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EDITORIALQUARKISSN:03

28-5073

ISSN:0328-5073

Ao20 /2007/ Ao20/ 2007 / N

240 -$6,50

N240 - $6,50

ISSN:0328-5073

ISSN:03

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2007/ Ao20/2007 / N

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www.webelectron

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SECCIONES FIJAS

Se c c i n d e l Le c to r 71

ARTICULO DE TAPA

C ontro l d e a c tua d o re s p o r c om p uta d o ra . M oto re s, se rvo s, siste m a s a na l g ic os 3

MONTAJESPla c a c o nve rso ra USB a p ue rto se ria l (RS232) 18

C o ntro l d e te m p e ra tura s p o r b a nd a s 20

De te c to r d e p roxim id a d 57

Vo ltm e tro a LEDs 60

Luc e s d e Pe rse c uc i n 62

SERVICE

C urso de funcionam ie nto , ma nte nim ie nto y re pa ra c in de rep roduc tore s de DVD

Le c c i n 14 - A n lisis d e se rvo s fa lla s c o m une s 28

CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR

C m o func iona n los hornos a m ic roond a s. La t ra nsfe renc ia de c a lor ha c ia

lo s a lim e nto s 36

C m o funciona n los te l fonos ce lu la re s - PA: Am pl ific a dor de pote ncia de

tra nsm isi n WC DM A 42

C m o m e d ir tra nsfo rm a d o re s d e p ulso y Fly - Ba c k s 72

LIBRO DEL MES

A rq uite c tura d e un PLC y sus se a le s 45

MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS

Re p a ra nd o un N inte nd o N ES d e 8 BITS 50

EDITORIALQUARK

Ao 20 - N 240

JULIO 2007

Ya e st e n Internet el prim e r po rtal de e le c trnica interac t ivo.Vistenos e n la we b, y ob teng a inform a c in gra t is e innum e ra bles be ne fic ios.

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SABER

ELECTRON ICAEDICION A RGENTINA

Impres in: Inverprenta S. A. ,O sva ldo Cruz 3091, Bs . A i res , Argent inaPublicacin adherida a la Asociacin

Argentina de Editores de Revistas

Distribucin en Capital

Carlos Cancellaro e Hijos SHGutenberg 3258 - Cap. 4301-4942

Uruguay

RODESOL SACiudadela 1416 - Montevideo

901-1184

Distribucin en Interior

Distribuidora Bertrn S.A.C.Av. Vlez Srsfield 1950 - Cap.

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DEL DIRECTOR AL LECTOR

CUMPLIMOS 20 AOSBien, amigos de Saber Electrnica, nos encontramos

nuevamente en las pginas de nuestra revista predilecta

para compartir las novedades del mundo de la electrnica.

El 11 de junio se han cumplido 20 aos desde que, por

primera vez, fuera publicada nuestra querida revista y 21

aos desde que se publicara la primera Circuitos & Infor-

maciones. Para todos quienes mes a mes aportamos nues-

tro grantio de arena para que esta revista llegue a sus ma-

nos, es realmente un orgullo haber roto todos los pronstico

y seguir tan vigentes como hace 2 dcadas. Pero, como siempre decimos, esta revista no sera

posible si Ud. no la estuviera leyendo y es por eso que sostenemos que Ud. es el eslabn

ms importante de esta cadena que a lo largo de los aos ha crecido hasta convertirse en unagran comunidad Americana.

Y como queremos agaSajarlo como Ud. se merece, hemos solicitado la colaboracin de

sponsors de Argentina, Uruguay, Mxico, Venezuela y Paraguay para poder ofrecer en dichos

pases diversos paquetes educativos a un precio mucho menor que el real. Sin el aporte de Re-

dia, HASA, Universo, EDEME, Dicomse y tantos otros que, con sus avisos, han posibilitado

que Editorial Quark posea recursos adicionales; estas promociones no hubiesen sido posible.

A continuacin listamos las 9 promociones que podr adquirir tanto en nuestras oficinas como

en casas adheridas de los pases mencionados (los precios estn en pesos argentinos) o solici-

tarlas al telfono de Bs. As. (011) 4301-8804 o por mail a: ateclien@webelectronica.com.ar.

Promo 20A - 1: SIMULACION ELECTRONICA- Precio Real: $220, H asta el 30 de julio

2007: $145

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Promo 20A - 3: APRENDA A REPARAR TV COLOR- Precio Real: $140, Hasta el30 de julio 2007: $60

Promo 20A - 4: APRENDA A REPARAR MONITORES- Precio Real: $130, H astael 30 de julio 2007: $55

Promo 20A - 5: APRENDA MICROCONTROLADORES -Precio Real: 110, H astael 30 de julio 2007: $50

Promo 20A - 6: HERRAMIENTAS PARA REPARACION, MANTENIMIENTO YLIBERACION DE CELULARES -Precio Real: $190, Hasta el 30 de julio 2007:

$110.

PROMO 20A - 7: 10.000 DIAGRAMAS DE EQUIPOS ELECTRONICOS-Precio Real: $260, Hasta el 30 de julio 2007: $140.

Promo 20A - 8: APRENDA A RECIBIR TODA LA TV POR ANTENA - Precio Re-al: $290, Hasta el 30 de julio 2007: $170.

Promo 20A - 9: PLC, ALARMAS , AUTOMATAS -Precio Real: $420, Hasta el30 de julio 2007: $190

Vea ms informacin y contenido de cada PROMO en la pgina 71.

Gracias por seguir eligiendo a Saber Electrnica!Ing. Horacio D. Vallejo

EDICION ARGENTINA - N 240

DirectorIng. Horacio D. Vallejo

Jefe de RedaccinPablo M. Dodero

ProduccinJos Mara Nieves

Columnistas:Federico Prado

Luis Horacio RodrguezPeter Parker

Juan Pablo Matute

En este nmero :Ing. Alberto Picerno

Ing. Ismael Cervantes de AndaVctor R. Gonzalez Fernandez

EDITORIA L QU ARK S.R.L.

Propietaria de los derechos

en castellano de la publicacinmensual SABER ELECTRON ICAHerrera 761 (1295)Capital FederalT.E. 4301-8804

Administracin y NegociosTeresa C. Jara

StaffOlga VargasHilda Jara

Liliana Teresa VallejoMariela Vallejo

Daniel Oscar OrtizRamn Mio

Javier IsasmendiIng. Mario Lisofsky

Sistemas: Paula Mariana VidalWeb Master: hostear.com

Red y Computadoras: Ral RomeroVideo y Animaciones: Fernando Fernndez

Legales: Fernando FloresContadura: Fernando Ducach

Tcnica y Desarrollo de Prototipos:Alfredo Armando Flores

Atencin al ClienteAlejandro Vallejo

ateclien@webelectronica.com.arInternet: www.webelectronica.com.ar

Club SE:Luis Leguizamn

Editorial Quark SRLHerrera 761 (1295) - Capital Federal

www.webelectronica.com.ar

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 respon-sabilidad de nuestra parte. Est prohibida la reproduccin totalo parcial del material contenido en esta revista, as como la in-dustrializacin y/o comercializacin de los aparatos o ideas queaparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones le-gales, salvo mediante autorizacin por escrito de la Editorial.

Tirada de esta edicin: 12.000 ejemplares.

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Controlde ActuadoresporComputadoraMotores -Servos -SistemasAnalgicos

ARTCULO DE TAPA

La aparicin de la computadora en la dcadade los 40 aceler vertiginosamente el desa-rrollo de autmatas y robots. La cuestin es:Podemos hacer servir a la PC como un aut-mata o un robot?Para poder responder es preciso verificar si

se cumplen las siguientes condiciones:

*Podemos conectarle sensores?* Podemos conectarle actuadores?* Podemos programarlo (y reprogramarlo)para que tome decisiones en funcin de lossensores y de instrucciones previas para quelos actuadores operen en consecuencia?

La respuesta a las tres cuestiones es afirma-tiva:

* La PC cuenta para comunicarse con sus pe-rifricos, incluso en su versin ms bsica,con diversos dispositivos de entrada: puer-tos paralelo y serie, USB, joystick, micrfono,... Adems, es posible agregarle tarjetas es-pecializadas que aaden otras muy diversasclases de entradas.* Tambin cuenta con varios dispositivos desalida: puertos paralelo y serie, USB, sonido,

video, ... Asimismo, se pueden aadir tarjetasespecializadas que expanden el nmero y tipo de entradas.* Por otra parte, son muchos los lenguajes de programacin utilizables en la PC que permiten leerlas entradas y modificar las salidas: BASIC, LOGO, Pascal, C, Ensamblador, etc.

En este artculo, que es parte del curso de robtica, veremos cmo se puede realizar el control demotores, servos y salidas analgicas por medio una computadora, empleando ejemplos reales me-diante el uso de programas en Basic y C.

Autor de esta Nota: Vctor R. Gonzlez Fernndez, Profesor de Tecnologa, Dr. en Fsica,Ingeniero Tc. de Telecomunicaciones, Investigador de la Universidad de Valladolid,

http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01/control/index.htm

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En este artculo, que es partedel curso de robtica, veremoscmo se puede realizar el con-

trol de actuadores a travs de lacomputadora. De ms est decir

que en el concepto general de un ro-bot, ste debe ser autnomo y, porlo tanto, no manejado por una PC,sin embargo, hoy es muy normal eluso de equipos porttiles en siste-mas autnomos y es por ello quecreemos oportuna la publicacin deesta nota. En principio, veremos c-mo controlar:

Motores de corriente continuaMotores paso a paso

ServomotoresActuadores o salidas analgicas

Control de un Motor deCorriente Continua

Al realizar el control de un motor,para disminuir el riesgo de daos alpuerto de control y mejorar la capa-cidad de manejo de corriente quenecesita el motor, se puede utilizaruna etapa de desacoplo. Estas eta-pas pueden realizarse por medio derels directamente conectados alpuerto tal como se sugiere en la fi-gura 1; en ella seutilizan las dos pri-meras lneas de da-tos con la intencinde activarlos, y ha-cer girar el motor ensentido horario o

antihorario depen-diendo de los valo-res alto o bajo delas lneas 2 y 3 (esdecir, valores 0 o 1de los bits D0 y D1del registro de da-tos).

Desafortunada-mente, la corrienteque proporcionanlas lneas del puerto

no es suficiente pa-

ra permitir laconmutac inde los relsmecnicos ha-bituales.

As pues,es preciso po-ner alguna eta-pa intermediade transistoresentre la salidadel puerto y elrel correspon-diente, que sea

Figura 1

Figura 2

Figura 3

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capaz de excitar a ste. En la figura2 se da un ejemplo de cmo se pue-de realizar la excitacin de un rel.

