* VU DE LEOS * INDICADOR DE TEMPERATURA
* TACOMETICO o CUENTAVUELTAS PARA EL AUTO
* INDICADOR DE COMBUSTIBLE * PRUEBA DE FUERZA
* OHMIOMETRO I PROBADOR DE COMPONENTES
Aplicaciones típicas del
AMPLIFICADOR OPERACIONAL
• > w o: I ..,
.. > w o: I •
-
INTE GRADOS
TTl 7407 I~:~:"OHICA
HEX DRIVER. NON INVERTING (OPEN COlLECTOR TO 3OV) ($els drivers. no Inversores - colector abierto pata 3OV) Cada uno de los seis inversores puede usarse lodependien'em8(lte. Ca ractefistic8S: Las mismas del 7406, excep10 poi' el hechO de no S8f inversor. TIempo de propagadOn - 6 ns (pera salida HI) V 20 ns (para salida LO) Cofriente por unidad - 25 mA
..... .. " " .. " • . --t>-. -.. fc>J fc>J t>l T h Pi P? To- . , ,
~""~I-;"'~7'~
EQuivalentes: 9N07 , F LH491, F lli495, M C5407. MICS401, MIC7407.
------- - -" TEGRADOS
701 .1:~eEn UHt:Alt:S
~jlicador operacional de torcer. generadón. con pl oteoclón contra 00I10,a en 18 saf~ 'Y con ~saci6n interna de "ecuerotl. un ( 1)Ioitf' -:J;l.. ~- f vuT
-_. ,,-. "'" , I -I , ...... • ~' ". ,-.~('"' .. D
• • • • t I" , .. , ' . ko.(:OooI> ~.-. -=. /" '" '" -IIn
· VU '-1 ,., Gafl<.lllcia srn re.-Inocntaoon (Ao). M:hlma lenSlon ce entradil (Vi 93 úO má.rc): 10·0-10.1,' . Im pod3flClll de cllI, lIOa (lín) : 250k . MAuna tonSión do S311d3 01,' (1,'0-Impodancill de saMa (ZO) : ISO rob) 14-o-14V. ohm.. Rechazo de modo oomun (eMAR ): Corrienle de poIarizadOn de onIT.· 90 dO da (lb) 300 nA FTocoonaa de transición 1FT): 5 M:"ima l el1 siÓl~ 00 " I,mantación MHz. (V' m811 ). 18 ·0· 181,'.
- -RESONANCIA EH PARALELO ARCUrvO
FORMULAS CIRCUlTOLC I ~~OER
En la resonancia en paralelo. nUhamenle 18 re8Ctancia capecitiva (XC) es igual 8 la reaclancia inductiva (Xl ), pero 18 impedanola es. máxima y la oorriente circulante mrnima.
, • •
I f • I I
- , -2-" L e - 11-
Donde: I - Irecuerlcia de resonancia (Hz) l '" inductancia (H) C '" capacitancia (F)
2 1: • 6,28 O (constante) ObservaCtOf18$: $8 d8$p(ecla al factO!' a de la bobina que debe tener resistencia despredable.
,
INTlORAOOI 7_ I:~:~~ TTL
HEX DRIVER, INVERTIHG COPEN COLLECTOR ro 3OV) ISM, ctrtvw.. kwerIoNe • cotlctor .... 0) CICla uno de klS seis driv9fs puede ser usado independlentemenle. En la condición LO cada salida puede proveer 30mA 11 una carga. En la condiciOn HI puedo sopor1ar una tensión de has1a 'JIJV. Un estado H I 5Ók) puede obIenerM 000 la COI"l8.ión de un resistO( externo a una tensión positiva menot de 3OV. La tensión de aiimentadOn se manUene en 5V, r.empo de propagación • 10 ns (salida .,0 y 15 ns (saida LO) Corñerlle por unidild . 30 mA . ...
'--v-' .. .. .. " .. 'h C()J ~ L¡>l
11-" 'h rf>:¡~ ... I . , , o , • , • , . T
EquiYalent •• : UN06, Fl H481 . FlH485, Me l 620. SN5406, SN1406.
-- - - -INTEGRAOOS 74. S'.'R I UHEALES
Amplificador operadonal de tercera generación. 000 proteca6n contra I oor1os en la salida y con compensación intema de IreoJencla.
;;,.. 0""' 0 "101 t/,: , .. Vu ~ ... M.lu. I 1
~ I lfllf 1- 1 • -
(lO' 1 t-I ) .. l' Of" lU I t ] ..
/IIULL Of"" T u.t (/liT . .....
'V" '"" 1- I 1+ 1 G.,~ $In .eal...,..liCoOn IAoI: M,i .. m;ll lenso6tl de "" ';11". IV, l00d6 mfo ~ ) 13-0 1310' ~ de entr1Ida (ll,,) 1 M, U ,h ,ma le-nsiOn de U lhd. (Vo 1m~1ld. CM .~1doI lZoI : 150 ""' 1 14-0. \""" I ....... RotNuodllmodoeomun(CMRn): Corriente de poIanzacioll • ..,... ... .. ..
I cM (lb): 200 nA. f fecue",,' . de Ifl"MIOn (FT). Mboma l...oro <le IIWMnfKlÓl'l l M1u.
I lVa mb). 1&-O· lav .
- - - - - I FORMULAS RESONANCIA EN SERIE I~~BER
CIRCUITO LC I
En la lrecuencia en que la reectancia capaátiva (XC) es igual 8 la I
ructanda inductiva (XL) .se produce resonancia del circuito Le. En la I frecuenda de resonanaa, la impe6ancia del cirailo le serie es mfnima y la oofl1ente circutan1e, máxima.
, ,
I' · ",¡~ ~ I ~I-. L • I(
Donde: f - frecuencia de t 8$OOancia (Hz) L = inductanda (H) C - _anda CF) 2 .. - 6,28 (constante)
Obsefvadones; se desprecia ftt O de la bobina. cuya resislenáa debe ser mlnima.
2
SABER , editorial QUARK
ELECTRONICA ( 4) Del Edllor al Lector
(19) Sección del Lector
ARTICULO DE TAPA
( 5) El circu ito integrado VAA)7L
MONTAJES
(30) Mini-eslación repetidora de FM
(32) 4 Proyectos con el 2N2646 (47) Fuente O- t5V x lA con control de
tensión por loque
(43) Dispositivo electrónico para
sorteos (SO) Radioamplificador inlegrado
TECNICA GENERAL
(21) Aplicaciones lipicas del amplificador operacional
(40) Circuitos para música electrónica
. TV - VIDEO
(20) Reparación del Televlsor
Hokutone no 0105
I INFORMACION TECNICA --------C-U-R-so-s----~I L-______________ __
(53) Curso Rápido de Electrónica Digital (3' parte)
(59) Curso Completo de Electrónica -Lección 4
SABe.R fi.E:CTRONICA . H"' "
( 1) Fichas
,
•
DEL EDITOR AL LECTOR
En este numero. como y" Ilabrán visto, Ie$ O~E'
mas de rtlgafo un t ransferible p.Jr;l hdcer un circuito impreso$urTMmente versa r/l. SI! rrat.'J de vna colaboración con Lecrasf!t que concretamos para ayudiJ' .1 lectoro (;,cifirándole el KC/ft50 11 una técnica que simplifica · r;J y d"r,4 mayor calidad A $1.1$ trllbajos de elabonación de circui tos impresos. Lo entend~mos como un urvi· do más a nut'Stros lectores. yoll que tiJ difusión de 10$ uansfenbles p.1ra electrónica pondr4 .1 alcance de tOdos. la preparaciÓn e incluso el d lJt:flo de circuitos Impresos m¡b perlectos y delicados.
