseñal desde la salida 4 (pata 3) del microcontrola-dor.

Después de conectar el timbre lo podemos probarutilizando un simple programa, como el que semuestra a continuación:

main:high 4wait 1low 4wait 1goto main

Este programa enciende y apaga cada segundo, eltimbre conectado al pin de salida 4.

Para descargar el programa, siga los pasos quehemos explicado en varias oportunidades a lo largode este texto, empleando cualquiera de los circuitos(entrenador para PICAXE-08, mascota o la alarma

Saber Electrónica

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Artículo de Tapa


que estamos describiendo y cuyo circuito daremosmás adelante). Si el timbre no funciona verifiqueque:

1) el diodo esté conectado en el sentido correcto.

2) se estén utilizando las resistencias correctas.

3) el transistor esté conectado en el sentido

correcto.

4) el cable rojo del timbre esté conectado en el sen -

tido correcto.

5) se esté utilizando el número de pin de salida

correcto en el programa.

6) todas las uniones estén bien soldadas.

Entre los dispositivos de salida que se puedenconectar mediante un transistor están los timbres,motores, solenoides, sirenas y luces estroboscópi-

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cas. Sin embargo, algunos dispositivos puede querequieran transistores de alta potencia. En estoscasos se puede utilizar el transistor DarlingtonBCX38B en vez del transistor estándar BC548B.

Según podemos observar en la figura 6, el proyectode alarma utiliza un microcontrolador PICAXE-08,un LED y un zumbador como dispositivos de retro-alimentación, y un dispositivo de salida adicionalelegido por el usuario (sirena o luz estroboscópica).

Este proyecto también puede reaccionar a señalesde sensores digitales y/o analógicos (por ejem-plo a fotorresistencias). Del circuito de la alarmadebemos hacer las siguientes observaciones:

Salida de la pata 7: el pin0 está conectado al LED.

Salida de la pata 5: el pin2 está conectado al zum -

bador.

Salida de la pata 3: el pin4 controla a los dispositi -

vos de salida.

Entrada de la pata 6: el pin1 está conectado a la

fotorresistencia.

Entrada de la pata 4: el pin3 está conectado al inte -

rruptor de botón de presión.

¡Recuerde no confundir el número de pata del chipcon el número de pin de salida/entrada!

La empresa Revolution Education ofrece la placade circuito impreso, fabricada especialmente conuna película resistente a la soldadura, para hacerel proceso de soldadura más sencillo. Esta pelí-cula es la cubierta verde que cubre las pistas demanera que la soldadura no se pegue a las mis-mas. Para una construcción correcta, el PCB sedebe ensamblar y soldar muy cuidadosamente.

En la figura 7 se reproduce el diseño de la placa

R1 y R2: resistencias de 10kΩ (marrón negronaranja dorado)R3: resistencia de 22kΩ (rojo rojo naranjadorado)R4 : resistencia de 330Ω (naranja naranjamarrón dorado)R5 y R6: resistencia de 1kΩ (marrón negro rojodorado)LED1 : LEDs rojos de 5 mmTR1: transistor BC548BD1: diodo 1N4001C1: Electrolítico de 100uFIC1: conector de 8 pines para circuito integradoPX: microcontrolador PICAXE-08CT1: conector de descarga PICAXE de 3.5 mmBT1: conector de bateríaBT1: caja de baterías de 4.5V (3 x AA)PCB: protoboard, tablero o placa de circuitoimpreso

LISTA DE COMPONENTES de los CIRCUITOSde ALARMA de la FIGURA 3

Figura 7 - Armado del circuito de alarma de prueba en placa de circuito impres.


bador al tablero con cinta adhesiva de doble con-tacto.

6) Verifique que el conector esté soldado correcta-mente, incluyendo el terminal cuadrado central, elcual a menudo, es olvidado por equivocación.

Paso 3 - Conecte la batería.

Verifique que las 3 pilas AA estén colocadascorrectamente dentro del portapilas. Conecte lacaja de baterías al cable de baterías y ponga sudedo sobre el microcontrolador P I C A X E . S icomienza a calentarse desconecte la batería inme-diatamente, ya que debe haber algún problema (lomás seguro es que el chip o los cables de la bate-ría estén conectados en sentido inverso).

Paso 4 - Descargue un programa para probar el LED 0

Nota: En todos los proyectos, para programar elPICAXE se conecta un plug estéreo pequeño en elconector que en general se denimona PROG (ennuestrro caso es el “jack” de la placa de circuitoimpreso) y por medio de un cable de tres hilos seconecta al puerto serial de la computadora (vea enla figura 8 el armado del cable).

El programa, ya sea en diagrama de flujo o enBASIC puede construirse en el utilitario “Editor deProgramas” que puede bajar sin cargo de nuestraweb con la clave PICAXE. Ud. puede comprar elcable de programación armado, o armarlosiguiendo las indicaciones de la figura 8.

Una vez que tenga el cable de programación,conecte el DB9 a su computadora y el conectorPICAXE en el PCB. Vea que el conector del cablequede completamente dentro del conector del PCB.

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Artículo de Tapa

de circuito impreso. Una vez armado el circuitorealice las siguientes verificaciones:

Paso 1 - Verifique las uniones soldadas.

Verifique que todas las uniones estén conectadastanto al terminal como al cable, y que el cable estésujeto firmemente.

También verifique que la soldadura no haga acci-dentalmente puentes entre terminales adyacentes.Esto es mucho más probable en el LED y en elzumbador.

En el conector estéreo, los terminales cuadradosa cada lado pueden unirse sin ninguna consecuen-cia, ya que de todas formas están unidos por unapista en el tablero o placa de circuito impreso. Sinembargo, éstos no deben unirse al agujero redondocentral.

Paso 2 - Verifique los componentes.

1) Verifique que el cable negro de la batería estéen el agujero marcado 0V y que el cable rojo estéen el agujero marcado V+.

2) Verifique que el chip PICAXE-08 esté insertadocorrectamente en el conector, con la muesca (quemuestra el pin1) apuntando hacia el conector esté-reo.

3) Verifique que el lado plano del LED esté conec-tado al agujero correcto del PCB.

4) Asegúrese de no haber olvidado unir, medianteun alambre, los agujeros marcados PX en elextremo inferior izquierdo del tablero.

5) Asegúrese de pegar el lado de bronce del zum-

Figura 8 - Armado del cable de a utilizar en la programación de microcontroladores PICAXE.


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Asegúrese que el software esté en el modoPICAXE-08 y que haya elegido el puerto seriecorrecto. Escriba y descargue el siguiente pro-grama (figura 9):


El LED debe titilar a medida que se descarga elprograma. Al terminar la descarga el LED deberáencenderse y apagarse cada segundo. Si el LEDno hace esto verifique que esté conectado correc-tamente y que las resistencias de 330Ω estén enla posición correcta en el PCB.

Si el programa no se descarga verifique que laresistencia de 22kΩ, la de 10kΩ y el conector ICestén soldados correctamente. Utilice un voltíme-tro para verificar si hay 4.5V entre las patas supe-riores (1 y 8) del microcontrolador.

Verifique que el cable esté firmemente conectadoal conector y que dentro del software se haya ele-gido el puerto serie correcto.

Paso 5 - Pruebe la salida

Conecte un dispositivo de salida (por ejemplo untimbre) a los cables de salida y luego escriba y des-cargue el siguiente programa (figura 10):


El timbre deberá sonar cada segundo. Si no lohace, verifique que los cables del transistor, deldiodo y del timbre estén conectados en la direccióncorrecta.

Paso 6 - Pruebe el zumbador

Escriba y descargue el siguiente programa (figura10):

main:sound 2, (65,100)sound 2, (78, 100)sound 2, (88, 100)sound 2, (119, 100)goto main

El zumbador debe emitir 4 sonidos diferentes. Sino hace esto asegúrese que los cables estén sol-dados correctamente, que el lado de bronce estéfirmemente pegado al PCB con una cinta adhesivade doble contacto (no trabajará si está flojo) y que

Figura 9 - Diagrama deflujo del programa a

descargar en elPICAXE que permite elencendido de un LED.

Figura 9 - Diagrama deflujo del programa a

descargar en elPICAXE que permite el

encendido de un LEDen forma intermitente.

Figura 10 - Diagramade flujo del programa

a descargar en elPICAXE que permite

que el zumbador obuzzer emita 4 soni-

dos diferentes enforma alternativa.


goto main

do0:high 0low 4goto main

Ambos LEDs deberán encenderse en momentosdistintos cuando usted cubre y descubre la fotorre-sistencia con su mano (de manera que incidansobre la fotorresistencia distintos niveles de luz).Si esto no ocurre verifique que la fotorresistenciay la resistencia de 1kΩ estén soldadas correcta-mente.

¡Si ha ejecutado todas estas pruebas correcta -

mente lo felicitamos ya que ha construido y ensam -

blado correctamente su primer circuito de prueba!

¡Ahora es el momento de desarrollar y probar sus

propios programas y notará que programar este

mismo microcontrolador para tener su computadora

de a bordo es así de sencillo!

¿Le parece complicado?

Si Ud. nunca había trabajado con microcontrolado-res, ésto que acaba de leer le parecerá increíble... noprecisa muchos conocimientos de electrónica, no esnecesario que sepa mucho de computadoras y tam-poco requiere saber nada de programación. Conmuchas ganas, un poco de esfuerzo y bastantepráctica podrá armar los sistemas microcontrola-dos que desee. Claro que para proyectos para elautomóvil necesitará algunos circuitos adicionalespero de eso nos encargaremos más adelante, ahoraes momento de seguir practicando.

los terminales sobre las letras PX estén debida-mente unidos mediante un alambre soldado.

Paso 7 - Pruebe el Interruptor

Conecte un interruptor a la entrada digital. Escribay descargue el siguiente programa (figura 10):

main: 'hacer una etiqueta llamada “main”if input3 is on then flash 'salta a flash si la entrada está encendidagoto main 'sino regresar a inicio

flash: ' hacer una etiqueta llamada “flash”high 0 ' encender salida 0wait 2 ' esperar 2 segundoslow 0 ' apagar salida 0goto main ' regresar al inicio

El LED de la salida 0 deberá encenderse cada vezque se presione el interruptor. Si no lo hace verifi-que que el interruptor y que las resistencias de10kΩ estén soldadas correctamente.

Paso 8 - Pruebe la Fotorresistencia

Conecte una fotorresistencia a la entrada analó-gica. Escriba y descargue el siguiente programa(figura 11):

main:readadc 1,b1if b1 > 100 then do4if b1 > 50 then do0low 0low 4goto main

do4:high 4low 0

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Figura 10 - Diagramade flujo del programa

a descargar en elPICAXE que permite

que el zumbador obuzzer emita 4 soni-

dos diferentes enforma alternativa.

Figura 11 -Diagrama deflujo del pro-

grama quepermite verifi-

car el funcio-namiento de

una fotorresis-tencia.


IDEAS DE PROGRAMACIÓN

Ahora que ha ensamblado y probado su primerproyecto, es el momento de desarrollar su propioprograma. Este puede hacer que este circuito depráctica reaccione de diferentes maneras a lossensores analógicos y digitales. Veremos ahorados ejemplos de programas. Estos están diseña-dos para darle un punto de partida para la creaciónde su p r o g r a m a. Usted puede modificarlos ocomenzar a hacer un programa completamentenuevo si así lo prefiere.

ACLARACION IMPORTANTE: Cuando se cons-truye un programa en lenguaje BASIC, en cualquierinstrucción, todo lo que viene después del signo “`”,no es una instrucción y los dispositivos no lo tie-nen en cuenta. Es decir que cuando escribo algoque quiero que me sirva como una observación,para entender más adelante lo que quise hacer condicha instrucción, le coloco primero el signo ` y sesobreentiende que todo lo que le sigue en dicha filaes simplemente una observación. Para acostum-brar al lector, en los siguientes ejemplos, a las ins-trucciones las colocamos resaltadas (en negrita) yen color celeste.

PROGRAMA 1

Este programa de uso general contiene un bucleprincipal el cual enciende y apaga el LED, y tam-bién verifica el estado del sensor analógico (foto-rresistencia) y de la entrada digital (interruptor).Cuando se presiona el interruptor suena unaalarma por dos segundos.

Si la fotorresistencia se cubre, el zumbador emi-tirá un “pip” de advertencia hasta que el nivel deluz vuelva a subir.

______________________________________` Programa 1

` ***** bucle principal *****` enciende y apaga el LED` y verifica el estado de los sensores

main:` encender LED y leer el valor de luz

high 0readadc 1,b1

` emitir un sonido si el valor analógico es bajo if b1 < 80 then beep

` si el interruptor es presionado ir a alarmif pin3 = 1 then alarm

` hacer una pausapause 500

` apagar LED y verificar nuevamente el estado ` de los sensores

low 0readadc 1,b1

` emitir un sonido si el valor analógico es bajo if b1 < 80 then beep

` si el interruptor es presionado ir a alarmif pin3 = 1 then alarm

` hacer una pausapause 500

goto main

` ***** emitir sonido *****beep:

sound 2,(120,50,80,50,120,50)pause 200goto main

` ***** encender alarma *****alarm:

high 4pause 2000low 4goto main

_______________________________________

PROGRAMA 2

Este programa está diseñado como si fuera un sis-tema de alarma contra incendios. En el mismo, laalarma se activa una vez que se detecta humosobre el sensor de luz (cuando el sensor de luzindica un valor de luz menor de lo normal). Una vezque la alarma se ha activado, la misma se man-tiene encendida y sólo es posible apagarla desco-nectando la alimentación del sistema. La entradadigital se utiliza como dispositivo anti-vandalismo.Mientras la caja de la alarma esté cerrada, el inte-rruptor se mantendrá encendido (ésta es la condi-ción normal). Si se abre la caja, el interruptor seabrirá y activará la alarma del zumbador hasta quela caja vuelva a cerrarse.

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_______________________________________

` Programa 2

` ***** bucle principal *****` verificar estado de los sensores

main:

` LED apagadolow 0

` leer valor de luzreadadc 1, b1

` activar la alarma si el valor analógico es bajoif b1 < 80 then alarm

` si el interruptor se apaga ir a tamperif pin3 = 0 then tamper

goto main

` ***** activar alarma anti-vandalismo hasta ` que el interruptor vuelva a cerrarse*****tamper:

high 0sound 2, (120,100)if pin3 = 1 then maingoto tamper

` ***** alarma encendida eternamente *****alarm:

high 4goto alarm

_______________________________________

Estos son simplemente dos de los muchos ejem-plos que pueden utilizarse para la programaciónde su alarma.

NOTA: Aclaramos que lo dado hasta aquí fue expli-cado en el tomo de Colección Nº 7 del ClubSaber Electrónica con mayores detalles y que si aUd. le interesa el tema, puede bajarlo de nuestraweb www.webelectronica.com.ar, haciendo clicken el ícono password y colocando la clave“alarma”. También le comentamos que hay en exis-tencia un kit (AXE102) con todos los componentesde esta alarma multiuso, que en Argentina tiene uncosto de $74, aunque Ud. puede comprar los com-ponentes por separado, armar el circuito impreso yseguramente le saldrá más económico.

Si ha leído atentamente estas páginas, habrápodido comprobar que trabajar con PICAXE esmuy fácil y conveniente. Un PICAXE es un PIC nor-mal al que se le ha grabado un programita interno(firmware) para que se lo pueda programar utili-zando una aplicación gratuita llamada Editor deProgramas (que puede bajar de nuestra web) pormedio de diagramas de flujo o en BASIC y lo quees mejor aún: “no hace falta quitar el integrado del

circuito para su programación”, es decir, no precisaun cargador adicional.

CIRCUITO BÁSICO DE LA

COMPUTADORA DE A BORDO

Vamos a desarrollar una placa que podrá ser utili-zada como computadora en un vehículo con lassiguientes características:

8 entradas digitales optoaisladas.

4 salidas ON-OFF con buffer de 10A.

Programable por sistema Picaxe.

Alimentada con 12Vcc.

Corriente en reposo inferior a los 20mA.

Alta inmunidad al ruido.

A continuación describiremos el circuito básico,dejando para la próxima entrega la inclusión decodificador, decodificador y etapa de potencia.

El PICAXE-08 posee 5 terminales para comuni-carse con el exterior, de los cuales, 3 pueden serentrada o salida, uno solamente entrada y el res-tante es una salida. Esto significa que de esos 5terminales, tenemos que elegir cuántos usaremoscomo entrada y cuántos como salida. Para nues-tra computadora, elegiremos 3 terminales comoentrada y 2 patitas (terminales) como salida.

Ahora bien, el PICAXE-08 puede manejar señalesanalógicas, sin embargo, nosotros utilizaremos atodos los terminales I/O (entrada/salida) con seña-les digitales de manera que con 3 terminales deentrada tengo 8 estados posible y con dos termi-nales de salida tenemos 4 combinaciones posi-ble. Para poder manejar 8 señales diferentescomo entrada, utilizaremos un codificador T T L74147 y para poder manejar 4 salidas a partir dedos terminales, emplearemos un decodificador TTL7442. Por otra parte, para evitar interferencias, enlas entradas del PICAXE-08 colocaremos optoais-ladores y para tener salidas que permitan manejar

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Artículo de Tapa


corrientes altas y sin interferencias colocaremosrelés. Luego, el circuito “preliminar” de la compu-tadora de a bordo es similar al de la central dealarma de Saber Nº219 y el manejo de señalesserá en forma similar al del PLC descripto en SaberElectrónica Nº228.

De esta manera, podremos “programar” a nuestracomputadora para que sea capaz de reconocer elestado de 8 entradas y mediante programacióninterna poder manejar 4 salidas, incluso hastapodremos colocar un display que muestre 4 men-sajes diferentes en función del estado de cadauna de las salidas. Las posibilidades son muchas yel límite de las aplicaciones está en la imaginacióndel lector. Es por ello que a continuación describi-remos el circuito básico de la computadora, en lapróxima edición daremos el circuito final y un pro-grama de aplicación, luego, en artículos sucesivos,daremos aplicaciones particulares (control detemperatura, estacionamiento asistido, luces deruta automáticas, reconocimiento de conductor, sis-tema antiasalto, etc.) con sus respectivos progra-mas. Al momento de escribir este artículo ya heexperimentado 6 aplicaciones que se están pro-bando en la práctica pero no me caben dudas quecon el correr del tiempo serán muchas más. Si Ud.desea contar con toda la documentación y noquiere aguardar a la publicación de cada artículo,podrá descargar el manual de la computadora dea bordo completo de nuestra web, aclarando queaún no todas las aplicaciones se probaron en la

práctica por lo cual no podemos asegurar la inmu-nidad total al ruido o que exista un funcionamientoerrático como consecuencia de problemas en laprogramación.

Aclarados estos puntos, describimos el funciona-miento de la central básica de 3 entradas y dossalidas microcontrolada en la que las variables(estados a controlar: sensor de temperatura demotor, velocidad final máxima, escape de gases,etc.) pueden ser reprogramados a voluntad deltécnico y/o del usuario. En nuestro caso daremosun primer programa para usar la computadoracomo una central de alarma con una de las entra-das de disparo demorado para que le dé la oportu-nidad al usuario de desconectar la alarma cuandoestá ingresando al vehículo y las otras dos zonasson de disparo instantáneo, lo que implica que unavez detectada una interrupción, las salidas cam-bian de estado de inmediato. En cuanto a las sali-das, una de ellas es de activación continua demodo que una vez disparada la alarma, sólo sedesactivará esa salida si se desconecta la compu-tadora (y que se puede usar para controlar unaelectroválvulas que corte el combustible y/o la igni-ción) y la otra salida es temporizada, es decir, unasirena sonará durante 3 minutos y luego se apa-gará, quedando el sistema en “alerta” por si seproduce una nuevo intento de violación.