Otra forma de realizar el controlde motores, desde el puerto de una

PC, es mediante el uso de mdulosoptoacopladores con salidas a rels.A travs de optoacopladores, un m-dulo como el T-1 (de 4 E/S, aunquetambin existen de 1,2 y 8 E/S), co-mo se muestra en la figura 3, aslaelctricamente las seales de con-trol de cada entra-da. Dependiendodel lugar, existendiferentes mdu-los de este tipo en

casas de electr-nica.

En la figura 4se observa el es-quema del optoa-coplador situadoentre las entra-das y los rels,dentro de estemdulo T-1.

Al inyectar so-bre cualquier entrada, una seal en-

tre 3 y 24V de corriente continua, lacorrespondiente salida se activa,permaneciendo en ese estado hastaque la tensin de entrada baja a 0.El mdulo incorpora LEDs sealiza-dores.

Las entradas se pueden conec-tar a las lneas de datos del puertoparalelo para gobernar un motor c.c.(de corriente continua).

Una alternativa simple a la inter-fase anterior, consiste en utilizar uncircuito como el de la figura 5. Si op-ta por esta solucin, deber sabercules son los terminales de lostransistores, lo cual se puede apre-ciar en la figura 6.

En este circuito de excitacin seutilizan transistores para la etapa depotencia del motor. Cuando el bit D0se pone a 0 y el D1 a 1, el borne iz-quierdo del motor se encuentra a+6V y el derecho a tierra, con lo que

el motor gira en un sentido. Cuando

el bit D0 vale 1 y el D1 0, es el bor-ne derecho el que est alimentadomientras que el izquierdo se hallaconectado a tierra, de modo que elmotor gira en sentido opuesto.

Una de las ventajas de esta in-terfaz frente a las precedentes (conrels y optoacopladores) radica enque si las seales de control conmu-tan a frecuencia elevada, los transis-tores son capaces de seguirlas,mientras que los rels ya no lo ha-

cen cuando el perodo de la conmu-

tacin se halla en torno a los milise-gundos.

Control de un MotorPaso a Paso

Los principios bsicos de funcio-namiento de motores P-P se descri-bieron en Saber Electrnica N 226,si Ud. desea obtener dicha informa-cin, puede bajarla de nuestra web:www.webelectronica.com.ar, hacien-do clic en el cono password e ingre-sando la clave pasoapaso. A con-tinuacin se ofrecen algunas nocio-nes prcticas sobre identificacin ycontrol de este tipo de motores.

Identificacin del Motor Paso aPaso:Cuando se trabaja con motores

P-P (paso a paso) usados o bien

nuevos, pero de los cuales no tene-mos hojas de datos, es posible ave-riguar la distribucin de los cables alos bobinados y el cable comn enun motor de pasos unipolar de 5 o 6cables (figura 7), siguiendo las ins-trucciones que se detallan a conti-nuacin:

1. Aislando el(los) cable(s) co-mn(es) a la fuente de alimenta-

cin:Como se aprecia en las figu-

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Figura 4

Figura 5

Figura 6

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ras anteriores, en el caso de moto-res con 6 cables, stos poseen doscables comunes, pero generalmentetienen el mismo color, de modo quelo mejor es unirlos antes de comen-

zar las pruebas.Usando un multmetro para che-quear la resistencia entre pares decables, el cable comn ser el nicoque tenga la mitad del valor de la re-sistencia entre ella y el resto de loscables. Esto es debido a que el ca-ble comn tiene una bobina entre ly cualquier otro cable, mientras quecada uno de los otros cables tienendos bobinas entre ellos. De ah lamitad de la resistencia medida en el

mismo.

2. Identificando los cables delas bobinas (A, B, C y D): aplicarun voltaje al cable comn (general-mente 12V, pero puede ser ms omenos) y manteniendo uno de losotros cables a masa (GND) mientrasvamos poniendo a masa cada unode los dems cables de forma alter-nada y observando los resultados.El proceso se puede apreciar en el

cuadro de la figura 8.

Observaciones:Un motor P-P con 5 cables es

casi seguro de 4 fases y unipolar.Un motor P-P con 6 cables tam-

bin puede ser de 4 fases y unipolar,pero con 2 cables comunes para ali-mentacin. Pueden ser del mismocolor.

Un motor de pasos con slo 4cables es comnmente bipolar.

Interfases de Conexin del Motor P-PEn la figura 9 podemos observar

un ejemplo de conexionado paracontrolar un motor paso a paso uni-polar, mediante el uso de cuatrotransistores que actan como etapade potencia.

Si las bases de los cuatro tran-

sistores se conectan a cuatro de laslneas de datos del puerto paralelo,el motor puede ser controlado desdela PC.

Sin embargo, nos centraremosen un circuito de control ms com-pacto. Vamos a controlar un peque-o motor P-P unipolar de cuatro fa-ses RS351-4574 (similar, por ejem-plo, al motor KP4M4-001 que llevanalgunas de las disqueteras antiguas

de 51/4). Tiene seis cables exter-

nos, dos comunes y cuatro corres-pondientes a las fases. Su consumoest en torno a los 180mA, con unpar de retencin mximo de 2.5Ncm, y utiliza una tensin de trabajode 12V. L afigura 10 muestra cmodebe hacerse el cableado externodel motor RS351-4574.

El puerto paralelo trabaja a 5V y,como mximo a 20mA, por lo que nopodemos conectar el motor directa-

mente. Para ello utilizaremos un cir-

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Figura 8

Figura 7

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cuito interfase entre el motor y elpuerto, que ser el encargado deaumentar la potencia de nuestropuerto paralelo. Est basado en elintegrado ULN2003, un driver Dar-

lington de 7-bit, 500mA, entrada TTLnpn, y su conexin es tan sencillacomo indica el esquema de la figura11.

El diodo Zener se utiliza comomedida de proteccin contra las in-ducciones que se producen en losbobinados, evitando as las fuertescorriente inversas generadas. El ze-ner es de 12V, 0.5W. El integradoacepta un consumo mximo de500mA, por lo que no ser capaz de

controlar nada que supere dichoconsumo. Para un entendimientoms global, el integrado se compor-ta como una serie de 7 rels electr-nicos.

Por el puerto paralelo de la PCpodemos enviar 1 Byte cada vez,una velocidad de aproximadamentea 30 kBytes por segundo, muchoms de lo que es capaz de girar unmotor de estas caractersticas, porlo que deberemos frenar el envo de

datos. La filosofa de control no esms compleja que la de tener queencender y apagar diodos LED me-diante software.

Control de un Servomotor

Los servos son un tipo especialde motor de c.c. que se caracterizanpor su capacidad para posicionarse,de forma inmediata, en cualquier po-sicin dentro de su intervalo de ope-racin. Para ello, el servomotor es-pera un tren de pulsos que se co-rresponde con el movimiento a reali-zar. Estn generalmente formadospor un amplificador, un motor, un sis-tema reductor formado por ruedasdentadas y un circuito de realimen-tacin, todo en un misma caja de pe-queas dimensiones. El resultado

es un servo de posicin con un mar-

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Figura 9

Figura 10

Figura 11

Figura 12

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gen de operacin de 180aproxima-damente (figura 12).

Se dice que el servo es un dispo-sitivo con un eje de rendimiento con-trolado, ya que puede ser llevado aposiciones angulares especficas alenviar una seal codificada. Con talde que exista una seal codificadaen la lnea de entrada, el servo man-tendr la posicin angular del engra-naje. Cuando la seal codificadacambia, la posicin angular de los

piones tambin. En la prctica, seusan servos para posicionar ele-mentos de control como palancas,pequeos ascensores y timones.Tambin se usan en radio-control,marionetas y, por supuesto, en ro-bots. Los Servos son sumamente

tiles en robtica. Los motores sonpequeos. Un motor como el de lasimgenes posee, internamente unacircuitera de control y es sumamen-te, potente para su tamao. Un ser-vo normal o estndar como el HS-300 de Hitec proporciona un par de3 kgcm a 4.8V, lo cual es bastantepara su tamao, sin consumir mu-cha energa. La corriente que re-quiere depende del tamao del ser-vo. Normalmente el fabricante indica

cul es la corriente que consume.Eso no significa mucho si todos losservos van a estar movindose todoel tiempo. La corriente depende prin-cipalmente del par, y puede excederun amperio si el servo est enclava-do.

Para controlar un servomotor espreciso contar con la circuitera quelleve a cabo la modulacin de anchode pulso que ste precisa. Un ejem-plo de interfaz de puerto paralelo

que realiza esta funcin se muestraen la figura 13.Sin embargo en nuestro caso,

con objeto de realizar un control pro-gramado directo a travs del puertoparalelo, prescindiremos de dichacircuitera y generaremos por soft-ware los pulsos de anchura requeri-da.

Esto simplifica notablemente elhardware, pero requiere la ocupa-cin del microprocesador de la PC.

Planteado de esta manera, el pro-blema se puede resolver utilizandopara controlar al servo una interfazmuy similar a la interfaz de transis-tores utilizada para el control de unmotor c.c. Ahora se conecta el cableV+ del servo a los colectores de lostransistores (activados mediante elbit D0 -pin 2) y la lnea de control albit D1 (pin 3). Es en esta ltima lneadonde se aplicarn los pulsos modu-lados en ancho para posicionar al

servo, figura 14.En la figura 15 se reproduce la fi-

cha tcnica de un servo bastante co-mn, que puede conseguirse en ca-sas especializadas de Amrica Lati-na, nos referimos al Servo Hitec HS-300.

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Figura 14

Figura 15

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Como ejemplo, supongamos quequeremos mover el servo Hitec HS-300 a 30 desde la posicin neutra.Calculemos la anchura del pulso ne-cesaria:

0 -> 0.5 ms180 -> 2.5 ms

Siguiendo una relacin lineal,para 30 se tendr:

30 -> 0.5 ms + 30 (2.5 - 0.5) / 180 ms =

30 -> 0.833 ms.

As, si seguimos envindole pul-sos de 0.833 ms, lo posicionaremos

en 30. Si hayuna fuerza ex-terna que inten-ta bloquearlo,el servo inten-tar resistir ac-tivamente (esdecir, s el bra-zo se mueveexternamente,el servo darentradas al mo-tor para corre-gir el error).Tambin es po-sible dejar deenviar pulsos

despus que elservo se hamovido a su po-sicin. Si deja-mos de enviarpulsos por msde 50 ms (de-

pendiendo del servo), ste podracaerse. Esto significa, que ste noestara aplicando ninguna entrada almotor, o activamente resistiendofuerzas externas; solamente la fric-

cin sostendr el brazo (del servo)en su lugar.En la figura 16 se reproduce la fi-

cha tcnica del servo Futaba FP-S148.

Control de Salidas Analgicas

Una versin muy popular de uncircuito conversor D/A (digital-anal-gico) para ser usado con el puerto

paralelo es la representada en el es-quema de la figura 17.

Aprenda Practicando

Sugerimos realizar una serie deejercicios que le permitirn corrobo-rar lo dado en este artculo.