A¡Mrt.e de los $Jeu: prO)'eCCos (qUO scroin seguidos por otros en el futuro) con l. plKiJ básica elaborlld" con el transf«ible, les P'QPOnemos Otros cinCO mon Ujes que. espf!ramos. parlarán los variados inref'eses de los /«to,"", Ar.nció" (ambién 11 Irx "meulos de {knle'" ~ne,..' e ;" (orTTUIción técnica. que am pliaran sus conoclmlt!'ntos y les brlrx!.r." nu~.U' idfUlS (t ¡rUf! reses . En fa ··Sección del Lector " agradecemos ··como $~ mcrocen··., todos los que han p.Jrticjpddo en este vallO$<> experfmcmto de comunk adón que fue la encuesta.
En la sección " Repotración del l"eleVlsor " aparece el fNlmer S/ tlniJdorde nuestro pt'queño concurso con un., in tere$dntt: rPparación. LA reparación de los televisores en colores es un tema en el qU& rodlfvía hay muchO que decir. por lo qlJe in vitolmos nuevamente a los seña· res l«nrcos a que compartan su eJtperienciolJ con sus Col~3S.
Cksgracfadamenct:. nos hemos vis to obllgltdos JI ceder ante la presión del b ro te de inflación de agosto. elevando el precio de la I'l!VfsUt. Confiamos sin embar · go. en que la situaci6n se esr.blflurl y podremos man u~n6r constante ~te precio como haste ahor • . Y crHmru que. concretamente. la revista no ha encareddo. dado qu(t rodo el material que ofrecemos es úCl I y . 'SI11 desperdIcio ·'.
I!I ad.tcM"
editorial QUI\RK • ••
eor' ........... OO4: 806/v_ 356. p . 10 -c •. (1_lc.IIII.~ T~IN-4H!II
u •• " ELECTRONICA
Co,,-=d ón 'tcn1e8 Jrng . JulIO '.HU.
Fo ... NC!I!JQO TDIedo
CompegIl\Klón SergIo A. Ru3que1ln
........... 8OPt~ l~n 540. p. 5 ' '1''
(10491 Capltar. AtgGr\til1. TetMono: 313·1 350
' ......... ' lIItiefH G.!lIhoos Conb1l
/1, .. . P;lt.;.:.o. t Sil" ! - C/lpita;J
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Mateo c.JO;;e",,"o • H.¡o E~flllI 2469 . Sn C -~ .. I
interior . UISuiburOofa Ato Cuarto c.rdo<,.. 2S81 . Ctlpir..,
SABER ELECTRONtCA u 1}0\3 pobhc:aC"IÓf' n""I$II",r ljIn C9!1eItanD de EdltOf'" OUARK. edllCll t'I po(:Jp(K. .... ¡ .. ele los 00'e.
chos .,n ~~t",rano.
Editor Inten'lKtonel Hollo FIftOIIdI
DIrector Tlk:nk:o InlllmKIoMl New10n C. Br~
1rnpr8lO en Bueonot Airn. Argentirla
COp~ by Edilofl Seber Ud • . 1)-.:::iI l._ ........ · __ ....... _".II .. ............... .,l_II;-.~ ..... __ M --= __ .Iot __ ......... .... _II:>. "'_'M .... 0:005 . W 'lO .... _ .....__ ... .....,..,.- ~.~.,.,_ .. ~ .......... .... C<r!I_ ........ _ ..... ~
•
temperatura de almacenamiento (Ts) - 4O"a + 1250C temperatura de unión (lj) - 150UC ras is tencia té rm ica (s lstemaambieme) (Rthsa) - 90 kW
Go ...... ~1ót> tensIÓn de alimentadOo (VS) - "a 'BV temperatura ambiente de opera· o6n (Tamb) - 250C a j 8S0 e Cómo uur su obsequio
A partir del transferible que proveemos como regalo. podrá hacer $U placa-base de una Escala de Punto Móvit de leds, Y con ella d ... versos proyectos interesantes. de los cuales presentamos algunos en esta edteión (otros vendlán en números futuros). Es lTMJy simple montar $U placa base y a partir de ela 105 proyectos. después de estudiar todaS las Instrucciones.
Los procedimientos SElfán :
• Transferencia dellranslenbkt • Elaboración da la placa • Monta;e del circuito • Prueba de funcionamiento * Fuente de 12 V (opciOnal)
1. USO DEL TRANSFERIBLE
La elaboración de placas de circuitos impresos a partir de transferibles como el que proporcionamos consiste uno de los procesos más simples. cómodos y eficientes.
El transferible eS el ctibujo de la parte cobreada de la placa de cit· cuito impreso. Para Iranslerlrlo. proceda de la S6guiente lorma:
* Corte un trozo de placa de circuito lrTlPfesovirgen exactamente del tamaño del Circuito que d9bo ser transferido. * umpla la parto cobreada con
un trozo de lana de acero tina . y después pase un algodón con le· tracloruro o un 50tvente SImilar eh · minando cualquier vestigIO do lana de acero. * Curte la hojita proCectora de la
parte trasera del transfe rible y ap6yelo $Obre la placa virgen. fIJan· do los cuatro (4) cantos con cinta adhesiva.
• Con ~ frote el capuchón de un boHgtafo sobre las partes negfas delttansferible para que se transfiefan at cobre. No plesione demasiado el transferible. ya que un exceso de presKwl deformaria el
Trm"fcr~nria ('(111 U" C'fl'}Il f"I"j"
,1(" IN"J;"rrl¡"
papel transparente . y se podria romper alguM de las lineas, lo Que después 5~ntllcar ia que el cobre tendria una interrupción.
* Solamente después de trotar totalmente todas las partes negras 001 transtenble. levante lentamenlela hotita po!" el borde . Las partes negras deben qtledar todas sobre el cobre. * Si alguna parte " $8 obstina"
en quedarse en la ho~ta , vuelva a frotar oon la lapita. pero con suavidad. * Verifique despuéS con ooa lu
pa o euentaMos si e¡dste alguna Irregularidad en la transferencia. Si ve ser\ales de inlel'l'1.lPciones en las lineas puede OOfreglr1as fácilmente con un poco de esmalte. o bien. con su tapicefa para circuitos impresos,
Con el transhM"ibkl SObre el co· breo y en pertecto estado. puede pasar a la segunda etapa del tra· bajo.
2. ELABORACIOH DE LA PLACA Para proceder a la corrosión de
las partes de cobre no cubiertas por e4 Iransforible, precisará algunos elementos , QUe son
* Percloruro de hierro (soluCtÓrl para circuito lITlP-eso)
* Un recipienle de p'Astico ° vi· drio
* Algodón o lana de acero * Alcohol ° bencina Si et percloruro que ti9fle es en
potvo. debe d1S01v8f1o 80 agua antes de comenzar.
La disolución debe hacerse con máximo cuidado en la proporción
de 1 a 2. Ode 1 a 1. osea. una parte de percloruro para 2 de agua para una solución tuerte
Dtsuelva el percloru ro. revol· vtendo con un troci lo de madera. La dIsoluCiÓn se hace agregando el paNo al agua . Nunea eche agua al polvo de perctoruro. ya Que puede ocurrir una reaoción violenta con la liberación de calor.
La propia disolucIÓn lenla libera cak>r. k> que el lector percibirá pcM' el calentamiento de la solución. Como los vapores Que emanan del perclOruro son tOxicas, es conve· n iente trabajar en un lugaI blon vooll looo
Tenga cuidado también que la so4uciOn no loque sus ropas, ya QUe mancha.
Con la SOluCIÓn lisia. basta colO· car sus plaqUllas vrrgenes con el traf\Sfefll»e enCima denlro del H· quKio.
Remueva lentamenlela soluoOO pala ayudar a la oorrOSlón,y venfl · que de Tiempo en tiempo cómo marcha el proceso.
Levante la p'aQuila con un trozo de madera y vea en Qué punto esta la conosIón.
La plaqui1a estará " a pumo ' cuando el cobre haya sido elimmado lotaimente en las pal'te$ que no están cubiertas por el transl9fible, quedando a la vista el material plástico que SI(\fO do base. Esto puede lornar de 15 rTllnutos a 40, dependiendo de la fuerza de la soluoon. Una .... z logrado ésto. no es convenIente ooJarla más on el 11· QUtOO.
T&rminada la OOIroSlÓn. no lire la solución de perc loruro, pues le puede servir para hacer muchas Olras p lacas.