La computadora podrá detectar posibles fallas enalgún sensor de alguna de las tres entradas y, si

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Figura 12 - Circuito básico de la computadora de a bordo que emplearemos comocentral de alarma


esto ocurre, la deshabilitará (a la zona) para queno haya disparos erráticos del sistema, quedandolas otras dos zonas en estado normal para detectarla presencia de intrusos.

El circuito básico de la computadora que usare-mos como central de alarma se muestra en lafigura 12. Para este integrado se recomienda unatensión de alimentación de 5V y dos resistores paraestablecer la tensión necesaria en los datos a seringresados al PICAXE. El PICAXE-08, tal comocomentamos, posee 5 patas de entrada/salida dedatos denominados PIN 0 a PIN 4. El PIN 0 (pata 7)solamente puede ser salida de datos, el PIN 3 (pata4) sólo puede ser entrada y el resto pueden serseteados como entrada o salida de datos.

Recuerde que para programar el P I C A X E s econecta un plug estéreo pequeño en el conectordenominado PROG y por medio de un cable seconecta al puerto serial de la computadora (vea enla figura 8 nuevamente el armado del cable). El pro-grama, ya sea en diagrama de flujo o en BASICpuede construirse en el utilitario “Editor deProgramas” que puede bajar sin cargo de nuestraweb: www.webelectronica.com.ar, haciendo clicken el ícono password e ingresando la claveALARMA.

El circuito de la central es muy sencillo, en latabla 1 encontrará la correspondencia entre laspatas del PICAXE y las entradas y salidas de laplaca. En los diagramas que explicaremos, si sedetecta un cambio de estado en la entradademorada, el operador tiene 10 segundos paradesactivar la alarma antes de que se accione elsistema sonoro. No importa que se vuelva areestablecer el circuito luego de haberse detec-tado una interrupción, ya que igualmente seactivarán luego de 10 segundos de detectada laprimera interrupción.

Cuando el conductor se retira del vehículo yconecta la alarma, se aplica alimentación a lacentral, hay un período de rearme de 10 segun-dos durante los cuales las entradas están inhibi-das para dar tiempo al usuario de abandonar elvehículo y cerrar la puerta del conductor que esdonde estará conectado el i n t e r r u p t o r q u ecomandará la entrada demorada. Durante estos10 segundos no serán reconocidas ningún cam-bio de estados en los sensores de las tres zonas.Pasados estos 10 segundos, si se detecta unainterrupción en las entradas instantáneas, de

inmediato se accionarán las salidas. En cuanto alas s a l i d a s, proponemos dos posibilidades. Lasalida 1 es de activación continua, lo que significaque una vez disparada la alarma, esta salida sólose deshabilitará si se apaga la central (si se la des-conecta) mientras que la salida 2 es temporizada yesto se debe a que muchas veces el usuario pre-tende que exista un sistema sonoro que suenedurante un tiempo y luego se apague, de modo dedar la alerta a un sereno o a la policía pero que noaltere la “paz” a los vecinos durante mucho tiempo.Esta salida puede estar activa en tiempos de algu-nos segundos hasta varios minutos y hastahoras. En la figura 13 se reproduce una sugerenciapara la placa de circuito impreso. Note que lasentradas se han dispuesto de forma tal, que hace

Saber Electrónica

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Artículo de Tapa

Tabla 1: Definición de entradas y salidas del PICAXE

Pata Nº PIN Nº Función

3 E/S 4 Entrada 1 (demorada)4 E 3 Entrada 2 (instantánea)5 E/S 2 Entrada 3 (instantánea)6 E/S 1 Salida 2 (temporizada)7 S 0 Salida 1 (continua)

Figura 13 - Circuito impreso de la compu-tadora básica


falta un corto entre ambos cables para que la zonase active. De esta manera, cualquier corte o inte-rrupción hará disparar al sistema. Por cada zonapuede conectar más de un sensor siempre quelos mismos estén en serie y que los mismos repre-senten un corto (un cable) en estado de reposo.

En cuanto a las salidas, note que se han colocadotransistores BC548, los que se saturarán cada vezque una salida se active. En esta condición sepodrán alimentar dispositivos con un consumo dehasta 150mA. Para el disparo de sirenas o cual-quier otro dispositivo, recomendamos la colocaciónde relés en las salidas, los cuales se conectandirectamente (tenga presente que puede colocarcualquiera de 6V de alimentación con corriente deactivación inferior a 150mA, cualquier relé de losusados en circuitos impresos sirve).

PROGRAMACIÓN DE LA COMPUTADORA DE A BORDO

(BÁSICA) COMO CENTRAL DE ALARMA

Usted puede generar el programa que quiera,teniendo en cuenta las indicaciones que hemosdado a través de la tabla 1. Nosotros preparamosdos versiones, pero nada impide que Ud. realice unprograma a su medida.

La primera versión funciona como hemos explicado

hasta recién sin ninguna restricción, por lo tanto“no es inteligente”. Se trata de un sistema común,con 2 zonas de disparo instantáneo, una zona dedisparo demorado, una salida continua y otra tem-porizada. En la figura 14 se puede ver el diagramade flujo construido en el Editor de Programas y enla figura 15 el correspondiente programa enBASIC. El archivo para poder abrirlo en el Editor deProgramas se llama “sencilla.cad” y lo puede bajarde nuestra web: w w w. w e b e l e c t r o n i c a . c o m . a r,haciendo click en el ícono password e ingresandola clave “ALARMA”. En dicho sitio también encon-trará un link para bajar el Editor de Programacióny un tutorial para aprender a usar el programa, porsi Ud. no ha leído ediciones anteriores de SaberElectrónica.

Para programar la central, primero debe armar laplaca, revisar que está todo correcto, colocar elcable entre la placa y la computadora, abrir el edi-tor de programas, abrir el archivo sencilla.cad,convertir el programa a su correspondiente BASICy luego descargarlo sobre la placa. Eso es todo...ahora tendrá una central lista para montar su sis-tema dentrol del automóvil. Para este programa,hemos dispuesto los siguiente datos:

Tiempo de rearme: 10 segundos.

Tiempo de demora de zona: 10 segundos.

Tiempo de salida temporizada: 4.6 segundos.

Tenga en cuenta que el valorde la salida temporizada sedá con la instrucción sleep, loque significa que cada unidadp r o g r a m a d a corresponde a2,3 segundos. Si Ud. quiereque esa s a l i d a esté activadurante 3 minutos, precisarádemorar 180 segundos, osea, colocamos 80 en el casi-llero de sleep.

EL PROGRAMA INTELIGENTE

Muchas veces, por d e s p e r-fectos de un sensor, o por-que suciedad interrumpe unhaz en un sensor externo, opor cualquier otro motivo, sedispara una alarma sin queello signifique que hay intru-sos... simplemente es un des-

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Figura 14 - Diagrama de flujo del programaque tendremos que grabar en el PICAXE-08para que nuestra computadora se comporte

como central de alarma


perfecto. La posibilidad de con-tar con tres zonas de entradapermite que, aunque desconec-temos una de ellas, exista pro-tección por medio de las doszonas restantes. En la figura 16mostramos el diagrama deflujo construido en el Editor deProgramas para un programaque “va contando” la cantidadde veces que se dispara el sis-tema desde una zona sin quese haya desconectado la cen-tral, de esta manera, si un sen-sor se daña, la alarma actuaránormalmente, pero al efectuartres veces el ciclo de disparodesde la misma zona, el sistema “entenderá” quehay una falla, deshabilitará la zona, pero la centralcontinuará operando normalmente, protegida porlos sensores de las otras dos zonas. La zona demo-rada será comandada por un sensor colocado enla puerta del conductor (interruptor común depuerta), la otra zona serán el interruptores conec-tado en el resto de las aberturas (puertas, baúl ycapot) y la tercer zona podrá ser un detector demovimiento y/o de rotura de vidrios, colocado enel habitáculo. El archivo para poder abrir esta ver-sión que llamamos “inteligente” (porque en base adatos previos realiza diferentes cosas) en el Editor

de Programa se llama “media.cad” y lo puedebajar de nuestra web con la clave dada anterior-mente.

También hay otras versiones para cargar alPICAXE-08 de modo que realice otras funciones eincluso, una opción que llamamos“complicada.cad” que verifica lo que está suce-diendo en cada zona a cada instante y actúa enconsecuencia. Este programa es demasiadogrande y no entra en un PICAXE-08, por lo cualhabría que utilizar un PICAXE18-A, en cuyo casohabría que adaptar el circuito impreso.

Si Ud. es asiduo lectorde Saber Electrónicale pregunto:

¿Le parece conocido

este circuito?

¡Es el mismo que usa-mos para la central dealarma domiciliaria!

Y entonces ¿qué tiene

este circuito de compu -

tadora?

Este circuito es el cora-zón de la computadorade a bordo, en la pró-xima edición daremosel circuito final y descri-biremos la primer apli-cación para que dis-frute de este automa-tismo.

Saber Electrónica

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Artículo de Tapa

Figura 15 - Programa en BASIC quetendremos que grabar en el PICAXE-08 para que nuestra computadora se

comporte como central de alarma

Figura 15 - Programa en diagrama de flujo que tendremos que grabar en el PICAXE-08para que nuestra computadora se comporte como central de alarma “inteligente”.


tapa Saber Service 131 10/18/10 3:09 PM Página 1

Introducción

La sección de potencia de nues-tra fuente ya está resuelta con un cir-cuito resonante formado por el prima-rio del transformador y un capacitorde sintonía que resuenan en 78kHz.El secundario del transformador tieneun punto medio y con él logramosgenerar una tensión de salida senoi-dal desfasada 180º como en unafuente de 50Hz común con transfor-mador laminado de hierro silicio.Cuatro diodos rápidos con suscorrespondiente capacitores y resis-tores de filtrado garantizan una recti-ficación de onda completa con unafrecuencia de ripple de unos 140kHz.

En esta entrega debemos realizartodas las pruebas que nos permitandeterminar el funcionamiento correc-to de la fuente.

En un principio intentaremosconstruir una fuente para un amplifi-cador estereofónico de 30W porcanal aproximadamente, es decir quegeneraremos una fuente de +32V x1A y de -32V x 1A es decir 32W y32W con lo cual completamos 64W.De echo nunca una señal estéreoconsume la suma de los consumos.Se estima que es suficiente con con-siderar una potencia de fuente de 1,5

veces la potencia de un canal.Posteriormente veremos la posibili-dad de incrementar la potencia a unvalor mayor, para que la fuente seamás útil en forma genérica. De cual-quier modo esta serie de artículos esprácticamente un apunte de trabajomuy detallado para que cualquier lec-tor pueda desarrollar una fuente porsu cuenta; sólo hay que animarse ysimular las variantes porque el dise-ño es muy flexible y lo permite.

Ahora tenemos dos modos ajus-tables de regular la tensión de saliday uno fijo. Los regulables son el perí-odo de actividad de onda completa yla frecuencia del oscilador, el fijo es larelación de transformación del trans-formador de pulsos.

Como cosas a medir existe unamuy importante que es la tensiónaplicada a las llaves controladas y lacorriente que circula por ellas parasaber si los MOSFET elegidos conanterioridad son aptos para su fun-ción en una fuente resonante, aun-que a priori podemos decir que por latopología del circuito lo son segura-mente.

Otro cosa que debemos medir esla tensión aplicada al primario deltransformador y al capacitor de sinto-nía, porque seguramente tendrán

requisitos especiales debido a que elefecto resonante genera sobretensio-nes importantes.

El Circuito de Prueba

Realmente no diseñamos ningúncircuito nuevo; simplemente superpu-simos el último diseño de la entregaanterior con el circuito excitador dedos entregas atrás y así salió el cir-cuito completo que nos permite reali-zar los ajustes y las mediciones. Verla figura 1.

El clock del excitador está gene-rado por el generador de funcionesXFG3 dispuesto como generador deonda triangular que posteriormenteserá reemplazado probablementepor un 555 y un amplificador inversory un no inversor integradores. Enefecto, podemos observar que se uti-lizan las dos fases de salida delgenerador; una a la entrada inverso-ra de U1A y la otra a la entrada inver-sora de U2B que son circuitos com-paradores de alta velocidad.

La comparación se realiza conuna tensión continua que se obtienedel cursor del potenciómetro R5. Deacuerdo al valor de continua que secoloca en estas entradas, en las sali-

En este artículo continuamos con el desarrollo de nuestra fuente pul -

sada para un amplificador de audio. Al circuito de la fuente resonante

le agregamos nuestro modulador PWM y ajustamos todo para lograr

una tensión de 32V que alimente al amplificador.

Autor: Ing. Alberto H. Picerno

[email protected] [email protected]

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AUDIO

Audio - Diseño PWM 10/18/10 3:10 PM Página 26

das se genera un pulso rectangularcon mayor o menor período de activi-dad. Los pulsos estarán desfasadosdebido a que coinciden siempre conel pulso triangular positivo y dichopulso está desfasado 180º en ambassalidas de XFG3.

Los comparadores son circuitoscon salida “toten poll” o “output colec-

tor” es decir que ofrecen sobre lapata 1 y 7 el colector de un transistorllave interno, que requiere un resistora fuente (R6 y R7) para generar unpulso rectangular de ancho variableque opere las llaves controladas J1 yJ2. ver la figura 2.

Estas llaves le entregan al circui-to resonante T1 y C5 la energía que

toma la resistencia equivalente a lascargas del amplificador R1 y R2. Sise desea bajar la tensión de salida sepuede reducir el periodo de actividadde las llaves que se conectan a fuen-te o a masa por menos tiempo, redu-ciendo la energía entregada al LC.También se puede variar la frecuen-cia de XFG3 para que circule menos

Diseño de Fuentes Resonantes para Amplificadores de Audio

Saber Electrónica

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Figura 1. Circuito de prue -

ba del tipo resonante.

Figura 2. Oscilogramas

de la generación PWM.


corriente por el primario, alejando elpunto de trabajo del punto de sinto-nía del LC. Si se desea aumentar latensión de salida se debe hacer laacción contraria.

La tensión en los secundarios esproporcional a la corriente que circu-la por el primario; es decir que mayorcorriente significa mayor tensiónsobre los secundarios y viceversa.

Los diodos D3 y D4 completan elcamino de circulación del LC cuandolas dos llaves están abiertas.

Ajuste y Prueba del Circuito

Evidentemente lo primero quedebemos hacer es medir las tensio-nes de salida y ajustarlas al valor

deseado de 32V. En principio colo-camos el período de actividad delexcitador en su valor máximo, queno debe ser superior al 40% paraque no exista ninguna posibilidad deque en cierto momento se cierrenlas dos llaves controladas generan-do un cortocircuito fatal para losfuturos MOSFET. Luego se modificala frecuencia del generador de fun-

Audio

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Figura 3. Primeras mediciones de la fuente resonante.

Figura 4. Tensión sobre las llaves controladas.


ciones para lograr que la tensión desalida tenga el valor deseado de32V. Ver la figura 3.

Como se puede observar elgenerador de funciones se predispo-ne en onda triangular con un períodode actividad del 50%.

Para una posición del preset del

38% se obtienen las señales PWMindicadas en el osciloscopio que notienen peligro de superponerse. Paraeste caso las tensiones de salida sonde 32,24V y -32,24V que es el valordeseado.

A continuación en la figura 4 secoloca el osciloscopio para poder

medir las tensiones sobre las llavescontroladas.

Como se puede observar la ten-sión sobre las llaves es de 310V y nopodría ser otra que la tensión defuente porque cuando J1 está abiertaJ2 está cerrada y entonces J1 tieneaplicada la tensión de fuente. En

Diseño de Fuentes Resonantes para Amplificadores de Audio

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Figura 5. Corriente por el MOSFET inferior.

Figura 6. Corriente por el MOSFET superior.


cambio cuando J2 está abierta J1está cerrada y entonces J2 tiene apli-cada la tensión de fuente.

Esto significa que cualquiera delos MOSFET elegidos puede cumplircon el requisito de tensión.

La señal sobre las llaves parecetener una incongruencia porque notiene la forma esperada con un perí-odo de actividad menor al 50% perolo que ocurre que aunque la llaveesté abierta, los diodos D3 y D4 man-tienen el potencial para obtener bajaimpedancia durante todo el ciclo dela oscilación.

En las figuras 5 y 6 se puedeobservar el otro parámetro a conside-rar de los MOSFET que es la corrien-te. En realidad es necesario realizardos mediciones si vamos a tomarcomo referencia la señal de excita-ción. En la primera utilizamos el viejométodo de agregar un resistor debajo valor y en la segunda usamosuna ventaja del Multisim 10 que sonlas sondas de corriente en este casoajustada para 1V/A.

Como podemos observar lascorrientes pico son de 8A pero su

valor continuo es mucho menor por-que solo se debe considerar el tiem-po que dura la excitación de la llave,que como máximo fijamos en un38%, es decir 19% por cada transis-tor. El valor eficaz es aproximada-mente el 19% de 8A o 1,52A. Sobretodo los MOSFET 2SK3264 y2SK1507 son aptos para este uso yaque admiten pulsos de corriente de28A y 29A y valores continuos de 7Ay 9A respectivamente. Nota: estosMOSFET se consiguen en cualquiercasa de electrónica porque se los uti-liza para fuentes de TV.

Posibilidades de Regulación

de la Fuente

Como sabemos nuestra fuenteadmite el ajuste del período de activi-dad de dos formas diferentes. Porcambio de la tensión de error o porcambio de la frecuencia del oscilador.Primero vamos a probar el ajuste portensión para ver si es necesario recu-rrir a otro sistema, o si lo debemosmantener en suspenso para el dise-

ño de una fuente de mayor potencia.En la figura 7 se puede observar

qué pasa cuando la resistencia decarga se levanta a 20 veces de suvalor original.

Como podemos observar, con lle-var el potenciómetro de ajuste a un25%, se logra reajustar la salida alvalor deseado de 32V. Es decir queno hace falta recurrir al doble cambiode parámetro.

Conclusiones

Con este artículo comprobamosque estamos por el buen camino yque un simple cambio del período deactividad con nuestro modulador, essuficiente para lograr una buenaregulación con variaciones de cargade 1 a 20.

En la próxima entrega vamos acambiar las llaves controladas porMOSFET y vamos a diseñar una ade-cuada excitación de los mismos.También vamos a medir el rendimien-to de la fuente, que necesitamos parael diseño del transformador.

Audio

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Figura 7. Regulación con R de 640 Ohm


EDICION ARGENTINANº 131 MARZO 2011

Distribución: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Guten-berg 3258 - Cap. Interior: Distribuidora BertránS.A.C., Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap.Fed. U r u g u a y:RODE-SOL: Ciudadela 1416 -Montevideo.

Impresión: I mp r e s i o n e s B a r r a c a s . C a p . F e d . B s . A s .

