Saber Electronica 117

$6.50 / Ao 10 / 1997 / N 117EDITORIALQUARK

ISSN: 0328-5073

RADIOARMADOR:TIRISTORES EN EQUIPOS DE COMUNICACIONES

INFORME ESPECIALLA CES 1997

SSAABBEERR

EELLEECCTTRROONNIICCAAEDICION ARGENTINA TV codificadaTV codificada

AUTOR: AGUI SAMPERAUTOR: AGUI SAMPER

CON 40 CIRCUITOSCON 40 CIRCUITOSDECODIFICADORESDECODIFICADORESPPARA ARMAR E ARA ARMAR E INVESTIGARINVESTIGAR

TV POR CABLE

TV POR AIRE

CCOONN TTOODDOOSS LLOOSSMMEETTOODDOOSS DDEECCOODDIIFF IICCAACCIIOONN YYDDEECCOODDIIFF IICCAACCIIOONN

SSAABBEERR

EELLEECCTTRROONNIICCAAEDICION ARGENTINA

CON EL AVAL DE:

REPUBLICA ARGENTINA $15.-

ROBOT CONTROLADO

POR PCROBOT

CONTROLADOPOR PC

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IONMAS PA

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AUTOMATICE PROCESOS

EN EMPRESAS CONESTE PROYECTO

DE FACIL MONTAJE Y PUESTA EN MARCHA

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TVTENGA UNA GUIA DEREPARACION Y BUSQUEDA RAPIDA DE FALLAS

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* SONAR BASICO PARA USO CON PICs* REFLECTOR GENERADOR DE COLOR

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MONTAJES ESPECIALESMONTAJES ESPECIALES

LANZAMIENTOEXTRAORDINARIO

LANZAMIENTOEXTRAORDINARIO

SECCIONES FIJASDel editor al lector 3Seccin del lector 79Fichas de coleccin de Circuitos Prcticos 89Fichas 95

ARTICULO DE TAPA Robot controlado por PC 6

INFORME ESPECIALSaber Electrnica en las exposicin de electrnica CES 1997 46

MONTAJESReflector generador de color 52Sonar basico para uso con PICs 55

TVReparacin de TV color asistida por PC 65

RADIOARMADORCircuitos prcticos con tiristores 80

EDITORIALQUARKAo 10 - N 117MARZO 1997

NUESTRANUESTRA

DIRECCIONDIRECCION

AV. RIVADAVIA 2421, PISO 3,

OF.5

TEL.: 953-3861

HHH OO RR AA RR II OO DD EE AATT EE NN CC II OO NN AA LL P

P UU BB LL II CC OO

EXCLUSIVAMENTEDE LUNES A VIERN

ES DE

10 A13 HS. Y DE14 A17 HS.

DEL DIRECTORAL LECTOR

CONTINUAMOS EN ELBUEN CAMINO

Bien, amigos de Saber Electrnica, nos encontramos nuevamenteen las pginas de nuestra revista preferida, para compartir lasnovedades del mundo de la electrnica.

Son muchas las novedades para compartir.... Por ejemplo, nospone muy contentos la buena aceptacin, por parte de lectores y em-presarios, del lanzamiento de nuestra "Bolsa de Trabajo", con la queesperamos realizar un aporte para todos los que precisen de su servi-cio. Por otra parte, hemos efectuado un convenio con Siscotel paraque sus socios tengan descuentos especiales en los servicios de IN-TERNET, tambin con CEPA, para que puedan capacitarse con pre-cios accesibles, etc.

No quiero dejar de mencionar un nuevo "Lanzamiento Extraor-dinario", se trata de TV Codificada, obra en la que se dan conceptosterico-prcticos sobre la codificacin y decodificacin de seales deTV, con una gran cantidad de circuitos prcticos.

Tambin hemos acordado con las autoridades de CEPA la real-izacin de la 8 Jornada que se llevar a cabo el prximo 19 de abril.

Pero esto es slo el principio, dado que pensamos editar no menosde 6 textos en este ao, para que pueda capacitarse en diferentes dis-ciplinas como PLC, TV por computadoras, Nuevas Tendencias enAudio, Microprocesadores, etc.

Por todo esto, nos sentimos orgullosos de formar parte de estegran equipo del cual Ud. es el principal integrante, ya que con suapoyo, Continuamos en el Buen Camino.

E D I C I O N A R G E N T I N A - N 117 MARZO DE 1997

Director Ing. Horacio D. Vallejo

ProduccinPablo M. Dodero

ArteMara A. Alaniz

EDITORIAL QUARK S.R.L.Propietaria de los derechosen castellano de la publicacinmensual SABER ELECTRONICARIVADAVIA 2421, Piso 3, OF. 5 - Capital(1034) TE. 953-3861

Editorial Quark es una Empresa del Grupo Editorial Betanel

PresidenteElio Somaschini

StaffTeresa C. JaraHilda B. Jara

Mara Delia MatuteNstor Tantotero

Distribucin: Capital

Distribuidora Cancellaro e Hijos SH301-4942

InteriorDistribuidora Bertrn S.A.C.

Av. Vlez Srsfield 1950 - Cap.

UruguayBerriel y Martnez - Paran 750 - Montevideo -

R.O.U. - TE. 92-0723 y 90-5155

ImpresinMariano Ms, Buenos Aires, Argentina

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 entraan respons-abilidad de nuestra parte. Est prohibida la reproduccin total oparcial del material contenido en esta revista, as como la indus-trializacin y/o comercializacin de los aparatos o ideas queaparecen en los mencionados textos, bajo pena de sancioneslegales, salvo mediante autorizacin por escrito de la Editorial.

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EELLEECCTTRROONNIICCAAEDICION ARGENTINA

Ing. Horacio D. Vallejo

ROBOTCONTROLADO POR PC

En el nmero anterior de Saber Electrnica presentamos, a modode avance, el proyecto realizado por un grupo de alumnos del Insti-tuto Juan XXIII, de Ramos Meja, que ha merecido el reconocimien-to de quienes hacemos esta revista, a punto tal que hemos decidi-do publicarlo en su totalidad, dado que puede ser armado porprofesionales, tcnicos, hobistas y hasta industriales que deseen

robotizar algn proceso.

Comentarios y Adaptacin: Ing. H. D. Vallejo

6SABER ELECTRONICA N 117

A R T I C U L O D E TA PA

Antes de comenzar conel desarrollo de la pre-sente nota, quierodestacar que por error, en laedicin anterior figura que elInstituto Juan XXIII corre-sponde a esta Capital Federal,cuando en realidad es deRamos Meja.Este trabajo fue realizado por:

BONETTI, ANTONIO ALEJANDRO CASAS, ANGEL ANDRES NICOLINI, CARLOS ALEJANDRO PEZZANI, CARLOS HERNAN URRUSPURU, GASTON LEONEL

Fue supervisado por el IngenieroAlberto Fusco y revisado (en su to-talidad, de acuerdo con el informepresentado) por m. Ya hemos descripto los principiosque rigen a la robtica, tambinefectuamos un anlisis conceptualdel sistema a travs de un diagra-ma en bloques general del pro-totipo.A continuacin analizare-mos con ms profundidadlo que es cada bloque y ex-plicaremos su fun-cionamiento a travs de undiagrama en bloques inter-no de cada parte analizadaen el artculo publicado enla edicin anterior.

ETAPA DE POTENCIA DE MOTORES

En la figura 1 se da su dia-grama en bloques interno.a) EXCITADOR DE LABOBINA DEL MOTOR

Es el encargado de interpretar eldato proveniente del Bit corre-spondiente y alimentar o energizarla bobina del motor asociada asegn el estado en que se encuen-tra el Bit.

1 BOBINA ENERGIZADA0 BOBINA EN REPOSO

b) PROTECTOR DE TENSION IN-VERSAEs el encargado de proteger el ele-mento excitador de la inversin depolaridad que genera la fuerzacontraelectromotriz del inductor,ante un cambio brusco de tensin(dicho fenmeno ser explicado

posteriormente).Por lo tanto el protector de tensininversa se encargar de limitar latensin inversa que cae sobre el el-emento excitador.

CONTROL DE TORQUE DE LOS MOTORES

En la figura 2 se da su diagramaen bloques interno:Damos a continuacin una brevedescripcin de cada bloque:a) CIRCUITO ASTABLE

R O B O T C O N T R O L A D O P O R P C


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2

Es el encargado de enviar o, mejordicho, de generar una seal deltipo tren de pulsos y de estamanera atacar un elemento lla-mado excitador de las bobinas. La frecuencia de este circuitopuede ser modificada a travs deun preset con el cual se regula eltorque del motor en estado de re-poso.

b) EXCITADOR DE LAS BOBINASDEL MOTOR

Es el encargado de interpretar eldato proveniente del circuitoastable y energizar el motor cadavez que el dato proveniente delmismo sea 1.Por lo tanto, el motor permaneceenergizado con una frecuencia es-tablecida por el usuario por mediodel preset asociado al astable.c) PROTECTOR DE TENSION IN-VERSA

Es el encargado de proteger al ele-mento excitador de una tensin in-versa elevada.

d) CIRCUITO DE SELECCION

Este circuito cumple la funcin deconmutar el tipo de alimentacindel motor, de acuerdo a la ordenque reciba del control de seleccin.En una posicin, este circuito haceque el motor se encuentre alimen-tado de forma directa a la fuente y,en la otra posicin hace que el mo-tor sea alimentado por pulsos de24V que genera el excitador de lasbobinas (anteriormente menciona-do).

e) CONTROL DEL CIRCUITO DESELECCION

Esta etapa es la encargada de in-terpretar el dato enviado por eladquisidor de datos a travs delPORT C HIGH y, de acuerdo al es-

tado en que se encuentre este bit,modifica la alimentacin del motor,como fue explicado anteriormente,a travs del circuito de seleccinque es simplemente un Relay.

FUENTE DE ALIMENTACION DE LOS MOTORES

El diagrama en bloques interno deesta etapa se muestra en la figura3:

a) TRANSFORMADOR

Cumple la funcin de transformar,como su nombre lo indica, la ten-sin alterna de la red en una ten-sin de 24V tambin de alterna.b) RECTIFICADOR

Cumple la funcin de convertir laseal de alterna entregada por el



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transformador en una seal con-tinua, debido a que los motoresP.A.P. se alimentan con corrientecontinua. En realidad existen dosetapas de rectificacin: una detensin positiva y otra de tensinnegativa, pero en el diagrama enbloques se represent una solapor simplicidad.

c) FILTRO DE ENTRADA

Esta etapa es la encargada deeliminar el riple existente en la sal-ida del rectificador y, por as decir-lo, linealiza la tensin continuapara que la misma sea ms es-table.

d) REGULADORES DE TENSION

Estos dispositivos se encargan detomar la tensin continua de en-trada y mantener su salida en unatensin constante.Cabe aclarar que stos regulan latensin de salida dentro de uncierto rango de variacin a su en-trada.

e) FILTRO DE SALIDA

Se encuentra simplemente parahacer que la tensin de salida seaaun ms estable y adems paraeliminar los posibles ruidos de lalnea domiciliaria.