Retiro las plaqUlt3 cotrotda y la-
vela bien en agua comente. Des· pués pase lana de acero o aIgodOn e~ en SOfvonle para remo· ver totalmenle ~ lranslenbM.
La placa. después de esle Ira· baJo. debe presentar 1.5 I/neas c:onduclofas de cobre bien delirnttadas V conmuas. Si hubiera aIgu. na interrupción. se puede hacer la c:oneoQOn con soldadura.
En la siguiente otapa , pe!1or8r&mes la placa. lo que se puede ha· C8f con una perforadora manual o elécltica.
Hecha la perloracjón, la placa eslar& liSta par. el montaje 001 cir· culto.
3. MONTAJE DEL CIRCUITO El metena! usado en el mont~e
es comUn. los ' esiStOl'8S son de lf8W, el lnlogr8do es &1 UAAt70 y para Io6lods existen innumetablos opaones. Note que Io6I9ds quo so usan on este proyecto son 106 de 3 mm.
Obsefvando las tatos. el lector puede deodif cuéJ pt"ehefe para su aplicación. Tenga en OJont8 que los Ieds tampoco ner:esrtan ser del rTIIsmo color (dePéndlendo de su aplicaCl6n I. Sé puoden distribuir én grupos leds rOjOS, verdes y amari· 1106 (6 de otra forma) segun la YOluntad del lector.
El diagrama BSQuemético de la placa base aparece en la figura 1.
los ~nte, 01 . Rx. RJ. e 1 y A4 SOlo deben ser tomaoos en cuenta si se elige el monta¡e" VU de leds" (nUmero t ).
la placa de ClrcurlO irroreso con la disposletón de los componentes aparece on el proyecto 1.
S. algun lOO no enciende, vent!o que si no fue sokiado al revés.. Si
SABER ELECTRONtC A . ,... 4
estuvMH-8 sotdadO correctamente. el hecho que no encienda puede Significar que no está bueno. Ratj· relo y pruébeIo (oonédelo 8 una fuente de t2V con un ntSlStor de 1 K en serie; no deje de usar ef ,esistor paJa no quemar el Ied).
IComprobado el buen funciona· miento, s6to resta pensar en lOS proyectos!
Damos dos circuitos interesantes para \os rNSmOS.
FUENTE INTEGRADA
la base es un integrado 7812 Y la ventaja de este drcuito es que la tensión de entrada puede quedar entre 16,7 y 35v, 10 que posibilita uti lizar las etapas rectificadoras de otros aparatos. con los cuales debe luflClOl"laf on conjunto.
Observe que separamos el d ,· cuito rectificador (a) del orcuito re· guiador (b). pues en algunos ca· sos. uno podré usarse separado del otro. .-. ',,.
-"C- ~ , " ':~ . ~ , .... .... .,
" ~ ....... ' ~ .
tas tuentes pueOe alimentar hasta 40 de I3s mismasl
FUENTE TRANSISTORIZADA
Esta luente permite alimentar hasta unos 20 módulos Y use un transformador de 500 mA.
El transistor T0P31 debe ser montado en un d iSIpador pequeno. principalmente SI se deben alltT'l8n· tar mas de dos módulOs asl como eventuales cic'cuilOS oe Inu~fface.
Daremos las corrientes de cada proyocto. pata que cada lector se· pa las posíbllídades de USal su fuenle.
Los diodos son IN4002. Ó equ!' valentes. y 01 translormador 8S de 12 + 12 con 500 mA de corriente.
Para esla vefs;6n no es convenienle uS81 solamente ~ módulo de regulaCIÓn. a partir de tensKHles muy por enc:tma de 15V de olros equipos con Os Que la escala debe fUflClOnAr on conJUnto.
T i! ...... L.!!:.'-.. ___ L_...J._-'
El mtegrado debe ser dotado de un pequel'lo disipador de caIof. y esta mtsma luente puede alimentar diversas unidades de escala de _ (UM'701.
¡Cada placa consume una romente de aprox imadamente 25mA. lo que significa que con es·
" K ~ ...... ,~ .
l~ V -
•
En e l montaje proceda del SI' guiente modo ' * Use un hierro de soldar de
potencia pequeña (máXimo JOW) . do punta fina. y sok1a. dura. de buena calidad
J,on
• Observe la posK:ión del Circul' to inlegrado.
• "'-6c;..o. • • u
).1:¿;. \1 ..... 1 10
00000000000000000 ... -'' '¡; IIIO =' ....... ' .. O DI[ l'
Cirf'llito 1I JI/llt·lm
,
* Pata 50tdar los leds es preciso obser ... ar su pola r i da d (k:::cátodo) y para Que todos Queden a la misma altura en 18 plaCa, use un trocito de cartón como gula.
4. PRUEBA DE FUNCIONA"ENTO
Para probat el funcionamiento. necesita una fuente de 12V.
El polenct6metro P3 de 1 K debe estar inicialmente en la posición todo haaa La izquierda (tensión Cero en el CUI'SOf) .
Conectando La fuente. el primer loo debe encend9f. Actue sobre P2 para que 8510 ocurra.
A contlnuaci6n, lklve el potenciómetro P3 (externo) al máximo, de modo que la tensión en su cursor vaya a un valor alfededor de 6 volts. Accione entonces P2 para que se encienda el ultimo lod .
lI.~ ~ilteri.le!ll C f - I ~ l 'A .. \l70 I('OTRO\' I v" exbll' f' qll iNl/f"I I ~. DI - I ,\ '3 ' J .\' ~J I J'· -l J.l~ <l("'I'''''' Im'l' ,. . ) Inlla {f"¿ l fi - 1 .. ,(, ¡ , yt/non ... " ; ,, {" ,./,.roo .. dr/ ' .. d ," ("1 - ,( :- ,.. / . fl /f)I(j ,.. , . of /(¡l . .... " ... ,
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•
p. ,
••
ÓDóñóba 000
Hocho ésto, gire lentamente el potenciómetro P3. Notará Qua, con este mo"';miento, k)s teds deben encenderse uno a uno 90 Joda la escala, del comienzo al fin .
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Lelrasel . de lIttlno.""rlea Argentin. S . A. Cl'oI"taclit ae Gorrez 5367 (CP \4.391 B\,OJtlO& A,re, Teo 60\ 2502 'S1:?9 60?536- 7573:7S~8
PROYECTO 1 I VU DE LEOS
El primer proyedC. """ con .... gurK1ad va a merecer la atención especial de IoslectOfes que gustan de completar sus equipos de audlo. es un VUde kK!s de tipo ~punto luminoso móVlI", Un loo encendido recorre la escala de 16 de acuerdo 001 la música ejocutada en su apafato de audio. Para el montaje de este sislerna no es neoes.arlo ningún componente adk:i0n8J. además de los que estén montados en su placa base.
Una aplicación inmediata del accionadOf de escala UAA 170 del Upo punto luminoso móvil es como l/U de leds. En este sistema. un Ied r9COl'r8 la escata, de acuerdo con la intensidad de la señal de aláo, permitiendo no $Ók) un efecto deCOfabvo sino también una evaluaciOn det nivel de La 5efIat. lo que es Importante en el caso de grabaciones o de sistemas 8StereofOnicos.
Como el sistema es alimentado por una tensión de 12 vottlos. nada impl~ que sea instalado en et aut, \/11, como un excetente recur.... ~ooo<oción. ~a aplicaciones en sistemas
de audio filos, se debe usar una fuente de 12V como la sugenda en9 la introducción, utilizando e4 regulador 7812 o incluso zen&f.
Uof ..... El citcuito para esta apticaci6n
aparece en la figura 1. El circuito de enlrada tiene un
resistor Rx QLJ8 sera ~ de acuerdo con la polencla de su equipamiento de audto .• conforme a La SIgUiente labIa .
Potencia Rx Hasta 5 wans 1 k 5a25W 2k2 Por arriba de 25 W 41t7
La inercia del slsIema, o sea., la velocidad con QUe los MIds responden a las variaciones de intensidad del sonkto. son determinadas por el capacitar O . El ~OI deberé experimentar, pues el " gusto" visual de cada LM10 puede variar.