Director

Ing. Horacio D. Vallejo

Jefe de Redacción

José María Nieves

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PublicidadAlejandro Vallejo

Editorial Quark SRL (4301-8804)Web Manager - Club SE

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AVISOS 10/18/10 3:12 PM Página 1


MANUALES TÉCNICOS

Energía Hidroeléctrica& PRÁCTICAS Y PROYECTOS

Tal como dice el Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable, Comisión Nacional de Energía Atómica, “Cuando encen -

demos una luz, ponemos en funcionamiento un artefacto eléctrico como por ejemplo un televisor, estamos utilizando

Energía Eléctrica y una de las formas de obtener este tipo de Energía es a través de una central hidroeléctrica.

En las centrales hidroeléctricas la energía se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que

provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La energía hidráulica tiene su origen en el "ciclo del agua",

generado por el Sol, al evaporar las aguas de los mares, lagos, etc. Esta agua cae en forma de lluvias y nieves sobre

la tierra y escurre hasta el mar, donde el ciclo se reinicia. El agua que ha caído en las partes altas puede ser captada

en lagunas y embalses, y conducida por canales y túneles hasta el lugar donde se emplea ó como se ha dicho en el

párrafo anterior hacer caer el agua a una rueda hidráulica, la cual al girar puede mover molinos de harina, soplantes

para fraguas, molinos para minerales y otras muchas aplicaciones. Las microcentrales hidroeléctricas son pequeños

sistemas energéticos que aprovechan la energía renovable de pequeños y medianos cursos de agua y la transforman

en energía eléctrica. Funcionan con desniveles de 2 a 200 metros y caudales de 0,5 a 3000 litros/seg. Proporcionan

energía eléctrica en corriente continua o alterna en un rango de 0,5 hasta 150kW de potencia. Las microcentrales hidro -

eléctricas constituyen una alternativa energética viable, cohabitando en perfecta armonía con el hombre y el medio

ambiente. No contaminan, producen "energía limpia" sin causar daños hidrológicos.

En este manual veremos algunos aspectos generales sobre la producción de energía hidroeléctrica, le proponemos

el armado “artesanal” de un pequeño generador Hidroeléctrico (molino de viento) y lo invitamos a descargar gratui -

tamente una serie de proyectos adicionales de suma utilidad práctica.

Informe Preparado por Ing. Horacio D. Vallejo

Manual - Hidráulica 10/18/10 3:17 PM Página 33

INTRODUCCIÓN

En general, podemos decir que lascentrales hidroeléctricas son confia-bles, de construcción sencilla, largavida útil y mínimo mantenimiento.

Favorecen el asentamiento huma-no mejorando las condiciones de cali-dad de vida y promueven el desarrolloindustrial, económico y social, logran-do el equilibrio entre tecnología ynaturaleza.

Están llamadas a cumplir un rolcada vez más importante en la solu-ción de los problemas energéticos enel ámbito rural, donde arribar con unalínea de corriente eléctrica implicacostos muy altos.

Los lugares de aplicación máscomunes de las centrales hidroeléctri-cas son en zonas alejadas de la redde suministro eléctrico y centros dedistribución; y en sitios donde sedesea aprovechar un recurso hídricodisponible para generar energía a losefectos de iniciar alguna explotaciónagrícola/ganadera, forestal, industrial,minera o turística:

- Estancias agrícola/ganaderas.

- Complejos hoteleros.

- Aduanas en zonas fronterizas.

- Puestos de Gendarmería nacio -

nal.

- Seccionales de guardaparques.

- Refugios de montaña.

- Campamentos viales, mineros,

forestales, etc.

- Poblaciones rurales.

- Pobladores particulares.

Sin embargo, se puede aprove-char la energía propia del movimientodel agua para generar energía eléctri-ca por medio de una gran cantidad deproyectos relacionados con pequeñosmolinos caseros.

CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

Las Centrales Hidroeléctricas oHidráulicas se construyen en los cau-ces de los ríos, en zonas donde el

caudal de agua en movimiento es sufi-cientemente abundante y continuo,para poder aprovechar la fuerza gravi-tacional de un salto o el fluir del agua.

El aprovechamiento hidráulico delos ríos, se basa en el principio funda-mental de que la velocidad del flujo deéstos es básicamente constante a lolargo de su cauce. Pero la energíapotencial no se convierte íntegramen-te en cinética como sucede en el casode una masa en caída libre, la cual seacelera, sino que ésta es invertida enlas llamadas pérdidas, que sucedecuando la energía potencial se “pier-de” en vencer las fuerzas de friccióncon el suelo, en el transporte de partí-culas, en formar remolinos, etc.

Las Centrales Hidroeléctricas seencargan de evitar estas pérdidas,aprovechando casi toda la energíapotencial. A medida que la tecnologíaha avanzado, se ha ido perfeccionan-do la maquinaria para aprovecharmejor el salto de agua en su produc-

ción de energía y perder la menorcantidad posible de ésta.

En el pasado, con los aparatos pri-mitivos se llegaba a perder hasta el70% de la energía potencial, mientrasque en la actualidad, las turbinasmodernas permiten un rendimientodel 85 al 91%.

Uno de los tipos de centrales máscomunes son las Centrales deEmbalse, que con presas de conten-ción reservan agua en un embalse.Estas centrales permiten aprovecharla energía potencial de la caída delagua entre dos niveles (salto geodési-co), que pasa a convertirse en energíacinética. El agua es impulsada a tra-vés de la tubería forzada, entrando deeste modo en las turbinas hidráulicasa gran velocidad, provocando unmovimiento de rotación que produceenergía mecánica, que finalmente setransforma en energía eléctrica pormedio de los generadores eléctricos(alternadores).

Manuales Técnicos

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La potencia de una CentralHidroeléctrica es proporcional a laaltura del salto y al caudal turbinado,por lo que es muy importante determi-nar correctamente estas variablespara el diseño de las instalaciones, yel tipo y tamaño de los equipos.

ELEMENTOS DE LA

ENERGÍA HIDROELÉCTRICA

Una masa de agua situada a unadeterminada altura posee una energíapotencia igual al producto de la masa(m), la aceleración de la gravedad (g)y la altura desde donde cae el agua(h), que se transforma en energíacinética al dejarla caer libremente (1/2m v2). Se entiende como energíahidráulica la energía asociada a lascorrientes o saltos de agua, siendo lascentrales hidroeléctricas las encarga-das de aprovechar esta energía ytransformarla en energía eléctrica.Para poder obtener energía eléctricaa partir de la energía asociada con elmovimiento del agua son necesarioslos siguientes elementos.

1) Embalse

Un embalse es el lugar donde sealmacena el agua (figura 1), y constade la presa y los desagües.

a) Presa. Es una barrera inter-puesta en el cauce de un río pararetener y almacenar su agua, elevan-do el nivel considerablemente y regu-lando el caudal de salida (figura 2).Atendiendo a la forma de resistir elempuje de la corriente hay dos tiposde presa: presas de gravedad, en lasque el empuje del agua se contrarres-ta con el peso del muro que forma lapresa, y presas de bóveda, en formade arco, con lo que se consiguesoportar mejor la presión del agua.

Una presa sólo puede retener a uncauce natural, si retuviera un canalsería considerada una balsa. Las pre-sas de hormigón son las más comu-nes y según su diseño hay 4 tipos

diferentes: Presas de Gravedad,Presas de Contrafuertes, Presas deArco-Bóveda y Presas de Tierrra oEscollera.

b) Desagües. Son aperturas dis-puestas en la pared principal de lapresa (figura 3) a través de las cualesse controla la salida del agua. Existentres tipos de desagües: de superficie,de medio fondo y de fondo.

-Desagües de superficie o alivia-d e r o s . Se encuentran en la partesuperior de la presa y tienen la funciónde regular el nivel del agua para evitarel desbordamiento. Pueden ser detres clases en función del tipo de com-puerta utilizada: de compuerta verti-cal, construida con materiales queresisten la presión del agua (como la

chapa reforzada) que se desliza sobreraíles; de compuertas de segmento,que están formadas por una estructu-ra metálica sujeta a un eje de girocuyo extremo tiene forma de superfi-cie cilíndrica, se utilizan en caudalesno muy elevados; y válvulas de reten-ción (clapetas), compuestas de unabáscula unida por uno de sus extre-mos a la parte superior de la com-puerta de tal forma que cuando lacompuerta desciende se abre y fluyeel agua.

-Desagües de medio fondo. Sondesagües que se alimentan a mediaaltura de la presa.

-Desagües de fondo. Son desa-gües situados en la parte inferior de lapresa.

Energía Hidroeléctrica

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Figura 2


En la figura 4 podemos apreciaruna gráfica simplificada de una centralHidroeléctrica con sus componentesbásicos.

2) Tuberías de conexión

Desde las tomas de agua se con-duce el agua de la presa hasta estastuberías de conexión (figura 5) que seencargan de llevar el agua hacia lasturbinas.

Están construidas con materialesde gran resistencia como acero, fundi-ción, fibrocemento o plástico reforza-do con fibra de vidrio. El diámetro ygrosor de las tuberías dependen delcaudal de la presa, y se sostienen enel suelo mediante apoyos y con ancla-jes de hormigón en los cambios dedirección; pueden ser aéreas o subte-rráneas.

Como dijimos, también, hay alivia-deros, compuertas y válvulas de con-trol. Todas las centrales hidroeléctri-cas disponen de dispositivos que per-miten el paso del agua desde elembalse hasta el cauce del río, aguasabajo, para evitar el peligro por des-bordamiento que podrían ocasionar

las crecidas. En esos casos es nece-sario poder evacuar el agua sobrantesin necesidad de que pase por la cen-tral (figura 6).

3) Planta transformadora o sala de máquinas

Son las instalaciones donde setransforma la energía cinética delagua en energía eléctrica. Las partesque componen una planta transforma-

dora son los elementos de cierre yreguladores y las turbinas (figura 7).

a) Elementos de cierre y regula-dores. Son los encargados de impediro regular la entrada del agua en laplanta.

b) Turbinas. Los dos tipos máshabituales de turbinas hidráulicas sonlas de acción y las de reacción.

-Turbinas de acción. Para hacergirar las aspas se aprovecha sólo la

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Figura 4

Figura 5


velocidad del agua. Estas turbinaspueden ser de flujo cruzado, de tipoPelton y otras. La más usada es la tur-bina Pelton, en la que el agua queempuja los álabes es impulsada porinyectores que regulan el caudal, y seemplea para centrales de pequeñocaudal y con un gran salto de agua.Tiene la característica de que admiteuna amplia variación de caudal, y, encaso de parada, cuenta con un deflec-tor de chorro, mecanismo que dirige elagua directamente al desagüe evitan-do una sobrepresión en la tubería.

-Turbinas de reacción. En estasturbinas el movimiento de los álabes

es provocado tanto por la velocidadcomo por la presión del agua.

Hay varios tipos de turbina dereacción: turbina Francis de hélice,Kaplan, etc.

La primera turbina de uso hidráuli-co fue patentada en Francia porBenoit Fourneyron en 1827. De todaslas patentadas, actualmente sólo sefabrican 4: Pelton (de acción); Francis(de reacción, con alabes fijos); Deriaz(de reacción con alabas orientables) yKaplan (de reacción, de flujo axial yalabes móviles).

Fue el ingeniero inglés JohnSmeaton quien impulsó el desarrollo

del uso de la energía hidráulica y en1880 en Northumberland, Inglaterra,se hizo la primera central hidroeléctri-ca. La central de Salto Grande enArgentina, por ejemplo (figura 8),posee turbinas tipo Kaplan. En la figu-ra 9 podemos apreciar una pequeñainfografía que ejemplifica a estos dostipos de turbina.

4) Generador y elementos anexos

Los elementos anexos o comple-mentarios son los elementos necesa-


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Figura 6

Figura 7

Figura 8


rios para controlar el proceso degeneración de corriente eléctrica yregularlo como ser el transformador yel tendido de la línea eléctrica.

Los transformadores son el equipoque se encarga de convertir la corrien-te de baja tensión en una corriente dealta tensión y disminuir la intensidadde la corriente eléctrica.

De este modo, se pierde menosenergía en su transporte (figura 10):Líneas de Transporte de EnergíaEléctrica.

La electricidad producida setransporta por cables de alta tensión alas estaciones de distribución, dondese reduce la tensión mediante trans-formadores hasta niveles adecuadospara los usuarios.

Las líneas primarias pueden trans-mitir electricidad con tensiones dehasta 500.000 volt o más. Las líneassecundarias que van a las viviendastienen tensiones de 220 o 110 volt.

TIPOS DE

CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

Las centrales hidroeléctricas sepueden clasificar según sus caracte-rísticas orográficas, atendiendo a suestructura o según la potencia quegeneren. Veamos entonces estas cla-sificaciones a grandes rasgos:

1) Según sus características oro -

gráficas, las centrales hidráulicas se

dividen en centrales fluyentes y cen -

trales con regulación:

1.1) Centrales fluyentes. Estánsituadas en ríos con un caudal cons-tante, de forma que no requieren laformación de un embalse o éste es depequeñas dimensiones. La recogidade agua se hace directamente del ríoy va hacia las turbinas.

1.2) Centrales con regulación. Sonlas que están situadas en lugaresdonde es necesario embalsar el aguay provocar un salto elevado de lamisma.

2) Según su estructura, se clasifi -

can en centrales por desviación de las

aguas y de pie de presa:

2.1) Centrales por desviación delas aguas. En éstas se desvía partedel caudal del río mediante un azud omuro situado transversalmente a lacorriente. Con ello se crea un reman-so sin necesidad de elevar mucho elnivel del agua.

El agua desviada se canaliza conla toma (ensanchamiento en la parteanterior del canal que agiliza la entra-da del agua) hasta el canal de deriva-ción, que puede ser a cielo abierto opor tubería. Desde allí se dirige a la

cámara de carga o depósito donde sealmacena el agua y del que parte latubería forzada, que lleva el aguahacia la planta transformadora.

2.2) Centrales de pie de presa.Requieren la construcción de unapresa que almacene el agua a unaaltura determinada. Si son de alta omedia caída el agua llega a la turbina(generalmente horizontal de impul-sión) a gran velocidad, con lo que noes necesario un generador de muchodiámetro. Si son de baja caída senecesitan turbinas de reacción, queson mucho más voluminosas debidoal gran caudal de agua que debenhacer pasar y, además, los generado-

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Figura 9

Figura 10


res son también de grandes dimensio-nes por la poca velocidad del agua.

3.-Según la potencia que generan,

se clasifican en minicentrales y

macrocentrales:

3.1) Minicentrales hidráulicas.Generan potencias comprendidasentre los 250kW y los 5.000kW. Enesta cateogoría también podríamosincluir a los modernos generadores deuso hogareño y también a los deconstrucción casera o artesanal.

3.2) Macrocentrales o centraleshidráulicas. Se generan potenciassuperiores a 5.000kW.

Por último, un tipo especial degeneración es la llamada central debombeo, en la que el embalse a partirdel cual se genera energía hidroeléc-trica recibe el agua por bombeo desdeotro embalse inferior. Para ello, ade-más de los elementos con los quecuenta una central convencional, esnecesario el uso de bombas que ele-ven el agua. Su principal aplicación escombinándola con una central térmi-ca, nuclear o hidroeléctrica conven-cional, y se implanta en lugares dondehay un desfase entre la energía gene-rada y la demanda de energía, biensea porque paralizar la producción deenergía es poco rentable (centralestérmicas y nucleares en las que elcosto de tiempo y dinero del arranqueno es rentable) o porque, si no se eva-cua el agua, se desbordaría el embal-se (centrales hidráulicas). Por ejem-plo, a lo largo del día una centralpuede tener una demanda que sobre-pase su capacidad de generacióneléctrica, y por la noche, producir másde lo que se consume. Para evitareste desfase, durante la noche laenergía sobrante se utiliza para bom-bear agua a un embalse superior, detal fortuna que durante el día, con elagua almacenada, se genera la ener-gía necesaria para cubrir el exceso dedemanda sin que la central tenga quesobredimensionarse para generarlapor sí misma.

VENTAJAS E INCONVENIENTES

DE LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

Entre las ventajas que ofrece tantoel uso de la energía hidráulica comode las instalaciones que la acompa-ñan, podemos citar las siguientes:

-El proceso de transformación de

la energía hidráulica en eléctrica es

«limpio», es decir, no produce resi -

duos ni da lugar a la emisión de gases

o partículas sólidas que pudieran con -

taminar la atmósfera.

-Las presas que se construyen

para embalsar el agua permiten regu -

lar el caudal del río, evitando de esta

forma inundaciones en épocas de cre -

cida y haciendo posible el riego de las

tierras bajas en los períodos de esca -

sez de lluvias.

-El agua embalsada puede servir

para el abastecimiento a ciudades

durante largos períodos de tiempo.

-Los embalses suelen ser utiliza -

dos como zonas de recreo y esparci -

miento, donde se pueden practicar

una gran cantidad de deportes acuáti -

cos: pesca, remo, vela, etc.

No obstante, la utilización a granescala de la energía hidráulica tam-bién presenta inconvenientes. Entreellos mencionaremos:

-Los embalses de agua anegan

extensas zonas de terreno, por lo

general muy fértiles y en ocasiones de

gran valor ecológico, en los valles de

los ríos. Incluso, en algunos casos,

han inundado pequeños núcleos de

población, cuyos habitantes han teni -

do que ser trasladados a otras zonas:

esto significa un trastorno considera -

ble a nivel humano.

-Las presas retienen las arenas

que arrastra la corriente y que son la

causa, a lo largo del tiempo, de la for -

mación de deltas en la desembocadu -

ra de los ríos. De esta forma se altera

el equilibrio, en perjuicio de los seres

vivos (animales y vegetales) existen -

tes en la zona.

-Al interrumpirse el curso natural

del río, se producen graves alteracio -

nes en la flora y en la fauna fluvial.

-Si aguas arriba del río existen

vertidos industriales o de alcantarilla -

do, se pueden producir acumulacio -

nes de materia orgánica en el embal -

se, lo que repercutirá negativamente

en la salubridad de sus aguas.

-Una posible rotura de la presa de

un embalse puede dar lugar a una

verdadera catástrofe (ejemplo: presa

de Tous, en la provincia de Valencia).

-Por último, reseñar la gran

dependencia que experimenta la

energía hidráulica respecto a las pre -

cipitaciones, pues en épocas de

sequía es necesario reservar parte del

agua embalsada para otros usos no

energéticos.

MINICENTRALES HIDROELÉCTRICAS

La superficie terrestre está cubier-ta en un 71% de agua. La energíahidroeléctrica proviene indirectamentede la energía del sol, responsable delciclo hidrológico natural. La radiaciónque procede de las fusiones nuclea-res que se producen en el sol calien-tan la superficie terrestre, ríos, lagos yocéanos, provocando la evaporacióndel agua. El aire caliente transporta elagua evaporada en forma de nubes yniebla a distintos puntos del planeta,donde cae nuevamente en forma delluvia y nieve. Una parte de la energíasolar permanece almacenada en elagua de los ríos, los lagos y los gla-ciares.

Las centrales y minicentraleshidroeléctricas transforman esa ener-gía en electricidad, aprovechando ladiferencia de desnivel existente entredos puntos. La energía se transformaprimero en energía mecánica en laturbina hidráulica, ésta activa el gene-rador, que transforma en un segundopaso la energía mecánica en energíaeléctrica (figura 11).