FUENTES DE 12V Y 5V

a) FUENTE DE 12V

El circuito de la figura 4 represen-ta el diagrama interno de lafuente:La funcin de cada bloque no va aser explicada, debido a que losmismos poseen idntico fun-cionamiento que la fuente anteri-ormente descripta.

b) FUENTE DE 5V:

Este circuito no merece ningunadescripcin, debido a que posee elmismo diagrama funcional que lade 12V.ETAPA DETECTORA DE PIEZAS

En la figura 5 se describe su dia-grama interno:

a) ASTABLE

El funcionamiento de este bloquefue explicado en el diagrama inter-no del CONTROL DE TORQUE DELOS MOTORES, con la diferenciade que en este caso se utiliza, paraexcitar el led infrarrojo, una fre-cuencia de conmutacin de sealfija, con la finalidad de entregarlemayor energa al led y evitar que elmismo sea quemado.

b) LIMITADOR DE CORRIENTE

Como su nombre lo indica, cumplela funcin de limitar la corrientedel led infrarrojo y as evitar queel mismo se queme, debido a quesi se conectara directamente a 12Va pocos segundos de su fun-cionamiento el mismo se quemarapor la elevada corriente circulante.c) LED INFRARROJO

Se utiliza para generar un haz deluz infrarroja invisible al ojo hu-



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mano con la finalidad de sensar siuna pieza interrumpe o no al hazinfrarrojo.

d) FOTOTRANSISTOR

Se utiliza para sensar si llega ono el haz de luz infrarroja al recep-tor.Cuando el haz excita el fototran-sistor, el mismo se encuentra sat-urado y cuando alguna pieza cor-ta el haz, el mismo pasa al estadode corte y enva un pulso al com-parador.

e) COMPARADOR

Este dispositivo se encarga decomparar la tensin sensada queentrega el fototransistor, frente auna tensin de referencia previa-mente fijada.

Dicho comparador coloca un pulsoen su salida cada vez que el hazinfrarrojoes interrumpido.

f) VREF

Este bloque se encarga de tomar latensin de alimentacin y fijar o,mejor dicho, disminuir la misma aun valor constante de tensin cal-culado a partir de ciertas condi-ciones de diseo, tal que la mismale permita al comparador enviarun pulso a su salida cuando lapieza fue detectada.

g) ETAPA DE SALIDA

Esta etapa es la encargada de in-terpretar el pulso enviado por elcomparador y, a partir de ste, ex-citar por medio de un elemento ac-tivo a la interfaz de entrada al

8255 para la posterior inter-pretacin del dato y ejecucin deotro dato para el cierre de la mano.

FUENTE DE ALIMENTACION DE LOS PISTONES

Su diagrama interno se puede ob-servar en la figura 6: La funcin de los bloques es igualen todas las fuentes de ali-mentacin.Lo nico que podra decirse de es-ta fuente es que la misma no uti-liza ningn tipo de elemento regu-lador debido a que esto limitara lacorriente de salida.ETAPA DE CONTROL DE LOS PISTONES



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6

En la figura 7 se detalla su diagra-ma interno:

a) EXCITADOR DEL PISTON ELECTRICO

Es el encargado de interpretar eldato proveniente del bit correspon-diente y alimentar o energizar elpistn elctrico de apertura (en re-alidad son 2 de apertura y 2 decierre) o de cierre segn el estadoen que se encuentre el bit que locontrola.

PA0 1 APERTURAPA1 1 CIERRE

En lo que respecta al principio defuncionamiento de los pistoneselctricos, daremos su explicacinoportunamente.Hasta aqu se ha analizado el sis-tema desde un punto de vista con-ceptual, es decir no se ha analiza-

do el sistema en forma detallada.Se han explicado detalladamentesus partes fundamentales, su es-quema de conexionado y su fun-cionamiento bsico.A continuacin se detallar el sis-tema real implementado y se expli-car cmo funciona cada circuitointerno de cada bloque anterior-mente explicado.

CIRCUITO CONTROLADOR DEL ROBOT

DIAGRAMA GENERAL

En la figura 8 se reproduce el cir-cuito general del Robot didcticoen donde se encuentran todas laspartes del sistema. Esta figura lahemos subdividido en 4 partes queUd. deber ensamblar para tenerel esquema completo. Realizamos

el esquema de esta manera por co-modidad para no incluir un planode dimensiones mayores, que re-dundara en un aumento del pre-cio de la revista.Para analizar el sistema de unaforma detallada se explicar elfuncionamiento de los distintoscircuitos en forma separada y ex-plcita.

CIRCUITOS PARCIALES

Mostraremos cada uno de los blo-ques con la finalidad de poder en-tender detalladamente el fun-cionamiento del controlador delrobot, reconocer sus etapas ypoder ubicar en el circuito generaluna posible falla en el sistema.Por otra parte se da la seguridadde que cada uno de los circuitosdescriptos fueron armados yprobados con resultados satisfac-torios.

LISTADO DE CIRCUITOS

1. Fuente de 5V x 300mA2. Fuente de 12V x 300mA3. Encendido Electrnico4. Fuente de 12V x 1A5. Fuente de 5V x 500mA6. Fuente Regulada de 24V x

1,5A7. Fuente de 16V x 5A8. Puerto A9. Puerto B10. Puerto C11. Power Interface 12. Controles de Motores Paso a

Paso12.1 Controlador de

Torque12.2 Detector Infrarrojo12.3 Controlador del



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8a



8b



8c



8d

Pistn Elctrico.12.4 Controlador del

Robot (incluye todos los circuitosanteriormente descriptos)

1) FUENTE DE 5V x 300mA

Anteriormente, esta fuente no fuemencionada debido a que cumplela simple funcin de alimentar elcircuito de encendido electrnico.A continuacin se explica su fun-cionamiento:Definiremos una fuente de ali-mentacin como un circuito capazde proporcionar una tensin con-tnua que es utilizada para alimen-

tar una determinada carga.

FUNCIONAMIENTO

El circuito completo de la fuente,se muestra en la figura 9. Si obser-vamos la figura (9a), vemos que sealimenta desde la red de 220V atravs de T1.T1 es el encargado de transformarla tensin alterna de 220V entensin alterna de 9V x 300mA,esto es posible dado que el mismofue diseado de forma tal que larelacin de vueltas de su bobinadosecundario, con respecto al pri-mario, induce una tensin alternade 9V con una corriente mxima

de 300mA.

1.1) RELACION DE TRANSFOR-MACION

N1 Vout 9V n = ___ = ______ = ______

N2 Vin = 220V

n = 0,41

De esta forma a la salida del trans-formador se induce una tensin de9V de alterna con una frecuenciade 50Hz provenientes de la redelctrica.En la figura 10 se observan lasseales presentes en la entrada yen la salida de T1:Se observa en el grfico que la ten-sin pico de la seal senoidal desalida es de 9V eficaces; es decirque, en realidad, la tensin pico desalida es:

Vpico = Vef . 2

Vpico = 9V . 2 = 12,73V

Esto es debido a que, si medimoscon el multmetro digital en fun-cin de voltmetro de alterna a la



9

9a

salida de T1, observaremos que in-dica 9V, debido a que el mismomide el valor eficaz y no el pico.

Por lo tanto, es obvio decir que a lasalida de T1 existe una tensin al-terna de 12,73V.

Posteriormente a esto, si observa-mos el circuito de la figura 9, ve-mos que a la salida del transfor-mador se conecta 4 diodos de usogeneral (1N4004) en puente de laforma especificada en la figura 11.Si observamos detenidamente lasconexiones de D1, D2, D3 y D4,vemos que en el circuito ocurrirlo siguiente, suponiendo que existeuna carga RL conectada entre elctodo de D3 y masa:Cuando el punto A se hace positi-vo frente al B, el diodo D3 se po-lariza en directa y el diodo D1 eninversa, entonces circular corri-ente a travs de D3 hasta el nodocompuesto por RL, D3 y D4, allD4 estar en inversa y por lo tantola corriente circular a travs de lacarga hasta el nodo compuesto porD2, D1 y RL. Como dijimos antes,D1 estaba en inversa (no conduce)y la corriente circular por D2hasta el punto B del trafo, ya queD4 estaba en inversa.Por el contrario, si el punto Ase hace negativo respecto de B,circular corriente por D1, RL y D3 quedan-do D2 y D4 en inversa.Esta configuracin se denominarectificador de onda completa tipopuente y lo anteriormente explica-do se resume en el grfico de lafigura 12:Si observamos nuevamente el cir-cuito, se podr apreciar que a lasalida del puente de diodos seconecta un capacitor electrolticode 1000uf x 16V, esto es debido aque en la salida del puente se ob-tiene una seal continua pulsante,y como deseamos una continuapura, colocamos el capacitor C1para obtener un menor ripple



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(figura 13).El capacitor C1 cargar cuando elpunto A sea positivo frente a B yse descargar cuando el punto Bsea positivo frente a A. De estamanera, se obtiene una tensincontinua ms o menos pareja;cabe aclarar como concepto de dis-eo, que C1 debe ser de mayor ca-pacidad si se desean fluctuacionesbajas. Si se desean tensiones deripples muy bajas, es decir menorfluctuacin de la tensin se debenutilizar dispositivos reguladores detensin, tales como la lneaLM78.A continuacin explicaremos elfuncionamiento del LM7805 (regu-

lador serie).

1.2) ESTRUCTURA INTERNA delLM7805

Su estructura interna se muestraen la figura 14. Para su conexin ala fuente sin regular (anterior-mente descripta), se conecta el ter-minal IN a la salida de las mismas,GND a masa y OUT es la salidaregulada.

1.3) CONEXION

La conexin del integrado regu-lador de tensin, podemos verla enla figura 15.

1.4) FUNCIONAMIENTO

El transistor de paso Q es el quedetermina la mxima corriente quepuede circular por el dispositivo;para proteger a ste se coloca uncircuito de proteccin que, tantopor sobrecarga como por cortocir-cuito o por sobreelevacin de latemperatura de carcaza, llevar in-mediatamente al transistor almites seguros de funcionamiento.Este transistor est operado porun circuito operacional muy ele-mental que en la entrada tieneaplicada una tensin fija de refer-encia.Supongamos que la corriente desalida aumenta considerable-mente, como sabemos en todafuente si la corriente de salidatiende a aumentar la tensin desalida tiende a disminuir. Por lotanto si Vout disminuye, tambinlo hace la cada de tensin sobre laresistencia RB, interna al LM7805(VRB baja) y esto trae como conce-cuencia que la tensin en el termi-



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nal inversor del circuito opera-cional disminuya y por consigu-iente aumenta la tensin en elpunto A (base de Q), debido a queV- < V+.Como consecuencia de que au-ment VA, Vout aumentar, debidoa que si aumenta la tensin en labase de Q, aumenta la corrientepor la base, aumenta la tensinBASE-EMISOR de Q y, por lo tan-to, Vout tambin lo hace.Con este anlisis se demuestraque el LM 7805 ante un aumentoconsiderable de la corriente de sal-ida se mantiene la tensin Voutconstante.Por otra parte, supongamos queVin disminuye y la corriente desalida es constante; como Vo debemantenerse constante se suponeque, como se haba explicado ante-riormente, la polarizacin del tran-

sistor de paso Q debe mantenerseconstante; es decir: VA constante. Si como habamos dicho, Vin dis-minuye se debe producir una dis-minucin de la corriente de salidadel operacional y esto ocurre de-bido a que si Vin disminuye, tam-bin disminuye la tensin de ali-mentancin del operacional.Por lo tanto, si Vin disminuye Voutse mantiene constante.Lo nico que quedara sin explicares que se coloca un segundo ca-pacitor electroltico de menor ca-pacidad llamado C2 en paralelocon la salida para eliminar fluc-tuaciones parsitas.De esta manera se obtiene +5V decontinua, totalmente regulados ycon una corriente mxima de sali-da de 300mA, debido a que eltransformador soporta como corri-ente mxima dicho valor.