1) Controlando un Motor deCorriente ContinuaLe proponemos realizar algunas

actividades relacionadas con el con-trol de actuadores por medio de unacomputadora, para ello mntese lainterfaz de transistores para conec-

tar un motor c.c al puerto paralelo.Verifique un programa que ordene almotor desplazarse en sentidos hora-rio y antihorario. El programa pro-puesto, escrito en QBasic, se mues-tra en la tabla 1, se llama MO-TOR_CC.BAS y Ud. puede bajarlode nuestra web con la clave con-trolactua.

Un programa similar, escrito enTurboC, se muestra en la tabla 2, sellama MOTOR_CC.C y tambin pue-

de bajarlo de nuestra web con la cla-ve dada anteriormente.

2) Controlando un Motor Pasoa PasoMntese la interfaz de control de

un motor paso a paso unipolar, de 4fases mediante puerto paralelo dadaen este artculo y compruebe cmopuede realizarse el control medianteprogramas escritos en TurboC que

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Figura 17

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Tabla 1 -MOTOR_CC.BAS

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Tabla 2 - MOTOR_CC.C

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ordene al motor girar un nmero depasos elegido mediante teclado se-gn una secuencia de paso comple-to doble. El programa, llamado MO-TOR_PP.C se describe en la tabla 3

y tambin puede ser bajado denuestra web.

3) Controlando un ServoMntese la interfaz para conec-

tar un servomotor al puerto paralelo.Ejecute el programa de la tabla 4,SERVO.C, escrito en Turbo C queordena al servo desplazarse a cual-quier posicin angular entre sus po-siciones extremas.

A los efectos de fijar los conoci-mientos vertidos en esta pgina, esrecomendable que realice las activi-dades sugeridas. Si Ud. no sabeprogramar y desea aprender, puedevisitar la pgina del autor en la queencontrar abundante material so-bre el tema, muy prctica y de fcilcomprensin.

Fuentes Bibliogrficas

Gua para el programador parael IBM PC y PS/2. Peter Norton, Ri-chard Wilton. Anaya Multimedia.

Programacin I. Jos A. Cerrada,Manuel Collado. UNED

Del clavo al ordenador. UD 12.ngel Snchez, Mximo Bolea, An-drs Snchez. PNTIC. MEC.

BASIC bsico, curso de progra-macin. Autores editores: R. Agua-do, A. Blanco, J. Zabala, R. Zama-rreo.

Pgina personal de Jordi Orts.www.arrakis.es/~j_orts/6703/ro-bots.html

Interfacing to the IBM-PC Para-llel Printer Port. Ian Harries. www-

.doc.ic.ac.uk/~ih/doc

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Tabla 3 - MOTOR_PP.C

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Placa ConversoraP laca Conversora

U S B a P u e r t o S e r i a l ( R S 2 3 2 )U S B a P u e r t o S e r i a l ( R S 2 3 2 )

MONTAJES

Future Technology Devices Intl. Ltd. ofrece un circuito inte-grado USB UART (conversor USB - Serial) cuyo costo en ca-sas de electrnica ronda los $20, con el cual se puede reali-zar un conversor para poder conectar dispositivos RS232 alPuerto USB de una computadora. La empresa coloca a dispo-sicin de los usuarios toda la informacin para que los inte-resados puedan construirse un dispositivo y, por medio de

drivers apropiados (tambin provistos por la empresa) selec-cionar a qu Puerto COM estar asociado este conversor quese conectar a un Puerto USB. En esta nota brindamos el cir -cuito del conversor y damos algunas caractersticas del circui to integrado FT232BM. En la pr-xima edicin detallaremos este tema con la profundidad necesaria para que no tenga inconve-nientes en armarlo en una placa de circuito impreso.

Comentarios: Ing. Horacio D. Vallejoe-mail: hvquark@ar.inter.net

El circuito integrado FT232BMresulta una solucin ideal para

poder tener un puerto RS232desde el puerto USB de las moder-nas computadoras. La empresa fa-bricante provee los drivers libres deroyalties para la mayora de los sis-temas operativos. Nosostros hemosrealizado pruebas sobre Windowscon resultados aceptables. Las prin-cipales caractersticas del chip sonlas siguientes:

* Maneja tanto las seales USB co-mo la transferencia serie asncrona.

* La UART admite 7/8 bits de da-

tos, 1/2 stop bits y Odd/Even/Mark/S-

pace/No Parity.

* Tasa de transferencia de 300

Baudios a 3MBaudio en teconologa

TTL.

* Tasa de transferencia de 300

Baudios a 1MBaudio para protocolo

RS232.

* Timeout ajustable para el bufferde recepcin.

* Soporte para USB suspend/re-

sume a travs de los pines SLEEP#

y RI#.

* Soporte para alimentar disposi-

tivos directamente desde el bus USB

a travs del pin PWREN#.

* Incluyue un circuito Power-On-

Reset.

* Tensin de alimentacin entre

4,35V y 5,25V.

* Encapsulado 32-LD LQFP oQFN-32.

* Compatible con el controlador

de host UHCI/OHCI/EHCI.

* Compatible con USB 1.1 y USB

2.0.

* USB VID, PID, nmero de serie ydescripcin del producto almacenadosen una memoria EEPROM externa.

Con este chip se puede construiruna tarjeta USB-RS232 que es un

conversor de USB a la normaRS232. Los diseadores han intenta-do fabricar una tarjeta fcil de usarpara evaluar el chip de conversinFT232BM, para su posterior uso enotros sistemas que persiguen reem-plazar el uso del puerto serie por eldel USB y, adems, que pueda em-plearse con los sistemas operativosms utilizados (Linux y Windows, en-tre otros).

El circuito, mostrado en la figura

1 y cuya descripcin daremos msdetalladamente en la prxima edi-cin, posee indicadores de transmi-sin y recepcin independientes.

En base al manual del FTD232(data shett), en la prxima edicinexplicaremos el funcionamiento deeste integrado, cmo es la tarjetaconversora, cul es el circuito impre-so y los detalles tanto de armado dela placa como de instalacin de losdrivers del correspondiente chip.

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Saber Electrnica

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Placa Conversora USB a Puerto Serial (RS232)

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ISSN: 1514-5697-A

o8N91-2007-$9,9

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ISSN: 1514-5697-A

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Introduccin

Muchos reparadores con gran ex-periencia prefieren pelear con 10 TVsy no con un CD o DVD; porque dicenque en un TV existen muchas fallasdiferentes que nos guan en el mo-mento de realizar un diagnostico. Fal-ta vertical, no enfoca, pantalla gris, sinsincronismo etc, etc. En un DVD, encambio, los reparadores suelen decirque hay dos fallas solamente: no fun-ciona o funciona con cortes o conge-lamientos. Este es un concepto sim-plista que no tiene mayor asidero.Realmente un CD o un DVD tienenuna gran cantidad de informacin pa-ra realizar un diagnstico claro, si unosabe realizar ese diagnstico. Reco-

nozco que no es tan claro como unTV, donde se puede sacar mucho dela observacin de la pantalla, de orlos ruidos caractersticos e inclusivede olfatear el ozono de las fugas de

AT. Lo nico evidente de un CD oDVD es cuando escribe no disc ocuando se corta o congela. Algunasde las respuestas a un no disc ya lasfuimos dando en las entregas anterio-res, pero lo que no respondimos anes cmo determinar el por qu de uncorte o un congelamiento.

Qu servo est fallando? Esa esla cuestin, podramos decir parafra-seando a Willian Shakespeare con unDVD en la mano. La respuesta la po-demos encontrar a poco de realizaralgunas pruebas o mediciones con-cretas. Seguramente los lectores es-tarn esperando que yo comente: ypara realizar esas pruebas se requie-re un osciloscopio .....no, nada deeso. Si Ud. tiene un osciloscopio pue-

de utilizarlo para realizar un buendiagnstico, pero tal vez el mejordiagnstico se puede realizar con laayuda de nuestro amplificador para-mtrico o de algunos otros dispositi-

vos que se irn presentando a la me-dida de nuestras necesidades.

Lo ms importante para aprendera reparar un servo es aprender cmova a responder ste, en caso de unafalla no catastrfica, en donde el ser-vo no deja de funcionar pero lo hacedeficientemente. Por ejemplo, cmose manifiesta un servo con poca ga-nancia de lazo y qu es precisamenteese parmetro; o cmo se manifiestauna falla en la respuesta en frecuen-cia de un servo.

Muchas respuestas a estas pre-guntas sern contestadas aqu; otrassolo tendrn un comentario muy ge-nrico, a la espera de que la prcticade la profesin nos vaya dejando lasimprescindibles experiencias. Los

DVDs tienen muy poco tiempo deexistencia en nuestros pases deAmrica Latina, como para tener to-das las respuestas en forma inmedia-ta. Nosotros vamos a proponer mto-

C u r s o d e F u n c i o n a m i e n t o , M a n t e n i m i e n t o y R e p a r a c i n d e C u r s o d e F u n c i o n a m i e n t o , M a n t e n i m i e n t o y R e p a r a c i n d e

Reproduc t o res de DVDReproduc t o res de DVDLecc in 14 Lecc in 14

An l i s i s de Se rvos An l i s i s de Se rvos

F a l l as Comunes Fa l l a s Com un es En esta entrega analizaremos el mtodo que debe seguir un reparadorpara determinar en qu etapa de servo est fallando un DVD. En efecto,una de las fallas ms comunes de un DVD que comienza a leer, es quetenga congelamientos espordicos de imagen, o cortes de audio o dedatos. En este artculo aprenderemos a realizar esa reparacin.

Por: Ing. Alberto Horacio Picerno

picernoa@fullzero.com.ar

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EDICION ARGENTINA N 91

NOVIEMBRE 2007Distribucin:

Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Guten-berg 3258 - Cap. (4301-4942) Interior: Distribui-dora Bertrn S.A.C., Av. Vlez Srsfield 1950 -Cap. Uruguay: RODESOL: Ciudadela 1416 -Montevideo, TEL: 901-1184

Impresin Inverprenta S. A. - Bs. As.

DirectorIng. Horacio D. Vallejo

Jefe de RedaccinPablo M. Dodero

Produccin

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Teresa C. JaraOlga Vargas

Luis LeguizamnAlejandro VallejoJavier Isasmendi

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Alejandro VallejoEditorial Quark SRL (4301-8804)

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La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las no-tas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencio-

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Anlisis de Servos - Fallas Comunes

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dos novedosos de diagnstico. A Ud.le queda probarlos, criticarlos y propo-ner variantes.