Para responder a vanaciones ra· pidas, el debe tener vaSof"es entre 4,7 ~F y22 I'-F. Para una respuesta mAs 5enta. los valores deben estar entre 47 y 100 ~F.
CbServe en la ligura 2 que el
r' f/ ~" C ! f-l , I 0 -- •
1-.. . .... . .
.~: o'-~r r- rL...\ . . .. [ I ~:"
J '"' "'nolO r - .. ... , '" .. "", 1..l..
.
SIstema esté conectado en parajeb oon el aftopartante del smema de sonIdO.
Alu_ Para ajustar el sistema. conecte
su aoerato de audio 8 un voIumne medio y alimente el VU de Ieds. Accione después SOOfe Pl y P2 determinando el rWel lnferior y superior de encendido.
Si tiene dificultades pala conseguir el ajusle en viSla del exoe5Q de sensibilidad, o también una respuesta muy rápida, alt8I'e en primer lugar a R 3. redudendo su van 8 5k6, o incluso 4k7 (este componente depende de la potencia en
... """-. . .Al
[ 1
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• · \ 'I ev V" • ~~"". v" Ct. , '.1" • ·
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"'- ~ •• 1(1 ~ '1
F;(Il1fQ?
QUe normalmente usted U$éI su amo plificador).
Comprobado el tunaooamiento sólo talta la nstaiaclón definitiva y usar su VU de Ntds.
I ., kJI1 - ...
lo.L 1 .. .. . .. , ~
-... ... :f--. -I
I Un hecho importanl8QU8 se debe tener en cuenta en esta aplica· ción. es quo la potencia de excita· ciOn exigida para el circuito es tan pequel\a Que hasta IncIu&o las radNK:ilos <le pilas Y los 91abadores de cassotes pueden ser acop&ados al VU de leds. con excelentes tesultados!
l ... .. ~ 1 .-l "'
'V si hene un SIstema estereofÓ· nlCO, lo Ideal 58fa montar una ..., .. dad para cada canal l
SAIER EU CTROHICA - N" 4
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PROYECTO 2 INDICADOR DE TEMPERATURA
Medlanle la ut~;~":,:.:c~; o~n;-;d~.~I--""~~"';"";;----------' UA" 170 como indicador , se po&- En la f9Jra 1 tenemos la V8f"5ÍÓfl
den percibir lécilmenle variaciones para la "gama a~a" , que se pue-grandes o pequeflas de temperatu- de usar para controlar o moniiori· f • • l.o5 c:ircurlOS propuestos pue- zar la temperatura de motores <lO den tuncionar en el control de temo automóvil , bal'ios qulm.cos. etc .. peratI.Ka de esturas, en la monitori- donde se desea una gama de lec-zadOn de la temperatura del ~or lura entre O a l5O'"C aproximada-del MltomóYil,e Incluso en ladeter- mente, dlvldtda entre los 16 leds minaci6n de La temperatura am- indiCadores. bienle con menor precisión, brin- Si el alambre def censor fuera dando un bonito tennómetro etec· corto. no habran problemas de t<Onleo. , --
debe ser Dtindado. El capadtof tI siNe para filtrar eventuales nJldos que aparecen en et circuito.
Esta precauc:ión debe tomarse sobretodo si el drcultoes instalado en el auto, pues el sistema de igni· clón puede ocastonar interferencias.
Se puede usar como censor cuaIqoieftiododesllk:io. En ea pt<> lOIipo usamos &1 BA31 S. y tambtén. ellN4t48.
Este sensor debe aer bfindado o protegidO contra la ac:c:iOn externa de la humedad u otros 'actofas que alooen la 19cIura Una posibilidad es el usada una capa de pegame~ lO epoxi . fOfmando una "burbuja" .
Es" "burt><Jja- puede se< !jada en el bloque del motor de un auto, O DO su radiador. paIa\a monncnza· ciOn do la temperatura.
El resistOf R t puede SOl" modlfi· cado en función de la gama de temo peraturas que se de5ea medlf, ya
It )
Podemos montar dos tipos de indicadores de temperatura a partir de una misma conflguradOn bas¡ca. usando un simple diodo como sensor: con menor ampllflcaclórl tendremos un termómetro de "g8-mil amplia" en la que son detectadas grandes variaciones de temperatura. en una gama de f1' a l5O"'C. por ejemplo, y con mayor a~ific.ación tendremos un indicador que podré acvsar vanaciones de pocos grados o Inck.Jso fra.:x:iooes de grado centlgrado.
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Utllizando la plaCl base. serán necesarios pocos componentes elCtemoa adicionales.
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captaciOn de ruidos. Si se proc:loce esa captación. seré Iécllmente pero clbido poi ea encendido simultaneo de diversos leda. con brillo reduci· do. o incluso tuene
Si et alambfe del sensor es larpo.
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o
"
que los limites de leCtura en la es· caja son r~ados por los tr1m-pots .
En la figuras 5 tenemos la segunda versión . de mayor sertslbiltdad para la lectura de pequefIas varlaCione& de temperatura.
Observamos la necesidad de btJndar el cable del S8flSOf. si ruara la rgo. para eVitar problemas de captaoón de rvldos que pueden hacer que 'osleds se enciendan de modO err.ttico .
El 5e0S0f es el mismo. V también son ¡guaJes las precauc:iones QUe se deben lomar en relación a la captación de ruidos .
Prueba V Uao Para V(lrificat el funcionamiento
de la primera versión. de menor sensibilidad, puede usar el solda· dor como luente de calor, ~oxi· mándoIo al diodo.
Se ajustan entonces los trim·
F.,w. , ,u_,.~ M ,. ,,., .. iÓll! r '" I*'otlr
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pots para k:Ie limites de Incicación deseados. En una apicadón mU aib, se usa un tennOmetro de
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~ ·rf ,unfllnjr rk 1" . -.eOIU .. : f 'H " ...... , "
laboratorio eonvendonal para las "",,-adanes Y l ijodón do 1<>0 limites de la escala en k:Ie tJim...poet.
En el caso del aulofl'lóviI, ae puede hacer una comperlCiOn Inicial con el indicadordel penel ele InItru· mentol. DeJe que 91 motor se ca~ l/90to hasta la t8fl'4Mlf"alUra notmaJ y cIospué. ajuste loo trim-pol> PO" tenel' una lectura en el centro de la escala de ~ (verdes ).
El ro;o c:orre-sponderá al recaten-
SABER ELECTROHICA - N- 4
tamiento. Y el verde • un funcionamiento en trio.
8 limito _ do la escala lo obCendri con el auto: motor totaj
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En una estufa. con la versión mis sensible. el procedimiento para ajusto _ .. exporimonIaj, utilizando un termómetro c:omun como relerencla.
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Vw.iOn 2 01 , 02 - BC54b u ,."uimln/t ,. -trtllul¡torn ,VPI\' J,. ..... ¡ 1lr."'-rtJl
DI - 1.\ ' -4 148 o 8A 31$ - J icJflo de ,,;no fu Ik Ir ., .. : )( 118\\1 - " Iid o,. ( t'4'"r t~JhJ I
CI-:2.2 lA'" -M,~CK"«trolitl. ((1 Il{I'lI J2\' (1 ,.'Ib VII I"J( ' \ ,,,,,.'/1" J" ',,rm;na}r..f,J plOCG , ¡JI/nd". ... '¡"on/nr 1J¡ .. Jlroo. ~,~.