Esta fuente funciona exacta-mente igual que la anteriorcon la diferencia de que el el-emento regulador es unLM7812, cuyo principio de

funcionamiento es exactamente elmismo que el LM7805.Esta fuente se utiliza simplementepara alimentar la bobina del RE-LAY de conmutacin de la llaveelectrnica de encendido y su cir-cuito se muestra en la figura 16 (lafigura 17 correspondera al cir-cuito impreso pero como ser re-producida al final del artculo, conlos dems lay-out, a partir de aquproseguiremos con una nu-meracin consecutiva de las fig-uras).

3) ENCENDIDO ELECTRONICO

Este dispositivo tampoco haba si-do mencionado, ni representadoen el diagrama debido a quecumple la simple funcin de llaveelectrnica comandada por un solopulsador, con el cual se enciende



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16 y 17

el dispositivo controlador y se apa-ga al mismo con el simple toquedel mismo pulsador. El funcionanmiento de este dis-positivo es muy simple y se de-scribe a continuacin:

3.1 FUNCIONAMIENTO

Bsicamente, este circuito se com-porta como un Flip-Flop del tipoVai-Ven (ida y vuelta).Inicialmente la pata 1 del CD4001se encuentra en estado lgicoLOW; es decir: 0V, debido a que seencuentra a masa va R2.Por consecuencia de esto, el termi-nal 3 de este integrado se encuen-tra en estado lgico alto, porque sise observa la configuracin delCD4001 se puede apreciar que elmismo se comporta como un sim-ple inversor, ya que si el terminal2 (conectado a GND) se encuentraen estado LOW y el terminal 1, co-mo habamos dicho anteriormente,en estado LOW, la salida se encon-trar en estado lgico alto o 1(HIGH), debido a que este integra-do est compuesto por cuatrocompuertas NOR de 2 entradas, delas que se utilizan slo 2 en el cir-cuito.Para resumir lo anteriormente di-cho, como la pata 1 est en0, la pata 3 del mismo seencuentra en 1 y comoconsecuencia de ello eltransistor Q1 se encuentraen el estado de corte, de-bido a que es un transistordel tipo PNP (BC327 oequivalente PNP BC558).Cabe aclarar que Q1 secoloca simplemente paraprovocar una reali-

mentacin positiva que es la en-cargada de que el dispositivo secomporte como un FLIP-FLOP,mantendr el estado en su salida.Esto es posible por el simple hechode que, si como habamos men-cionado antes Q1 se encuentracortado, su colector posee un po-tencial de 0V y, por lo tanto, el ter-minal 1 del CD4001 (entrada delinversor) se mantiene en estadolgico bajo. Por otra parte, si ob-servamos el circuito vemos que alencontrarse la pata 3 de la com-puerta (salida del inversor) en es-tado lgico alto, C1 se encargar atravs de R3 en un tiempo quequeda determinado por condi-ciones de diseo de los valores deR3 y C1 de la siguiente forma:

VC = VCC (1 - et/R.C)

para un tiempo t = R.C

VC = VCC (1 - e -1)

VC = VCC (1 - 0.367)VC = 0.63 VCC

en donde:VC = tensin del capacitorVCC = tensin de alimentacint = tiempo de carga del capacitorR = resistencia

C = capacitor

Si observamos la expresin de VC,vemos que el capacitor se carga al63% de VCC en un tiempo igual aR.C, instante en el cual el mismose carga a un valor equivalente aun 1 lgico (recordemos que seconsidera un 1 bien definido, aun valor que supere el 50% deVCC).En el grfico de la figura 18 semuestra lo anteriormente explica-do:De lo dicho se deduce que los val-ores de R3 y C1 fueron calculadosbajo dichos conceptos con el fin deque C1 se cargue en un tiempo de-terminado:

Remitindonos al circuito de lafigura 19 (que corresponde al es-quema que estamos detallando), sepuede calcular que C1 se carga al63% de VCC (1 lgico) en 100 mseg.Por otra parte, se observa en el cir-cuito que existe otra compuertaNOR, de dos entradas, utilizada enel circuito y conectada de la formamostrada en la figura 20.Esta compuerta cumple la mismafuncin que la anterior, con lasalvedad de que se utiliza para in-vertir la salida. Es decir, cuando la

salida del inversor U1A seencuentra en estado lgicoHIGH 1, la salida delU1D se encontrar en es-tado lgico bajo o 0.Esto se implement de es-ta forma por el hecho deque en estado de reposo lasalida del inversor, forma-do por el U1D, debe estaren 0, debido a que elcontrolador del robot debe



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estar apagado.Recordar que inicialmente el inver-sor U1A se encontraba en 1 ini-cialmente (Terminal 3 = 0V)

Para el anlisis de la etapa de sali-da, suponiendo que se puls S1,queda el circuito de entrada bajola forma sugerida en la figura 21.

Como habamos dicho anterior-mente, el capacitor C1 se encon-traba cargado; al pulsar S1, elmismo se descarga sobre R2 y lasalida 3 de U1A pasa a 0, con locual Q1 conduce y mantiene en 0al terminal 1 del CD4001.De esta forma, la pata 13 delCD4001 tambin se pone en 0 y,por lo tanto, su salida en 1 (pata11).En el momento en que la pata 11del CD4001 pasa a 0, el LED D1

se polariza en directa y se ilu-mina indicando que el dispos-itivo controlador del robot fueencendido; a su vez Q2 sesatura a travs de R5, atacala bobina del relay K1 yconecta el terminal R de lared elctrica al pin de ali-mentacin del controlador delrobot. Faltara aclarar la fun-cin de D1, que se encargasimplemente de proteger a Q2de una elevada tensin inver-sa en su colector, debido aque todo selenoide produceuna fuerza contraelectro-



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20

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motriz inversa a la que se aplicacon una elevada amplitud en elmomento de la conmutacin. Porltimo, diremos que cada vez quese pulse S1 el relay cambiar deestado y har que el controlador seencienda y se apague.

4) FUENTE DE 12V x 1A

Si se observa el circuito de la figu-ra 22, se puede apreciar que elfuncionamiento es exactamente elmismo que el explicado en Fuentede 5V x 300mA.Lo nico que puede aclararse esque utiliza un transformador quesoporta 1A, debido a que sta es lafuente general de 12V del contro-

lador del robot por lo que debemanejar una potencia consider-able.


La nica diferencia que presentaesta fuente, que se muestra en lafigura 23, frente a todas lasfuentes anteriormente descriptases que su transformador soporta500mA.Esta es la fuente de 5V general delcontrolador del robot.6) FUENTE REGULADA DE 24V x 1,5A

Esta fuente, que se muestra en lafigura 24, se utiliza para alimentar

al motor paso a paso y su fun-cionamiento es igual que el de lasdems fuentes, con la nica difer-encia de que utiliza una fuente de12V + 12V x 3A y su etapa de rec-tificacin utiliza solamente dosdiodos, D1 que conduce en lossemiciclos positivos y D2 que con-duce en los semiciclos negativos.A partir de aqu se utilizan dos ca-pacitores de filtro (C1 y C2).Otra de las diferencias que presen-ta esta fuente es que utiliza unregulador negativo de tensinLM7912, cuyo principio de fun-cionamiento es el mismo que el delLM7812, con la diferencia de que,como su nombre lo indica, regulaa 12V negativos.De esta forma, a la salida de la



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fuente se obtienen dos tensiones:+12V y -12V.Si utilizamos -12V como masa vir-tual y tomamos como positivo+12V, obtendremos una fuente de+24V x 1,5A, debido a que la corri-ente baja a la mitad por el simplehecho de obtener dos tensiones de12V (trafo con punto medio).

7) FUENTE DE 16V x 5A

La fuente mostrada en la figura25, se utiliza para alimentar a lospistones elctricos y es una fuentemuy simple, debido a que no uti-liza etapa de regulacin, para quela corriente que sta entrega quedelimitada por el transformador.Si se observa el circuito, se puedeobservar que utiliza un puente in-

tegrado de diodos del tipo KBU806 y un capacitor de filtro a lasalida.Cabe aclarar que la fuente es de16Vdc debido a que, comohabamos explicado en el Docu-mento Nmero 1, el pico de laseal de alterna que entrega eltrafo es de 12 x 2 = 16,9 Vdc.

8) INTERFAZ DE SALIDA - PUERTO A

Esta interfaz, cuyo circuito semuestra en la figura 26, es la en-cargada de transferir datos envia-dos por el PC a travs deladquisidor de datos al controladory as asla galvnicamente al PC del medio exterior.Su funcionamiento se describe a

continuacin:Si se observa el circuito, podemosver que es muy simple y que su fi-nalidad es monitorear por mediode diodos electroluminiscentes osimplemente LEDS; el estado delos bits de salida del P.P.I. 8255, loasla elctricamente del circuitodel controlador para evitar as queel mismo sea averiado.Supongamos que el bit de salidadel adquisidor de datos seencuentra en estado bajo o 0,con lo cual el transistor Q1 (obser-vando en el circuito la interfaz delbit PA0), se encuentra en estadode corte y, por lo tanto, no circulacorriente entre R1, D1, U1 y GND(observando su conexin, se apre-cia que estn en serie).Como consecuencia de ello, si elled interno del optoacoplador U1no es polarizado, el transistor dar-lington de salida de U1 no con-duce. En realidad si observamos elcircuito, el transistor de salida deloptoacoplador nunca conducir, sino se le conecta ninguna carga en-tre su emisor (pata 4 y GND, comose ve en la figura 27).Supongamos ahora que el bit PA0se encuentra en estado alto o 1,



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Q1 conduce haciendo que circulecorriente por R1, D1, y el LED deU1 (patas 1 y 2).A continuacin se explicar cmofunciona un diodo LED para en-tender su funcionamiento:Un led es un dispositivo que con-vierte cierta cantidad de energa enluz, los mismos se comportan co-

mo diodos semiconductores y sonprecisamente esa clase de compo-nentes.Estos leds o ligth emitting diodeo diodos emisores de luz, son dio-dos comunes hechos de materialessemiconductores especiales, que alser recorridos en el sentido de po-larizacin directa por una corri-

ente, emiten luz de determinadafrecuencia (figura 28).