La potencia instalada no constitu-ye el criterio básico para diferenciaruna minicentral de una central hidroe-léctrica convencional. Una minicentral


Saber Electrónica

39


no es una central convencional aescala reducida. Una turbina de unoscientos de kilovatios tiene un diseñocompletamente distinto del de otra deunos cientos de megavatios y paraproducir algunos kilowatt el diseño sesimplifica enormemente. Desde elpunto de vista de obra civil, una mini-central obedece a principios comple-tamente distintos a las grandes cen-trales alimentadas por enormesembalses.

TIPOS DE MINICENTRALES

HIDROELÉCTRICAS

Las centrales hidroeléctricas, ydentro de ellas las minicentraleshidroeléctricas, están muy condiciona-das por las peculiaridades y caracte-rísticas que presente el lugar dondevayan a ser ubicadas.

Cuando se vaya a poner en mar-cha una instalación de este tipo hayque tener en cuenta que la topografíadel terreno va a influir tanto en la obracivil como en la selección de la maqui-naria.

Según el emplazamiento de lacentral hidroeléctrica se realiza lasiguiente clasificación general:

-Centrales de agua fluyente.

Captan una parte del caudal del río, lo

trasladan hacia la central y una vez

utilizado, se devuelve al río.

-Centrales de pie de presa. Se

sitúan debajo de los embalses desti -

nados a usos hidroeléctricos o a otros

usos, aprovechando el desnivel crea -

do por la propia presa.

-Centrales en canal de riego o de

abastecimiento.

Central de agua fluyente

Es aquel aprovechamiento en elque se desvía parte del agua del ríomediante una toma, y a través decanales o conducciones se lleva hastala central donde será turbinada, figura12. Una vez obtenida la energía eléc-

trica el agua desviada es devueltanuevamente al cauce del río.

Dependiendo del emplazamientodonde se sitúe la central será necesa-rio la construcción de todos o sóloalgunos de los siguientes elementos:

- Azud.

- Toma.

- Canal de derivación.

- Cámara de carga.

- Tubería forzada.

- Canal de descarga.

- Edificio central y equipamiento

electro-mecánico.

- Subestación y línea eléctrica.

Dentro de este grupo hay diversasformas de realizar el proceso de gene-ración de energía. La característicacomún a todas las centrales de aguafluyente es que dependen directa-mente de la hidrología, ya que no tie-nen capacidad de regulación del cau-dal turbinado y éste es muy variable.Estas centrales cuentan con un salto

Manuales Técnicos

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40

Figura11

Figura 12


útil prácticamente constante y supotencia depende directamente delcaudal que pasa por el río.

En algunos casos se construyeuna pequeña presa en la toma deagua para elevar el plano de ésta yfacilitar su entrada al canal o tuberíade derivación.

El agua desviada se conducehasta la cámara de carga, de dondesale la tubería forzada por la que pasael agua para ser turbinada en el puntomás bajo de la central.

Para que las pérdidas de cargasean pequeñas y poder mantener laaltura hidráulica, los conductos por losque circula el agua desviada se cons-truyen con pequeña pendiente, provo-cando que la velocidad de circulacióndel agua sea baja, puesto que la pér-dida de carga es proporcional al cua-drado de la velocidad.

Esto implica que en algunoscasos, dependiendo de la orografía, lamejor solución sea optar por construirun túnel, acortando el recorrido hori-zontal.

Otros casos que también se inclu-yen en este grupo, siempre que noexista regulación del caudal turbina-do, son las centrales que se sitúan enel curso de un río en el que se haganado altura mediante la construc-ción de una azud, sin necesidad decanal de derivación, cámara de cargani tubería forzada.

Central de pie de presa

Es aquel aprovechamiento en elque existe la posibilidad de construirun embalse en el cauce del río paraalmacenar las aportaciones de éste,además del agua procedente de laslluvias y del deshielo. La característicaprincipal de este tipo de instalacioneses que cuentan con la capacidad deregulación de los caudales de salidadel agua, que será turbinada en losmomentos que se precise, figura 13.Esta capacidad de controlar el volu-men de producción se emplea engeneral para proporcionar energíadurante las horas punta de consumo.

La toma de agua de la central seencuentra en la denominada zona útil,que contiene el total de agua quepuede ser turbinada. Debajo de latoma se sitúa la denominada zonamuerta, que simplemente almacenaagua no útil para turbinar.

Según la capacidad de agua quetenga la zona útil la regulación puedeser horaria, diaria o semanal. En lasminicentrales hidroeléctricas el volu-men de almacenado suele ser peque-ño, permitiendo por ejemplo producirenergía eléctrica un número de horasdurante el día, y llenándose el embal-se durante la noche. Si la regulaciónes semanal, se garantiza la produc-ción de electricidad durante el fin desemana, llenándose de nuevo el

embalse durante el resto de la sema-na. También se incluyen en estegrupo aquellas centrales situadas enembalses destinados a otros usos,como riegos o abastecimiento deagua en poblaciones. Dependiendode los fines para los que fue creada lapresa, se turbinan los caudales exce-dentes, los caudales desembalsadospara riegos o abastecimientos, eincluso los caudales ecológicos.

Las obras e instalaciones necesa-rias para construir una minicentral alpie de una presa que ya existe son:

- Adaptación o construcción de las

conducciones de la presa a la mini -

central.

- Toma de agua con compuerta y

reja.

- Tubería forzada hasta la central.

- Edificio central y equipamiento

electromecánico.

- Subestación y línea eléctrica.

Central hidroeléctrica en canal de riego

Se distinguen dos tipo de centra-les dentro de este grupo:

Aquellas que utilizan el desnivel

existente en el propio canal. Mediante

la instalación de una tubería forzada,

paralela a la vía rápida del canal de

riego, se conduce el agua hasta la

central, devolviéndola posteriormente

a su curso normal en canal.

Aquellas que aprovechan el desni -

vel existente entre el canal y el curso

de un río cercano, figura 14. La central

en este caso se instala cercana al río

y se turbinan las aguas excedentes en

el canal.

Las obras que hay que realizar enestos tipos de centrales son lassiguientes:

- Toma en el canal, con un alivia -

dero que habitualmente es en forma

de pico de pato para aumentar así la

longitud del aliviadero.


Saber Electrónica

41

Figura13


- Tubería forzada.

- Edificio de la central con el equi -

pamiento electro-mecánico.

- Obra de incorporación al canal o

al río, dependiendo del tipo de apro -

vechamiento. -Subestación y línea

eléctrica.

BASES DE DISEÑO DE UN

SISTEMA HIDROELÉCTRICO

La potencia de una pequeña cen-tral hidroeléctrica es proporcional a laaltura del salto y al caudal turbinado,por lo que es muy importante determi-nar correctamente estas variablespara el diseño de las instalaciones y eldimensionamiento de los equipos.

Es fundamental la elección de uncaudal de diseño adecuado para defi-nir el equipamiento a instalar, deforma que la energía producida sea lamáxima posible en función de la hidro-logía. Por tanto, el conocimiento delrégimen de caudales del río en lazona próxima a la toma de agua esimprescindible para la determinacióndel caudal de diseño del aprovecha-miento.

La medición de los caudales delrío se realiza en las estaciones deaforo, donde se registran los caudalesinstantáneos que circulan por el tramodel río donde está ubicada la estacióny a partir de éstos se determinan loscaudales máximos, medios y mínimosdiarios correspondientes a un grannúmero de años, con los que se ela-boran series temporales agrupadaspor años hidrológicos.

Por tanto, en función de la ubica-ción del proyecto, primeramente serecopilarán las series hidrológicas (demás de 25 años) de las estaciones deaforo existentes en la zona de implan-tación de la central, con los datos decaudales medios diarios, para realizarel correspondiente estudio hidrológi-co. No es objeto de este manual pro-fundizar en este tema sino que el lec-tor tenga bases iniciales de conoci-miento.

En general, hay que realizar un

estudio hidrológico teórico, basado endatos de precipitaciones de la zona yen aforos existentes en cuencassemejantes. En este caso, se debenrecopilar y analizar las series de datospluviométricos disponibles, comple-tando los períodos en los que faltendatos utilizando métodos de correla-ción de cuencas, para lo que hay quedeterminar previamente las caracte-rísticas físicas de la cuenca a estudiar,

principalmente la superficie y los índi-ces que definen la forma y el relievede esa superficie. A continuación serelacionan las aportaciones de ambascuencas en función de las precipita-ciones hidrológicos, superficies y coe-ficientes de escorrentía, teniendo encuenta los índices de compacidad yde pendiente. Con esta relación seobtiene un factor corrector que permi-te obtener las aportaciones y cauda-

Manuales Técnicos

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42

Figura14

Figura 15


les de la cuenca estudiada, que hansido obtenidas a partir de los datos deuna cuenca semejante. Estos datoses conveniente completarlos, ade-más, con medidas directas del caudalen una sección del río a lo largo de almenos un año.

Al final, en todo estudio hidrológi-co, sea teórico o con datos reales decaudales, se obtendrá una serie anuallo suficientemente grande para reali-zar una distribución estadística quenos tipifique los años en función de laaportación registrada: “años muysecos, secos, medios, húmedos ymuy húmedos (figura 15)”.

Una vez obtenida la distribucióna n t e r i o r, se tomará un año mediorepresentativo y se construirá la curvade caudales clasificados de la cuencaestudiada que nos dará el caudal en latoma en función de los días del año enque se supera dicho valor. Caracterizamuy adecuadamente, en términosadimensionales, el régimen hidrológi-co de un cauce a efectos de su apro-vechamiento hidroeléctrico.

La curva de caudales clasificadosproporciona una valiosa informacióngráfica sobre el volumen de agua

existente, el volumen turbinado y elvolumen vertido por servidumbre,mínimo técnico o caudal ecológico.

Para elaborar esta curva (repre-sentada en el gráfico de la figura 16),hay que calcular los siguientes pará-metros:

QM: Caudal máximo alcanzado en

el año o caudal de crecida.

Qm: Caudal mínimo del año o

estiaje.

Qsr: Caudal de servidumbre que

es necesario dejar en el río por su

cauce normal. Incluye el caudal ecoló -

gico y el necesario para otros usos. El

caudal ecológico lo fija el Organismo

de cuenca, si no se conociera, una pri -

mera estimación es considerarlo igual

al 10% del caudal medio interanual.

Qmt: Caudal mínimo técnico. Es

aquel directamente proporcional al

caudal de equipamiento con un factor

de proporcionalidad “K” que depende

del tipo de turbina.

Qmt = K * Qe

Para una primera aproximación,

se tomarán los siguientes valores de“K”:

- Para turbinas PELTON: k = 0,10

- Para turbinas KAPLAN: k = 0,25

- Para turbinas SEMIKAPLAN k = 0,40

- Para turbinas FRANCIS k = 0,40

El caudal de equipamiento que seelegirá de forma que el volumen turbi-nado sea máximo, es decir, el áreaencerrada entre los puntos A, B, C, D,E, A sea máxima (vea la figura 16).

Otra forma de determinarlo es, unavez descontado el caudal de servidum-bre a la curva de caudales clasificados,se elige el caudal de equipamiento enel intervalo de la curva comprendidoentre el Q80 y el Q100, siendo el Q80el caudal que circula por el río durante80 días al año y el Q100 el que circuladurante 100 días al año. A veces no seelige el caudal que proporciona mayorproducción, ya que hay que tener encuenta otros factores como puedenser: la inversión necesaria, instalacio-nes ya existentes que condicionan elcaudal a derivar (por ejemplo, canales,túneles, etc.). Como puede deducir,las condiciones de diseño no terminanaquí, se debe determinar cuál debeser el salto neto mínimo de agua paradeterminar la energía asociada, lapotencia necesaria y cuál será el equi-po necesario, pero estos temas no losabordaremos ya que nos dedicare-mos a indicarles cómo se puede cons-truir un pequeño molino generador deenergía Hidroeléctrica. Si Ud. deseaprofundizar estos conocimientos,puede descargar un curso completode energía Hidroeléctrica desde nues-tra web: www.webelectronica.com.ar,haciendo click en el ícono password eingresando la clave “ h i d r o c u r s o ”.También puede visitar las páginasweb que han servido como bibliografí-aa para la elaboración de este manualtécnico.

www.iescristobaldemonroy.eswww.surehistoria.bligoo.comwww.idae.eswww.agenergia.orgwww.buenastareas.com


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Figura 16


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El Nokia 5230 es un móvil queha sido diseñado para que, porun precio bastante atractivo

(ronda los 200 dólares liberado yalgunos operadores lo están ofre-ciendo en Argentina por menos de150 dólares con planes de 12 y 18meses) el usuario pueda disfrutar de

un terminal táctil muy equilibradoque permite escuchar música, vervídeos e inclusos navegar porInternet (con algún plan de datosporque no incluye WiFi). Si bien tienemás de 2 años, comenzó a populari-zarse en varios países de AméricaLatina hace menos de 6 meses.

Es un smartphone con pantallatáctil que cuenta con detalles muyinteresantes, cuenta con un diseñomuy en la línea de lo que última-mente está haciendo Nokia en dis-positivos táctiles (externamente esbastante parecido al Nokia N97mini, salvo que carece de teclado

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51

Cuaderno del Técnico Reparador

Liberación de Teléfonos Celulare s

Liberación y Trucos para el Nokia 5230

El Nokia 5230 es un terminal de gama media con

pantalla táctil encuadrado dentro de la gama

XpressMusic. De precio relativamente atractivo en

función de sus prestaciones, es una versión simpli -

ficada del 5800 XpressMusic original que, sin

embargo, tiene cualidades más propias de un termi -

nal de gama alta, como el GPS integrado o la cone -

xión 3G a Internet. En esta nota veremos cómo libe -

rar este teléfono y daremos algunos trucos que le

resultarán de utilidad.

Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejoe-mail: [email protected]

El Nokia 5230

es un smart -

phone con

pantalla táctil

que cuenta

con detalles

muy interesan -

tes

Gracias al acelerómetro con rotación incorporada,

cuando giramos el Nokia 5230 la pantalla se nos

adapta al modo apaisado

deslizante, e idéntico al Nokia 5800XpressMusic pero sin WiFi incorpo-rado), aunque en esta ocasión elfabricante finlandés da la opción alusuario de elegir entre varias carca-sas intercambiables de colores(rosa fuerte, amarillo, azul, grismetalizado, etc.).

En mi opinión, la intención deNokia es que todos los usuarios,por un precio bastante atractivo,puedan disfrutar de la experienciade un smartphone con pantalla tác-

til de 3,2 pulgadas (640 x 360 píxe-les y formato 16:9) gobernado por elsistema operativo symbiam S60 ensu 5ª Edición y con detalles muyinteresantes como su conectividadH S D PA (velocidad 3,6 Mbps), elacceso directo a la Ovi Store desdela pantalla de inicio o el soporte A-GPS y la aplicación Ovi Mapas 3.0(con información detallada, inclui-das imágenes aéreas y paisajes en3D, para navegación en coche oandando de más de 200 ciudades).

Las dimensiones y peso delNokia 5230 (111 x 51,7 y 14,5/15,5mm; 113 gramos sin el stylus y 115gramos con él) lo hacen un smart-phone muy llevadero, que aprove-cha casi todo su frontal para su pan-talla táctil de 3,2 pulgadas, quepuede manejarse perfectamentecon las yemas de los dedos o tam-bién usando el stylus (púa lo lla-man) que podremos sujetar al ter-minal para tenerlo a mano en todomomento. Dos detalles interesantes


Saber Electrónica

52

Aunque se puede manejar con los dedos, para

una mayor precisión Nokia incluye la púa que te

mostramos en la imagen.

En la zona superior tenemos el auricular y justo al lado el sensor

de proximidad. Un poco más abajo está la tecla multimedia, que

da acceso a la música, galería de imágenes y vídeos, el com -

partir en línea, el centro de vídeos y la navegación en la Web.

La parte de abajo tiene las típicas teclas de llamar

a la izquierda, el menú en el centro y la de colgar

a la derecha.

La cámara del Nokia 5230 es de 2 megapíxeles (1.600 x 1.200),

tiene un zoom digital de tres aumentos, carece de flash y graba

vídeo en calidad VGA a 30 fotogramas por segundo.

Aquí vemos el

botón de

encendido, el

acceso al

conector

microUSB, el

conector AV

de Nokia de

3,5 mm y la

entrada para el

cargador.

En el lateral derecho tenemos la tecla de zoom y volu -

men (más y menos), el interruptor de bloqueo y la tecla

de captura de fotos.

Por su parte, en el lateral izquierdo se sitúa la ranura para tarje -

tas SIM y de memoria (admite hasta 16 Gbytes) y el orificio para

enganchar el stylus.

del Nokia 5230 son su acelerómetropara giro automático, con lo quepodremos navegar por sus aplica-ciones (acceso a Internet incluido)en modo apaisado y el sensor deproximidad situado en la partesuperior que evita que al acercar elterminal a la oreja para hablar lapantalla táctil reaccione frente a untoque involuntario.

En la zona superior tenemos elauricular y justo al lado el sensor deproximidad. Un poco más abajoestá la tecla multimedia, que daacceso a la música, galería de imá-genes y vídeos, el compartir enlínea, el centro de vídeos y la nave-gación en la Web.

La parte de abajo tiene las típi-cas teclas de llamar a la izquierda,el menú en el centro y la de colgar ala derecha. Aunque el almacena-miento interno está limitado a 70Mbytes viene con una tarjetamicroSD de 1 ó 2 Gbyte de capaci-dad, pero si se nos queda cortasiempre podremos ampliarla conuna tarjeta de hasta 16 Gbytes, másque suficiente para tener una buenadiscoteca de canciones MP3 y algu-nos vídeos. Además, también tieneradio FM con RDS.

La cámara del Nokia 5230 es de2 megapíxeles (1.600 x 1.200),tiene un zoom digital de tres aumen-tos, carece de flash y graba vídeo

en calidad VGA a 30 fotogramas porsegundo.

La batería del Nokia 5230 de1.320 miliamperios le otorga unaautonomía en conversación (bajored 2G ) de hasta 7 horas y de 4,18horas en 3G, sin olvidar que puedepermanecer hasta 33 horas repro-duciendo música y tres horas devídeo. Además, el tiempo de esperaes de 438 horas. Como vemos, unaautonomía más que suficiente paraevitar tener que recargar el móviltodas las noches, salvo que haya-mos tenido una jornada de muchouso de la conexión 3G.

En el lateral derecho tenemos latecla de zoom y volumen (más ymenos), el interruptor de bloqueo yla tecla de captura de fotos. Por su

parte, en el lateral izquierdo se sitúala ranura para tarjetas SIM y dememoria (admite hasta 16 Gbytes)y el orificio para enganchar el stylus.

El Nokia 5230 posee algunascaracterísticas del Nokia N97 mini,aunque el N97 mini no se puedecomparar porque en precio y carac-terísticas es muy superior.

La llegada masiva de pantallastáctiles a los smartphones es unatendencia imparable que se ve res-paldada por la aceptación de losusuarios, sobre todo entre los másjóvenes, que encuentran en estetipo de interfaz una forma muy natu-ral de manejar el terminal. En elcaso del Nokia 5230, la respuesta(incluso usando los dedos) de supantalla táctil está muy lograda.Donde sí tenemos que hacer unapequeña crítica es que a veces larotación (modo vertical o apaisado)de la pantalla gracias al aceleróme-tro no se produce de manera ins-tantánea y hay que volver a girar elmóvil para que funcione.