O/m 't'HJn6f! ti,. 101 dm "lOfItQ}t:~ . Il/ 11IH'IIf' 'u .ru. ti/uido por ,ri"'-,JOI (/¡. ( m;.mo r;/I/..,r. ,HlnI .Mjor fljtJd6n de 1M e6l""I4U • .l't"p;ÚII (" oplK"Ori6lt PS ' t"Pl ,..ttl fnQ"tQ~ de ÚJ ,~ hme I IQ tu,. R4 . í. 1 1lJ. 1>1 " R.f
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PROYECTO 3 TACOMETRO o CUENTAVUELTAS
Este 98 el fTIOfl1aJe mAs Mrefina· do" que preeentamos: como tiene ...... oompIojidod. eJ<igO"" placa extema. Con el ~It;) propuesto obtenemos en la eacala de Ieds .... mareacIón de la rotadón del motor, que puede ajustarse fAdI-
.. --,
meme entre O. 8OOO.RPM. No S&
ri necesalia ningUlll moditicaci6n en el sistema de ignición o parte -"ctrica del aulO. ya que apenas se hace La conexión de un alanen en el ",atino. POf otro lado. el efecto decorativo es tan int8fesante ro-
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mo Importante la eoonom(a de oombuS1íb1e que se obIIene con los cambios de marcOa en las rotacionos correc:tas.
• lo QU8 haoIrnos es montar un
copiador de """'_ del platino. que son integrados a tr-w. de un ~. de l.1li modo "'" se obtiene en la salida una tensión proporcione] al número de abertu-185 y cerrlfT'liento$ de .... platino .
Es interesante obeervat que, con esta oonfigur'.oón integradora.. la tensión de saidl " Independiente de la duración O Intervak> de los pulsos. sino so/.amente depe"de de SU cantidad. lo que correeponde /ustemente • la roteciOn del motor .
-Jo En la figura 1 tenemos el diagra
ma de la interface que "'* c:oneolada en la entrada def Indicedot de leds.
Es muy ImportInle observar ta presencia del filtro de ""'oda de l00}JH, que puede .... enrollando W1 .. 100 • , 50 espiras de alambre .~Itado 28 en una ba-
rra de ferm., Este fittro elimIna las int.rferencias del propio slstema eI«:tr1co def automóvil que pueden provocar el encendido errátioo de k>s leds,
En la figura 2 tenemos ,. placa de circuito Impreso sugerida pera
- montaje. Po evit.,~ .. do In1Orfo· rencilt en tu radio. es Interesante que el aJ.ambre que ... a del platino al cu.nt .... u.n .. H. bllnd.do COfl
ooa. mdII bien c:onect.da • tierra (al d1uia).
Pruobo Y c.lllnclón El eireullo propuesto original·
mente fue proyectado para operar con motores de 4 cilindroe con rolaclón de hasta 8000 APM, pefo para otros tipos también tundona. con modlficadones en la escala y en el procedimiento para ealb .. c;c)n.
P.,.a ajustar, conecte la unidad en una fuent. de 12V, * Gire el tri~t 555 en el senti·
do de obtener la máxima resi~ l(tI'1Cia . * Conecte la entrada del circuito
(Al) en una fuente de 5.'5 Vde CA, o sea, un tranakM'madof oo· mun de 5 a ISV (cualQuier corrienle) conectadO a la red k)cal, como muestra la l;gura 3 , * Antes de .ccionar et transfor
mador. a;u5te el tnm-pot de Unite ... Ierior para que elled correspon· diente a O APM se encienda. * Accionando el transfofmador,
a,uste el trim-po( el PI del S55 para QUe el ~ que OOfT85PQnde a 1800 APM (aprOlcimadamente ) encienda. $j no se aicanza este Ied. no
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ajuste en este lrim.pot. actUe sobra el trim-pot de Hmite supet1ot.
Con esto, el tac:ómelro ya puede ser instalado en su automóvil.
~lI,C A r- 1I 1.14.1 Iftl ,,,to_e rao -
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ala"J.r .. ~, C4lj(f pGr. mo"'Ir~. wJd,,· dUI' • • allmJIt"r bI¡IId(ldiJ. ne.
"
PROYECTO 4 VOLTIMETRO
"
Este proyecto es muy interesan-te pues se lo puede U$8I tanto en fuentes como en e4 automóvil. En fuentes se puede obtener una indio cación con razooable precisión de las tensiones de salida. en sustitución del costoso instrumento de bobina móvil o con indk:ación digi· tal. En el aulOlnOvIl se puede enrio quecer el panel de instrumentos oon un sistema luminoso que Indica el estado de 18 baterfa. las dos " versiones son muy simples de montar a partir de la pI~ base. exigiendo pocos componentes adidonaIes.
Usando el UAA 170 en él auto. como vollfmetro para la balerfa. se ajusta la gama de operación de modo que tanga un vab central alrededor de 13.6V (balerra en buen estado) y un limite Inlel'kw ¡Ü.
rededor de I OV. Con 6510. se tieoo una gama suficientemente estre· Cha de indicación para permitir una 8)(oeIente monitorización del estado de la balería.
La Iranja verde tendrá entaocos lensJones alrededor de los 13.6:Vy la roja por deba;o de 12V. que corresponde a una descarga anormal.
En el caso de fuentes de alimentación. la indicación no serb tan precisa. pero para aplicaciones generaJes puode ser Interesante USéU' este tipo de indicadO(. - .. Comenzamos por la versión pa. ra e4 aut()lTlÓYi.l, en la que elOSten solamente tres componentes eJ(ternos a la placa. como muestra la figura 1.
La propia. tensión monilorizada es la tensión que debe ser indicada. Como el UAA 170 bene una ten· sión m(nima recomendada de aperaci6n de 10V. ésta debe ser la tensiOn mínima de la escala (Limite interiOr).
Para un yonímetro para aula más refinado que se podría usar como probador 00 balorla on 01 banco de pruebas tenemos el C1I"-
puente de terminales aparece en la figura 4-
La gama de operacIón del UAA 170 tiene por limite m8ximo de tensión de entrada aproximadamente 9V, lo que sign ifica que debemos limilar la enlrada p()f medk) de un di...,.sor reSIStivo.
Al hablar de su prueba y uso e ..... señaremos como proceder cali-brado de esta versiOn.
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cutto de la figura 2, en Que se usa un ¡nlegrado regulador de lensión y una fuente para la placa base.
Esla versión de bancada lieno la ventaja de ser mas estab'e, pues la lensiOn medida no es la tenSión de aJlmentaciOn def propiO circuito.
La versión 2, para fuente de alimentaclón, exige 1M integrado regulador para mantener en 12V la aJimentación en la placa base, como muestra la figura 3.
El montaje del sistema en un
PNebI '1 uso Para la VefS;oo automovi!lsoca,
no hay necesJdad de ten8f una escaja prOClsa do tensión. Lo único importanta os fijar la mitad de la osea/a. El calibrado se hace de la Siguiente manera.
a) Ajuste la fuente para que provea 1 OVy a,juste el mm-poc de Ilmlle inferior para que se encienda el primer ledo
b) Ajuste la fuente para 13.6V '1
---------------------------------------------ajuste el I/mlte superior (tri~l) paraque et 100 verde "normal", que
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COfresponde al 1 6 al 12 de la escala, .se encienda.
el Con esle procedimiento. ellj· mle suoenor de IndlC&dóf'l estará alrededor do los 16V y la escala barrida por e! Indicador estarÁ en· tre 10 V 16V
d) SI QUISIera hacer una marca· a6n de la escala. utilice una fuenle. vanandota lentamente y marcando a cuantos YOtts corresponde cada TranslCbl de un led hasta otro.
Para el caso de la fuente de aIi· mentación. el procedimtento es • SlQUlente :
a) Conecte el muH'melto de ,. manera mostrada en la f.gura 6.
b) Abre loda la fuente (tensk)n máxima) y ajuste P3 para tener una lectura de 10voltsen~muftJmet/O,
el Atuslo el mm-pot Que fija el limite superiof' (P2) para que el úlfi.In:) Ied se encienda (tensK>n mé· Jtima) .
d) Aoduzca la tensión de la fuen· te 8 cero y &juste el trim-pot Pl de límite ,nterior para que se enaenda el primer Ied .