LOS DIODOS COMUNES EMITENLUZ INFRARROJA AL SER RECOR-RIDOS POR UNA CORRIENTE

Con la utilizacin de materialessemiconductores especiales como



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el arseniato de bario o el in-dio (GaAS o GaASI) se puedehacer que la luz emitidacaiga en el espectro visible,ya que es el tipo ms comnel que emite luz Roja. Losdiodos emisores de luz, conlongitudes de onda corre-spondientes al amarillo yverde, pueden encontrarseen el mercado; como la difi-cultad de su fabricacin esmayor, son bastantes mscaros que los leds rojos.Los leds tienen un compor-tamiento elctrico semejanteal de un diodo comn:conducen la corriente en unsolo sentido. Esto ocurre slocuando la tensin que lo po-lariza en el sentido directoalcanza un valor que est en-tre 1, 8 y 2, 1 v, con lo cualel led comienza a conducir yenciende.Como los diodos comunes presen-tan una resistencia muy bajacuando estn polarizados en elsentido directo, es por eso quedeben colocarse en serie con ellosuna resistencia que limite la corri-

ente para que ste no se queme.Su corriente mxima generalmentees de 50mA.Volviendo al anlisis del circuito,vemos que circul corriente porD1, al mismo tiempo que el led de

U1.Cabe aclarar que R1 se cal-cul de acuerdo con lomostrado en la figura 29.Se observa que R1 es la en-cargada de limitar la corri-ente mxima del LED D1 y elled de U1.Con respecto al transistordarlington de salida del4N33 (U1), cuando se ilumi-na el led interno, el transis-tor fotosensible conduce yhace circular corriente desdesu colector hacia la cargaconectada en su emisor. Con el anlisis de este cir-cuito, es fcil darse cuentade que lo que en realidad sehizo, fue excitar una carga atravs de un bit enviado porel adquisidor de datos, sinque existiera contacto elc-trico alguno con l.Por otra parte el consumo de

corriente de la fuente del PC es de50mA, para alimentar a los LEDS,mientras que la carga es alimenta-da por una fuente externa, paraevitar que la fuente del PC seadaada.



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9) INTERFAZ DE SALIDA - PUERTO B

En la figura 30, se da el circuito.

10) INTERFAZ DE ENTRADA -SALIDA PUERTO C

El circuito se da en la figura 31.

De acuerdo a como fue programa-do el registro de control del P.P.I.8255 (ver manual adquisidor dedatos), el Puerto A, el Puerto B yel Puerto C High fueron configura-dos como etapas de salida, mien-tras que la parte baja del Puerto C(Port C Low) fue configurada comoentrada (ver figura 31)). Para

analizar su funcionamiento, expli-caremos como funciona la interfazde entrada solamente, debido aque la interfaz de salida fue expli-cada en Interfaz de salida-PuertoA.Interfaz de EntradaSi se observa el circuito se puedeapreciar que el mismo se podra



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haber implementado de una man-era mucho ms simple. A contin-uacin se da un ejemplo de cmose podra haber diseado y poste-riormente se explicar la funcinde cada componente adicional uti-lizado en el circuito real.

La interfaz de entrada bsica semuestra en la figura 32.Como primera aclaracin diremosque es una etapa inversora, debidoa que si se coloca un 1 lgico enel pin Vinput se polariza en directaD11 y el led del 4N33 y, por con-

siguiente, el transistor de salidadel integrado optoacoplador pasaal estado de saturacin, haciendoque en su colector caigan aproxi-madamente 0 volt.Volviendo al circuito real imple-mentado se puede observar, como



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habamos dicho anteriormente,que posee un circuito ms elabo-rado.Analizando la interfaz de entradadel bit PC0 vemos que en serie conel pin Ino se encuentra conectadoun resistor R1, con el cual se logradeterminar el nivel de tensin deentrada para excitar a el led D11 yel led situado entre las patas 1 y 2del 4N33.Tambin puede observarse queposee un resistor R2 y un capaci-tor C1 conectados en paralelo en-tre el otro extremo de R1 y GND dela forma mostrada en la figura 33.El capacitor C1 se encuentra conel fin de evitar que el ruido elctri-co dispare errticamente al optoa-coplador y, por consiguiente, elsistema adquisidor de datos inter-

prete una informacin errnea.El resistor R2 de 1k se encuentrapara descargar a C1 en el momen-to en que la entrada IN0 haga latransicin de nivel alto a nivel ba-jo. Su valor fue calculado bajocondiciones de diseo, tales queC1 se descargue rpidamente so-bre R2.Por ltimo, se observa que existeun diodo colocado entre el resistorR3 que, por otra parte, limita lacorriente de los leds y GND.Dicho diodo, llamado D1 en el cir-cuito, se coloca para evitar quetensiones inversas elevadas, colo-cadas en la entrada, quemen aD11 y al led del optoacoplador.Por ltimo, si observamos la etapade salida, vemos que existe una re-sistencia llamada R4 de 100k

colocada en la base (pata 6)del fototransistor de salida deU1, con el fin de evitar que elmismo se dispare errtica-mente y polarice el transis-tor, de manera tal que subase tenga que ser fuerte-mente iluminada por el hazde luz, emitido por el led in-terno al circuito integrado.De esta manera el fototran-sistor se hace ms duro dedisparar, por as decirlo. Ypor lo tanto dar plena se-guridad de que la informa-cin que llega al adquisidorde datos es la correcta, paraque el software funcione per-fectamente.

11) POWER INTERFACE

Debido a que en este circuito(figura 34) es muy simple de

analizar su funcionamiento, dare-mos primero el funcionamiento deun motor P.A.P. y su proceso deenergizacin, para posibilitar sucontrol de giro, ya sea sentido,cantidad de grados y velocidad.Luego de esto volveremos conoportunidad al circuito yanalizaremos su funcionamiento.12) CONTROLES EN MOTORES PASO A PASO

INTRODUCCIONLos motores paso a paso o simple-mente PAP, son un tipo especial demotores que permiten el avance desu eje en ngulos muy precisos ypor pasos en las dos posibles di-recciones de movimiento, izquierdao derecha. Aplicando a ellos unadeterminada secuencias de



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seales digitales, avanzan por pa-sos hacia un lado u otro y se de-tienen exactamente en una deter-minada posicin.Cada paso tiene un ngulo muypreciso, determinado por la con-

struccin del motor, lo que per-mite realizar movimientos exactossin necesidad de un sistema decontrol por lazo cerrado. A un motor paso a paso se lepuede ordenar, por medio del con-

trol, que avance cinco o diez pasoshacia adelante, luego un determi-nado nmero de pasos hacia atrso simplemente que no gire. Estesistema ha simplificado enorme-mente la implementacin de au-tomatismos y las aplicaciones de larobtica.Los motores paso a paso presen-tan grandes ventajas con respectoa la utilizacin de servomotoresdebido a que se pueden manejardigitalmente sin realimentacin,su velocidad se puede controlar f-cilmente, tiene una larga vida, sonpequeos, robustos y poseen unelevado torque en bajas revolu-ciones, lo que permite un bajoconsumo tanto en vaco como enplena carga, su mantenimiento esmnimo debido a que no tienen es-cobillas.Debido a estas ventaja, tienen unagran variedad de aplicacionesdentro de las cuales se podranmencionar las siguientes :

Mquinas herramientasRobotsImpresoras para computadorasGraficadoras (Plotters)Mquinas de coserUnidades de discoRegistradorasTelefaxManejo de vlvulasPosicionamiento de mecanismosen generalEtc.

FUNCIONAMIENTOEl funcionamiento de los motorespaso a paso se basa en el simpleprincipio de atraccin y repulsinque ocurre entre los polos mag-nticos. Como ya sabemos, un



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imn tiene dos polos llama-dos Norte y Sur o N y S.El principio bsico del mag-netismo establece que polosiguales se repelen y polosdiferentes se atraen. En lafigura 35 se muestra un mo-tor paso a paso imaginariocon dos bobinas y un rotorformado por un imn.Si aplicamos corriente a labobina A y B, de tal maneraque se formen electroimanescon las polaridades indicadas(a), el rotor gira hasta alcan-zar la posicin de reposo (b).En la figura 36 se muestra laaproximacin a un motor real queutiliza cuatro bobinas mediante

las cuales podemos hacer girar el

rotor en ngulos de 90.

AL CAMBIAR LA POLARIDADDE LAS BOBINAS DEL ESTA-TOR, SE PRESENTA ELEFECTO DE REPULSION YATRACCION POR PAREJASDE POLOS, CON LOS POLOSDEL IMAN QUE PRODUCE ELGIRO POR PASOS (figura 37).

Para lograr un movimientomucho ms suave, los mo-tores paso a paso se fabricanaumentando el nmero depolos del estator y se lespractican una serie de ra-nuras, tanto en el rotor comoen el estator. As se logran

movimientos que van hacia 1.8por paso. Los grados de avance porpaso son una de las caractersticasms importantes en este tipo demotores y generalmente estn in-dicados en su carcaza o cuerpo.

TIPOS DE MOTORES PASO APASOSegn su construccin, existentres tipos de motores PAP :

a) DE IMAN PERMANENTE

En este tipo de motor, su rotor esun imn permanente que poseeuna ranura en toda su longitud yel estator est formado por una se-rie de bobinas enrolladas alrede-dor de un ncleo o polo.Su funcionamiento se basa en elprincipio explicado anteriormentede atraccin y repulsin de polosmagnticos.

b) DE RELUCTANCIAVARIABLE

En estos motores el rotor est fab-



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ricado por un cilindro de hierrodentado y el estator est formadopor bobinas que crean los polosmagnticos.Como este tipo de motor no tieneun imn permanente, su rotor giralibremente cuando las bobinas notienen corriente, lo que puede serinconveniente en un momento da-do si hay una carga que presioneel eje.Este tipo puede trabajar a mayorvelocidad que el anterior.

1) HIBRIDOSEstos motores combinan las doscaractersticas anteriores, as lo-gran un alto rendimiento a buenavelocidad.En cuanto a la forma de conexiny excitacin de las bobinas del es-tator, los motores PAP se dividenen dos tipos.

2) UNIPOLARESHay dos bobinas y tienen tomamedia, es decir tiene seis termi-nales.

3) BIPOLARESEstos tienen dos bobinas al igualque los unipolares, con la diferen-cia de que no poseen toma media,es decir, tienen cuatro terminales.

MODOS DE OPERACION

Los motores paso a paso, tantounipolares como bipolares, puedentrabajar en dos modos de op-eracin, de paso completo y demedio paso.En el primer caso, con cada se-cuencia el rotor gira un determina-do ngulo que depende de la fabri-cacin del motor. En el modo de

medio paso, cada secuencia pro-duce un giro en grados, correspon-diente a la mitad de su paso nor-mal.Adems, el sentido de giro, cuyaposicin queda determinada por lasecuencia de los pulsos transmiti-dos, variando la frecuencia de lospulsos aplicados a las bobinas,tambin puede controlar la veloci-dad de los motores PAP, dentro decierto rango.