Liberación del Nokia 5230

Para liberar el Nokia 5230, demodo que pueda ser utilizado con elchip de cualquier operador, sepuede cambiar el sistema operativo,cambiándolo por otro que no poseael mencionado “candado”, o sepuede colocar un código de desac-


Saber Electrónica

53

Figura 1

El Nokia 5230

junto al Nokia

N97 mini. Ambos

comparten algu -

nas característi -

cas, pero el N97

mini no se puede

comparar porque

en precio y carac -

terísticas es muy

superior.

tivación, tal como ocurre con lamayoría de los Nokia. Desde el vie-jito Nokia 1100, las calculadoras decódigo ya hacían furor por Internet ymediante su uso se podían liberarteléfonos celulares sin necesidadde tener que programarlo utilizandouna computadora, ni hacer testpoint ni otras tareas largas y/otediosas. El principal problemasiempre fue conseguir una calcula-dora confiable y es por eso que ennuestra web habilitamos un sectorque permite a los lectores “calcular”códigos que al ser ingresados alteléfono, lo liberan.

Para liberar este teléfono celularingrese a la página:

www.webelectronica.com.ar/liberanokia/codigo

Aparecerá la imagen de la figura1. Deberá colocar la su dirección decorreo electrónico (debe ser sociodel Club Saber Electrónica, lo cuales gratuito) y al aceptar aparecerála imagen de la figura 2, en la quese le indica lo siguiente:

Mediante esta página podrásdesbloquear y liberar tu teléfonoNokia para poder usarlo con otrosoperadores. Para ellos sólo tienesque seguir estos sencillos pasos.

Esta herramienta está en cons-tante desarrollo y mejora. Si vesque el código mostrado no desblo-quea tu móvil, no desesperes yvuelve a probarlo pasado un dia odos. Gracias:

1. Encendé tu teléfono móvil

Nokia

2. Introducí el código *#06#

3. El número que aparece en

pantalla es el número IMEI. Anotá

sólo los números en un papel sin

errores, sin barras ni guiones.

4. Apagá el teléfono móvil.

5. Sacá la tarjeta SIM del telé -

fono móvil.

6. Rellená el siguiente formula -

rio con el número IMEI, el modelo

de tu Nokia, y el operador de telé -

fono.

7. En la siguiente página obten -

drás los códigos y las instrucciones.

Una vez que haya completadolos casilleros solicitados por el pro-grama, al apretar el botón “MostrarCódigos Solicitados”, aparecerá laimagen de la figura 3, en la que sepueden apreciar los códigos dedesbloqueo sugeridos.

Para introducir los códigossugeridos debe hacer lo siguiente:

1. Apague el teléfono y retire el

chip.

2. Encienda el teléfono.

3. En la pantalla inicial, intro -

duzca el primero de los códigos de

la siguiente forma:

Pulse almohadilla "#"

Pulse 3 veces el asterisco

para escribir la "p"


para escribir la "w"


para escribir el "+"

Introduzca todos los

números del código

Si no funciona con el primer

código, pruebe los siguientes, hay 4

posibles códigos.

En cuanto pulse la última almo -

hadilla en el teléfono aparecerá

"Restricción SIM: Apagado"

El teléfono ya está desblo -

queado.

Si aun así sigue sin funcionar,

es posible que haya introducido mal

el IMEI, el modelo o el operador.

El teléfono se bloquea si intro -

duce 5 códigos erróneos, por eso

sólo mostramos 4 códigos.

Nuestra sugerencia es que si alsegundo intento no tiene resulta-dos, que me envíe un mail pararevisar los algoritmos de cálculo


Saber Electrónica

54

Figura 2

Figura 3

para ver si debemos “ajustar” el pro-grama.

Aplicaciones para el

Nokia 5230

Existe una gran cantidad de apli-caciones, muchas de ellas gratui-tas, que hacen del Nokia 5230, unaparato más que atractivo. En nues-tra web colocamos varias aplicacio-nes que puede descargar a partir delos links provistos. Para obtenerdichas aplicaciones, diríjase aw w w. w e b e l e c t r o n i c a . c o m . a r ,haga click en el ícono password eingrese la “clave apli5230”.

Algunas de las apliacionessugeridas son:

OggPlay

OggPlay es un reproductor deaudio para teléfonos inteligentes(figura 4). Fue escrito inicialmentepara SonyEriccson P800 y luegoliberado bajo licencia GPL por suautor Leif H. Wilden. Reproducearchivos en formato Ogg, Oga, Flacy Mp3. Es compatible con otros telé-fonos con sistema operativoSymbian S60V5 y resolución depantalla de 360 x 640 píxeles, talescomo: Nokia C6, 5530, 5235, 5800,N97, y X6.

ICQ Mobile para Nokia 5230

ICQ Mobile es una aplicacióncon la que podrá llevar a sus con-tactos donde quiera que vaya(figura 5). Permite obtener actuali-zaciones de estado y notificacionesdirectamente en su dispositivomóvil. También podrá administrar sulista de contactos, modificar su per-fil de ICQ y editar mensajes perso-nales. Es compatible con otros telé-fonos con sistema operativo

Symbian S60V5 y resolución depantalla de 360 x 640 píxeles, talescomo: Nokia C6, 5530, 5235, 5800,N97, y X6.

F-Secure Anti-Theft

F-Secure Anti-Theft es un pro-grama que protegerá la informaciónpersonal y confidencial de su telé-fono para que no sea utilizada porcualquier persona (figura 6).Además le permitirá bloquear elmóvil, borrar datos confidenciales yser informado de robó del teléfonode forma remota a través de SMS.Es compatible con otros teléfonoscon sistema operativo SymbianS60V5 y resolución de pantalla de360 x 640 píxeles, tales como:Nokia C6, 5530, 5235, 5800, N97, yX6.

Smartmovie para Nokia 5230

Smartmovie es una popularherramienta para convertir y repro-ducir películas en su teléfono móvil(figura 7). Muchos dispositivos

móviles son capaces dereproducir videos, perodebido al formato y las res-tricciones de almacenamientolas películas deben ser con-vertidas antes de que seantransferidas. Es compatiblecon otros teléfonos con sis-tema operativo SymbianS60V5 y resolución de panta-lla de 360 x 640 píxeles, talescomo: Nokia C6, 5530, 5235,5800, N97, y X6.


Saber Electrónica

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Figura 4

Figura 5

Figura 6 Figura 7

HandyWi para Nokia 5230

HandyWi es un pequeño pro-grama que lo ayudará a encontrarpuntos WiFi públicos 802.11a/b/c/gWLAN, incluyendo WiFi públicas,FON, entre otras (figura 8).HandyWi envía sus puntos de refe-rencia a su página web para consul-tarlos luego mediante Google Mapso Google Earth. Esta aplicacióntambién es compatible con otrosteléfonos con sistema operativoSymbian S60V5 y resolución depantalla de 360 x 640 píxeles, talescomo: Nokia C6, 5530, 5235, 5800,N97, y X6

Mobbler para Nokia 5230

Mobbler es una aplicación paraescuchar música gratis desde elsitio Last.fm (figura 9), utilizando laconexión a Internet de teléfono(WiFi, UMTS o GPRS) sin costoadicional al costo del proveedor deservicios de Internet. Permite crearlistas de reproducción, elegirmúsica similar a los artistas que legustan, descubrir nueva música, ymucho más.

Algunos Trucos

Fáciles de Aplicar

Son muchos los procedimientosfáciles de llevar a cabo para que elteléfono realice determinadastareas o se comporte de formasespecíficas. En general, estos “tru-cos” facilitan el manejo del opera-

dor. A continuación le damos algu-nas sugerencias amigables que lepermitirán obtener mayores benefi-cios de un Nokia 5230.

Cambiar la Letra al Celular

Cambiar la letra de su celular en5 pasos es fácil, simplemente hagalo siguiente:

1. Seleccione una fuente de su

PC que le guste, colóquela dentro

de una carpeta nueva en el disco

rígido y copie el archivo 4 veces

2. Nombre la carpeta “Fonts” y

renombre cada archivo de la

siguiente forma: s60snr. t t f ,

s60ssb.ttf, s60tsb.ttf y S60ZDIGI.ttf.

3. Conecte el celular a la PC en

modo de Almacenamiento Masivo,

abra la carpeta Resource del celular

y pegue la carpeta Fonts creada en

su interior

4. Desconecte el celular.

5. Apague/Prenda y listo

Para regresar a la letra pordefault solo borre la carpeta Fonts.

Cómo Poner Música

Vamos a explicar una formamuy sencilla para poder colocarlecanciones al móvill.

Es una técnica sencilla que sepuede utilizar en otros teléfonoscelulares similares:

1. Conecte el celular en modo

de almacenamiento masivo

2. Explore el celular en busca de

su contenido y elija la carpeta

Attachments.

3. Copie en su interior la música

que desee.

4. Retire la conexión, apague y

encienda el teléfono, vaya a Menú,

Música, Reproducción de Música,

Opciones, Actualizar Biblioteca.

Ahora puede escuchar la música

alojada.

Cómo Poner Videos

De una forma similar, tambiénse pueden colocar videos y pelícu-las, teniendo en cuenta que debentener una resolución acorde con elterminal.

La técnica que damos a conti-nuación también se puede usar enotros teléfonos celulares con elmismo sistema operativo o conprestaciones similares:

1. Conecte el celular en modo

de almacenamiento masivo

2. Explore el celular en busca de

su contenido y elija la carpeta My

Videos.

3. Copie en su interior los videos

que desee en formato 3GP o MP4.

4. Retire la conexión, apague y

encienda el teléfono. Ahora puede

reproducir todos los videos que

haya alojado.

Lo dado hasta aquí son simple-mente algunas de las aplicaciones ytrucos recomendados para el Nokia5230, para más información reco-mendamos que visite nuestra web.


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56

Figura 8

Figura 9

Introducción

El tubo CCFL debe su nombre ala traducción del inglés de “ColdCathode Fluorescent Lamps” o lám-para fluorescente de cátodo frío. Esmuy similar a la de los tubos fluo-rescentes comunes de iluminacióncon la salvedad de que no poseenfilamento y su arranque se realizapor aplicación de una tensión supe-rior a la de encendido sin generarantes electrones libres en los cáto-dos, por calentamiento.

El equivalente exacto en la ilu-minación son las lámparas de largaduración que actualmente son elreemplazo obligado de las lámparasincandescentes de filamento; por suconsumo y duración.

Un dispositivo de cátodo fríopuede tener una vida tan largacomo 25.000 horas de funciona-miento continuo que equivalen a1041 días, si estuviera encendido

las 24 horas (prácticamente 3años). Por supuesto no todas lasCCFL duran tanto y además hayque considerar que las destinadas ailuminación poseen un circuito elec-trónico en su base que tiene uníndice de fallas elevado. Esa vida esla de un tubo CCFL destinado a rea-lizar el back light de un TV y que poresa razón puede tener un vidrioespecial y electrodos con una formade copa. La lámpara compacta fluo-rescente o CFL es un tipo de lám-para o tubo fluorescente que sepuede usar con casquillos del tiporosca Edison normal (E27) opequeña (E14). En otros países his-panoparlantes se las conoce como:

Lámpara ahorradora de energía.

Lámpara de luz fría.

Lámpara de bajo consumo.

Bombilla de bajo consumo.

Bombillo ahorrador.

Ampolleta Fluorescente.

En comparación con las lámpa-ras incandescentes, las CCFL tie-nen una vida útil mayor y consumenmenos energía eléctrica para pro-ducir la misma iluminación. Dehecho, las lámparas CCFL ayudana ahorrar costo en las facturas deelectricidad, en compensación a su

Saber Electrónica

57


Pantallas Planas para TV y Monitore s

Los Tubos CCFL en las Pantallas Planas

La iluminación de “backlight” de los televi -

sores, notebooks y monitores LCD está

casi completamente volcada hacia el uso

de los tubos fluorescentes CCFL. Hace

menos de un año comenzaron a usarse

backlight inteligentes a leds por lo cual,

hasta que estos TVs agoten su período de

garantía y se hagan más económicos va a

pasar mucho tiempo; por eso le propone -

mos realizar un estudio muy completo de

los CCFL.

Autor: Ing. Alberto H. Picernose-mail: [email protected], [email protected]

Figura 1 . Lámpara larga vida.

alto precio. Se estima que sepagan solas dentro de las primeras500 horas de uso.

Presentadas mundialmente aprincipios de los años ochenta, lasventas de las lámparas CCFL sehan incrementado constantementedebido a las mejoras en su funcio-namiento y la reducción de sus pre-cios. El más importante avance enla tecnología de las lámparas fluo-rescentes (incluidas las CCFL) hasido el reemplazo de los balastos,reactancias magnéticos o cebado-res (transformadores usados parasu encendido) por los del tipo elec-trónico. Este reemplazo ha permi-tido la eliminación del efecto de"parpadeo" y del lento encendidotradicionalmente asociados a la ilu-minación fluorescente, así como unahorro de peso de la propia lám-para. A su vez cuando se necesita-ron para el back Light de los TVLCD ya existía una amplia expe-riencia en su diseño y su uso. Ver lafigura 1.

Las lámparas compactas fluo-rescentes utilizan un 80% menos deenergía (debido principalmente aque producen mucho menos calor)y pueden durar hasta 12 vecesmás, ahorrando así dinero en la fac-tura eléctrica. Este porcentajemejora con cada nuevo modelo.

El mercado de lámparas CCFLha sido ayudado por la producciónde lámparas que pueden ser inte-gradas o no. Las primeras contie-nen un tubo, un balasto electrónicoy una base atornillable en un porta-lámparas estándar; éstas permitenque las lámparas incandescentessean sustituidas fácilmente. Laslámparas no integradas permiten elreemplazo del tubo y el uso prolon-gado del balasto; ya que el balastoelectrónico tiene mayor duraciónque el tubo, puede ser más costosoy sofisticado al ofrecer la opción degraduar la intensidad de luz. Estoes muy importante en los TV LCDque adecúan la iluminación deacuerdo al tipo de señal recibida.

Cada vezque un particu-lar instala unabombilla debajo consumose ahorra laemisión de 20kg de CO2 a laatmósfera alaño (según eltipo de fuentesde generacióneléctrica, quevaría ampliamente de un país a otroy cambia con el tiempo). La sustitu-ción de las bombillas incandescen-tes en la Unión Europea ahorraría almenos 20 millones de toneladas deCO2 al año, lo que equivaldría acerrar 25 centrales que utilizanenergía contaminante.

Las lámparas CCFL se fabricanpara uso con la red de CA ymediante un circuito llamado inver-ter para ser alimentadas con CC de12V. Estas últimas suelen usarsepara la iluminación interna de lascasas rodantes y en luminarias acti-vadas por energía solar. En algunospaíses, se suelen usar estas últi-mas como reemplazo de las linter-nas a base de querosén.

En esta serie de artículos vamosa indicar todo lo que hace faltasaber sobre tubos CCFL usados enback light de monitores, notebooksy TVs LCD, su proceso de fabrica-ción, sus características, las medi-ciones de V e I a realizar sobreellos; calcularemos su resistenciaequivalente para reemplazarlos poruna carga resistiva e indicaremoscómo construir el instrumental paralas mediciones.

Tecnología de Tubos CCFL

para Backlight

Un tubo CCFL tiene una cons-trucción muy simple. Se trata de untubo de vidrio con un diámetro deunos 4 mm con paredes de 0,5 mmde un largo que suele ir desde 15

cm hasta 1,5 metros. El tubo se recubre internamente

con una mezcla de fósforos ideadapara conseguir una iluminaciónblanca determinada.

Finalmente en las puntas deltubo, se colocan electrodos metáli-cos en forma de copa (con un alam-bre terminal en la base) con la cavi-dad hacia adentro del tubo. Seintroduce un gas o una combinaciónde gases y se llena las dos puntasfundiendo el vidrio de los extremossobre los alambres.

Y eso es todo, luego se pruebanconectándolos a un generador con-trolado de corriente que genera unaseñal senoidal de unos 50kHz quesube a razón de un kV/seg hastaque el tubo enciende; posterior-mente la fuente de corriente regulala misma en el valor deseado quesuele ser de 2 a 8mA.

Se mide la intensidad, y el matizde color de la luz emitida en funciónde la potencia consumida por eltubo y se aparean tubos de simila-res rendimientos.

Los CCFL en las

Pantallas Planas

En la figura 2 podemos observarla utilización de un CCFL en unanotebook.

Como se puede observar estanotebook en particular posee unsolo tubo CCFL en la parte inferiorde la pantalla. Este tubo no iluminala pantalla en forma directa sino a


Saber Electrónica

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Figura 2 . Iluminación de back Light en una notebook

través de un difusor de luzde plástico macizo (lucite)y un filtro neutro progre-sivo que uniforma el brillosobre la pantalla. Porsupuesto que existennotebook que poseen untubo arriba y otro abajo.

El inverter es unafuente de CA de unos50kHz senoidales, cons-truida por lo general conun CI específico para esafunción, que excita al tuboCCFL. Esta fuente terminaen uno o más transforma-dores magnéticos o piezo-eléctricos que elevan con-siderablemente la tensióna un valor cercano a 1kV.

En la figura 3 se puedeobservar una disposicióntípica de un monitor de17”.

Al igual que en la note-book la iluminación se produce conun difusor pero en este caso debidoa que el equipo no es portátil sepuede tomar más energía y se utili-zan 4 tubos. En este caso los tubosestán colocados uno al lado del otroen la parte superior e inferior deldifusor.

Por último en la figura 4 sepuede observar la iluminación de unTV de 32” aunque uno de mayortamaño solo se diferencia en quelos tubos son más largos y existenen mayor cantidad.

En este caso los CCFL se ubi-can por detrás de la pantalla a unoscentímetros de la misma. La parteposterior a los tubos es un reflectorespejado que devuelve la ilumina-

ción trasera de los tubos. En el info-grama se puede observar la pla-queta del inverter pero en realidadla misma se encuentra fuera de lacaja de la pantalla en la parte exte-rior del fondo.

Funcionamiento de

un Tubo CCFL

En la figura 5 se puede observaruna infografia instructiva sobre lacomposición de un tubo CCFL clá-sico.

Se construye a partir de un tubode vidrio, sellado con electrodos ensus extremos. El tubo contiene unamezcla de gases raros, como neón

y argón mezclados conmercurio, que a la presiónexistente en el interiorestá en estado gaseoso.El mercurio es un conduc-tor, pero cuando sus áto-mos están separados secomportan como bolitasconductoras. Si no setocan no hay corriente cir-culante. La aplicación deuna elevada tensión(1000V aproximada-mente) hace que salte unarco entre los átomos demercurio y de allí a loselectrodos.Al producirse el arco segeneran electrones quemantienen la circulaciónde corriente. Los electro-nes debidamente acelera-dos por la tensión apli-cada, colisionan en formainelástica con los átomos

de vapor de mercurio y los gasesraros y les entregan energía. Estosátomos acumulan la energía enforma de incremento del diámetrode las orbitas de sus electronescautivos; un instante después losátomos vuelven al estado energé-tico original, emitiendo la energíasobrante. Esa emisión cae en la fre-cuencia de la luz ultravioleta (253,7nm aproximadamente).