Caracterstica de los Servos

de Lazo Cerrado

Es lo mismo un servo de foco, detracking, de rotacin o de movimientodel trineo (bandeja de ingreso del dis-co). Los tres primeros pueden englo-barse en un tipo de servo llamado deaccin proporcional, que se puedenanalizar en forma conjunta. El ltimoes un servo mecanismo de otro tipo,aunque presenta similitudes con los

anteriores, su reparacin se debe en-carar de diferente modo. El servo deltrineo no es un servo proporcional yse debe reparar de un modo diferente.

Por qu decimos que los tres pri-meros servos son similares si realizanoperaciones o ajustes diferentes. Losdos primeros involucran el movimien-to de la lente y queda claro que porese hecho son similares. Pero el ser-vo de rotacin sirve para que el discogire de un modo controlado, mante-

niendo fijo el flujo de datos provenien-tes del disco y no parece tener nadaque ver con los otros dos. Sin embar-go vamos a demostrar que se parecenmucho y su reparacin tiene muchospuntos en comn.

Hasta ahora hablamos en formaintuitiva de servo con lazo abierto yservo con lazo cerrado pero jamsexplicamos el concepto con toda clari-dad. Un servocontrol basa su funcio-namiento en la toma de un parmetro

de la realidad y la correccin del mis-mo en base a un actuador. El ejemplodel servo de tracking nos va a ayudara aclarar este concepto. Como ya sa-bemos, el servo de tracking est paraque el haz de lser siga al surco vir-tual, ubicndolo lo ms cercano alcentro del surco que sea posible. Siesta ltima condicin se cumple, losfotodiodos E y F estn igualmente ilu-minados. Si el haz est fuera del cen-tro del surco, E tendr un poco ms

de luz que F o viceversa. Esa condi-cin se refleja sobre la seal TE, queno es ms que el resultado de la ope-racin de resta E - F. En realidad estoes una simplificacin didctica; debe-ramos decir que las corrientes circu-lantes por los fotodiodos E y F setransforman en tensiones en los con-versores I/E y que luego esas tensio-nes se restan, para generar la tensinde error de tracking TE.

Si el circuito integrado de servoest alimentado con una doble fuentede +5V y -5V, TE oscilar realmentealrededor de 0V. Pero ste no es elcaso ms comn. Por lo general el cir-cuito integrado conversor I/V y matriz

TE, est alimentado slo con 5V posi-tivo y entonces la seal de error TEoscilar alrededor de la tensin de re-ferencia del integrado, que por lo ge-neral es igual a la mitad de la tensinde fuente, es decir 2,5V. Podemos de-cir que el equivalente a la condicinde nulidad de la tensin de error esque la tensin de error sea igual a latensin de referencia TE = 2,5V paraun seguimiento perfecto del surco.Nota: muchos DVDs de ltima gene-

racin usan CIs de entrada que traba-jan con 3,3V; en este caso la tensinde referencia es de 1,2V.

Qu forma de seal tendr TEentonces, en un servo de fuente ni-ca? Su forma depender del aparta-miento del surco con respecto a su di-bujo en espiral. Como ya sabemos, elsurco debe ser una espiral divergenteque comienza cerca del centro del dis-co y se va abriendo hacia el exterior.Para que el haz siga a este dibujo, lasbobinas deben tener aplicada una ten-sin que crezca lentamente para se-guir la apertura de la espiral.

Pero para simplificar considere-mos que la espiral no diverge (lo cuales casi cierto, considerando que el ra-dio de la espiral slo cambia un par demicrones por vuelta). En este caso, si

el surco fuera perfecto la seal TE se-ra igual a 2,5V. Pero el surco no esperfecto, porque la matriz de aceroque lo genera por estampado, tienedesgastes y problemas de fabrica-cin. En algunos puntos est msadentro del disco que lo ideal y enotros est ms afuera, siguiendo unacurva totalmente casual. Y esa pala-bra casual ya nos indica que se tra-ta de una seal de ruido que en unmomento est alta y en otro baja, sin

poseer un perodo caracterstico omejor dicho poseyendo mltiples pe-rodos y mltiples valores de pico.

Figura 1 - Tpica seal de ruido rosa sobre una tensin de referencia de 2,5V.

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En la figura 1 se puede observaruna seal de este tipo generada en elWorkbench Multisim 9.0 que posee ungenerador de ruido de muy fcil uso,equivalente al ruido trmico que gene-ra un resistor tpico de carbn deposi-

tado. Esta sera, entonces, la sealque aportara la matriz de tracking.

Para corregir el error de posicindel haz sobre el surco, esta seal de-bera ser filtrada y amplificada antesde ser aplicada a la bobina de tracking(en este caso el actuador).

Cuando la seal se aplica a la bo-bina, la lente se mueve compensandoel error del surco, de modo que TE sereduce. La reduccin depende de laamplificacin de la seal de error. A

mayor amplificacin, menor es la se-al de error; pero es imposible que TEdesaparezca.

Analicemos el problema con tododetalle para poder entenderlo. En de-terminado momento el surco se apar-ta de su lnea, de modo que la lentedebera moverse por ejemplo 1 mi-crn hacia el centro del disco. Los fo-

todiodos se iluminan de tal modo coneste error, que TE pasa de 2,5 a 2V(es decir TE = -0,5V). Como el ampli-ficador de error y el driver amplifican10 veces, la bobina recibe una tensinde 5V. Pero con esa tensin, la lente

se mueve por ejemplo 0,9 micrones,de modo que termina con un error deslo 0,1 micrones con respecto alcentro del surco.

As debemos continuar con el cl-culo, realizando una segunda vueltaen donde el error de posicin es de0,1 micrones y que por lo tanto va agenerar una tensin sobre las bobinasde slo 0,5V, que posteriormente va arealizar una correccin prcticamenteinexistente porque va a generar slo

0,01 micrones de desplazamiento delas bobinas. En una palabra, que elerror inicial se reduce a prcticamen-te un valor 10 veces menor, pero deall no pasa. Se dice que es asintticocon 0,1 micrn que se da en llamarerror permanente del servo. Ver la fi-gura 2. A poco que analicemos el pro-blema nos damos cuenta que termi-

naremos con una reduccin del errorde posicin inicial, que jams se corri-ge del todo.

Como se puede observar, el nicomodo de estar exactamente en el me-dio del surco es cuando la posicin de

reposo mecnico se encuentra all porpura casualidad.

Cuando se debe efectuar una co-rreccin, el servo necesita tener unaseal de error para que el driver mue-va la bobina. En todo sistema de ser-vo a lazo cerrado, el sistema tiendecompensar los errores, pero jamsllega a anularlos debido a su forma defuncionamiento. Ver la figura 3.

En nuestro ejemplo, el error se re-duce a prcticamente hasta el 10%

del error original cuando el servo tra-baja a lazo cerrado. Si eso no es sufi-ciente, slo se debe cambiar la ga-nancia del amplificador de tracking.En efecto, si la ganancia es de 20, latensin aplicada a la bobina de trac-king es de 10V y el error permanentese reduce de 0,1 micrn a 0,05 micro-nes. Y si el error se reduce al aumen-tar la ganancia del amplificador detracking por qu no le damos a stela mayor ganancia posible y as redu-cimos el error permanente? Para res-ponder a esa pregunta deberamosestudiar la teora de los servos conuna gran profundidad matemtica yeso corresponde a la ingeniera de di-seo de un equipo y no a su manteni-miento y reparacin. Pero lo que spodemos hacer, es darle al reparadoruna idea intuitiva del problema.

Observe que el sistema tiene unared de filtrado entre TE y el amplifica-

dor de error.En principio parecera que estared jugara negativamente en el fun-cionamiento del servo, porque haceque la lente no pueda moverse a unagran velocidad. Es decir que permitelas correcciones de posicin pero so-lo si stas se hacen lentamente.

Si el surco tiene un cambio de ra-dio abrupto, la seal TE tendr un sal-to de tensin, pero el filtro RC alisarlos flancos de esa seal antes de apli-

carlos al amplificador de error de trac-

Figura 2 - Correccin de la posicin de una lente

Figura 3 - Diagrama en bloques del servo de tracking.

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king y esto significa que la lente semover con un salto suave. Por su-puesto, esto puede generar una prdi-da de datos mientras la lente va a sunueva posicin y entonces pareceraque esa red RC es contraproducente.

Imaginemos ahora que Ud. sacaesa red (que es virtual en los servosdigitales y real en los servos analgi-cos) y que el driver es capaz de moverla lente a gran velocidad.

La correccin de posicin se apli-ca rpidamente y parece que no sepierden datos. Pero, cmo hace aho-ra el servo para frenar a la lente justocuando llega a la posicin correcta?Es imposible, la lente, las bobinas ytodo sus montajes tienen una masamecnica considerable y su movi-miento no puede ser detenido en for-ma instantnea, a no ser que se cuen-te con una energa infinita para el fre-nado. La lente llegar a su posicin fi-nal correcta, pero lo har en forma os-cilatoria. En efecto, llega a la posicincorrecta y como no puede frenar sepasa, luego corrige en sentido contra-rio y se vuelve a pasar, vuelve a corre-gir y as genera una oscilacin amorti-

guada asinttica con la posicin co-rrecta.No es raro que un servo ms rpi-

do tarde ms en encontrar la pista queotro ms lento. Vsteme despacioque estoy apurado le deca NapolenBonaparte a su ayudante cuandoaquel se equivocaba por apresurado.Un servo ms lento hace mejor papelque uno ms rpido y de all surgeuna de las razones para la existenciade la red RC. Pero la razn expuesta

no es la nica. Por la misma razn an-terior, la masividad de la lente y susasociados, ocurre un fenmeno muyparticular si el equipo se mueve. Enefecto, la lente que posee un montajeflotante, puede llegar a moverse en lamisma direccin aunque el surco sigaperfectamente la curva en espiral. Almover el equipo, es como si la lentetuviera vida propia. Se mueve cuandono debera moverse. En ese caso secomprende que un capacitor de filtro

grande es lo ms adecuado, porque

no permite que la seal TE vare y esotraba el movimiento oscilatorio naturalde la lente. En una palabra que TE s-lo debe variar cuando el surco pierdesu ley de variacin en espiral y no porel movimiento del equipo que mueve

por igual al surco y a la lente.Los equipos analgicos posean

un circuito llamado AS que detectabalos movimiento por anlisis de la sealTE y conectaba una red de filtradoms grande hasta que cesara el movi-miento brusco. Los equipos digitalesposeen un subprograma AS guardadoen el micro de servos, que realiza unafuncin similar.

Qu diferencia conceptual decomportamiento existe entre el ser-vo de foco y el de tracking? En rea-lidad ninguna. En los dos servosexiste una matriz que genera unaseal de error, un sistema de filtra-do, un driver y un actuador o bobina.Ambos servos tienen una determi-nada ganancia y ancho de banda si-milares, etc, etc.