BOBINADOS DE MOTORES PASO A PASO

En la prctica, generalmente losmotores PAP poseen 5 terminales,debido a que existe un terminalcomn que es el punto medio delos devanados de las bobinas.Los niveles de tensin, que debenestar presentes en cada terminal,dependen de la secuencia de cadamotor. Para encontrar dicha se-cuencia slo hace falta aplicar ten-sin en las distintas bobinas y de-ducir dicha secuencia. Parainvertir el sentido de giro slo hayque invertir la secuencia.Volviendo al circuito general denuestro robot, mostrado en la figu-ra 9, podemos ver que el mismofunciona de la siguiente forma:Supongamos que, analizando eldriver del MOTOR 1 BASE, elbit0 se encuentra en estado bajo lgico, a consecuencia de ello Q1se encuentra cortado y por lo tantono circular corriente por la bobi-na 1 del motor P.A.P.Convengamos ahora que este bitpas a estado alto o 1 lgico, conlo cual Q1 conduce haciendo quecircule corriente por la bobina 1 a

travs del mismo, energiza la bobi-na y hace que el motor P.A.P. dun paso.De lo anteriormente dicho, se de-duce que cada vez que se coloqueun 1 lgico en el pin de entradadel circuito, el mismo hace que cir-cule corriente por la bobina corre-spondiente y que el motor d unpaso.Cabe aclarar que para que el mo-tor P.A.P. funcione correctamente,debe conocerce su secuencia y susterminales, de forma tal que elsoftware genere una secuencia lg-ica de 4 bits que alimente unabobina del motor por vez para queel mismo gire en un mismo senti-do.En la figura 38 se da la secuenciaque el software tiene que generarpara que el motor gire correcta-mente.Para realizar el control de veloci-dad del motor, lo nico que sedebe hacer es variar la frecuenciade desplazamiento de la secuenciaanteriormente mostrada, de formatal que si aumenta esta frecuenciaaumentar, por lo tanto, la veloci-dad de giro del motor. Si por elcontrario, la frecuencia disminuye,la velocidad del motor tambin lohace. Para realizar el control delsentido de giro, lo nico que sedebe hacer es invertir las variablesde la forma sugerida en la figura39.Por ltimo para realizar el controlde posicin del motor, se debeconocer la cantidad de grados queel mismo gira por paso (dato pre-sente en la chapa o folleto del mo-tor P.A.P. utilizado), ya que se deberealizar una funcin, por software,tal que al ingresar una variable de



N cantidad de grados, el motor girela cantidad de pasos que esto sig-nifica.

VARIABLEEN GRADOSPASOS DEL MOTOR =________________________

1,8GRADOS

Por ejemplo, supongamos que sedesea que el motor gire 90 GRA-DOS. La cantidad de pasos que elmismo debe dar, ser:

90 GRADOS P. del Motor = _______________

1,8 GRADOS

Por lo tanto, se observa que, elmotor debe dar 50 pasos para gi-

rar 90 GRADOS.Respecto del circuito, lo nico querestara explicar es la funcin deD1, D2, D3 y D4, que simplementeprotegen los transistores Q1, Q2,Q3 y Q4 de la tensin inversa quepresentan las bobinas del motoren el momento de la conmutacin.

12.1 CONTROLADOR DE TORQUE

Este dispositivo, mostrado en lafigura 40, se utiliza para protegerel motor en el momento en que seencuentra posicionado en el lugar,en ese momento, 2 bobinas de stequedan energizadas.Esta proteccin se necesita en estemomento porque, como habamosdicho, quedan energizadas y es poreste motivo que el motor sedaar, por el simple hecho de que

estas bobinas se quemaran.Lo que este dispositivo hace es en-viar un tren de pulsos en dichomomento, con el fin de que susbobinas no se quemen.A continuacin describiremos sufuncionamiento electrnico y expli-caremos cmo lo comanda el soft-ware.

FUNCIONAMIENTOSi observamos el circuito, vemosque el mismo posee un relay lla-mado K1 que es el encargado deconmutar la alimentacin del mo-tor; es decir que el circuito poseedos conexiones dadas por el mis-mo. Posteriormente, teniendo encuenta la posicin del relay K1,analizaremos las dos posibili-dades.Supongamos que el bit 4 se en-cuentra en estado lgico alto, por



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lo cual Q1 se encuentra saturadoy como consecuencia circularcorriente a travs del relay de+12V hacia gnd. En este instante,el relay conmuta y el circuito que-da conectado, tal como muestra lafigura 41.Se observa que al conmutar el re-lay, la alimentacin del motor seencuentra conectada a +24V, conlo cual el consumo del mismo es

pleno. Esta posicin del relay K1se utiliza en el momento de girodel motor, debido a que la tensinen sus bobinas no es constante y,por lo tanto, no corren el riesgo dedaarse.Supongamos ahora que el bit 4 sepone en 0, por lo cual Q1 se en-contrar cortado y K1 no conmu-tar, debido a que no circula corri-ente por su bobina. Por lo tanto, el

circuito queda de la forma sugeri-da en la figura 42.En esta conexin se observan dosetapas bien definidas, una etapaexcitadora del motor controladapor una segunda etapa denomina-da astable, que es el encargado deenviar el tren de pulsos. A contin-uacin analizaremos el fun-cionamiento del astable.



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ASTABLEPara un mejor anlisis,damos en la figura 43, el cir-cuito interno (en bloques) delEN555, que usaremos paranuestra configuracin.Los terminales son los sigu-ientes:

1) Masa2) Terminal de disparo3) Terminal de salida4) Habilitacin5) Terminal de control6) Terminal de umbral7) Llave electrnica 8) Alimentacin

Para explicar el funcionamientodel astable se deben tener pre-sentes algunos conceptos de am-plificadores operacionales, debidoa que el funcionamiento delNE555 se basa en la comparacinde tensin mediante los disposi-tivos anteriormente mencionados,

para ello, veamos el esquemamostrado en la figura 44En los amplificadores opera-cionales, la tensin de salida V0,es positiva si la tensin de entrada no inver-sora V1 es mayor a la tensin en laentrada inversora V2, y es 0 volt onegativa si la tensin en la entradainversora es superior a la tensinen la entrada no inversora.

Por lo tanto:

* Si V1>V2, entonces V0 espositiva* Si V1V1.El astable se conecta tal como seobserva en la figura 45.Supongamos que, inicialmente, elcapacitor C2, se encuentra descar-gado, con lo cual la tensin en lapata inversora del amplificador op-eracional del NE555 es 0 volt y latensin en la pata no inversora deloperacional A1 tambin es 0 volt.



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Por otra parte, si obser-vamos las hojas dedatos del 555 vemosque R1, R2 y R3 sonde 50K, con lo cual encada una de ellas cae1/3 de la tensin de al-imentacin. Con lo di-cho anteriormente, latensin en la pata in-versora del operacionalA1 es 2/3 de VCC y latensin en la pata noinversora del opera-cional A2 es 1/3 deVCC.Resumiendo lo anteri-ormente dicho, se de-duce que la tensin enla pata no inversora deloperacional A1 esmenor que la tensinen la pata inversora,con lo cual su salida es

igual a 0 volt.Por otra parte, la ten-sin en la pata no in-versora del operacionalA2 es mayor que la ten-sin de su pata no in-versora, con lo cual susalida es un nivel detensin equivalente a1 lgico.Como conclusin de loanterior, los niveleslgicos presentes en elflip-flop RS son los queaparecen en la figura46Por lo anteriormente di-cho vemos que en el in-stante inicial, en el cualC2 se encuentradescargado, la salidadel 555 se encuentra

en 1 (pata 3).Por otra parte, si el terminal Q ne-gado del flip-flop se encuentra en0, el transistor del 555 se en-cuentra en el estado de corte.Supongamos ahora que se cierrala llave S1.El capacitor C2 comienza a car-garse a travs de R4 y del presetR3, hasta el momento en quellegue a una carga que supere los2/3 de Vcc, debido a que en estemomento, la tensin en la pata in-versora del operacional A2 es may-or que la tensin en la pata no in-versora y la tensin en la pata noinversora del operacional A1 esmayor que la tensin en la pata in-versora. Con lo cual los niveleslgicos en el flip-flop son:

R=1 S=0

Por lo tanto, el flip-flop interno al



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circuito integrado se reseteay el terminal Q pasa a esta-do bajo, con lo cual la ten-sin en la salida (pata3),pasa a 0 volt.Por otra parte, como Q seencuentra en 0 volt, obvia-mente Q negado se encon-trar en 1 y, por lo tanto, eltransistor del 555 se satura yprovoca la descarga de C2 (vea lafigura 47).Vemos que en el instante en elcual el transistor se satura, el ca-pacitor C2 se descarga a masa atravs del preset R3. El tiempo dedescarga queda definido por elmismo (R3) y este tiempo es el quedetermina el tiempo en que laseal de salida se encuentra en es-tado bajo (TL). Por lo tanto, si elcapacitor C2 se descarg el proce-so se repetir, esto har que la sal-ida pase nuevamente a estado ba-jo.El proceso se repite indefinida-mente.Cabe aclarar que el tiempo en quela seal de salida se encuentra enestado alto depende de la resisten-cia R4, del preset R3 y del capaci-tor C2. Mientras que el tiempo enque la salida se mantiene en bajo,depende del preset R3 y del capac-itor C2.El capacitor C1, se coloca para evi-tar disparos errticos del dispositi-vo, siendo su valor no muy crtico.Con lo dicho anteriormente vemosque el preset R3 es el encargadode variar la frecuencia de la sealde salida.Volviendo al circuito controladorde torque vemos que la salida del555 controla la tensin de base deltransistor Q2, de forma tal que

cuando la tensin en la pata 3 del555 es 0 volt, Q2 conduce (debidoa que es un transistor PNP) y hacecircular corriente desde +24V ha-cia el motor P.A.P.Por otro lado, si la tensin en lapata 3 del 555 es igual a un valorde tensin equivalente a un 1lgico, Q2 se corta y dejando deconducir, evita as que las bobinasdel motor se quemen.El preset R3 se denomina, en elcircuito, control de torque, de-bido a que si aumentamos la fre-cuencia con ste, la energa queacumular el motor ser mayor y,por lo tanto, mayor su torque;mientras que si disminuimos lafrecuencia de pulsos con R3, elmotor disipar menos potencia ysu torque decaer.Cabe aclarar que el diodo D2 se

coloca para proteger al tran-sistor Q2.Como resumen de todo loexplicado vemos que al colo-car un 1 en el pin del bit 4,el motor P.A.P. se encuentraalimentado directamente a+24V y consume su energaa pleno, debido a que se en-

cuentra girando.En el momento en que colocamosun 0 en dicho pin, el motorrecibe una alimentacin por pul-sos para evitar que el mismo sequeme, momento en el cual el mo-tor se encuentra parado.

12.2) DETECTOR INFRARROJO

Este dispositivo es el encargado dedetectar si hay o no una piezadisponible para tomar (ver figura48).Sus sensores se encuentran en lamano y estos son: un led infrarrojoy un fototransistor.A continuacin se analiza su fun-cionamiento. Anteriormente, en eltem Controlador de Torque,habamos explicado el fun-cionamiento del 555 como astable.Por esta razn, en este circuito noanalizaremos su funcionamientointerno.TRANSMISOREl transmisor es un simple 555configurado como astable, el cualenva un tren de pulsos al led in-frarrojo y hace que el mismo con-duzca cada vez que la tensin en elterminal 3 del 555 es 0V.Su conexin es la mostrada en lafigura 49.Se observa que cuando la tensin



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en la pata 3 del 555 es 0V, la ten-sin en el nodo del led es mayorque la tensin en el cto-do y, por lo tanto, con-duce emitiendo luz in-frarroja.El astable se coloca paraque el led irradie conms potencia luz infrar-roja, debido a que el fab-ricante especifica unatensin de ruptura delled, mayor que la nor-mal, durante un pe-queo lapso de tiempo.