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SABER ElECTRQNICA • ~ •
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USTA DE MATERIALES V.,aión para automO~ 11 JO Rl - JI/k ;( I / ~\\ ..... '.1,"·.·'
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PROYECTO 5 INDICADOR DE COMBUSTIBLE
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_ .... pn>yocIoosd
indicado para aulom6Yiles. ya que sirve pata accionar el ~-V de leda en función del ntvel del com· bus_ en el tanque. SIn ombo/¡¡o. ~ del ..."., pmc;p;c do ~. puede Bef usado pera indicar nNeIes de otros Upos de redP'ente. inCluso de uSO Indus-1rIol.
l os 16 leda ciarAn entonces k)s niveles de combustitM6 en et tanque. con buena precisión y pocos elementos externos. aprovechan-
" .. '--- el-
do la Pfop&a boya y sensor ael aulO. El sensor de nivel de combusti·
I:M de los automóviles os un reos· tato puesto a Uerra en la conngurad6n mostrada en la figura 1, controtandO La corriente que circula por el instrumento.
Lo que hacemos 8n nuestro Pfoyecto es desconectr el indea· dof original '1lormar con el reostato un divisor de tensión que aplica'" su seMl al indicador de la placa .....
Damos dOS versiones. una que elimina el indicador original. y otra.
que debe Hf experimentada en tuncIón ~ modekl de vehk:ulo. que conserva el indicadof' original.
Pata ésta, es impor1ante venfi· Cat si en la gama de "tanque lena" • ' 'tanqUe vado- la tensión en el sensor .... aria entre O Y IXH' 10 menos 2 6 3 'o'OIts. lo que 5efla necesario para adivar la escala de Ieds con buena predskYl .
-'''10 En la figura 2 darnos el dreuito
de la primera versión, Observindose que solamente se usan dos
é .-- +.:------.11
...
componentes externos. de ahl la neceskSad de un diseflo de placa o puente.
E! resistor debe ser del 1 wat1. pues por la con ienlo Clrculanle tiende a calentarse I'oot'amenle.
En la seguncla versión. que aparece en la figura 3, la conexl6n es directa al sensor, debiendo apenas verifielrse e( nivel de lenslOn en lOs dos extremos de la posidón de la boya.
Observamos que, paJa esta apItcaci6n. la escalI de leds operaré invertida, o 88a, el mayor nivel de
ril!""" I ... ... <>--e:J ,.
tensión COfTesponde al tanque vacío. As/, la COIoc:.adón de los Iedt: debe 58r previsto ya al montar la plaCa baJe.
Por ese motivo. los dos primeros leds de la derecha (15 Y 16) serM los de " reserva" quedando kIc demas. amariltos, con puntos verdes para 114. 112. 314 Y tanque lene. Se usan por lo tamo 2 leda rojos, 4 verdes y 10 amarillos en la escaJa que aparece en la flgln . , Prueba Y ueo
Se dobe hacer la prueba nstalando el circuito en el propio automóvil, conlorme a la apIicad6n.
la boya debe ser relirada. pero conset"Iada la conexIÓn al chasis.
En la posICión '1Ieno" . se llJusta el trim-pol del limite Interior para Que elled COfTespondlerne encienda. En la poaIcI6n ' .... ad o .. . se haf;e el ajuste del trm·pot del limite Su· penor para Que el Ied COfrespon· diente se encienda. La WneaJldad de la indicación dependeré de las caraaerlaticas <W S8fl9Of. UST" DE .... TERIALES Rl - J5tJnIl ,,1.I )( I V.' ,. .. ~i"orJf! .. /(ullh ,.,·
H2 - !(JI{ )( I l bU' _ rnutt.,. (mIf / Ilir •. • tf"t.!.YV ,tQ011\1n 1 \ ·ol f""W).1 nlollllhrf".1, . ,¡.lllllllrQ . J11U!I1te (le 1('"',;_1.... ('''lCl ,}(Ira nIOIIICI)f" ,
n,
PROYECTO 6 OHMIMETRO/PROBADOR DE COMPONENTES
---- - cuno con una llave que cambie los viOOfes de R2 Y asl obtener otras escalas.
El monta,c M simple, pudiendO hacerse en un puente de terminales.
Pala los ajustes. es interesante determmar 811pe rimentalmenle
~." . ...
Este proyecto es interesante pala 105 lectores que no poseen mull/metro u otro Instrumento de prueba en su banco de trabatO. Con esta versión de onmlmetro podemos medir con alguna preciSIÓn re-
-<=1- -
0' .< ~ ••
Lo Que se hace es usar la escala de 16 leds para medir las resistencias. En función del valor de R2 y de los aiustes de los tnm-pols. podomos fijar la osc.aIa deseaaa de reSlsteOO4$. En nuestro caso. fi ja -
I---- -t- " oo .
" ,,. " '"
S/stencias y hacet pruebas de con· tinuidad . La prueba de diversos ti· pos de componentes puede emonces realIZarse con lacllidad oon diodos, trMStstores. transforma· dores. Lámparas. Ieds, etc.
mos la oscala de valofes entre O y 1 OOK, lo QUO significa que el primer lec! encendera cuando la resistenoa fuera l00K o mayof, y que el urtJmo enoonderé con O ohms.
El kK;tor puede modiflcat et dr-
.. .,
QUé valores de resisl9flCla corres~en al encendido oe cada Ied de la oseala,
Como por QJ emplo, se puede usar un IQS¡S tOf de l 00K(o el valOr supenor de la escala deseado)y aiustar el mismo trim-pot para el encendido de e~e Iod,
Separe las pontas de ptUGOa Y ajuste el lrim-pot cte limlle superior pata que eJ corresponcltentc se en
""""'3. Exponmenle con diversos reslS
tOfOS, entre O y l00K, ptobándolos pala verifical el funcIOnamiento del CI rcuito,
LISTA DE MATERIALES
V I - He:;.¡.. ¡ .. " , " 'UI \/'\ d, " .. , ":o' IH' r(l{
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l e! I ,~K · 110\\1 . ,· d . ,,,r r ... ,,
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SR. COMERCIANTE DE ELECTAONICA Si le interesa algún producto que aparezca en los artículos
de nuestra revista, escriba a: Edltort.' QUARK. BoHv.r 355. p , 10 "C", (1066). Capital Feder.'
SABER ELECTROfoIICA - N" 4 "
PROYECTO 7
"
PRUEBA DE FUERZA Completamos la serie oon un
juego: ¡sepa quién es ~ más fUertel En.1 mismo estilo de la prueba del martillo en ~ perquesOe dlver· siones. en que gana el que hace subir un peso hasta la campanina en 10 afto de un pak), "te apanllO es Interesante pues usa la propia luerza del ccmpetido<. IEI "aspi,ante a Hércules" debe tomar d06 sensores y apretafios oon el mbimo de tuerza I Gana que Quien 000-SiglJe hacer que la escala do leds llegue más lejos.
Para voMH más InIM.santa la Pfueba. clasifique como "debilucho" a los que solo consiguen en· cender bs leds rojos, como "más o menos" a los encienden los leds amarillos . y como ~Superhombre" al que llega a encender todo6 lOs _.
El &¡juste de cuánta tuerza 88
predaa para encender los leda 98
hace por medio de un potenciOme-110 (PI ).
0-0 " " ... ~"
q;----D .. ... " IIC'!>OI
•• ~
El alambre del sensor puede le-ner unos 2 melrosde largo para dar más libertad de acciOn al competidor.
El conjunto puede ser Instalado en una caJita plastica o de madera Junto con la fuente de alimentación.
Si hubiera aIgun¡I tenctenaa a los dósporos ~ por P'oI>Iemas de liltra;e de la fuente, oonecIe uneapaci10f de 100 nFentre El y la ,I __ lva.
PnJebe '1 UIO Conecte el aperllO en la tuente
de 12 V y, sin lOcar los seMOreS. ajuste ~ lTlm-pot de !irrite inlerior para que se endenda el primer led.
Enseguida, apoye un sensor oontra el otro '1 ajuste el mm-poI de Umite superiof para que encienda el unmo led.
A oontinuación. lome un sensor en cada mano. ap,etándolo con ~ mbimo de fuerza. y pida a alguien que ajus1e el potenciómetro PI pa-
L-=I .... ac.a .,s¡: '" n "" . ' 1'0
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l .'i¡:lIm I
Puede alimentar et cWt:uito con a pilas o con fuente .