Las diferencias estn en las condi-ciones de funcionamiento. El servo defoco necesita un posicionamiento ini-

cial de la lente, para que los fotodio-dos puedan detectar alguna diferenciade iluminacin entre ellos. Es decirque la lente debe estar en la zona ac-tiva del sistema detector de altura,porque en caso contrario nunca seconcreta el proceso de enfoque. Unavez que la lente entr en la zona acti-va, el servo se pone a lazo cerrado ycomienza el proceso realimentado deajuste de altura.

En el servo de tracking no existe

este problema. Si Ud. pudiera pararsesobre la lente y mirar hacia arriba ve-ra que el surco que est justo por arri-ba de su cabeza se traslada radial-mente a medida que gira el disco.Cuando casualmente el haz pegue enel medio del surco, comienza el proce-so de seguimiento a lazo cerrado.

El tema de acomodarse en la zonaactiva tiene su equivalente en esteservo. En efecto, cuando el disco girava arrastrando a la lente hacia fuera;

en un determinado momento la lente

va a tocar contra su cubierta externa.Antes que esto ocurra se debe encen-der el motor de sled para que el pick-up se corra un poco hacia fuera.

Para encender el motor de sled sedebe analizar la misma seal TE. Si la

lente se mueve hacia fuera significaque la tensin TE aumenta, ya queambos hechos son proporcionales.Esto significa que el servo de sled de-be contar con un detector de nivel ocomparador, que es el responsable deencender el motor.

La seal de TE aplicada a estecomparador tiene su propio filtro, paraque el comparador siempre recibauna seal retardada y genere de esemodo pulsos cortos de algunos milise-gundos, por cada segundo de tiempoque transcurre aproximadamente en-tre encendido y encendido.

El servo de velocidad es un pocodiferente. Para comenzar, su funcio-namiento no parte de la seal de nin-gn fotodiodo y no posee ninguna ma-triz generadora de seal de error. Es-to no quiere decir que no posea unaseal de error. Lo que ocurre es quelos fabricantes nunca se pusieron de

acuerdo en un nombre determinado.Como no existe un nombre propio pa-ra la seal de error del servo de rota-cin, nosotros la bautizamos VE (velo-city error). VE es una seal que apli-cada al driver, regula la velocidad delmotor de rotacin y como en cualquierotro servo, cuenta con un filtro paraevitar que pueda variar bruscamenteproduciendo oscilaciones amortigua-das.

Cmo se regula el funcionamien-

to del servo de velocidad? No es steel momento para explicarlo con preci-sin. Cuando analicemos este servovamos a tener tiempo para hacerlo.Por ahora no basta con saber que seajusta midiendo el flujo de datos en-trantes desde el disco. Si entran po-cos datos se acelera y si entran mu-chos se frena. Tambin el servo de ve-locidad tiene que situarse primero enla regin de control para poder luegocomenzar a funcionar a lazo cerrado.

El servo de velocidad comienza con

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una patada de arranque que lo poneen funcionamiento a una velocidad unpoco mayor a la normal. Cuando di-cha velocidad decae, en algn mo-mento pasa por la zona activa de con-trol. All el servo engancha y mantiene

la velocidad estable, aunque es mu-cho ms exacto decir que mantiene elflujo de datos constante, variando lavelocidad de rotacin.

Cuando decimos que el servo en-gancha, seguramente la mente dellector se ubica en la etapa de defle-xin horizontal de un TV, en donde eloscilador horizontal se engancha conlos pulsos de sincronismo horizontalde la emisora. Est muy bien que lo

haga porque la seccin horizontal deun TV es un sistema de servo; es talvez el servo ms conocido por todoslos reparadores y el que siempre nospermite aclarar los conceptos actuan-do por comparacin.

En el TV hay un CAFase que nospermite comparar la fase de los pul-sos de sincronismo con los pulsos deloscilador horizontal. Si los pulsos dehorizontal no se producen en el mo-mento correcto, el CAFase genera

una tensin continua que se aplica aloscilador horizontal para que stecambie su frecuencia (en los servosdel DVD se cambia la posicin de lalente). Entre el CAFase y el osciladorse coloca un filtro que tiene un nom-bre muy conocido: el filtro antihum yque realiza un trabajo similar al filtrode los servos: evita que la tensin deerror llegue a su valor definitivo en for-ma oscilatoria amortiguada, causandoel conocido efecto engranaje sobre la

pantalla.Si conecto un osciloscopio sobre

la tensin de error del CAFase se ob-servar una seal de ruido? Si Ud. tie-ne una seal muy fuerte y no tiene na-da de nieve, seguramente se observa-r una tensin continua, que tiene len-tas variaciones para ajustar la fre-cuencia del oscilador cuando se correpor problemas trmicos. Pero si Ud.conecta la seal de antena con unatenuador por pasos, de modo que

aparezca una fuerte nieve en la panta-lla, seguramente comenzar a obser-var variaciones rpidas de la tensinde error del CAFase debido a que losflancos del pulsos de sincronismo seadelantan y atrasan con el ruido y el

CAFase horizontal trata de seguirlos.Es una seal de ruido como la de losservos de foco y tracking, pero con unruido de menor ancho de banda. Esun ruido ms rojo.

Si Ud. tiene experiencia en TV, se-guramente conocer todas las posibi-lidades de fallas del sincronismo hori-zontal. Si faltan los pulsos de sincro-nismo, el oscilador no tiene con quengancharse y no genera seal de sa-

lida. El oscila libre y la imagen se vecomo una serie de rayas en diagonal,por un efecto de batido. Si Ud. ajustala frecuencia mirando la pantalla, pue-de conseguir observar una imagen ca-si detenida, pero un poco despus secorre la frecuencia y vuelve a las ra-yas diagonales tanto ms finas cuan-to ms alejada est la frecuencia librede la nominal. El equivalente, en elservo de traking, ocurre cuando algncomponente de la etapa se abre. En-

tonces no se genera la seal TE y elhaz se queda sin movimiento radial.Apunta para arriba y entonces cuandoel surco pasa casualmente por all, seobtiene una seal RF alta y cuandopasa por el espejo entre dos surcosdesaparece y as sucesivamente ge-nerando una seal parecida a la deuna AM modulada pero con el semici-clo negativo cortado. Es un efecto debatido similar al del TV, pero aqu notenemos cmo seguir la divergencia

del surco modificando la tensin deTE a mano y no podemos estabilizarla seal RF de modo que est siemprecerca de su mximo. Otra falla posiblees cuando se reduce la ganancia delCAFase. En ese caso la imagen pue-de ser estable por corto periodos detiempo, pero si el oscilador se corremucho, trmicamente termina por de-sengancharse porque el rango desostn del servo se reduce al reducir-se la ganancia. Tambin es posible

que el horizontal se desenganche alcambiar de canal, porque tambin sereduce el rango de reenganche.

La similitud con el servo de trac-king ocurre en aquellos equipos enque funcionan adecuadamente, pero

que cada tanto tienen un corte. Enrealidad debera tener muchos mscortes que los que se escuchan, peroel sistema de recuperacin de datos yla memoria de datos, llenan los aguje-ros cortos de seal, de modo que per-manecen ocultos. Pero cuando unagujero es suficientemente largo, co-mo agotar la memoria aparece el cor-te de audio irremediablemente.

Todo el funcionamiento depende

de la cantidad de memoria asignada aacumular los datos (el colchn de da-tos decimos en Argentina, porqueaqu decimos acumular dinero guar-dndolo debajo del colchn comouna imagen equivalente a ahorrar).

En el momento actual es difcil en-contrar un DVD o un CD con servo di-gital, cuyo problema sea una baja ga-nancia de alguno de sus servos. Estafalla era muy comn en la poca delos AIWA 330 porque los servos de

tracking y de foco tenan gananciaajustable por preset y el desconoci-miento haca que esos ajustes fueranconstantemente retocados por repara-dores que desconocan el modo deajustarlo.

En los equipos con servo digital, laganancia de cada servo es ajustadaautomticamente con cada nuevo dis-co colocado, junto con el bias de focoy de tracking. Es por esa razn que unequipo digital puede reproducir casi

cualquier disco, rayado sucio o inclu-sive mal grabado.

Pero aun as, puede ocurrir que unequipo tenga una falla de sensibilidaden uno de los servos. Por ejemplopuede ocurrir que un driver funcionepero con poca ganancia y de ese mo-do afecte la ganancia de lazo cerradodel servo de traking (una falla bastan-te probable es, por ejemplo, una sali-da diferencial que queda fija en el va-lor central, en ese caso es como si la

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salida fuera la mitad de la nominal). Elservo va a funcionar y el haz va a se-guir la divergencia del surco perocuando deba corregir un error muygrande de la posicin del surco, se vaa desenganchar y el haz va a perder

el surco. Por un instante van a faltardatos ledos y puede ocurrir que uninstante despus se produzca otrocorte y poco a poco la memoria delectura se vace y se corte el sonido.Si estamos reproduciendo video, loms probable es que se produzcancongelamientos de la imagen, porqueaun los reproductores ms viejos, tie-nen suficiente memoria como para re-cordar una o varias imgenes comple-tas, de modo que repiten la ltimaimagen guardada una y otra vez dan-do como resultado una pantalla con-gelada. Ni qu decir tiene que el equi-po con falta de ganancia de un servova a ser sensible al movimiento. Unsuave golpe sobre l no debera pro-ducir cortes. Pero si la ganancia de la-zo cerrado no es buena, el seguimien-to ser flojo y un pequeo movimientolo har desenganchar y es probableque su misma falla no le permita en-

contrar nuevamente el surco con faci-lidad. Es decir que se demora en vol-ver a recobrar el enganche y eso mag-nifica las fallas.

Cmo DeterminarCul es el Servo que Falla?

Los cortes o congelamientos debi-dos al servo de foco, no se diferencianen nada con respecto a los del servo

de velocidad o a los del servo de trac-king. Todos terminan en un corte o uncongelamiento. Entonces es imposi-ble saber qu servo es el culpable?

Si Ud. acta en forma metdica,no va a tener problemas en hallar elservo fallado. El servo fallado se ubicapor descarte y lo primero que se des-carta es el servo de rotacin.

Para descartar el servo de rota-cin se lo debe reemplazar por unafuente ajustable de CC. S, aunque

parezca mentira, si Ud. conecta el mo-tor a una fuente de CC y la ajusta a1,5V para un disco CD o a 2,5V paraun disco DVD, el disco comienza a gi-rar aproximadamente a la velocidadcorrecta y el equipo lee la TOC y pos-

teriormente el disco sin mayores pro-blemas. Por supuesto que esa tensines diferente para cada equipo y si eldisco no es ledo se la deber ajustar;pero por lo general no es muy difcilencontrar la velocidad aproximadaque permite leer un disco completo sincortes.