Por lo tanto, lo que hace es ali-mentar al led infrarrojo por pulsos

a travs de R3 de la siguiente for-ma:

RLED = 2V/50 mA RLED = 40RTOTAL = 12V/50mARTOTAL = 240

R3 = RTOTAL-RLEDR3 = 200 R. DE PO-LARIZA-CIN NORMAL

Si R3 = 100:VLED = ITOTAL.RLED ITOTAL = 12V/RLED-



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R3VLED = 3,42V ITOTAL = 81,71mA

Vemos que en el led caen 3,42Vdurante un pequeo lapso detiempo dado por R1 y C2.A continuacin se da el principiode funcionamiento del led infrarro-jo.El color de la luz emitida por unled depende de los saltos que suselectrones efecten durante elpasaje de la corriente. Este saltopuede estar determinado por lasimpurezas que se han agregado almaterial semiconductor durantesu fabricacin.Un led infrarrojo al ser recorridopor una corriente en directa, emiteluz que est dentro del espectrovisible.En realidad, lo que sucede es quelos tomos de ste se agitan y, du-rante la agitacin, los electronespueden saltar a niveles difer-entes de energa y emitir ra-diacin. Cuanto mayor es el salto,mayor es la energa emitida en elpaquete (fotn) y, por lo tanto,mayor es su frecuencia.Como los saltos son, en ciertamanera, aleatorios, lo que ocurrees que las frecuencias emitidascubren una cierta banda. Estabanda es el espectro no visible.

RECEPTORA continuacin explicaremos elprincipio de funcionamiento del fo-totransistor.Cuando la radiacin electromag-ntica de ciertas longitudes llega adeterminados materiales, puedenarrancar electrones. Esos elec-trones liberados se mueven con

una cierta libertad por el medio enque se encuentran y este medio setorna conductor.Ese fenmeno se denomina efectofotoelctrico.Los fototransistores aumentan suconduccin a medida que aumentala intensidad luminosa que incidesobre su base, que est compuestapor material fotosensible.Analizando el circuito, vemos queel fototransistor posee una re-sistencia de 100k, denominadaR4, colocada entre su colector y+5V.Supongamos que el led infrarrojo yel fototransistor se encuentran en-frentados, con lo cual incide lumi-nosidad emitida por el led infrarro-jo sobre la base fotosensible delfototransistor. Por lo tanto, el foto-transistor Q1 se encuentra satura-do y en su colector existe un po-tencial de 0V.En realidad, al estar enfrentados elemisor y el fototransistor a una de-terminada distancia, Q1 se en-cuentra semisaturado y posee undeterminado potencial en su colec-tor que es menor a +5V y mayor a0V.En la prctica, se ha medido a unadeterminada distancia la tensinen dicho terminal y el mismo seencontraba en 3,8V.Analicemos ahora el fun-cionamiento del comparador:En la pata 3 del LF353, tenemosun nivel de tensin fijado por el di-visor resistivo, formado por R5 yR6 de la siguiente forma:

V+ = 12V.R5 / R5+R6V+ = 3,9V

Por lo tanto, si mientras el transis-

tor se encuentra saturado, el hazde luz infrarroja incide sobre el fo-totransistor, la tensin en la pata 2(terminal inversor de U2A) es de3,8V y la tensin de referencia enel terminal no inversor es de 3,9V,la salida del operacional se en-cuentra en nivel alto y, por lo tan-to, Q2 conduce saturando a la in-terfaz de entrada de la forma vistaen la figura 50.En el momento en el cual algunapieza interrumpe el haz infrarrojo,la tensin en la pata inversora (pa-ta 2) del LF353 supera los 3,9V dereferencia, presentes en la pata 3,debido a que el fototransistor pasal estado de corte y, como conse-cuencia, la pata 1 del operacionalpasa a nivel bajo y hace que Q2pase al estado de corte y, como lainterfaz de entrada es inversora,enva un 1 lgico al adquisidorde datos, as indica que la pieza seencuentra disponible para sertomada.La resistencia R4 de 100k le dasensibilidad al sistema, de formatal que si la misma aumenta sepuede aumentar la distancia o elalcance de la barrera infrarroja.Para hacer aun ms sensible la



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barrera, se puede modificar la fre-cuencia del astable y si, por algnmotivo, se desea mayor alcance, sedebe colocar otro led infrarrojo consu respectivo astable apuntadohacia el mismo fototransistor.

12.3) CONTROLADOR DE ELECTRIC PISTON

Primeramente explicaremos elprincipio de funcionamiento delpistn electrnico y luego nosremitiremos al funcionamiento delcircuito de la figura 51.

PISTON ELECTRONICO

Es un actuador lineal totalmenteelctrico, que se acorta en su lon-gitud con gran velocidad cuandoes recorrido por una corriente. Elsecreto de su comportamiento sebasa en su construccin de alea-ciones metlicas con memoria(shape memory alloy, SMA).Cuando circula una corriente elc-trica por un resorte de SMA, secalienta y produce un acortamien-to de su longitud. Los elementos fabricados paraaplicaciones normales se acortan19 mm y pueden realizar fuerzasde hasta 450 gramos, con un pesopropio de slo 10 gramos!

ALEACIONES METALICAS CONMEMORIA (SMA)Los metales SMA pueden tomarformas o fases a distintas temper-aturas. El material ms utilizadoes el NITINOL, el cual consiste enuna aleacin de nquel y titanio. Atemperaturas bajas puede ser de-formado fcilmente. Pero al tomaralta temperatura (por medio de uncalentador externo o por circu-lacin de una corriente elctrica),el metal cambia a una forma msdura y ejerce una fuerza estable.Con el enfriamiento se deformar yrecobrar la forma inicial al calen-tarlo nuevamente.



51

Los pistones elctricos son activa-dos por el calor producido por elpaso de una corriente elctrica, eltiempo de contraccin vara con lacorriente aplicada. A mayor corriente, ms rpido secalientan y ms rpido se con-traen.Si observamos el circuito, vemosque se utilizan cuatro pistones,debido a que son colocados encontraposicin con la forma sug-erida en la figura 52.Volviendo al anlisis del circuito

vemos que, al activar el bit0,se satura el transistorQ1, circula corriente porla bobina del relay K1 y,por lo tanto, se energizanlos pistones EP1 y EP2 yhacen que la mano secierre.Cuando se pone el bit 1 en

nivel lgico alto, se activa el relayK2 y como se energizan los pis-tones EP3 y Ep4, logran que lamano se cierre. D1 y D2 protegena los transistores Q1 y Q2.De esta manera, damos por final-izada la explicacin de los difer-entes circuitos constituyentes denuestro robot.En la prxima edicin, publicare-mos los circuitos impresos, las lis-tas de materiales y los programasnecesarios para poner en marcha

el robot. Si Ud. no desea esperar hasta elprximo mes, puede retirar foto-copias gratuitas del material fal-tante, presentando este ejemplar.



52

1 - Las consignas de la CES1997

En coincidencia con la cele-bracin del XXX aniversario de lasexposiciones CES (Consumer Elec-tronic Show = Exposicin de Elec-trnica del Consumidor), que seanunci con gran entusiasmo (figura2), se introdujeron grandes cambiosen la ubicacin y extensin de losenormes pabellones que componenla muestra. En la trigsima CES de1997 se usaron cuatro grandesreas para los diferentes rubros dela exposicin, todos debidametne in-terconectados, con mnibus espe-ciales que permitieron recorrer los120.000 metros cuadrados de losdiferentes predios con toda comodi-dad y poder asistir a muchos de loseventos publicados en los rganosperiodsticos de la exposicin. Huboque elegir, sin embargo, cuidadosa-

mente las reas de inters, ya quehubiera sido imposible asistir a cadauna de las conferencias y demostra-ciones de todos los eventos progra-mados. La cantidad de expositoressuperaba los 1.500.

Lo rubros ms importantes fueronlos modelos de TV/PC (televisor ycomputadora combinada), los discosDVD (Digital Video Disc),el Home Theatre (teatrodel hogar), los equiposde audio High End y lacombinacin de estosconceptos. En la figura3A vemos el aspecto deuna instalacin de HomeTheatre, basada en dis-cos DVD. En este caso secolocaron los equiposque integran el teatro delhogar en un escenario,mientras que el pblicoofici de espectadoresdel teatro del hogar.

Tambin vemos el logo del TV/PC enla figura 3B. Estos rubros no cubren,desde luego, el panorama total de losequipos presentados en la exposi-cin. Los camcorder digitales con sunuevo formato DV, presentados en laCES 1996 del ao pasado, siguieronen plena vigencia y sobre todo JVC,el inventor del formato VHS y uno de

SABER ELECTRONICAEN LA EXPOSICION DE ELECTRONICA

CES 1997Este enviado especial de Saber Electrnica a la Exposi-cin de Electrnica CES 1997, en Las Vegas (EE.UU.) haregresado a sus tareas habituales y desea compartir connuestros lectores las ltimas novedades de dicho evento

tcnico-comercial de orden mundial.

Por Egon Strauss

I N F O R M E E S P E C I A L


Credencial del enviado especial de Saber Electrnica.

1

los ms prominentes del DV, expresgran satisfaccin, al anunciarsepblicamente que el cineasta StevenSpielberg emplear uno de los mode-los digitales DV de JVC en su neuvapelcula The lost world (El mundoperdido), una segunda parte de lafamosa pelcula Jurassic Park. Seespera el estreno de The lost worldpara mediados de 1997. Tambinotros sectores de la industria elec-trnica tuvieron importantesnovedades, como el relacionado conla computacin y la tecnologaMMX de Intel. En el transcurso dela presente nota nos referiremos aste y otros desarrollos. En la figura4 observamos un procesador Pen-tium de Intel con tecnologa MMX,que con un total de 57 instruccionesinternas forma la primera lnea deIntel fabricados con esta nueva tec-nologa.

2 - Los TV/PC

Los equipos combinados de televi-sor y computador son el resultado deun enfoque tcnico que se puedeclasificar como convergente, alcombinar dos tcnicas diferentesque, en realidad, slo poseen un cier-to parentesco a travs de las pan-tallas del televisor y del monitor delcomputador. Este parentesco es,

sin embargo, slo muy relativo, yaque bien sabemos que la informacineminentemente alfanumrica delmonitor exige una distancia entrepixels del orden de los 0,28 mm,mientras que esta distancia en lostubos de imagen de TV es del ordende los 0,65 mm, por su informacineminentemente pictrica. Lo que enrealidad une ms que nada a losconeptos TV y PC es su aplicacin enel hogar. Este aspecto ha influido aque se hayan modificado muchas delas especificaciones de ambos tiposde equipos. La meta inicial es la uti-lizacin del televisor en su funcinespecfica de receptor de TV y laconexin a la red de Internet, con lapantalla del TV como monitor. Losequipos destinados para esta finali-dad vienen con tubos de imagen ade-cuados para permitir una lecturacorrecta de los textos, si bien poseengeneralmente slo una distancia deunos 0,40 mm entre pixels. Muchasmarcas, tales como Akai, CurtisMathes, Fisher, Funai, Proton,Sanyo, Thomson, Toshiba, Zenith yotros, ya tienen modelos en el merca-do que cumplen con estas premisasbsicas, pero tambin estn prepara-

dos para lanzar otros modelos msavanzados y completos, que renenen una etapa final del desarrollo y enlos modelos de mayor precio, las fun-ciones completas de TV y PC.