La luz ultravioleta queda atra-pada dentro del tubo porque lasparedes de vidrio están recubiertasde una mezcla de fósforos de dife-rentes colores.

El fósforo capta la energía ultra-violeta, acumulando energía enforma de incremento del diámetrode las órbitas de sus electronescautivos. Un instante despuéspasan a su estado energético primi-tivo reduciendo el diámetro de esasórbitas y emitiendo energía en todoel espectro luminoso visible. Estaemisión impresiona al ojo como luzblanca con las coordinadas cromáti-cas requeridas por las emisiones deTV color.

Los Tubos CCFL en las Pantallas Planas

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Figura 3 . Iluminación de back light en un monitor.

Figura 4 . Iluminación de back Light de un TV de 32”.

Figura 5 . Una punta de un CCFL (la otra es exactamente igual).

Las características deeste tipo de emisión lumi-nosa son:

1) Bajo costo.

2) Excelente luz

blanca.

3) Larga vida superior

a las 25.000 horas.

4) Brillo fácilmente

regulable cambiando la

corriente circulante por el

tubo.

5) Bajo peso.

La durabilidad de untubo CCFL está determi-nada por los componen-tes utilizados en el diseñoy la forma de los mismos.Las tecnologías punteras,indican la importancia deutilizar un vidrio muyduro, por ser el único quemantiene permanentemente ence-rrado al vapor de mercurio. Tambiénes necesario que el vidrio contengaplomo porque de ese modo esmenos susceptible a las fisuras.

Otro tema muy importante esque los electrodos deben tener unaforma de taza y no ser meramenteel alambre del terminal. El materialmetálico es también muy importantey se ha establecido un excelentecomportamiento por parte del níquelde extrema pureza.

Los tubos se fabrican en variosdiámetros (1.8 a 4.0 mm) y longitu-des que van de 150 a 1.500 mm(1,50 m).

La combinación de fósforos,permite variar el tipo de blanco utili-zado para adecuarlo a los requeri-mientos de la TV color. De cualquiermodo la tecnología del CCFL esmuy versátil y permite lograr blan-cos cálidos o blancos muy fríos. Lastemperaturas de color que se pue-den conseguir varían entre 4.500 y20.000 ºK.

El tipo de electrodo que se uti-liza genera un bajo consumo deenergía cuando el tubo funciona

con la tensión de mantenimiento dela corriente.

Un punto muy importante es elsellado de vidrio sobre el alambrede contacto que sale al exterior. Elsellado del cristal debe realizarsesobre un alambre de tungsteno quetiene un coeficiente de dilataciónmuy similar. Cualquier otro materialdel alambre generaría una fugalenta de gases por el estrés térmicoproducido durante la fabricación,(ver la figura 6).

De este gráfico se puede dedu-cir que los coeficientes de dilataciónno son iguales y esto significa quees muy importante la limitación decorriente por el tubo ya que unacorriente exagerada lo calienta ypuede llegar a producir la explosióndel mismo. El inverter debe ajustarla corriente y además poseer algúnmedio de protección contra excesode corriente.

El vidrio duro es excelente en elefecto de filtrado de la luz ultra vio-leta.

La cantidad de vapor de mercu-rio utilizado en un tubo debe serestabilizado dada la gran importan-

cia que dicho gas posee enel funcionamiento del tubo.La eficiencia de emisión, lavida útil, el calor. la disipa-ción, la tensión de encen-dido y mantenimiento de lalámpara, etc. pueden serseleccionados por la rela-ción de la mezcla de neónargón, la presión delrecinto, y el tipo de elec-trodo utilizado.El método de colocacióndel revestimiento de fós-foro, es importante en launiformidad de la distribu-ción, de la luminosidad deltubo en dirección axial loque permite iluminar lapantalla en forma perfecta-mente uniforme.El electrodo con forma decopa se construye conNiobio Nb, siendo éste un

material con la más baja tasa desputtering (falla que será analizadaposteriormente). Limitando el sput-tering se limita el consumo de mer-curio y se puede conseguir una vidamás larga.

Conclusiones

En esta entrega comenzamos atratar un tema por demás intere-sante para todos los reparadorescomo es la iluminación de backLight de los nuevos TVs, notebook ymonitores LCD. Y lo hacemoscomenzado a analizar las caracte-rísticas de su componente máscaracterístico que es el tubo CCFL.

Si bien a partir del año 2010 lasempresas comenzaron a realizaresta iluminación con LEDs (gene-rando los TVs Slim) esta tecnologíaes aún muy cara y el reemplazoserá forzosamente lento. Esto signi-fica que los reparadores una vezmás deben demostrar su facilidadpara adaptarse a los cambios tec-nológicos que nos depara nuestraprofesión.


Saber Electrónica

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Figura 6 . Curva de expansión del vidrio y el

tungsteno.

Saber Electrónica

61

Para aumentar el rango de medi-ción de un frecuencímetro, sedebe usar un prescaler, pero

para construirlo, normalmente no seencuentran circuitos que dividan x10, sino por valores “dentro del domi-nio digital”, como ser por 256- 512-

1.024, etc., de modo tal que, aunquese consiga hacer aparecer númerosen el frecuencímetro, no se sabránunca la frecuencia exacta, a no serque se tenga una calculadora amano.

Por ejemplo, si optó por un pres-

cáler que divide por 512 y deseamedir una frecuencia de 500MHz,aparecerá en el display 0,976; esdecir, un número que nada tiene quever con la medida que se está reali-zando.

Si aparece el número 0,976 no se

Prescaler Divisor x 10Hasta 1,5GHZ

La mayoría de los circuitos divisores de frecuen -

cia utilizan cifras binarias para poder “dividir” la

frecuencia de una señal determinada y , en gene -

ral, poseen un rango de frecuencia máxima muy

acotado; es por eso que se deben emplear circui -

tos integrados específicos para conseguir este

propósito. El circuito que presentamos en este

artículo puede ser utilizado para aumentar el

rango de medición de un frecuencímetro, es eco -

nómico y para frecuencias de hasta 100MHz no

reviste inconvenientes en su montaje.

Autor: Ing. Horacio D. Vallejo

MONTAJE

Figura 1

Mont - Prescaler 10/18/10 3:14 PM Página 61

sabrá a qué frecuencia corresponde,siendo éste un inconveniente quesiempre se quiere evitar.

Para solucionar este problema,se tendrán que elegir circuitos quedividan exactamente por 10.

El integrado elegido para estedispositivo es el SP.8830 que operacon una frecuencia máxima de1,5GHz. Ahora bien, en el mercadono se ha podido localizar con facili-dad este circuito, aunque en algunascasas del gran Bs. As. sí se consi-guen por un costo que ronda los 10dólares. Sin embargo, existen otrosintegrados similares por precios máscaros pero que cumplen la mismafunción, aunque deberá cambiar eldiseño del circuito impreso, dado quetiene otro diagrama de conexionespara sus pines.

La figura 1 muestra el circuitocompleto del prescaler propuesto, elcual emplea un solo integradoSP.8830, fabricado por la empresaGEC Plessey.

El costo de estos integradossuele ser alto (más de 50 dólares, aexcepción del mencionado SP.8830)porque contiene en su interior dosprescaler, una etapa preamplificado-ra diferencial de banda ancha y unaetapa final amplificadora que puedesuministrar en la salida una señalTTL ideal para excitar al módulo con-tador básico, de un frecuencímetro,por ejemplo.

En la tabla 1 señalamos la ampli-tud mínima en milivolt eficaces quehay que emplear en la entrada delprescaler para que pueda operar confrecuencias comprendidas entre10MHz y 250MHz.

La señal aplicada a la entrada lle-gará directamente a la pata de entra-da 2 del integrado IC1, al pasar porun limitador de amplitud formado pordos diodos schottky ubicados enoposición de fase. Estos diodos limi-tan la amplitud de cualquier señal aun valor máximo del orden de los350mV con el objeto de proteger elintegrado. La máxima tensión que sepuede aplicar a la entrada de este

integrado no puede ser mayor a los800mV. De la pata 7 del circuito inte-grado se obtendrá la señal con sufrecuencia dividida por 10, con unnivel TTL que podrá aplicarse direc-tamente a la entrada de cualquier fre-cuencímetro digital. La resistencia de47Ω puesta en serie con la salida,tiene la finalidad de proteger el inte-

grado en el caso de que se produjeraun cortocircuito en el cable coaxial desalida. Con el objeto de obtener undispositivo portátil, se emplea una ali-mentación de 9V, provista por unabatería común, pero como el integra-do SP.8830 no acepta tensionesmayores a 9V, se utiliza un reguladorde tensión del tipo 78L05 que entre-

Montaje

Saber Electrónica

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Figura 2


ga una salida estabilizada de 5V. Elmontaje debe realizarse en una placade circuito impreso como la mostradaen la figura 2. Para la instalación delintegrado es conveniente el uso deun zócalo.

Al finalizar el montaje de todoslos componentes, se insertarán enlos orificios correspondientes, los ter-

minales para conectar los cables dealimentación y los conectores BNCde entrada y salida.

Para los dos BNC, no se deberáobviar conectar sus cuerpos a lamasa del circuito impreso.

Se conectará uno de los termina-les del interruptor de encendido a uncable de la toma de la pila y el otro al

circuito impreso. Terminado el mon-taje, conectando su salida a la entra-da de su frecuencímetro, por mediode un cable coaxial de 52Ω, se puedeverificar si el circuito funciona.

–––––––––––––––––––––––––Frecuencia Sensibilidad10 MHz 30mV25MHz 13mV50MHz 7,5mV75MHz 5mV100MHz 4mV250MHz 3mV

Tabla 1

––––––––––––––––––––––––––Para quienes no están en tema,

les comentamos que la construcciónde un circuito para medir frecuenciascercanas a 1GHz es un tanto compli-cado y merece ciertos cuidados, sinembargo, para frecuencias de hasta100MHz no tendrá problemas en elmontaje.

Prescaler Divisor x 10 Hasta 1,5GHZ

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Lista de Materiales

R1 - 220kΩR2 - 47ΩR3 - 2k2 C1, C3, C6 - 10nF - Capacitor depoliésterC2 - 100pF - Capacitor cerámicoC4 - 100pF - Capacitor cerámicoC5 - 1nF - Capacitor de poliésterC7 - 1µFx 25V - Capacitor electrolíticoC8, C9, C10 - 100nF - PoliésterC11 - 10µF x 25V - Capacitor electrolí-tico

C12 - 10nF - Capacitor de poliésterC13 -1nF - Capacitor cerámicoD1, D2 - Diodo schottky BAR.10DL1 - Diodo led de 5mm color rojoIC1 - Circuito integrado divisor de fre-cuencia SP.8830IC2 - Reg. de V de 3 terminalesMC.78L05S1 - interruptor NA

Varios

Placa de ciruito impreso, gabinetepara montaje, estaño, conectores,cables, etc.


Cuando se trata de identificaruna pista o un corto en un cir-cuito impreso un poco compli-

cado, la función del multímetro eslimitada, porque al apoyarse el multí-metro en los puntos necesarios, hayque volver hacia el circuito y otra vezhacia el multímetro. El probadoracústico permite centralizar la aten-ción en un punto único en donde apo-yamos los dos terminales, porque la

presencia de un corto o una pistainterrumpida o un transistor quemadoo que funciona, se hará sentir pormedio de un sonido. Es decir, si eltransistor o el diodo funcionan, seescuchará un sonido corto; si elempalme está interrumpido, el multí-metro quedará mudo.

De modo tal que al comprobaruna pista, si no está interrumpida,escucharemos un sonido continuo, si

está interrumpida el equipo quedarámudo.

Así, al habituarnos a empleareste método, el multímetro se usarápara hacer mediciones que el com-probador no puede llevar a cabo,como ser las correspondientes a unvalor de tensión y de corriente o lamedida específica de una resisten-cia. Dicho de otro modo, el montajeque proponemos no es más que un

Probador Sonoro deSemiconductores

Empleando un multímetro como óhmetro,

con este circuito se pueden ubicar con facili -

dad cortocircuitos o interrupciones en una

pista de circuito impreso, dentro de un equi -

po, lo cual es útil para verificar las junturas de

los semiconductores. Sin embargo, no nos

permitirá saber si un transistor o un diodo

funcionan, salvo que se lo retire de la placa de

circuito impreso. También le brindamos el cir -

cuito de un probador de MOSFET.

Autor: Ing. Horacio D. Vallejo

Saber Electrónica

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MONTAJE

Figura 1

Mont - Probador 10/18/10 3:41 PM Página 64

medidor de continuidad "especializa-do".

Para la construcción del proyectose emplean un circuito integradoLM358 o dos amplificadores LM741.

El LM358 tiene la ventaja deaceptar una tensión de entrada de 0Vaunque esté alimentado con una ten-sión simple.

En la figura 1 se da el circuitoeléctrico. Observamos que las dosentradas del primer operacionalestán conectadas entre sí por mediode las dos resistencias R3-R4, demodo tal que, en las dos entradasdebería estar presente la misma ten-sión dada por el divisor R1-R2; luego,al ser estas resistencias del mismovalor, la tensión equivaldría a la mitadde la tensión de alimentación.

En la pata inversora hay una ten-sión mayor a la de la otra pata por loque en la salida habrá un nivel lógico0. Si hubiera que cortocircuitar entresí a ambas entradas A-K, lo que esigual a un empalme de un transistoren corto, sobre la pata inversorahallaremos una tensión equivalente a0 volt, y en la otra pata la tensiónbajará a 0,3V aproximadamente; ten-sión que llegará por medio de laresistencia R6, estabilizada en estevalor por el diodo DS1.

Debido a la tensión de valormayor en la pata no inversora (0,3-0,35 volt.) a la presente en la patainversora (0V), hallaremos en la sali-da una condición lógica "1", entonceshabrá una tensión positiva de alrede-dor de 9V, alcanzará la pata no inver-sora del segundo operacional IC1/Bconectado como oscilador, lo que lohará funcionar y generará una notaen una frecuencia de 2.000Hz, queemplearemos para accionar unapequeña cápsula piezoeléctrica.

Así, mientras las dos entradas A-K están cortocircuitadas, el osciladorseguirá sonando. La frecuenciapodrá cambiarse alterando el valordel C5.

Si en vez de cortocircuitar los dosterminales A-K, pondríamos en ellosun diodo o bien una unión E-B o C-B

de un transistor, en el terminal A res-pecto a la masa (terminal K), tendría-mos una diferencia de potencial de0,6V.

Así, la tensión de 4,5V presenteen la pata inversora, bajará unos0,6V (valor de la caída introducidopor la unión del semiconductor con-trolado), mientras que en la pata 5 latensión quedará por unos segundos,en el valor inicial de 4,1-4,3 volt., yaque la tensión queda almacenada enel condensador C3, conectado entreesta pata y la masa.

En la salida de este operacionalhallaremos enseguida una condiciónlógica "1", una tensión positiva quellegará a la pata inversora del segun-do operacional, lo que hará que éstepueda emitir la nota acústica de2.000Hz. Luego, C3 por medio deR4, se descargará lentamente y a lospocos segundos, la salida el opera-cional volverá al nivel lógico 0, que

bloqueará el oscilador de la nota deBF y por lo tanto, su cápsula no pro-ducirá sonido alguno.

Si al probar un diodo o la uniónde un transistor, están en buen esta-do, escucharemos un sonido breve,que nos confirmará que el semicon-ductor no está cortocircuitado.Queda claro, que invirtiendo las dosentradas A-K en la unión de un tran-sistor comprobado, por ejemplo,conectando el terminal A d o n d ehabría que conectar el K y vicever-sa, no hallaremos sonido, y alcanza-rá con invertir ambos terminalespara volver a encontrarnos en lasituación normal de funcionamiento.

Si hay un corto, el sonido serápermanente mientras continúe elcorto, a diferencia de lo que ocurrecon una juntura.

En la figura 3 se brinda el proyec-to de "sencilla construcción" que per-mite comprobar el estado de los

Probador Sonoro de Semiconductores

Saber Electrónica

65

Figura 2


M O S F E T (tipo IRF630; PH6N60;etc), de los cuales es bastante difícildeterminar su estado, salvo cuandoéstos presentan "cortocircuito" entresus terminales, en ese caso es muyfácil de determinarlo con el multíme-tro.

Consiste en un oscilador astableformado por las dos compuertasizquierdas en el diagrama y cuya fre-cuencia de oscilación viene determi-nada por los valores de R1 y C1 (eneste caso una frecuencia cercana a140Hz). Si quiere bajar la frecuencia

(para "destello" por ejemplo) puedehacerlo mediante la fórmula de lososciladores astables.

Con valores R1=100kΩ y C1=4,7µF, se obtiene el efecto destello afrecuencia cercana al Hertz.

Los inversores siguientes enpares paralelos (Buffers) aseguran elcorrecto funcionamiento al entregarla corriente de excitación necesaria alos LED e invirtiendo el sentido de lacorriente a través del transistor (dre-nador-fuente) en cada semiperiodode oscilación y solamente cuando laexcitación en la compuerta sea laapropiada con "pulsador activado" yel transistor esté en buen estado, seencenderá el LED correspondiente,indicando su polaridad (Canal N óCanal P). La lista de materiales paraeste circuito es la siguiente:

C1 - Capacitor 4,7uF

R1 - Resistencia 2200ohm

R2 - Resistencia 10kohm

R3 - Resistencia 680ohm

R4 - Resistencia 100 kohm

IC - CMOS CD4049

D1 - LED Rojo

D2 - LED Verde (o colores y

tamaños a elección o disposición)

Pulsador: NA (Normal Abierto)

Bateria de 9Volts; zócalo para

transistores, conectores, etc.

Para usar este probador debeconectar correctamente los termina-

les D, G y S del transistor MOS-FETen los correspondientes terminalesdel probador y verificar lo siguiente(de acuerdo al diagrama):

TRANSISTOR EN BUEN

ESTADO:

a) "Transistor c/ diodo internosurtidor-drenador". Si el "LED verde"enciende (debido a presencia deldiodo interno) antes de presionar elpulsador y luego de "presionar" elmismo es acompañado por el "LEDRojo" (Canal N), significa que el tran-sistor de "canal N" y su correspon-diente diodo surtidor-fuente seencuentran en BUEN ESTADO. Elcaso "inverso" significa que un tran-sistor "canal P" con diodo interno (S-D) está en BUEN ESTADO.

b) Si el transistor carece de diodoentre surtidor y drenaje (fuente), soloel "LED Rojo" encenderá luego depresionar el pulsador, si éste es de"canal N" y se encuentra en BUENESTADO; lo inverso ("LED verde"enciende solamente c/ pulsador acti-vado) se cumpliría para un transistorde "canal P" en las mismas condicio-nes.

TRANSISTOR EN

CORTOCIRCUITO (malo):

En caso de estar el transistor enC O RTO C I R C U I TO, se produce el"encendido" de "ambos" LED sinnecesidad de presionar el pulsador.

(Esto es más rápido y prácticodeterminarlo con el buzzer ocomprobador de continuidaddel mulrtímetro).

TRANSISTOR ABIERTO

(malo):

En caso de transistor ABIERTOtanto con el pulsador activadocomo sin activarlo, "ambos" dio-dos permanecen "apagados".(En este caso convendría hacerun ligero corto entre terminalesD y S del probador y al produ-cirse el "encendido de ambosLED" nos aseguramos el esta-do medido del transistor).