Inclusive, en algn caso realiza-mos reparaciones provisorias (hastapoder conseguir un circuito integrado)colocando una llave para conectar ydesconectar la fuente con el fin de po-der sacar el disco. Ocurri que unusuario que utilizaba una mquina pa-ra trabajar, no poda esperar dos me-ses para importar un CI. Entonces seme ocurri tomar la tensin de 5V, ali-mentar un LM317 con un preset deajuste de la salida y conectar el motorall, pero a travs de una llave. Elusuario deba encender el equipo, co-locar el disco como siempre, encen-

der el motor de rotacin y leer el disconormalmente. Luego, cuando queraterminar con la lectura, deba cortar elmotor; esperar un instante hasta queel disco dejara de girar y luego sacar-lo normalmente.

La importacin se atras y elusuario trabaj as durante 4 mesessin que le fallara un solo disco. Luegocambiamos el CI decodificador y elequipo recuper su servo de rotacinoriginal. Sacamos el agregado y nues-

tro cliente qued muy agradecido. S-lo queremos agregar que el ajuste dela tensin es tan poco sensible, que elequipo prcticamente reproduca CDsy DVDs casi sin reajuste de la tensin.No obstante, en caso de necesidad sepuede agregar una segunda llave queseleccione CD o DVD variando la ten-sin continua de salida de la fuente.

Nota: este mtodo puede confun-dir al reparador cuando se trate deuna falla en el motor de rotacin. En

efecto, un motor con sus delgas su-cias funciona bien si se lo alimenta deuna fuente de CC con suficiente capa-cidad de corriente y se ajusta la ten-sin de trabajo para lograr la veloci-dad deseada. En una palabra, que el

motor pierde mucho rendimiento (po-tencia elctrica consumida sobre po-tencia mecnica entregada) pero fun-ciona y el reparador puede suponerque el motor se encuentra en buenascondiciones.

Para determinar el estado del mo-tor, se debe comparar su tensin dealimentacin con otros similares cuan-do se coloca un disco CD estrobosc-pico (por ejemplo el PLUSCD) y se lohace girar a la velocidad normal deCD. Un motor bueno funcionar con1,5V aproximadamente, pero aclara-mos que hay por lo menos dos tiposde motores con diferentes RPM en losequipos que llegan a nuestro pas ycada uno requiere una tensin algo di-ferente.

Si el equipo tiene un motor de im-pulsin directa no vale colocar conti-nua sobre l. En este caso se debeusar el driver especial del motor como

intermediario. Este driver tiene unapata de entrada que se conecta al ser-vo; debe levantarla y aplicar en ellauna tensin continua con un preset de1K conectado a los 5V para hacer gi-rar el motor a la velocidad nominal.

Si su equipo, luego de alimentar elmotor con una fuente se sigue cortan-do, es porque la falla est en otro ser-vo diferente al de velocidad. Puedeser foco o tracking. Para saberlo conexactitud, hay que escuchar las dos

seales de error al mismo tiempo quese observa la pantalla del monitor. To-me un juego de parlantes para PC yconctelos sobre las seales TE y FEdel equipo. Reproduzca un disco DVDo un disco CD (el que ms falle) y re-lacione los sonidos y el video.

Conecte el parlante izquierdo a FEy el derecho a TE a travs de un ca-pacitor de 10F, con el negativo parael lado del bafle y un resistor en seriede 10K (respete el orden para unifor-

Anlisis de Servos - Fallas Comunes

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mar las pruebas). Supongamos quese trate de la reproduccin de un dis-co DVD. Cuando comienza la lecturaUd. escuchar un ruido rosa en am-bos parlantes y observar una imagennormal, un instante despus va a es-

cuchar cortes del ruido rosa y un poco

despus, luego de varios cortes deruido rosa, un congelamiento.

Preste atencin a la coincidenciade los cortes. Cuando se corte FE ysobre todo si el corte es largo, segura-mente se va a cortar TE un instante

despus. En ese caso lo que falla es

el servo de foco, que arrastra al servode tracking porque es imposible se-guir el surco con un haz desenfocado.

En cambio si se corta TE sin quese corte FE, el problema est en elservo de tracking. Un equipo puede

seguir enfocado aunque el servo de

Service

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EXAMEN DE AUTOEVALUACIN N 14

1- Al realizar una reparacin se debe llegar a nivel de deter-

minar .....

( ) a) Una etapa fallada y cambiar plaquetas

( ) b) El sector fallado dentro de una etapa

( ) c) Un grupo chico de 2 o 3 componentes dudosos

( ) d) Un nico componente fallado

2- El movimiento del mecanismo de sled

( ) a) .....puede ser discontinuo y con saltos( ) b) .....debe ser suave y lento

( ) c) .....debe ser suave y rpido

( ) d) .debe ser suave y muy lento

3- El mecanismo de sled

( ) A) ..debe tener un importante juego muerto

( ) B) ...... debe tener un mnimo juego muerto para que no se

trabe

( ) C) ...... no debe tener juego muerto

( ) D) Las respuestas B y C son correctas

4- Para reducir el juego muerto se utiliza.........( ) A) .....grasa pesada en el mecanismo de sled

( ) B) .....engranajes partidos

( ) C) .....engranajes lineales con cupla antagnica

( ) D) Las respuestas B y C son correctas

5- Cuando un pick-up tiene bujes de bronce sinterizado se

debe......

( ) A) ......lubricar con aceite de mquina de coser

( ) B) ......con kerosene

( ) C) ......con alcohol

( ) D) ......dejar sin lubricar

6 - Para determinar si un mecanismo de sled funciona correc-

tamente se debe....

( ) A) ..relacionar el corte con el movimiento del motor de sled

( ) B) ..relacionar el corte con el movimiento del motor de CLV

( ) C) ..relacionar el corte al movimiento del pick-up

( ) D) ..relacionar el corte con el movimiento del equipo

7- Cuando se enciende motor de sled la seal FE.......

( ) A) ...no debe tener ninguna variacin

( ) B) ...puede tener una variacin muy grande( ) C) ...puede tener una variacin pequea

( ) D) ....se debe cortar por un instante

8 - Cuando la ganancia de un servo se reduce.........

( ) A) .....se incrementa la seal de error

( ) B) .....se mantiene constante la seal de error

( ) C) .....se reduce la seal de error

( ) D) .....las respuestas B y C son correctas

9- Las seales de error son ........

( ) A) ........ inaudibles porque estn en el rango de las frecuencias

subsnicas.( ) B) ........inaudibles porque estn en el rango de las frecuencias

ultrasnicas

( ) C) ........inaudibles porque tienen una amplitud de microvoltios

( ) D) ........ audibles.

10- Por qu la seal de error tiene forma de ruido?

( ) A) Porque acompaa al parmetro que corrigen

( ) B) Porque la ganancia del servo es tan grande que se genera

ruido trmico

( ) C) Porque el filtro RC est alterado

( ) D) Las respuestas B y C son correctas

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tracking directamente no funcione(bobina cortada por ejemplo). En la fi-gura 4 se puede observar el oscilogra-ma de una seal de error con cortes.Esta seal se genera con un genera-dor de ruido superpuesto a una ten-

sin de 2,5V de referencia. Los gene-radores en serie producen una ten-sin al azar que operan la llave decorte aleatoriamente.

Realmente se trata de un mtodosimple en su ejecucin y muy econ-mico en su aplicacin. Cunto tiem-po puede llevar conectar los dos ba-fles y la fuente de CC? Probablemen-te un par de minutos y como dicen misalumnos, se evitan el peludeo (pala-bra vulgar utilizada en Argentina paraindicar a un individuo que repara cam-biando componentes, sin estar segurode cul es el fallado).

Anlisis de Servos - Fallas Comunes

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Figura 4 - Seal de error con desenganches de un servo.

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Cuaderno del Tcnico Reparador

Cmo Funcionan los Hornos a Microondas?

La Transferencia de Calor hacia los AlimentosEn Saber N 238 comenzamos a explicar losprimeros conceptos sobre el funciona-miento de los hornos a microondas, tambinexplicamos cmo funciona un magnetrn ycules son los primeros pasos a dar para elmantenimiento y la reparacin de estos equi-pos. Prosiguiendo con este tema, en esta no-

ta veremos cmo se realiza la transferenciade calor desde las microondas hacia los ali-mentos para que stos se cocinen. La transferencia energtica es sencilla pero requiereun profundo anlisis para que pueda ser comprendido por completo.

AUTOR: Ing. Alberto H. Picernopicernoa@fullzero.com.ar

Introduccin

La forma de transferir y trans-formar la energa elctrica depen-de, fundamentalmente, de la fre-cuencia de la misma. Para fre-cuencias iguales a cero (CC) o a50Hz se busca un tipo de circuitoen donde lo que importa es que to-das las cargas estn correctamen-te excitadas con la tensin de red.Cuando se trabaja con frecuenciasms elevadas se suele trabajarms de acuerdo con el teorema dela mxima transferencia de ener-ga que implica que toda la ener-ga generada en la fuente se disi-pe en la carga.

El ltimo caso es el que se daen nuestro dispositivo horno demicroondas cuando se lo utilizacorrectamente, es decir con unacarga adaptada que puede inter-pretarse como un adecuado trozohmedo de alimento para cocinar

o para calentar.

Para entender los principiosdel calentamiento por microondasvamos a realizar un anlisis de loscircuitos en baja frecuencia(50Hz), en frecuencias medias(1MHz) y en altas frecuencias(2GHz). Los tres casos son simila-res pero diferentes, sobre todocuando se analiza la lnea detransmisin involucrada. En el pri-mer caso se utilizan lneas parale-las de baja resistencia de dos o detres conductores (red monofsicao trifsica), en el segundo caso seemplean lneas de transmisinplanas o coaxiles y en el tercer ca-so guas de onda.

Ya en posesin de los princi-pios de funcionamiento de los cir-cuitos de baja, media y alta fre-cuencia queda por analizar el pro-blema de cmo contener las on-das electromagnticas para queno causen dao al operar el hornoy cmo contener el alimento a ca-

lentar antes de introducirlo en el

horno. Este problema que llama-mos el problema de los contene-dores, ser analizado en detalleporque uno de los mayores pro-blemas que se presentan al utilizarlos hornos de microondas es por-que la comida a calentar no sepresenta en los envases adecua-dos.

Por ltimo veremos el circuitoprctico a las frecuencias de mi-croondas de un horno clsico y c-mo se altera por el mal uso, dandolugar a que se produzcan fallasreiteradas que podran evitarse f-cilmente leyendo las instruccionesde uso del horno.

Transferencia de Energaen Bajas Frecuencias

El ejemplo ms claro de trans-ferencia de energa, desde unausina generadora hasta un domici-

lio, puede observarse en la figura

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1 en donde se conectan 3 cargasdiferentes sobre la misma lnea.

El lector observar que laenerga se transfiere desde el ge-nerador a la carga, de modo talque la tensin de la red sea siem-pre de 220V eficaces (o de 110Vsegn las zonas). Esto implica queel resistor que representa a la im-pedancia interna del generador sedebe minimizar todo lo que sepueda. Inclusive la caractersticade la lnea es que debe tener una

resistencia mnima, en lo posiblenula, para evitar que las cargasproduzcan una cada de tensinsignificativa sobre ellas.