Los primeros prototipos de esteproyecto se observan en la figura 5.Las marcas Fisher y Sanyo prometenun modelo que transforma el hogaren una red LAN (Local Area Network= red local), con muchas funcionesde control sobre prcticamente todoslos aparatos elctricos (iluminacin,aire acondicionado, telfono, fax,etc.) y equipos electrnicos del hogar(TV, VCR, CD, DVD, amplificadordigital de A/V, etc.). Todas estas fun-ciones y muchas otras, sern contro-ladas a partir del control remoto y

E X P O S I C I O N E L E C T R O N I C A C E S


El logo de los 30 aos de CES.

2

El DVD en el Teatro del Hogar.

3a

El logo de TV/PC.

3b

otro tablero de control del televisorde pantalla ancha en formato 16:9.

3 - El DVD

Desde el anuncio del DVD un aoatrs, se han presentado muchasmarcas con una elevada cantidad demodelos diferentes para reproduc-tores de DVD. Asimismo se presen-taron en el mercado discos DVDgrabados por las marcas tradi-cionales y la cadena de alquiler de

pelculas, Blockbuster, firmun convenio con Sony para in-troducir tambin DVDs en sulnea de alquiler de pelculas.

Las siguientes marcas intro-dujeron modelos nuevos de re-productores de DVD en estaoportunidad: Denon, HarmonCardon, Meridan, Matsushita(Panasonic, Quasar, Technics),Philips (Magnavox), Samsung,Sony, Thomson (RCA, GE, Pro-ton), Toshiba, Yamaha, Zenith(Inteq) y otros.

En las figuras 6.A, 6.B y 6.Cvemos algunos de los modelospresentados en la CES-1997,

correspondientes a las marcas Sam-sung, Philips y Panasonic, respecti-vamente. Entre las prestaciones delmodelo DVD-A300 de la figura 6.C,apreciamos su capacidad de repro-ducir pelculas, msica y multimediacon una resolucin de video de unas500 lneas, acompaadas por sealesde audio SURROUND (envolventes)de seis canales, todo a partir del dis-co DVD de 120 mm de dimetro. Elespectador puede seleccionar difer-entes relaciones de aspecto (4:3

16:9), idiomas o subttulos en difer-entes idiomas y aun diferentes ngu-los de cmara. Este modelo poseetambin un decodificador incorpora-do para Dolby Digital (AC-3).

Cabe destacar que los equipos re-productores de DVD poseen nece-sariametne procesadores especialespara la decodificacin adecuada delas seales digitales, como por ejem-plo, el tipo TC81211F de Toshiba,cuyas caractersticas para la decodi-ficacin de seales MPEG-2 serntratadas oportunamente en una notaespecial por separado.

Muchas de las marcas men-cionadas presentan tambin modelospara DVD-ROM, lo que poseen unacapacidad de almacenaje de 17,4 Gi-gabyte, unas veinte veces la capaci-dad de los discos CD-ROM.

A medida que se recibe mayorcantidad de informacin sobre losdiscos DVD y DVD-ROM, la mismaser publicada en las pginas deSaber Electrnica. Una amplia intro-duccin al tema existe en el libroEquipos de audio modernos, deEgon Strauss, publicado por Editori-al Quark. En la figura 7 se observauna rea de la exposicin, dedicadoa la demostracin de los discos DVD.

4 - El teatro del hogar y losequipos de audio High End

En la figura 3.A ya pudimos apre-ciar la presencia del DVD en el mod-erno teatro del hogar y a no dudaresta influencia seguir en crescendo.El uso de amplificadores con seiscanales discretos, configuracin tpi-ca del sistema digital del Dolby Sur-round (AC-3) agrega un nuevo atrac-tivo al concepto Home Theatre yconstituye un impacto sonoro impor-tante. Es necesario haber asistido auna demostracin prctica de estefenmeno sonoro para poder apre-ciar esta nueva dimensin sonora yvisual en toda su extensin. Algunosmodelos se encuentran ya prepara-dos para procesar seales del tipo



Un procesador Intel-Pentium con tecnologa MMX.

4

Un TV/PC de Samsung

5a

IEEE 1394, los cuales operan atravs de un comutador y puedenser controlados por medio del controlremoto del televisor o de otro equipoA/V.

La infraestructura dimensionalde los hogares tpicos de clase mediay alta en los Estados Unidos es unode los atractivos que posibilita la in-stalacin del teatro del hogar en for-ma masiva. En los pases del conti-nente al sur del Ro Grande, estascircunstancias no se encuentran en

la misma proporcin y, por lo tanto,el teatro del hogar es slo para pocosen esta parte del mundo.

Diferente es la situacin de losequipos de audio High End quetienen una difusin amplia en todaspartes del mundo. En este rubro, elpapel de los amplificadores valvu-lares est adquiriendo en los ltimosaos una importancia cada vez may-or y los equipos expuestos poseenverdaderamente caractersticasasombrosas. En la figura 8, vemos el

aspecto de un amplificador de lamarca italiana Union Research quese ofrece en dos versiones. El modeloestereofnico a triodo tiene una po-tencia de 11 watt y el modelo apentodo es de 24 watt de potenciaRMS. En estos amplificadores se us-an circuitos con ajuste automtico dela polarizacin en clase A, con unaimpedancia de salida de 4 a 8 ohm.La impedancia de entrada equivale a47 kohm con 47pF, en ambos mode-los. Otro modelo muy elogiado fue elAragn Palladium Mk II que es deltipo monoblock monofnico, queofrecen el par para un funcionamien-to estereofnico a unos 5.000dlares. Existen tambin otros mode-los de amplificadores valvulares deHigh End con potencias de hasta 200watt y precios de hasta ms de250.000 dlares. El modelo japonsGaku-On de la marca Audio Note en-tra en esta categora con slo 55 wattpor canal y un peso de unos 30 kilospor canal. A este autor, el precio delequipo, tanto por watt como por kilo,le parece excesivo.

5 - Videograbacin

En este rubro se incluyenvideograbadores y camcorder que sepresentan en la variedad y en los for-matos algunos videograbadoresposeen prestaciones nuevas como,por ejemplo, el modelo FVH-4950 deFisher que permite la reproduccinde casetes a doble velocidad, perocon un sonido correcto de simple ve-locidad. Muchos espectadores es-tarn contentos con este modelo lla-mado Speed Watch.

En los camcorders se observa laprofusin de modelos digitales delformato DVD de varias marcas. Enla figura 9 vemos un modelo digitalde JVC, que cabe dentro del bolsillode un usuario y posee una cantidadasombrosa de prestaciones, como unzoom digital de 100 veces, 12 efectosdigitales, 18 transiciones de escena ymuchas otras sorpresas tcnicas.



Un TV/PC de Boca Research.

5b

Un reproductor de DVD de Philips.

6a

Un reproductor de DVD de Samsung.

6b

Los modelos nuevos GR-DVM1D yGV-DS1 poseen un monitor de 2,55pulgadas (63,5 mm) de LCD, que es

mvil y de gran luminosidad, aselimina la necesidad de otro tipo demira electrnica y facilita tambin la

edicin de las cintas grabadas. ElGV-DS1 permite la captura de videopara computadoras sin tarjeta es-pecfica y permite la grabacin decuatro canales de sonido estere-ofnico.

6 - Conclusiones

La cantidad de variedad de pro-ductos presentada en la ExposicinCES 1997 fue mucho mayor aun,pero dejaremos el tratamiento de ca-da uno de estos rubros para, en fu-turos artculos, tratarlos con la am-plitud que merecen.

El saldo total fue como siempremuy positivo y nos indic el caminoque tomar la Electrnica del Con-sumidor en los prximos meses.



Un reproductor de DVD de Panasonic.

6c

Una rea dedicada a la demostracin del DVD.

7

Un amplificador valvular de High End.

8Un camcorder digital DV de JVC.

9

El circuito bsica-mente controla lapotencia en formaaleatoria e independiente detres lmparas incandes-centes con los colores rojo,verde y azul, que son loscolores primarios deemisin; de esa forma segeneran infinitos colores enforma totalmente aleatoria.

Consta de tres os-ciladores a cargo de losclsicos 555 que generanuna rampa tensin lenta as-

cendente y descendente,cuyo periodo puede regu-larse mediante los presetsP1, P2 y P3.

La amplitud de esa ram-pa se controla mediante lospresets P4, P5 y P6. Estarampa se compara con otrarampa obtenida desde los100Hz de la fuente de ali-mentacin, mediante el op-eracional 741.

Esta permite que el ngu-lo de conduccin de los tri-acs vare y con ello vare

tambin la potencia sumin-istrada a las lmparas. Me-diante los optoacopladoresse asla la tensin de canal-izacin del resto del circuito.

Para lmparas de hasta300W, los triacs pueden lle-var un pequeo disipador oprescindir de l, pero parapotencias mayores, habrque aumentar su tamao enforma proporcional. La po-tencia mxima a controlarpor cada triac, ser de1.000W.

REFLECTOR GENERADOR DE

COLOR

El equipo que se describe permitir la ilumi-nacin de fuentes de jardines, estatuas o diver-sos elementos que se quieran resaltar, ilumina-dos con una infini-dad de colores que se sucedern en formaaleatoria.

Por Jos A. Grinbaju

M O N TA J E E S P E C I A L


EL PROYECTO DEL MES

R E F L E C T O R G E N E R A D O R D E C O L O R


Resistencias 1/4 - 1/8W:R1, R2, R3 = 2K2R4, R5, R6, R7, R8, R9 = 4K7R11, R12, R13 = 330 ohmR14, R15, R16 = 220 ohmR17, R18, R22 = 1KR19 = 100KR20, R21 = 3K3P1, P2, P3, P4, P5, P6 = presets500K

Capacitores cermicosC4, C5, C6 = 100nF

Capacitores electrolticosC4, C5, C6 , C7, C8, C9 = 500UF. x16VC11 = 1000UF. x 16V

SemiconductoresQ1, Q2, Q3, Q5, Q6 = BC548Q4 = BC558CI1, CI2, CI3 = NE555CI4, CI5, CI6 = CA741CI7, CI8, CI9 = optoacopladorMCP3021T1, T2, T3 = TIC226DD1, D2, D3, D4 = 1N4002

VariosTR = transformador 220V/9 + 9V - 250mAF1 = fusible 0,5AF2 = fusible 5AI = interruptor unipolarL1, L2, L3 = lmparas incandescentes reflectoras de color rojo, verde y azul 220V - 250WSpot para 3 lmparas rosca EdisonZcalos para los CIPlaca de circuito impresoEstao, tornillos, cable, etc.

LISTA DE MATERIALES

El sonar estar compuestopor dos etapas, una for-mada por el transmisor deultrasonido y otra por un receptor.El transmisor estar basado en uncircuito con un 555 como osciladory el receptor utilizar un preampli-ficador CMOS y un decodificador detono NE567. Podrn utilizarse comotransductores de ultrasnico un partransmisor/receptor UST -40. La"estampa" (circuito del sonar) emi-

tir un pulso de ultrasonido, ymedir el tiempo en que demora endetectarse su rebote. Con dichotiempo se puede calcular la distan-cia al objeto.