Montaje

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Lista de Materiales

CI1 - LM358 - Doble operacional.DS1, DS2 - 1N4148 - Diodos comu-nes.R1, R2, R5 - 10kΩR3, R4, R11 - 47kΩR6 - 1MΩR7 - 1M5R8 a R10 - 100kΩR12 - 470kΩC1 - 10µF x 16V - Electrolítico.C2, C4 - 0,1µF - Cerámicos.C3 - 0,47µF - CerámicoC5 - 0,01µF - Cerámico.Buzzer - Piezoeléctrico

Varios

Placas de circuito impreso, gabinetepara montaje, estaño, fuente de ali-mentación, cables, interruptor, etc.

Figura 3


Saber Electrónica

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Si contamos con un multímetro uotro equipo de medida, esteaparato nos permitirá realizar

ciertas pruebas en determinada clasede circuito y en muchas ocasiones,nos facilitará el hallazgo del problemade un montaje o la localización de lafalla que ocasiona el funcionamientodefectuoso de un equipo.

Nuestro analizador analógicoposee un montaje y manejo muy sen-cillo, lo que servirá para la reparación

y verificación de circuitos de audio ygeneradores de señal de baja fre-cuencia.

El analizador toma una señal deentrada y la amplifica hasta un nivelaudible; por lo tanto, podremos obte-ner la presencia de una señal en unpunto determinado.

Se entiene de que, contando conun aparato capaz de detectar la pre-sencia o ausencia de señal en unpunto determinado, podremos saber

si la señal llega hasta ese punto, talque si no lo hace, tendremos un indi-cio sobre dónde se encuentra la falla.

En este caso sólo debemos teneren cuenta en qué punto del camino sepierde la señal y, al averiguarlo,sabremos entre qué puntos del circui-to hay problemas, lo que facilitará labúsqueda del componente defectuo-so.

En la figura 1 se observa que elanalizador es un amplificador de

audio muy sencillo que poseeuna excelente sensibilidad, lacual nos brinda la recepción yamplificación de señales debajo nivel.Además, cuenta con unaentrada de alta impedancia yevita cargar los circuitos enlos cuales se está, con lo cualla muestra de señal tomadano afectará el buen funciona-miento del circuito puesto aprueba. Dicho de otra mane-ra, el dispositivo se comportacomo un “espía” que robaseñal sin que el circuito se décuenta.

Analizador AnalógicoAmplificador Multipropósito

Toda persona que quiera contar con instrumentos

de medida y prueba como osciloscopios, fuentes de

alimentación, osciladores, téster, etc., debe tener en

cuenta que el costo de los mismos suele ser eleva -

do, lo que muchas veces impide que el técnico se

encuentre bien equipado. Con este montaje preten -

demos dar al técnico una herramienta adicional

para la búsqueda de fallas en etapas analógicas de

cualquier equipo electrónico. Se trata de un “anali -

zador dinámico” que “roba” señal en muy pequeña

proporción y la amplifica para que podamos saber

de qué se trata la misma.

Autor: Federico Prado

MONTAJE

Figura 1

Mont - Analiza 10/18/10 3:43 PM Página 67

La salida del amplificador se trans-porta hacia un parlante que determi-nará la presencia o ausencia de señal.

La alimentación se consigue con6V provenientes de 4 pilas (que pue-den ser chicas para que el instrumen-to sea portátil) o de una fuente exter-na que no indicamos en este artículo,pero que no requiere consideracionesespeciales.

Efectuamos la entrada de señalpor medio de un conector tipo “jack'hembra, desde donde la señal se filtrapor medio de C3, cuya función esimpedir el paso de la componentecontinua que llevaría asociada dichaseñal. Esto es así porque si amplifica-mos la señal alterna de entrada,superpuesta a la tensión continua,obtendremos menos margen deamplificación de la señal alterna, loque podría llegar a distorsionarla e,incluso, enmascararla de tal modoque la misma se pierda. Al eliminar lacomponente continua, este problemadesaparece.

P1 cumple dos funciones, por unlado, fija la impedancia de entrada delcircuito en valores lo suficientementealtos como para no cargar el circuitobajo prueba y por otra parte, regula elvolumen de la señal de audio presen-te en el parlante.

El amplificador está compuestopor el circuito integrado TDA2822 ysus pocos componentes asociados. Elintegrado es un amplificador de audiocompuesto por ocho patas con unapotencia de salida de 0,4W por canal.Este circuito es el corazón del equipoy se alimenta con una tensión de 6V.

Ambas salidas del amplificadorestán conectadas al parlante, tienenuna potencia de salida de 1W. Lasresistencias R1 y R2 y los capacitoresC1 y C2 componen un circuito de filtropara evitar la amplificación de ruidos.

Para el buen funcionamiento delcircuito integrado debemos tomar encuenta a C4 y C5, los cuales faciltanel funcionamiento como amp[lificadorde audio de bajo ruido y alta impedan-cia de entrada.

La entrada llega a través de los

terminales "+" y "-" pormedio del circuito de ali-mentación. Paralelamenteconectamos una resistenciaen serie y un diodo led queindica cuando el equipoestá conectado. El capaci-tor C6 filtra y fija la tensiónde alimentación, conse-cuentemente no afectaránen grado mayor a la señalque estemos amplificando.

En nuestro circuito,podemos emplear como P1a un potenciómetro conllave tal que el mismo com-ponente sirva como inte-rruptor de encendido.

El circuito integradodebe montarse sobre unzócalo, de tal forma quepueda reemplazarse encaso de avería.

En la figura 2 se da unasugerencia para la cons-trucción de la placa de cir-cuito impreso.

Al tener ya montada la placa delcircuito impreso, la ubicaremos en elinterior del gabinete seleccionadopara tal función.

Debemos tener en cuenta que eljack, el potenciómetro con llave, elparlante y el led indicador deben irsobre el frente, para lo cual deberárealizar el diseño a su gusto, previen-do los agujeros correspondientes paracada componente.

El diodo led debe encenderse alinstalar las cuatro pilas y accionar elinterruptor del potenciómetro, estonos indicará que el circuito está ali-mentado. Este montaje no precisa deajuste alguno, por lo tanto podemosconectar cualquier fuente de señal deaudio al jack de entrada, se tomará encuenta que esta señal deberá ser delorden de algunas decenas de mV(para no saturar al amplificador).Deberemos escuchar la señal deentrada o el tono que hayamos intro-ducido. Para utilizarlo como analiza-dor analógico, insertaremos una señalde audio a la entrada del equipo, hare-

mos conexión del negativo del cablede prueba a la masa del equipo, y conla otra punta de prueba iremos “tocan-do” sucesivamente los colectores,bases y salidas de los transistores, olas salidas y entradas de los circuitosintegrados, hasta dejar de escuchardicha señal.

Montaje

Saber Electrónica

68

Lista de Materiales

CI-1 - TDA2822 - Circuito integradoamplificador.Led- Led de 5 mm color rojoR1, R2 - 4,7ΩR3 - 1kΩP1 - Potenciómetro de 50kΩC1, C2 - 0,1µF - Cerámicos.C3 - 1µF - Electrolítico x 16VC4 - 0,01µF - CerámicoC5, C6 - 10µF - Electrolíticos x 16V

Varios:Placa de circuito impreso, gabinetepara montaje, parlantes, puntas deprueba, conector para batería, esta-ño, cables, etc.

Figura 2

Mont - Analiza 10/18/10 3:43 PM Página 68

Saber Electrónica

69

Este circuito es alimentado porla red de 110V/220V y tiene laventaja de poder accionar un

amplificador, un timbre o una lámpa-ra para avisar que el teléfono estásonando.

El funcionamiento del circuito estal que cuando estamos recibiendouna llamada, se activa el circuito dedetención de forma tal que cada vezque suene el microteléfono, el soni-

do supletorio o la luz seguirán elritmo de esta llamada. Como venta-ja adicional, si no queremos que elteléfono haga ruido, podemosconectar una lámpara y bajar elsonido de llamada del teléfono, deforma tal que ahora, cuando alguienestá llamando, el aviso será lumíni-co y no sonoro.

Básicamente, nuestro dispositivose compone de un captor telefónico

de llamada, un conversor de señal yun interruptor que activa el elementode llamada supletorio. Como debesaber, la señal de llamada es alter-na, viene en ráfagas y posee unaamplitud pico a pico alta, que puedealcanzar los 100V. Esta se recibepor la línea telefónica y alcanza suvalor pico a pico, montada sobre unacomponente continua que depende-rá de la central de su localidad (en la

Avisador Lumínico para el Teléfono

Este aparato es ideal para ser empleado por aquellas

personas que tienen dificultad para escuchar o bien

para que el aviso sea luminoso y no acústico, lo cual

es muy útil cuando en la casa hay un bebé que está

durmiendo o una persona enferma a la que debemos

mantenerla alejada de los ruidos.

Autor: Federico Prado

MONTAJE

Figura 1

Mont - Avisador 10/18/10 3:15 PM Página 69

mayoría de los países es de 48V,pero puede variar entre 15V y 60V).Debemos eliminar, como primerpaso, la tensión continua, hecho quese consigue por medio del capacitorC5. Luego se debe rectificar la señalalterna de llamada, para lo cual seusa un puente rectificador de ondacompleta formado por los diodos D2,D3, D4 y D5. Por último, mediante eldiodo zener DZ2 y el capacitor elec-trolítico, se fija el nivel de tensióncontinua para activar el circuito deltimbre supletorio (más bien, acceso-rio).

El “captador” de llamada estábasado en el optoacoplador IC1.Este componente es el más impor-tante ya que se usa en diseñosactuales por poseer amplias presta-ciones de acoplamiento entre eta-pas electrónicas. Además, poseebuenas características de conmuta-ción, de esta forma logramos con él,una buena separación eléctricaentre el circuito de captación y el cir-cuito de activación, lo cual resulta unexcelente “aislante”, dado que el cir-cuito de activación opera con 220Vde línea, y de no estar el optoaco-plador, se correría el riesgo de que alos cables del teléfono pudieran lle-gar los 220V de línea, con conse-cuencias nefastas de las cuales losargentinos tenemos datos muyrecientes.

El optoacoplador está formadopor un diodo emisor de luz (led) y unfototransitor, los cuales se colocanen un solo encapsulado aislado dela luz exterior.

Cuando el diodo LED, se polari-za directamente emite su luz haciala base del fototransitor, haciendoque conduzca. Si éste está polariza-do en forma inversa, no afectará labase del fototransitor, por lo tantopermanecerá en estado de corte.

Cuando la señal de llamada esrectificada, el emisor de luz del opto-acoplador se polizara directamentey lleva la señal a la base del foto-transitor, que entra en estado desaturación, lo que hace que el circui-

to interruptor de salida se ponga enfuncionamiento.

Con el optoacoplador, las llama-das se trasladarán (además desonar el microteléfono) en nuestrosdispositivos auxiliares de luz y soni-do. Como dijimos, la señal de llama-da viene en ráfagas, es decir: hay unsonido seguido de un espacio desilencio. En el caso del silencio, laseñal será inexistente sobre el diododel optoacoplador, el fototransitor no

conducirá y el circuito interruptorpermanecerá fuera de funciona-miento. Cuando venga señal, el sis-tema de activación comenzará afuncionar.

El circuito interruptor está com-puesto por la resistencia variableR1, las resistencias R2 y R3, elcapacitor C2, el transistor T1 y eltriac TC1.

La salida del optoacoplador secoloca sobre el potenciómetro R1,

Montaje

Saber Electrónica

70

Figura 2


con éste se calcula el nivel de señalque llegará hasta la resistencia debase del transistor T1 y éste excita-rá triac TC1. Cuando el transitor dedisparo está cortado, no conduce,porque no posee en su base 0V loque hará que no conduzca. Cuandola señal de salida del optoacoplador,ajustada con el potenciómetro,posee el nivel necesario para quecircule corriente por la base del tran-sistor, éste conducirá y se disparará

el tiristor (en realidad es un triac,pero podría emplerse un tiristor si sedesea que el componente sólo con-duzca durante un semiciclo de laseñal de red), que activará el dispo-sitivo correspondiente.

El diodo DZ1, el capacitor C4 y laresistencia R5 tienen la función deestabilizar la tensión de la red de220V.

En la figura 1 se muestra el cir-cuito completo de nuestro aparato y

en la figura 2 se da el diseño de laplaca de circuito impreso.

Para la prueba del circuito, colo-caremos un portalámparas a la sali-da marcada como “elemento de acti-vación” y pondremos una lámparade 100W con una tensión de alimen-tación de 220V.

El cursor del potenciómetro serácolocado totalmente hacia la izquier-da, se conectarán ambos cables dela línea telefónica y luego conectare-mos el aparato a la red.

Para comprobar si el equipo fun-ciona correctamente deberemoshacer sonar por primera vez el tim-bre del teléfono. El potenciómetro seusa para graduar el encendido de lacarga, para que éste sea completo yno presente cortes de tensión en lasalida. De esta forma, al recibir laprimera llamada se ajustará a lacarga que hayamos conectado a lasalida.

Avisador Lumínico para el Teléfono

Saber Electrónica

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Lista de Materiales

CI-1 - 4N25 - Optoacoplador.T1 - BC548 - Transistor NPNTC1 - Traic TIC226D D1 a D5 - 1N4004 - RectificadoresDZ1 - Zener de 7,5V x 1WDZ2 - Zener de 21V x 1WR1 - Pre-set de 100kΩR2, R5 - 1kΩ

R3 - 4,7ΩR4 - 4k7C1, C3 - 1.000µF - Electrolíticos x 25VC2 - 50µF - Electrolítico x 25VC4, C5 - 0,47µF - Poliéster x 200V

Varios:

Placa de circuito impreso, gabinetepara montaje, estaño, cables, bornerade conexión, etc.


Para recordar cómo se comuni-ca un escáner con el vehículo,en el diagrama de la figura 1

se muestra un pedido y una res-puesta típica de un vehículo.

El ELM 327 envía un pedido yluego espera hasta 200 ms por unarespuesta. Si no viene ninguna, untemporizador interno detiene laespera, y el CI imprime “NO DATA”.

Después que se ha recibidocada respuesta, el CI debe esperarpara ver si vienen más respuestas (yusa el mismo temporizador internopara detener la espera si no lleganmás respuestas). Con nuestros pro-ductos OBD iniciales (el ELM 320, elELM 322 y ELM 323) encontramosque los vehículos más viejos amenudo necesitaban un valor deltiempo de exclusión de aproximada-mente 100 ms, y a veces necesita-ban más, de modo que nos queda-

mos con un valor normal por defectode 200 ms. Si el tiempo de respues-ta típico de un vehículo a un pedidofuera 50 ms y el tiempo de exclusiónse pusiera en 200 ms, la velocidadde exploración más rápida posiblesería de sólo 4 pedidos por segun-do. Cambiando el tiempo de ST a100 ms casi duplicaría esa veloci-dad, dando 7 pedidos por segundo.Obviamente, si supiera cuánto le

lleva responder a su vehículo, Ud.podría mejorar la velocidad deexploración ajustando el tiempo deST. No es fácil saber con qué rapi-dez un vehículo responde a pedidos.Por un lado, todos los pedidos tie-nen prioridades asignadas, de modoque a veces las respuestas puedenser rápidas y otras más lentas. Lamedición física del tiempo tampocoes fácil. Requiere equipo de prueba

DESCRIPCIÓN DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM327PROGRAMACIÓN DE COMANDOS OBD EN ESCANER CON ELM327

Qué Hacer Ante Mensajes de TimeoutLos Comandos AT ST y AT AT

Ya estamos llegando al final de la información que

Ud. debe tener presente para poder programar e

interpretar comandos OBD a los efectos de mane -

jar correctamente un escáner para vehícu -

los. Ahora bien, en general los técnicos y

usuarios a menudo preguntan acerca de

cómo obtener velocidades OBD de explo -

ración más altas. No hay una respuesta

definida para todos los vehículos, pero la

información que presentamos en este artí -

culo puede ayudar a entender cómo los

ajustes podrían aplicarse a su vehículo.

Por Luis Horacio Rodríguez

Saber Electrónica

72

AUTO ELÉCTRICO

Figura 1

AutoElectrico - Timeout 10/18/10 3:43 PM Página 72

caro sólo para hacer una medición.Para ayudar en esto, hemos agrega-do una nueva característica a la v1.2del CI, llamada Te m p o r i z a c i ó nAdaptable, que las mediciones deltiempo de respuesta para Ud. y ajus-ta el tiempo de ST a un valor quefunciona para la mayoría de lassituaciones. Se habilita por defecto,pero se puede rehabilitar con elcomando AT0 si no está de acuerdocon lo que está haciendo (hay unvalor de ajuste AT2 que es un pocomás agresivo, si desea experimen-tar). Para el 99% de los vehículos,recomendamos que deje los valoresde ajuste en sus valores por defecto,y deje que el ELM 327 haga los ajus-tes para Ud. Seguro que tiene quehaber una forma de eliminar el tiem-po final de exclusión, si sabe cuán-tas respuestas se esperan, y ahorala hay en la v1.3 a del ELM 327.

Considere tiempos tomados deun vehículo VPW J1850 en respues-ta a un pedido 01 00 y que se mues-tra en la figura 2.

El motor responde muy rápida-mente, pero la transmisión (delmotor) tarda mucho más. El algorit-mo de la temporización adaptable

mide los tiempos más largos de res-puesta de la transmisión y los usarápara establecer el tiempo de exclu-sión, probablemente en un valor enel rango de 90ms. Con un tiempo deexclusión de 90ms, la velocidadmáxima de exploración puede serde casi 6 lecturas por segundo.

En vez de enviar 01 00 para elpedido anterior, el ELM 327 ahoratambién aceptará 01 00 2. Esto ledice al CI que envíe 01 00, luegoregrese inmediatamente después derecibir 2 respuestas. No puede ace-lerar a un ECU lento, pero eliminarála demora final, dado que ahora elELM 327 sabe el número de res-puestas que espera.

Use esta nueva característicacon cuidado. Si para el último dígito

pone un número que es menor queel número real de respuesta, enton-ces no se enviarán reconocimientosque puedan ser requeridos, y algu-nos protocolos pueden comenzar are-enviar el mensaje, buscando unarespuesta. Esto llevará a una con-gestión innecesaria de la red y estohay que evitarlo. Antes de usar estacaracterística, siempre determine elnúmero de respuestas que vendrándel vehículo y luego ponga el dígitode las respuestas en ese valor.

Conexión del ELM 327

para la Obtención de un Escáner

Una pregunta muy común querecibimos es: ¿puedo conectar el

Los Comandos AT ST y AT AT

Saber Electrónica

73

Figura 2

Figura 3


ELM 327 directamente a mi propio

circuito, o debo usar la interfaz RS

232 mostrada?. Ciertamente puedeconectar directamente a nuestrosCIs y no necesita usar una interfazRS232. Sin embargo, hay unospocos ítems a considerar. El ELM327 en realidad es un microprocesa-dor que contiene una interfaz tipoUART normalizada, conectada a laspatas Tx y Rx del RS 232. La lógicaes CMOS y es compatible con cir-cuitos CMOS y TTL de EV, de modoque puede conectar directamente aestas patas con tal de que los dosdispositivos compartan la mismafuente de alimentación de 5V y queno estén físicamente separados pormás de 10 a 20 pulgadas (los circui-tos CMOS están sujetos a “latchup”por corrientes inducidas), lo cualpuede ser un problema si tiene con-ductores largos.