ParA este montaje se usan pocoa componentes externos. pot lo que resutta uno de los más seneilos. una vez que tenga lista sy placa baSe oon el UAA 170.
-Jo En la l\gura 1 tenemos el d rcuik>
completo de esta versiÓn de la pruebe de IU8fZ8S.
Los sensores se hacen con dos pilas pequeflas !J&5tadas. a las Que se debe lijar la pintura para Que haya contacto.
El montaje de aparato en un puente de lem. nales aparece en la flgtJra 2.
ra un punto casi al final de la escala.
Si no conSIgue de ningún modo leoar al últWno ktd. reajuste el 111mpot de Umite superior.
Par. usar basta apretar el sensor y ver Qul6n oonaigue encender el led mU próximo al Hnal.
USTA DE IIATallALE8 ~n _ He: !)4X l ' f'q'li " fll('n'f' - "'I'm~iA'I"r ,\Ir,,; .1" ' / A'., ~'ral
r J - -4,( - ¡JOIf' lId6met rYJ
Ill - JOk x ' I~W _ rr.n&,u r ( moJ
r1'611 . l1"¡:ro. rKlrlf'!lI' ) Ri! - Ik x ¡ ,'SU' - n,u'ror (nl(frr(Wl • ... ·~m . mJo ) fO H-l .r~· x IiXU' _ rf'.,..\"t(orr~
' ""''' ''111" . ,¡ .. Ir'" . lIunmjfl ! X I Xl - .1", ¡ ,¡J, •• IH" I""'¡'h Io: IU '
" ,dll.J \ I.rim . ¡"' .. .. , .. d .. l~rmifUlll" , .du .... In· ... '. -w.J/da.ft.nl. 1"'lÓn 11/IrU el ,,(J.
ConclualÓfl Con esta primera ser ie de
proyectos. bastante simples, buscamos 'acilitar el uso de la placa base POI parte de los lectores, quienes pueden C~8f proyectos más elaborados. Otro tanto puede hacer nuestro equipo. Que los ir! presentando a partir de ahora en dosis graduaJes .
Lat aplicaciones del UAA 170 son ¡Nmltadas, 10 QUe Significa que estos 7 proyectOs 000'8SpOnden a una parte muy pequefla de lo que se puede hacef, inclusive con la a.sociao6n de mAs de un m6<kJ1o en escalas de 30 6 más leós.
Volveremos en una próldma r&
vista con nuevos proyectos .• • ..
SECCIOH DEL LECTOR E .. a ca '«00" ".,bik:offtm lo. pmyecfo. o .wgt"rtnCÑU _ciadtu po" '"~"rl)(II lecto ra IJ nt..-porvJe,no. a l,rt:~n'tU qu~ ltOa po r«en dI! ¡""ert. gmeral; to"'¡'¡¿"" "c:l4rlJnt<n In, (luda.. qU4l puedan . urgir .. ,oh,-e nUI' .. Atroc p roy«l(}f. La elección (11/1 1m p roy«IW qlU .~ra n puJllicadM 1I.ri como 1M c"rrcu q~ ,wrd", rt:./m,wJi.cI06 e n ,U l tI .tf!cdón q~da a cri' erio J.. " ud , ro df!P(J"o "len IQ t f'C II Ñ:'o . L.t rn;iICto no t~1W ohIi«oCtOftn M publicar roda. 1m n r,,' /.IJI !I 1Jr0!lecto. (/ IU! le 1If!(uen. por obowu ra:.on«J de f!., pacÍ(¡.
NU~ atreudo. Reeíbimos la atenta carta del Sr Moyano. de CÓfdo
bao pero no quisimos satislaoor su pedido Sin antes advertJrtes a los Que nos SOlICItan números atrasados pe!( con1rarreenbOlso, que por reglamentación de Corr60S bs envlos por contratreembotso llevan IranQueo certirtCado, kl que en et Caso de una sola reVIsta eleva mucho el Pf'ecio a cobrar al dostlnatario . Por eso creo· mos mis conveniente pata los numerosos IectOtos dol IOterior que nos han ped1do este tipo de inlormac;lon. que se pongan en contacto con los d lSlllbUldo.-e5 de nuestra revista en sus respectivas CllJOades. cuyas d .. recoones les Iremos dando a mac!lCla Que nos lo soIlCl '
ten. En la ciudad de Córdoba. entonces, pueden sohcltarlnf~a: Casa Lerchundl SAC.I.F .. Pataná26 (SOOO) Córdoba: en La Plata. Sres. Cooperat iva Vend&dores DIarios. Calle 43 ~ 336: en Mar del Plata. 0i$1nbuidora Libertad S.A .. Moreno 3375~ 6(0) M.def Plata : En M ISIOneS, Distribuidora PO$adas. Sr. RicardO E. Gles. Entre Alos 418 (3300) Posadas y en Tucuman. Sres. ROmulo J . Guzmán S.R.L , Catamarca '174 (4000) S.M. de Tucumán.
Ene,,"" No quet8mOS <te;ar pasar la oponuflIdaCl de agrado·
cer I todos los que nos 9fMlll'on sus opiniones (aunque llOUnos se mamfieslen en contra de trata, temas no técnicos en esta seccl6n) .
Si bien el procesamiento tocal de los datos ele Cientos de cartas sera paTa nosotros una rica mina de Inlorma· ción sobre nuestros leCtores durante mucho tiempo. en una primera lectura las respuestas a la er'ICuest(l reIIeJ8n todas un gran ontuSlasmo por encontrar una revista ágil e Inlormaliva, Que si por su IGngua;e e intenciOn didéctica es apta pala lOs principiantes, por su abundanCIa de material y su espirilu inQUieto Interosa a lOs profesionales. Y 10 que más nos gust6 es que. $1 bien hay una gran mayoria de jóvenes entre nuestros lectores, reCIbimos cartas sumamente Interesantes de pequefIQs futuros genios del lercor tnllenio y tamblen de maravillOsos jubiladoS que siguen llenos de sed de aprender y de ganas de disfrutar de las mil posiblllOades que nos otr~ el constante progreso de la electrónica De nuevo. gracias a IOdos.
Componentn y mon"". ¡MlJCha alenciOn al adQulnr lOs c~ntes! La va·
nedad de componentes electrónioos disponrbkts en el mercado. prinopaJmenle de semiconductOfes. puede ocasionar algunos Pl'obIemas a k)$ montadores menos experimenlados. De hecho. en kls comercios . muchas
SABER ELfCTAQMCA - N"' ..
veces un vendedor ¡ntenla oonvenoetk) de las convenierdas de un "equivalente" que puede OC8S1OM1 consecuencias desastrosas en un aparato.
Otro problema es la variodad de tipos de determinadas especificaciones. Que pueden significar aJtoraciones en le disposiCión de los componenles. o sea, en el dlSeoo de las placas. Un mismo tipo de Ir8nslormador . ' elé o InCluso transislor, puede aparecer en formatos y d rmensl()l)85 diferentes, lo Que puede signitar problemas de encaje en las placas de circuilO impreso.
Incluso en los capacitOfes eledroUticos. depeodtendo de su tenSIÓn. para un mismo valor tenemos tamaños dilerenles y tambtén dlspo$lclonos de terminales ci'IOfenlos. Sr una placa está prevista pala ,ecibir un capacrtor de 1 O ~F )( 6V y el Ieclor pretende usar uno de IOf'.F lf: 25V lo Que en principeo es lo mismo. el prOblema puede estar justamente en el espado re:sor'lado en la placa para reoblr eslO oomponente. El capaellor de 25V es mucho más grande que el de 6V.
Por est06 mobvos réCOmcndarnos al lector que, antes de iniCIar 01 montaJo de cualquier aparato. oompra to<lo6 lOs componentes y los anQllce, verificando SI sera necesano hacer alguna modificaCIÓn en el dlseflO de la placa_ Tamaflos de t~és Y transfOfmadores. tamaños de capaci1Ofes, dlsposloones de termll'lales de transistOfes, son aJgunos de los puntos Que L1eDe observar con cuidado.