El ciruito esquemtico se da enla figura 1

Cmo funciona este circuito?El pin de reset del 555 acta co-

mo habilitacin del sistema de

emisin. Cuando ste es puesto a 1el circuito transmite una seal deultrasonido, al ponerlo en cero dejade transmitir.

En el receptor las seales sonamplificadas 100 veces y enviadasal decodificador de tonos NE567, elcual pone su salida en alto cuandola frecuencia de la seal de entradaes de 40kHz.

El procedimiento de medicin esel siguiente: la estampa pone a "1"

SONAR BASICO PARA USO CON PICsEl circuito que proponemos en esta nota lepermitir a un robot, detectar a qu distan-cia se encuentran determinados obstculos.Para su funcionamiento, slo son necesariosdos pines de entrada-salida de una "estam-pa"

Por Gustavo Raimondo

M O N TA J E E S P E C I A L


Tabla 1 - Programa de Sonar

symbol transmisor = pin 0 define el pin 1 con el nombre transmisorsymbol entrada = pin 2 define el pin 2 con el nombre entradasymbol tiempo = w2 define el nombre tiempo a una variable

setup: let pin = 0 pone todos los pines a 0.output transmisor setea el pin como transmisor para controlar el 555.input entrada setea el pin como entrada para leer la salida del NE567.

ping: pulsout transmisor,50 pone en 1 el pin transmisor y activa el transmisor.pulsin entrada,1,time mide cunto tiempo est la entrada en 1.

de aqu en ms el programa deber seguir con las necesidades del usuario.

Unknown

S ONAR B ASICO P ARA U SO C O N PICs

sonido y medir el tiempo tran-scurrido entre que el receptor pone su sa lida a O y el primer eco recibido (Ver figura 2) .

En la figura 3 se muestra el di -agrama de circuito impreso del la-do cobreado mientras que en la figura 4 se da el impreso lado componentes. ampliado al 200%. para que resulle raeil el montaje.

Por tratarse de un montaje es-pecial que servir de base para futuros proyectos. no se da la lista de materiales. los que deben obtenerse di rectamen te del cir-cuito mostrado en la figura l.

El Programa del sonar en Ba-

Figura 1

1'1.1 utu

P I. _ ......

, ...

--'-...

"/ t t ---.:. " '.11 .. ,

.

Sic se muestra en la tabla l. tculos. medir distancias a obje-tivos, etc. Con esta simple rutina es posi-

ble agregar una funcion de sonar a su robot y permitirle evadir os-

Otras posibilidades para im-plementar este tipo de sistemas

..

fLen?

Figura 2

salida de Is eS1e:mpe ~--~~--------

sslida NE'5!i=r ____ f~~~~~;L[l-tiempo medido

"

' . I Uut

... 3. 56

" , . , .

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L"Si?

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Una vieja ilusin que poseemosquienes hacemos Saber Electrni-ca es poder editar una obra quecontenga un disquete con datosque permitan la reparacin de re-ceptores de TV Color con facilidad,aun por aqullos que poseenconocimientos limitados. El princi-pal inconveniente es la bsquedade un programa especfico de fcilmanejo y costo accesible para queno encarezca el valor final del li-bro. Sin embargo, estamos cercadea solucionar ese tema y por elloqueremos comentarles cules sonlos adelantos que incorporan lostelevisores actuales, cmo ayudanlas bases de datos a reparar re-ceptores defectuosos y tambinbrindarles una pequea gua dereparacin.

Para esto nos valemos de notaspublicadas anteriormente (EdicinEspecial 100 Ediciones y SaberElectrnica N 109), que han sidoadaptadas para tal fin. Tambin seemplean conceptos que el Ing. Al-berto Picerno ha vertido en unaobra prxima a publicar.

LOS TELEVISORES EN NUESTROS DIAS

Entramos en la poca de lassofisticaciones, los TVC comienzana brindar nuevas prestaciones. Alusuario de TVC convencionales, sele suma ahora aqul que buscacaractersticas sobresalientes ensus equipos.El tamao del tubo crece hasta ellmite de las 33 en los TVC de

visin directa y a 50 en los deproyeccin. La utilizacin denuevos fsforos permite conseguiruna imagen ms brillante y unagama de colores ms completa.Las pantallas ms planas y conngulos rectos permiten la obser-vacin de la imagen total transmi-tida, sin prdidas de informacinen los ngulos. Tambin en estapoca, comienzan a observarse losprimeros TVC de pantalla ancha(16/9 en lugar del clsico 4/3),ms que nada como un adelantode los futuros TVC de alta defini-cin, ya que existe muy poca ofer-ta de seales en ese formato, ape-nas algunos canales de cable enhorario parcial, algunos video-casetes comerciales y algunoscamcorders que permiten la fil-

T V


REPARACION DETV COLOR

ASISTIDA POR PCEn diversas ediciones de Saber Electrnica, se han publi-cado artculos que detallan el funcionamiento de los re-ceptores de TV Color y la reparacin de equipos queposeen fallas especficas. En este artculo hablaremos delos receptores de ltima generacin y de cmo valernos dedatos para facilitar la reparacin con la ayuda de unacomputadora.

Por Horacio D. Vallejo

macin con este formato.Las prestaciones que se agreganson el sonido estereofnico y elprocesamiento de la imagen. Elsonido estereofnico comienza consolamente dos parlantes ubicadosen el frente o en los laterales delTVC, pero en los ltimos tiempospriva el criterio del teatro en elhogar, con TVC que permiten reti-rar los parlantes del cuerpo delTVC y colocarlos ms alejados;tambin se difunden los TVC de 5parlantes, dos delanteros, dostraseros y uno central como repro-ductor de superbajos. El proce-samiento de la imagen consiste enmostrar dos imgenes en la pan-talla: la principal abarca toda lapantalla y otra imagen secundaria(otro canal de RF, cable o unvideograbador), insertada en una

zona de la principal. Esta disposi-cin, se di en llamar P&P (pictureand picture). Tanto la imagenprincipal como la secundariapueden ser intercambiadas entres, o congeladas desde el controlremoto. Los TVC de esta poca tienen msentradas de seal que en pocasanteriores. Ahora es comn en-contrar hasta tres entradas de RF,divididas del siguiente modo: A)video cable 1, B) video cable 2 y C)antena (comn para VHF y UHF).De esta manera, el usuario puedeseleccionar desde el control remo-to dos videocables o seales deaire. Con referencia a la entradade A/V, vale hacer una consid-eracin especial. En pocas anteri-ores, los TVC tenan una entradade video compuesto (LUMA + CRO-

MA) y una entrada separada deaudio, todas ellas con conectortipo RCA. Ahora cuando se tratade un TVC estereofnico, el panelde A/V que era slo de entrada, setransforma en un panel de I/O,que contiene la entrada normal devideo compuesto y cuatro conec-tores de audio, dos de entrada (I yD) y dos de salida (I y D). Losconectores de salida permiten us-ar un amplificador de audio exter-no que admita entradas externasde servicio; en general, todos loscentros musicales tienen estas en-tradas, permiten de ese modo re-ducir costos al usuario, que nonecesita tener duplicados dentrode su TVC, los costosos amplifi-cadores de audio de alta potenciay, sobre todo, permite la uti-lizacin de los mismos gabinetes

R E PA R A C I O N D E T V C O L O R A S I S T I D A P O R C O M P U TA D O R


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acsticos (lo ms carode un sistema de au-dio).Por el ao 1993,comienza a difundirseen nuestro pas el usode los camcorders ylos videograbadoresSVHS. Esta norma re-quiere una entradaespecial en los TVC, sise pretende utilizar su prestacinde alta definicin. La entrada devideo compuesto sigue existiendo,pero a su lado se encuentran dosentradas separadas de LUMA yCROMA (en algunos casos tipoRCA y en otros con un conectortipo DIN).En la figura 1 se puede observarun diagrama en bloques carac-terstico de un TVC de pantallagrande, con sonido estereofnico yapto para SVHS.Nos vamos a dedicar a los cir-cuitos que involucran las nuevasprestaciones y, sobre todo, losnuevos protocolos de comunica-ciones entre el micro y los cir-cuitos integrados, que permitieronreducir a un mnimo los ajustescon presets o bobinas. Tambintrataremos la nueva generacin decircuitos jungla, que requierenmenos componentes perifricos.Lamentablemente, este tratamien-to debe ser suscinto por razonesde espacio, ya que su tratamientoen detalle necesitara un librocompleto.

LOS MICROPROCESADORES CON I2CBUSSi pretendemos disear un TVCestereofnico, con P&P y con-trolarlo con el mtodo habitual desalidas analgicas tipo PWM, ypatas dedicadas de estado alto ba-jo, para modificar el funciona-

miento de los circuitos agregados,llegaramos pronto a una enormecomplicacin del circuito impresoy a una cantidad prohibitiva depatitas en el micro. Adems, slocon agregar el decodificador es-tereofnico necesitaramos por lomenos 7 presets ms para poderajustarlo.El protocolo IICBUS permite solu-cionar estos inconvenientes, yaque establece una norma que per-mite el dilogo entre el micro y losCIs que entiendan este protocolo.Al decir dilogo queremos sig-nificar que el micro se comunicacon los CIs y los CIs se comunicancon el micro. Todo este intercam-bio de informacin requiere slodos hilos: uno para los datos yotro para el clock, es decir que seevita el uso de un hilo especial dehabilitacin para cada CI que seconecta al BUS. Ver figura 2.En pocas anteriores, ya se utiliz-aba el IICBUS (Grundig y otros eu-ropeos) pero se lo subutitulaba;por ejemplo: el control del junglaera por hilos analgicos y los inte-grados no podan contestarle almicro.Cada circuito integrado conectadoal BUS y el mismo micro debenanalizar el estado del hilo de datosy el de clock, para saber si en esemomento est realizndose unacomunicacin. Si el BUS est des-ocupado comienza la transmisin

que siempre tiene como mnimotres palabras de 8 dgitos (3 bitesde 8 bits). La primera palabra es ladireccin de alguno de los CIsconectados al BUS (incluido el mi-cro), la segunda palabra es tam-bin de direccin pero, en este ca-so, interna al circuito integradoconsiderado (por ejemplo, si setrata del jungla, puede dirigirse lainformacin a la seccin de CRO-MA, a la de LUMA, al detector desonido, etc.). Una vez logrado eldestino exacto se enva la informa-cin en la siguiente o siguientespalabras. El micro guarda la informacinrecibida en la memoria EEPROM oen su RAM interna, en tanto quecada CI debe tener una capacidadde memorizacin adecuada (tipoRAM es decir voltil) que en gener-al son pequeas memorias del tipode registro de desplazamiento,ubicadas en la zona a controlar.En esos registros se puedeguardar informacin de distintotipo; por ejemplo, el nivel de con-traste, que puede ser variado porel usuario desde el control remoto,o el valor de sub-brillo, que sepuede variar en fbrica con uncontrol remoto especial paraajuste. Por supuesto, todos estosregistros se borran cuando se apa-ga el TVC, pero cuando se lovuelve a encender, el micro realizasu rutina de arranque y, luego,

R E PA R A C I O N D E T V C O L O R A S I S T I D A P O R C O M P U TA D O R


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una rutina de refresco, as enva acada integrado los datos necesar-ios para que adquieran el ajustede fabricacin y los ltimosajustes indicados por

Saber Electronica 117

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