Este circuito no respeta el co-nocido teorema de la mximatransferencia de energa, que nopuede aplicarse porque requiereque el generador tenga una resis-tencia interna mensurable.

En circuitos de dispositivoselectrnicos, en cambio, los gene-radores equivalentes tienen resis-

tencias internas finitas y el teore-ma cobra un valor significativo. Elteorema nos indica que un gene-rador con una resistencia interna(Ri) transfiere la mxima energa ala carga cuando la carga Rl tiene

un valor idntico a la resistenciainterna del generador. Ver figura 2.Un sencillo clculo permite de-

terminar que cuando la resistenciade carga iguala a la del generadorla potencia en la carga es la mitadde la potencia generada; la otramitad se disipa en la resistenciainterna del generador. Si el lectorlo desea puede probar cambiandoel valor de la carga por cualquierotro y calculando la potencia disi-

pada en la carga. Por ejemplo pa-ra una resistencia de carga de 20Ohm circular una corriente de:

I = 20/30 = 0,66A

La potencia disipada en la car-ga ser:

Pcarga = I2.R = 0,444 x 20 =

Pcarga = 8,88W

Dejamos al lector que, de mo-do similar, calcule la potencia disi-pada en la carga para un valor de5 Ohm para que observe que lamxima potencia en la carga sloocurre con Rl = 10 Ohm.

Siempre se cumplen las le-yes fundamentales de la electrici-dad y de la fsica en general?

S, las leyes de Kirchoff, Ohm y

de conservacin de la energasiempre se cumplen aunque exis-ten experimentos que parecen de-mostrar lo contrario. Ocurre quecuando se comienza a aumentarla frecuencia de trabajo, de modotal que la inversa de la frecuenciamultiplicada por la velocidad depropagacin de las ondas (frmu-la que permite determinar la longi-tud de onda de una transmisinelectromagntica) se hace compa-

rable con la longitud de la lnea,

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Hornos a Microondas: La Transferencia de Calor hacia los Alimentos

Figura 1

Figura 2

Figura 3

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ocurren fenmenos de irradiaciny la energa se emite en forma deradiacin electromagntica y pa-rece que desapareciera. Pero noes as, se puede decir que la leyde la conservacin de la energa

siempre se cumple y lo que se ge-nera se transfiere a la carga, setransforma en calor irradiado porla lnea o el generador o es emiti-do como energa electromagnti-ca (vea la figura 3).

Transferencia de Energaen Frecuencias Medias

Para transferir la energa des-

de un generador a una carga afrecuencias considerablementealtas, se deben cumplir algunaspremisas que no se considerancuando se trabaja a frecuenciasde audio, dado que la irradiacinde energa por los cables es des-preciable. La primer premisa esque la lnea debe tener dimensio-nes adecuadas. En efecto, la se-paracin entre los conductoresdebe ser constante as como eldimetro de los mismos ya que essumamente importante la capaci-dad por metro y la inductancia pormetro del par (la resistencia pormetro tambin es importante yaque caracteriza a las prdidas dela lnea de transmisin). Estosfactores y la geometra de la lneadeterminan la llamada impedan-cia caracterstica de la lnea (Zo)que debe coincidir con la impe-

dancia de la carga y la impedan-cia interna del generador paraasegurar que la energa no seairradiada por la lnea y llegue in-tacta a la carga a pesar de que lalnea tenga longitudes cercanas ala longitud de onda. En la figura 4se pueden observar las dos lneasms comunes que se utilizan en laelectrnica, la plana o abierta y lacoaxil o blindada.

En la gama de frecuencias

que estamos considerando, si se

desea evitar las irradiaciones enla lnea de transmisin, la cargadebe ser igual a la resistencia in-terna del generador y a la impe-dancia caracterstica de la lneade transmisin. En este caso se

dice que el sistema est adaptadoy para el uso ms comn, la ener-ga del transmisor llega a la ante-na con las mnimas prdidas posi-bles.

Por qu razn en un sistemaadaptado la lnea no emite?

Porque toda la energa gene-rada se disipa en la carga debidoal cumplimiento de la ley de lamxima transferencia de energa.

Si la carga no est adaptada hayenerga que no se gasta y por lotanto se genera una onda refleja-da que retorna hasta el transmi-sor. La onda directa y la reflejadaviajan por la misma lnea y por su-puesto tienen la misma frecuen-cia, dando lugar a ondas estacio-narias que hacen que ciertos pun-tos de la lnea tengan energa m-xima y otros energa mnima. Ellector recordar la experiencia delas ondas estticas que se gene-ran en una palangana llena deagua al tirar una piedra en su cen-tro. En este caso, parte de laenerga de movimiento de las mo-lculas de agua rebota en el bor-de de la palangana e interfierecon la onda emisora que gener

la piedra en su cada. El autor re-cuerda esa experiencia, pero algoms compleja, realizada en la uni-versidad. En este caso se utiliza-ba un recipiente cilndrico de ace-ro perfectamente nivelado y se

realizaba una primer experienciacon un nivel bastante inferior alborde, luego se incrementaba su-cesivamente el nivel para que laonda llegara a sobrepasar el bor-de, asimilando la experiencia a di-ferentes estados de la carga. Cla-ramente se apreciaba que cuandoel agua en reposo llegaba a rasdel recipiente (carga adaptada) noexista onda reflejada y no se ge-neraban ondas estacionarias.

La lnea de transmisin, apar-te de las caractersticas elctricasdebe tener ciertas caractersticasmecnicas que aseguren su ro-bustez. Esto implica que los con-ductores deben estar unidos entres desde el punto de vista mecni-co pero aislados elctricamente.Esto completa el dispositivo realuniendo los conductores con unaislante de plstico para formarun cable mecnicamente estable.

Las caractersticas del dielc-trico y la resistencia de los con-ductores fijan el nivel de prdidasdel cable a una dada frecuencia(un cable de altas prdidas trans-forma toda la energa de la fuenteen calor irradiado al ambiente). Enprincipio las prdidas aumentan

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Cuaderno del Tcnico Reparador

Figura 4

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con la frecuencia de modo tal quecuando se llega a frecuencias delorden de los 800MHz, el cable setransforma en un medio poco hbilpara conducir la energa.

En la prctica existen cablesplanos y coaxiales de impedanciacaracterstica estndar como ser50 Ohm o 75 Ohm, valores que co-rresponden con la antena monopo-lo irradiante de 0,25 de longitud de

onda o con el dipolo plegado. Eltransmisor se adaptar a este nivelde impedancia mediante el trans-formador de salida y por ltimo seutilizar una lnea de transmisinadecuada a los niveles de impe-dancia y potencia sin perder devista las caractersticas de atenua-cin de la misma

Transferencia de Energaen Altas Frecuencias

Cuando se trabaja en frecuen-cias superiores al gigahertz(1GHz = 1.000MHz) se utilizan lasllamadas guas de onda. Una guade onda es un cao de cobre pla-teado o aluminio, de seccin circu-lar o rectangular con dimensionesprecisas en funcin de la frecuen-cia a transmitir. Las paredes latera-

les emiten ondas que se reflejan

generando un patrn interno deondas estacionarias; parece quelas pares guiarn a las ondas y deall el nombre de gua de onda da-do al dispositivo.

En principio y por razones di-dcticas, se puede considerar quela antena est directamente co-nectada al transmisor y la gua deonda conduce la energa hasta ellugar adecuado para ser irradiada

(por ejemplo el foco de un reflectorparablico de un radar, tal como semuestra en la figura 5).

Observe en esta figura que laantena es un electrodo acopladorexistente entre una cavidad reso-nante del magnetrn y el interiorde la gua de onda. En la otra pun-ta de la gua slo existe un embu-do que ilumina a la parbola. Eltrmino iluminar se emplea en unconcepto amplio ya que la energaluminosa no es ms que una ener-ga electromagntica de una fre-cuencia muy superior a las mi-croondas pero exactamente delmismo tipo. En ambas energas(microondas y luminosa) se produ-cen los mismos fenmenos de re-flexin y refraccin. En la misma fi-gura se puede observar cmo laparbola metlica refleja la luzconcentrndola en un haz de rayos

paralelos.

Si el lector se pregunta cmose hace para que el agua de lluviano penetre en la gua de onda, leaclaramos que se usa una tapa dematerial aislante (mica o plstico)que intercepta el agua y permite el

paso de las microondas.En un horno de microondas laenerga no debe ser irradiada. Enun horno ideal toda la energa de-be disiparse en el alimento que seencuentra en la cavidad resonanteprincipal del horno. La gua soloacopla la antena del magnetrn alcompartimento del horno como ve-remos en la ltima parte de esteartculo.

Transmisin y Reflexin de lasMicroondas: Los Envases

La comida a cocinar debe estarcontenida en algn tipo de conte-nedor descartable o permanente(envase o cacharro de cocina). Pe-ro las caractersticas especialesdel mtodo de coccin requiere lautilizacin de dispositivos adecua-dos que deben contener los lqui-dos y slidos calientes y ser total-mente transparentes a las mi-croondas. Esta cualidad es com-partida por algunos materialesplsticos de bajo coeficiente die-lctrico y los vidrios trmicos. Acla-ramos que los materiales plsticosdel tipo del polister no se conside-ran adecuados por tener un coefi-ciente dielctrico muy elevado quedistorsiona los campos elctricos

de las microondas. El ambiente delhorno debe separarse de la gua,de onda para evitar que los gasesproducidos en la coccin lleguenhasta el magnetrn y se depositensobre la antena y la misma guacomo restos grasosos que con elpaso del tiempo y el calor se que-man generando residuos de car-bn. La separacin queda a cargode una ventana moldeada de pls-tico de bajo coeficiente dielctrico

o una lmina de mica especial de

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Figura 5

Hornos a Micorondas: La Transferencia de Calor hacia los Alimentos

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unos tres milmetros de espesor.La mica es un mineral que suelepresentarse en una forma muy im-pura (con depsitos metlicos);para nuestro uso la mica debe es-tar libre de impurezas metlicas ya

que estas son conductoras de laelectricidad y se calentarn hastafundirse en presencia de las mi-croondas (figura 6).

El caso contrario a la transpa-rencia total es la reflexin total. Esun caso equivalente a la reflexinen un espejo para la ptica. Paraque las microondas se reflejen de-ben incidir sobre una superficiemetlica muy conductora, gene-rndose sobre la misma corrientes

elctricas inducidas de elevadasmagnitudes.En realidad lo que ocurre es

que esas corrientes generan cam-pos electromagnticos iguales alos incidentes pero de diferente di-reccin. Si la superficie metlica esmuy conductora el campo emer-gente tiene la misma amplitud queel incidente y se dice que hay refle-xin total (figura 7).