Los niveles normales (en reposo)del ELM 327 en lo que respecta alas patas de transmisión y de recep-

ción están a VDD = 5V. La mayoríade los microprocesadores y CIs deinterfaz RS232 tienen ese valorcomo de reposo, pero debe verificar-lo para su µP antes de conectarlo alELM 327. Las conexiones son direc-tas: Tx de uno a Rx del otro y vice-versa, como se muestra en la figura3. No olvide de poner ambos dispo-sitivos en la misma velocidad detransmisión.

El ELM 327 también provee unacaracterística protocolar que puedesimplificar el flujo de datos para Ud.La interfaz consta de dos patas: unaentrada y una salida. La entrada sellama “pedido para enviar” (RTS), yse usa para interrumpir al ELM 327;la pata de salida (“Ocupado”) la usael ELM 327 para decirle a su siste-ma que está procesando datos.

Para usar esta característica pro-tocolar, haga que uno de sus puer-tas entregue una salida alta normal-mente, y conéctelo a la entrada RTS(pata 15). Use otro puerto como

entrada para monitorear la salida“Ocupado” del ELM 327. Cuandoquiere enviar un comando, simple-mente verifique primero la salida“Ocupado”. Si está en nivel lógicoalto, entonces espere que pase abajo, o si necesita interrumpir al CI,entonces haga que RTS pase a bajoy espere que la línea “Ocupado”pase a bajo. (Ud. podría querer con-siderar el uso de una interrupcióndisparada por flanco en la salida“Ocupado”, si está disponible).Cuando “Ocupado” pasa a bajo, res-taure su línea RTS a nivel alto yluego envíe su comando al ELM327. No necesita preocuparse por-que el ELM 327 quede ocupadonuevamente después de subir sulínea RTS en ese momento: una vezque “Ocupado” pasa a bajo, el ELM327 esperará (indefinidamente) a sucomando. Si no usa la entrada RTSdel ELM 327, debe conectarla anivel lógico alto, como se muestraen la figura 3.

Auto Eléctrico

Saber Electrónica

74


Se puede afirmar, sin ningún género de dudas, que la “Electrónica es la rama de la ciencia que ha sufri -

do una evolución más rápida desde mediados del siglo anterior”.

Sus aplicaciones, que en principio se reducían a algunas comunicaciones por cable e inalámbricas, se

han extendido de tal modo que resulta difícil encontrar, en la actualidad, alguna actividad industrial,

comercial o doméstica en la que no exista algún elemento o sistema en cuyo funcionamiento participe en

mayor o menor grado uno o más circuitos electrónicos.

Existen, por otra parte, un gran número de aplicaciones cuya realización puede proporcionar una forma

muy interesante y adecuada de entretenimiento durante muchos ratos de ocio, obteniéndose además una

serie de herramientas muy prácticas, o bien pudiendo realizar adecuaciones, con lo que se conseguirán

algunos ahorros de dinero, lo que hará que las inversiones económicas que se hayan de realizar en este

“hobby” puedan compensarse en parte o por completo.

Es por ello, por lo que se ofrecerán al estudiante, un conjunto completo de conocimientos prácticos,

acompañados de las enseñanzas teóricas que resulten totalmente imprescindibles, que le permitan avan -

zar desde un nivel inicial bajo, hasta llegar a ser capaz de realizar un gran número de proyectos con un

mínimo de problemas en su puesta a punto y funcionamiento final. Para ello, este curso se estructurará

en varias secciones simultáneas que facilitarán el avance de conocimientos de varias ramas comple -

mentarias a la vez, de forma que con ellas se completará todo lo necesario para el aprendizaje.

Autor: M.C. Ismael Cervante de Anda - IPN, México

Saber Electrónica

75

MICROCONTROLADORES

Micro - Curso Programado 10/18/10 3:44 PM Página 75

Introducción

Todas las explicaciones dadas enel texto serán realizadas en unaforma progresiva de dificultad, evitan-do aquello que pueda suponer lanecesidad de disponer de unos cono-cimientos iniciales sobre el tema muyamplios, de forma que cualquier per-sona podrá acercarse a la obra con laconfianza de que será capaz de rea-lizar todo lo indicado en ella, si cuen-ta con un mínimo de habilidad y lasuficiente ilusión y deseo hacer quelas técnicas electrónicas en el mane-jo de microcontroladores PIC leresulten un agradable pasatiempo.

Las fotos y dibujos permitiránresolver, sin ningún género de dudas,todos aquellos puntos que precisenun complemento explicativo y darána conocer de forma directa e inme-diata los materiales, herramientas,instrumentos, kits, etc., que se vayana emplear.

En la realización de todos ellos,se ha tenido siempre presente elviejo proverbio chino que dice: “Unaimagen vale más que mil palabras”.

¿Qué son los microcontrolado -

res PIC?

Los microcontroladores PIC soncircuitos integrados que pueden pro-gramarse. Estos dispositivos cuen-tan de manera interna, con diversasherramientas que facilitan el diseñode diversos sistemas de control.

Esta es una de las principalescaracterísticas de los microcontrola-dores de nueva generación, quecuentan además con la llamadananotecnología y tienen un bajocosto. Existen muchas versiones demicrocontroladores; pero para eldesarrollo de prototipos, es conve-niente trabajar con los que poseenmemoria flash; y es que son circuitosque pueden programarse una y otravez, sin necesidad de usar un pro-gramador costoso (figura 1).

La practicidad de los microcontro-ladores PIC radica en la sencillez delmanejo de sus recursos internos. No

se requiere tener conocimientosavanzados en el manejo de micro-controladores, porque el entorno deprogramación emplea el lenguajeMPLAB; éste genera el código quetiene que programarse en el micro-controlador, a partir de la secuenciade instrucciones que debe escribir elencargado de hacer la programación.

El microcontrolador PIC necesitasólo dos componentes para comen-zar a operar: el programador, y unafuente de voltaje regulada a 5VCD.

Debido a estas características, elensamblado del circuito que incluyeun PIC se realiza fácilmente en unaaplicación experimental para verificarel funcionamiento de todo el conjuntoelectrónico. Para facilitar el aprendi-zaje en la programación de los micro-controladores PIC, se sugiere el

empleo de un circuito entrenador(figura 2); éste posee una serie decircuitos de prueba, por medio de loscuales puede comprobarse el estadode las entradas y las salidas, simu-lando un determinado proceso; ade-más, como se le pueden agregarmás módulos de aplicación, es posi-ble seguir enriqueciendo nuestroaprendizaje en los microcontrolado-res PIC.

¿Dónde se usan los microcon -

troladores?

Cualquier microcontrolador es undispositivo programable, que bienpuede ser comparado con una com-putadora personal (PC); contiene losmismos elementos que una PC:memoria para alojar los programas(memoria tipo ROM), memoria tem-poral (RAM), unidad procesadora, ypuertos de comunicación seriales oparalelos.

Normalmente, en un microcontro-lador nuevo, el espacio de memoriadonde se alojan los programas seencuentra limpia; así que tenemosque crear la aplicación con la que lograbaremos, para poder hacerlo“útil”; y una vez programado, lo colo-caremos dentro de un circuito elec-trónico para que realice las activida-des de control y se genere un pro-ducto “inteligente”.

En la figura 3 vemos ejemplos de

Microcontroladores

Saber Electrónica

76

Figura 1. Programador de microcon -

troladores PIC, para puerto serie

Figura 2. Tarjeta Entrenadora para PICs de 8 y 18 Terminales.


productos “inteligentes” que pode-mos encontrar en nuestra propiacasa:

Te l e v i s o r, Minicomponente deaudio, Horno de microondas,Lavadora automática, Refrigeradorcon conexión a Internet. Además deestos electrodomésticos básicos,podemos mencionar a las consolasde videojuegos, teléfonos celulares yotros artículos que nos proporcionanesparcimiento y que también soncontrolados por un microcontrolador.Por otra parte, mediante el empleode un microcontrolador, podemosreemplazar diversas partes electróni-cas basadas en el uso de sistemasanalógicos o antiguos.

Incluso es posible controlar varios“aparatos” que tenemos en el interiorde nuestra casa, agregándoles sucorrespondiente circuito con micro-controlador, para de esta manera,sea viable la interconexión de susfunciones, para tener mayor conforten nuestro hogar.

El uso de un microcontrolador endiseños electrónicos, tiene muchasventajas; éstas son algunas de ellas:

* Aumenta la confiabili -

dad del producto, porque

cuenta con un menor

número de partes.

* Es fácil conseguir los

dispositivos que se

requieren para la inte -

gración del producto,

gracias a que los micro -

controladores hacen el

trabajo de varios siste -

mas de control.

* Se simplifica el ensam -

blaje del producto, y dis -

minuye su tamaño final.

El producto adquieremayor flexibilidad y adapta-bilidad, porque todas susfunciones están programa-das en el microcontrolador yno en circuitos electrónicoscomplejos. Por último, sefacilita el proceso de redise-ño de cualquier producto,ya que a partir de la mismacircuitería sólo basta concambiar el programa decontrol que debe grabarseen el microcontrolador, paraque el producto realice tare-as diferentes o complemen-taras a las que ya tenía pre-viamente.

En general, varios delos productos que encontra-mos comúnmente en unhogar promedio, contienenun microcontrolador. Estecircuito se encuentra tam-bién en los sistemas dealarma, en los equiposmédicos, en los productos

utilizados en las oficinas e incluso enlos subsistemas de los automóviles(figura 4).

En cada automóvil moderno seemplean más de treinta microcontro-ladores, para mantener funcionandoadecuadamente a todos sus siste-mas; hay un circuito de este tipo, porejemplo en el motor y en el controlque activa a la alarma del automóvil.En la industria, es mayor la presenciade los microcontroladores; todos lossistemas automáticos los requieren.De hecho, desde los PLC hasta lossistemas de control virtual contienenpor lo menos un microcontrolador(figura 5).

De esta manera hemos presenta-do nuestro curso, mismo que iremosdesarrollando en esta sección en elcorrer de las ediciones. En la próximaentrega comenzaremos a hablar delICProg, uno de los programas porexcelencia para la “programación” ointroducción de códigos en la memo-ria del PIC.

Curso Programado de Microcontroladores PIC

Saber Electrónica

77

Figura 3. Ejemplos de Electrodomésticos con microcontroladores.

Figura 4. Ejemplo de Vehículo con microcontroladores.

Figura 5. Controlador Lógico Programable.


CÓ M O DE S C A R G A R E L CD EX C L U S I V O PA R A LE C TO R E S D E SA B E R EL E C T R Ó N I C A

CD: Trucos y Mitos de los Teléfonos CelularesEditorial Quark SRL, Saber Internacional S.A. de CV, el Club SE y la RevistaSaber Electrónica presentan este nuevo producto multimedia. Como lectorde Saber Electrónica puede descargar este CD desde nuestra página web,grabar la imagen en un disco virgen y realizar el curso que se propone. Pararealizar la descarga tiene que tener esta revista al alcance de su mano,dado que se le harán preguntas sobre su contenido. Para realizar la des-carga, vaya al sitio: www.webelectronica.com.ar, haga click en el íconopassword e ingrese la clave “CD-1287”. Deberá ingresar su dirección decorreo electrónico y, si ya está registrado, de inmediato podrá realizar ladescarga siguiendo las instrucciones que se indiquen. Si no está registra-do, se le enviará a su casilla de correo la dirección de descarga (registrar-se en webelectronica es gratuito y todos los socios poseen beneficios).

El contenido de cada módulo

es el siguiente:

Módulo 1: Curso de Teléfonía Fija y CelularLección 1 Principios de la

Teléfonía y ConmutaciónLección 2 Sistema MULTIPLEX

TDM y FDMLección 3 Telefonía Celular,

Funcionamiento y CaracterísticasLección 4 Sistemas para

Telefonía Celular GMS, UTMS,GPRS

Lección 5 Introducción a lasComuniciones Móviles por Satélite

Lección 6 Desbloqueo yProgramación de los Te l e f o n o sCelulares

Lección 7 Trucos paraCelulares

Módulo 2: Liberación, Colonación y DesbloqueoA fondo con la SMART CLIPCaja de Trabajo RS232Clonación o DesbloqueoDesbloqueo de Celulares LG 1

Desbloqueo de Celulares LG 2Desbloqueo de Celulares LG 3Desbloqueo de Celulares GSMLiberación de Celulares GSMLiberación por ClipsLiberación por LOSG y SOFTLiberación por RS232Manual de Desbloqueo

Módulo 3: Reparación de Celulares01 CDMA, GSM, 3G, UMTS02 Modulación FSK03 Qué Necesita para reparar

Teléfonos Celulares04 El Servicio a los CelularesTrucos, Desbloqueos y

Programación parte 1 y parte 2

Módulo 4: Marca por Marca Importante: Es imposible listar

todos los modelos de teléfonossoportados. Mencionaremos algu-nos casos para ejemplificar.

MOTOROLAMotorola C200 Y C139Motorola paso a pasoT190-91, C115-139-200

V3 y Otros (más de 1700 mode-los incluídos 3G)

SONY ERICSSONLiberación Sony K300Liberación Sony W800Liberación Sony Z520iLiberación por DivUSBProgramación, Liberación,

Desbloqueo y ReparaciónSony MultiserverALCATELDesbloqueo con Alcatel DongleLiberación Alcatel OT331Liberación de AlcatelSIEMENSLiberación con SSTLiberación Siemens A53Liberación Siemens S40 Y S65SAMSUNGLiberación, Reparación y

Desbloqueo de celulares SamsungLiberacion Samsung X426 y

X636NOKIALiberación, Test y DesbloqueoLiberación, Test y Desbloqueo

NOKIA BB5Liberación, Test y Desbloqueo

NOKIA 3310

Módulo 5: Videos01 Desarme de un celular02 Liberación y Flasheo de

Motorola con Caja RS23203 Liberación y Flasheo de

Nokia con Caja RS23204 Liberación y Flasheo de

Siemens con Caja RS23205 Liberación y Flasheo Sony

Ericsson con Caja RS23206 La caja RS23207 Técnicas de Armado de

Cables y Conectores08 Armado de un Cable para

Motorola09 Armado de una pulsera

antiestática.

10. Uso de la Caja de TrabajoRS232

Módulo 6: Programas En esta sección se provee un

link para que pueda descargar dife-rentes programas de liberación,reparación y desbloqueo de teléfo-nos celulares. Únicamente podrádescargarlos si está conectado aInternet y si posee un CD ORIGINALya que el servidor detectará la condi-ción del producto desde el cual ustedestá accediendo. En esta sección,además, podrá acceder a sistemasoperativos para distintos modelos ymarcas de teléfonos, flashes, flexes,etc.

Módulo 7: JuegosMás de 1700 juegos para dife-

rentes marcas y modelos de móvi-les, muchos de los cuales son toma-dos directamente de Internet y hansido verificados para su correctainstalación.

Módulo 8: Accesorios y Aplicaciones

Desde esta sección podráacceder a más de 7.000 archivospara diferentes marcas y modelosde móviles, muchos de los cualesson tomados directamente deInternet y han sido verificados parasu correcta instalación. Por razonesde espacio hemos colocado un link,que le permitirá descargar más de1500 ringtones diferentes.

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Saber Electrónica

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Descarga de CD 280 10/18/10 3:50 PM Página 3


S E C C I O N . D E L . L E C T O R

Pregunta 1: Hola señores de SaberElectrónica. El motivo de este mail es elsiguiente: acabo de armar la placa“Osciloscopio para PC” de Saber ElectrónicaNº 272 y al querer bajar el archivo necesario“FFT.EXE” para el funcionamiento de la mismame pide un número de pin que desconozco. Yal querer consultar desde la web no tengo

opción para hacer la pregunta, por tal motivoles pediría el envío de dicho pin para poderbajar el archivo en cuestión e instalar mi placay usarla.

Nelson López.Respuesta: Hola, el programa FFT.exe es

un analizador de espectro virtual, es decir, notiene nada que ver con el funcionamiento delosciloscopio. Para usar la placa del oscilosco-pio se debe ejecutar el programa “Scope.exe”.Normalmente los programas los hacemosbajar desde Internet, con el número de holo-grama del CD o la clave dada en la revistapara evitar piratería; sin embargo, el programaScope.exe no requiere ninguna clave especial.

Pregunta 2: ¿Por qué se dice que laspantallas planas de LCD aún no son las mejo-res para alta definición? Quiero comprarme untelevisor y no sé cuál elegir.

Guillermo Suarez.Respuesta: Bueno… la tecnología siem-

pre avanza. Ahora, hoy yo elegiría un LCD contecnología LED, y para fundamentar esta elec-ción basta con una simple y pequeña frase:“tienen un eficaz aprovechamiento de la luz”.Los monitores de televisión LCD con tecnolo-gía LED suponen un verdadero salto cualitati-vo en el sector audiovisual, al iluminar pordetrás las pantallas de los televisores con laluz blanca y neutra de gran intensidad queofrecen los LED. De este modo, la visión del

espectador de la imagen se convierte en másclara, nítida y natural. Hasta ahora, el tipo deiluminación utilizada de los paneles del televi-sor LCD se realizaba a partir de las lámparasfluorescentes de cátodos fríos (CCFL). Éstascontaban con un gran inconveniente, los colo-res de la pantalla se reflejaban al ojo humanocomo artificiales y los tonos negros se volvíangrisáceos debido a la falta de precisión queesta tecnología obtiene a la hora de oscurecerlas distintas zonas de visionado. En cambio,las pantallas LCD retroiluminadas con LEDsapagan los diodos en las zonas donde nosean necesarios y así se producen en el moni-tor verdaderas zonas negras y al igual queconsiguen perfilar con mayor precisión loscolores en la pantalla. Debido a esto, este tipode iluminación nos ofrece un mejor contrastede las imágenes que se muestran en el televi-sor, con especial mejora en cómo se muestrande profundos los negros, así como unos gro-sores de pantalla más reducidos, suprimiendoel espacio necesario para las lámparas fluo-rescentes que solían producir un grosor abul-tado en la parte trasera de los televisores. Loque deja al fabricante más margen de juegocon el diseño del equipo. En resumen, ocupanmenos espacio, ofrecen una resolución y colo-res más nítidos al poder controlar la luminosi-dad de la pantalla por zonas. Además consi-guen reducir del gasto energético en torno aun 40%.

Seminarios Gratuitos Vamos a su Localidad

Como es nuestra costumbre, Saber Elec-trónica ha programado una serie de semina-rios gratuitos para socios del Club SE que sedictan en diferentes provincias de la Repúbli-ca Argentina y de otros países. Para estos se-minarios se prepara material de apoyo quepuede ser adquirido por los asistentes a pre-cios económicos, pero de ninguna manera sucompra es obligatoria para poder asistir alevento. Si Ud. desea que realicemos algúnevento en la localidad donde reside, puedecontactarse telefónicamente al número (011)4301-8804 o vía e-mail a:

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La premisa fundamental es que el semi-nario resulte gratuito para los asistentes y quese busque la forma de optimizar gastos paraque ésto sea posible.

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Lector 280 10/18/10 3:51 PM Página 80

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Saber Electrónica N° 280 Edición Argentina