Un caso particular ocurre cuan-

do se utilizan folios de plstico me-talizados o lminas finas de alumi-nio.

En este caso se debe producirreflexin, pero las corrientes circu-lantes hace calentar y fundir los fo-lios producindose peligrosas lla-mas en el interior del horno.

En la mayora de los casos elcampo emergente es menor que elincidente, cosa que implica quecierta energa se transfiri al cuer-po conductor. Esto ocurre en el ali-mento durante la coccin debido aque el mismo est hidratado y esrelativamente un buen conductor.En una palabra, que el alimento noes ni aislador ni conductor, sino uncaso intermedio, podramos decirque es semitransparente para lasmicroondas. En la figura 8 se es-quematiza la transferencia deenerga de las microondas al ali-

mento.

Cmo se verifica el proceso

de la transferencia de energa demicroondas desde el magnetrnhasta la comida?

Mas adelante vamos a indicarel procedimiento exacto, pero porahora sepa que se trata de unamedicin de temperatura sobre 2litros de agua ubicados en un reci-piente para microondas luego deun tiempo determinado de horneoal mximo. La medicin nos dauna idea integral del proceso de

coccin. Si no se llega a la tempe-ratura adecuada la falla puede es-tar en el generador (el magnetrn)la gua de onda (incluidas las as-pas dispersoras y la ventana demica o plstico) o la cavidad princi-pal del horno.

El Horno como una CavidadResonante con Puerta

En la figura 9 se puede obser-var, en forma esquemtica, la for-ma de un horno de microondas.Analice esta estructura con grandetenimiento porque en ella nosbasaremos para futuras explicacio-nes. Observe que toda la estructu-ra est integrada con el gabinetedel horno incluyendo la gua de on-da. En el extremo derecho de lagua se encuentra el magnetrn

que est montado directamente de

la gua con la antena (tambin lla-mada colimador) asomada en elinterior de la gua. Ese elementoirradia seales que son guiadas enlnea recta hasta el plano inclinadodel final de la gua, desde dondese reflejan hacia el interior de la

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Cuaderno del Tcnico Reparador

Figura 6

Figura 7

Figura 8

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cavidad principal penetrando a tra-vs de la ventana de mica. Inme-diatamente en la entrada de la ca-vidad principal se encuentran lasaspas deflectoras que giran cam-biando la distribucin interna deenerga de microondas. Sin estedispositivo se generaran puntoscalientes en el alimento que no secocinara en forma pareja. La ener-ga de microondas termina atrave-sando el alimento en forma de tor-bellino y aun as, en muchos hor-nos modernos, el alimento puedecolocarse sobre una bandeja mo-torizada que mejora an ms ladistribucin del calor; este sistemallamado carrusel llega en muchos

hornos econmicos a reemplazarcompletamente a las aspas deflec-toras giratorias. Es decir que loshornos ms completos tienen losdos sistemas que se complemen-tan entre s. Algunos ms econ-micos slo tienen las aspas y loshay inclusive que no tienen aspasy tienen carrusel.

Inclusive existen algunos hor-nos que no tienen gua de onda yaque la antena ingresa a la cavidadprincipal debido al montaje espe-cial del magnetrn.

La cavidad principal puede es-tar construida de diferentes modosy adems puede construirse condiferentes materiales, pero su prin-

cipio de funcionamiento siemprees el mismo, se lo puede consi-derar como un circuito resonan-te paralelo con un resistor deprdidas (la comida a calentar).Los materiales utilizados son el

acero inoxidable, el aluminio y elplstico inyectado pintado conuna pintura muy conductora dela electricidad. Sin embargo, loshornos de mejor calidad utilizanel acero porcelanizado dadasu gran duracin, ya que no esatacado por los restos grasos dela comida y sobre todo por su fa-cilidad de limpieza ya que admi-te el uso de espumas limpiado-ras cidas o bsicas.

Conclusiones

En este artculo nos dedica-mos a explicar cmo es la cavidadresonante principal de un horno,cmo se concentran y dispersanlas microondas y cmo se guandesde el generador (la vlvulamagnetrn) hasta la carga (el ali-mento a ser cocinado). En el prxi-mo artculo le ensearemos a re-parar la cavidad principal, la gua yla antena y le indicaremos cmoevitar que se vuelva a daar por unmantenimiento inadecuado, si us-ted no quiere aguardar hasta laprxima edicin, puede bajar dichainformacin de nuestra web: www-.webelectronica.com.ar, haciendoclick en el cono password e ingre-sando la clave: hornom.

Figura 9

Hornos a Microondas: La Transferencia de Calor hacia los Alimentos

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Cuaderno del Tcnico Reparador

Cmo Funcionan los Telfonos Celulares

PA: Amplificador de Potenciade Transmisin WCDMA

En esta seccin estamos explicandoel funcionamiento interno de un tel-fono celular basndonos en la serie

A920 de Moto rola y explicando los di-

ferentes bloques haciendo hincapien la transmisin WCDMA aclarandotodo lo dicho aplica para las diferen-tes bandas. Teniendo en cuenta lasdiferentes frecuencias que se operanen cada caso y en los telfonos contecnologa gsm en el caso de trans-misin, que es lo que veremos en es-te artculo , las tcnicas no d ifieren de-masiado.

Preparado por: Ingeniero Horacio Daniel Vallejoe-mail: hvquark@ar.inter.net

Slo para recordar a modo

de introduccin:

CDMA o Acceso mltiple por

Diferenciacin de Cdigo (en es-

paol AMDC), es una tcnica de

transmisin digital por la cual unaestacin base asigna un cdigo

nico a cada dispositivo mvil

para diferenciar dicho dispositivo

de los dems conectados de for-

ma inalmbrica.

Las seales se codifican me-

diante un cdigo que el receptor

tambin conoce y puede utilizar

para decodificar la seal recibida.

WCDMA o Acceso Mltiple por

Diferenciacin de Cdigo de

Banda Ancha es una tecnologa

inalmbrica mvil de tercera ge-

neracin (3G) que ofrece eleva-

das velocidades de transmisin

de datos en dispositivos inalm-

bricos mviles y porttiles que se

usan tanto en telfonos con chip(GSM) o sin ellos (CDMA).

WCDMA se utiliza para mejorar

la capacidad y cobertura de redes

de comunicaciones inalmbricas,

por ejemplo, en los sistemas de

comunicaciones mviles de ter-

cera generacin como el UMTS.

Aclarado este punto, digamos

que en un telfono Motorola co-

mo el que venimos describiendo

en esta serie de artculos, en el

bloque de transmisin (figura 1),

el U410 proporciona la atenua-

cin necesaria a la portadora de

transmisin antes de alcanzar al

amplificador final (PA), de modo

que la seal no exceda el lmitemximo aceptable de 1dBm para

la entrada del PA y as poder con-

trolar la potencia de salida total

del transceptor (del telfono). El

bloque integrado U410 tiene una

atenuacin del orden de 16-18dB

dependiendo de la tensin de

control VGC2 aplicada en HY-

BOUT1 Y HYBOUT2, que es

controlada por el Harmony Li-

te.

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El bloque integrado U420 es

la etapa de potencia correspon-

diente a un amplificador three

stage (amplificador de tres esta-

dos) que maneja la banda WCD-

MA para transmisiones de 1920 a

1980MHz. La ganancia mxima

nominal esperada para esta etapa

est en torno de los 30dB.

HARMONY_ LITE controla

la polarizacin de RF del amplifi-

cador en los pines o patas #4

(PA_ BIAS1) y #5 (PA_ BIAS2)

con una gama de control de 0 -

2.5V. HARMONY_ LITE tam-

bin controla el pin #12 (VLD)para la conmutacin de carga del

amplificador PA. Aunque no sea

puesto en prctica, la teora de

carga del PA que se pone en mar-

cha en transmisiones WCDMA,

es sumamente importante para

conservar la duracin de la bate-

ra del telfono, evitando interfe-

rencias de radio innecesarias con

estaciones bajas. Cuando VLD

est en un estado bajo (0V), el

transmisor est en el modo de al-

ta potencia o potencia mxima,

consumiendo la corriente ms al-

ta, pero con el total funciona-

miento del PA. Cuando VLD est

en un estado alto, el transmisor

est en el modo de bajo consu-

mo, tomando menos corriente y

haciendo que el PA funcione en

forma limitada. En teora, el fun-

cionamiento del PA depender

entonces del nivel de tensin pre-

sente en VLD, permitiendo as un

mejor rendimiento de la etapa

transmisora con el objeto de ha-

cer que la duracin de la baterase incremente.

Si la potencia de transmisin

decrece, como consecuencia de

un requerimiento desde la esta-

cin base del telfono, por debajo

de los 14,5dBm, entonces VLD

cambiar a estado alto. Si es pre-

ciso que la potencia de transmi-

sin sea superior a 19dBm, enton-

ces VLD tomar un estado bajo.

El detector de poder recibe la

seal de RF WCDMA amplifica-

da en el cable RF_ EN (fjese en

el pin o pata #6) del PA. El bloque

U450 es una combinacin de un

acoplador direccional con un de-

tector de potencia compensado en

temperatura con salida diferen-

cial. El detector de poder acopla

la entrada de poder de TX y las

realimentaciones de salida RF_

DESCUBRE al Harmony Lite.

El TEMP_ COMP tambin

obtiene o permite el acoplamiento

del amplificador, pero quita el

contenido de seal de RF, dejan-

do un nivel de corriente continuaproporcional a la potencia de la

seal acoplada. Este nivel de co-

rriente continua se realimenta al

Harmony Lite, esperando una

prdida nominal menor a .3dB.

El aislador (FL460) provee un

aislamiento (valga la redundan-

cia) entre el Mdulo Front-End y

el camino de transmisin, con una

prdida de insersin inferior a

.55dB.

Cuaderno del Tcnico Reparador

Figura 1

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Cmo Funcionan los Telfonos Celulares

Figura 2

Service & Montajes

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CLUB SA BER ELECTRO N ICA 4 5

Para describir las partes que integran a

un PLC es imperante definir que todo

sistema de control automtico posee

tres etapas que le son inherentes e imprescin-

dibles, stas son:

Etapa de acondicionamiento deseales.- Est integrada por toda la serie de

sensores que convierten una variable fsica

determinada a una seal elctrica, interpre-

tndose sta como la informacin del sistema

de control.

Etapa de control.- Es en donde se tie-

ne la informacin para poder llevar a cabo

una secuencia de pasos; dicho de otra mane-ra, es el elemento de gobierno.

Etapa de potencia.- Sirve para efec-

tuar un trabajo que siempre se manifiesta por

medio de la transformacin de un tipo de

energa a otro tipo.

La unin de las tres etapas nos da comoresultado el contar con un sistema de control

automtico completo, per