Re~.tene' .. Al $l. Correder~ le contestamos que lo melOf Que
pyede hacer para conseguir las reSistenCias que busca es comprar una cantidad de las r8SlstenCl3S de tot6fancia normal, y sep.atar él mismo con un multimetro las de la tolerancia que desea.
F. de Errata. Estamos "ajustando tornillos" para evi1ar Que apa
rezca el más mirvmo 8frOl" en los componenles y datos técnicos. ya que (estamos totalmente de acuerdo con nuestros lectores en esto) es uno do los peores delados en Urla revista lécrvca.
Sin embargo. dado que la elaboraCIÓn de la revista pasa por muchas manos, esto es mas dr' lcil de lo que patoce. POI" e90, asi en confianza. les conftamos un sccretilo: cuando encuentren una dlscrepanci8 entre los datos de un diagrama y el texto. elrjan el dato ~ diagrama. ya que los dbufOS van directamente de!equipo técnico a la Impr~n. por asi declrlo. y surgen menos oportuNdades pata que M "cuelef'l " ef1'ores_ Nosotros, como ya drjlR10S, eslamos empeñados en una implacable "cacería del error" ..
,.
T. levlsor: HOKUTONE 770 OIOS
TKnico : Hugo A. Rota (de Mariano Ac:osta, Bs. As.) Slntom.: Ft.Jef'kt!: fantasmas en todos los canaJes ProcedfnWento: Luego de analizar vlsualmente la
toma de set\aJ de antena. S8 procedt6 8 probar la misma con el VOM, encontrandoso bien todo (antena, Une&. y adaptador de impedancia). l uego se inyectó semi en la entrada de video base del transistor 601 (2 se 3B8 Al Y Sé CCJmpfobaron tensiones en el el AN511 11 (amplifica-
REPARACIOH DEL
TELEVISOR
dor de FI, detector de video '1 sonido + AFC) Obtemendose tanlo en Imagen como en tensiones, partdad con las especiflC3clones del drculto en el atlas.
Luego se verificó con el VOM el bD)n de entrada l.OI 140PB42, encontrándokJ bien. DespuM de revisar las lineas de entJada y saJidI de' Sintonizadot', se encontró en cooo el ~ blindado de &tlida del balún de entrada. RemptazaodO éste, el srnfOma desaparedO y el receplor yoM ó a la normardad. solUCionándose simplemente el problema con tiempo y paciencia:.
CIJICUJTOS & INFORMACIONES
MAS ABREVIATURAS
RMS: (ROOC Mean Squa,e) valot cuadraJlOO medio o valot de una función periódica.
Dll : (Dual In Une) dos lilas alineadas ; se refiere a uno de k)s tipos más comunes de presentación de circuitos Intagrados, con 00$ hileras dé pins CW: (Continuous Wave) onda continua.
SOS: (Signal Dependent $terco) eslere<> dependiente de sel\al).
CAF: Control Aulomálioo de Frecuencia. SWF: (Surlaoe Wave Fiher) dJgJIO binario menos signillcativo MSB: (Mosl Signilicanl Bit) dígito binario mas s4g. nrflcal ivo MAT: Muy APta tensión . AWG: (American Wire Gaoge) calibre de alambre (norte) americano: uno de los standards de medio da de los alambres.
TERMINALES DE UN POTENCIOMETRO (CONEXIONES)
, ,
Profundizando sus conocimientos
APLICACIONES TIPICAS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Presentación
En loda.s las m.1n11estacK>flGs oc \J ',Ie flc la la :arca 001 ployecl lSta es c-ompleja, V on espec.cl' en la eleclro· ''Mea , donoc la d lVef'Slhc3C1Of'l de parámetros. CJltertQ5 '1 compooenlCS es sorpt9fldentemenle elevad"
Como consecuencia. todos los e lementos que lIendan el atenu.:ar esa compleJidad SOfl bien '1,SIOS por la gran masa nO sólo de los estudIOSOS Sino lamblen -de tos Slmp'eS IOClores Que locosanlemente Iralan de ennque cer su caudal de oonoclmlenlos IOOnc<>-p,adlcos
Con ese propOsl1o fue concebl<3o aste trabalo sobr e a~lflcadores oporaCIOOBleS Que tlonen una Imponan· Cltl cada vez m ayor en la concepc:lon e Impl&menlaClon de Innumerables ployedos eklclrónloos
la papulatldad Que el amplrllcado' operacIOnal '.' Ieno conquIstando se deba a las t8C11lCas de Integfa<;lOO '1 su costo Inl lmo en relación con la complelldad do eSlos ampilflCadores Todopi'oyecllSIa resulta benollo ado en esto , 'la que es mas fecornendable (y m as c()rTlO()O) iJlII17íH un amphficador operacional Que elaborar un clr· cu lo H!op(tCls l , ge~ra lmonle prOdUCidO Cfl series pe· aueñas , capaz de realizar las m ismas lUr.4;:lones que el OPc¡¡~clonal Tambrén rlO'(:IOO bonollClOs el eventual comprador de érsposll lVOS eloctrónlCOS que uUlicen el amplllK::ildor opcraconal, en su vefSlÓfl Integrada. por eJernolO ooucnen mayOr conhabrbdad y dlJl'aoon asi como monor 00510 lola! del producto Ilnal
1:: n oSle articulO no Iralaretn0:5 el Clrcurto propramente dlCno de :05 ampl rllcadores oporaClCH"J8ies: para Que ~I
lector lenga algunos cor'IOC1m lCntos M slOOs sobre tajes
SABER ELECTRQNICA - N" 4
elemenTos, Sin embargo. s,ompre Que 59 lo Juzgue neo cesarlO halemos algunas oonsederaclone5 digamos elementales sobre el amphll<;:3Ó01' oporaclOnal.
Por todo lo quo ante<:eóe. bajO la denomlnaclOn de trPICas' se examinaran en este trabajo las apllcaclO'
nes mas usuales del ampllllC.lO<)( operaoonal de len' SlOn o 59.1, las Que se relleren" 'unctOnes Simples que no reqUl(lfOn más de un ampli ficador . SI bten en casos especiales hemos ultllzado dos arnpl·hcadores coo la Inlenclon de hacer más com~ela esta relac.On La Idea no 05 desa rrOl lar la leoría de la lunclon realizada, Sino moslrar cómo un amphflcador operaciOnal es aoecuado pitIa eso.
Salvo mención en sentido contrano, los amphllcaOOres utilizados en las apllCac-ones ooscnptas se supo· non Ideales , o sea. con caracterlstlC.."ts de ganancia e Impedancia cuya Inllueooa pucOe ser Ignorada g<ln a Av elevada. Impedancia de salida lo muy grande Veremos las raLonos anles que nada
Ampl ificador operadon.1 ideal y real El amplificador operactOnal Ideal '1 que no e)(1510 en la
praclica , reuno las stgUlenles catactetlst,cas - ganl:lnoa en 'loop" abl0110' Inllnlta - ancho de banca Inhmla - Impedancia de enlrada IOllfllta - Impedancia o(t salida nula - vanacl()(105 de ca'ader lSbCas COf1 01 tiempo y la
lemperalura. IOClllslenles. El slmbOlo gra fico del amplificador as, como el Clfcur·
la equlval(tnle del amphlicador Ideal pueden ser aple· CiadOS en figUla 1, donde (Impedancia de salida) es
"
22
nula, cortocircuito : (impedana a de entrada) es mfinita , arrulto abierto; tensión de salida Vo es nula OJando Vi (tensión de entrada) sea nula.
f IG\JK" 1
El amplificador operacional roal (o pr~) no cumple las caracterlstkas de los amplificadotes Ideales QUe
indicamos arriba y si las siguientes: - 98nanaa en "lOOp'· abierto : extremadamonlo ele
vada (del orden de 1~ a 10+), pelO no ro/inrta; - ancho de banda: cubre la gama desde c.c. hasta
algunos centenares de megahertz : con todo, la ganan· cia sin realimentación ri disminuyendo con la frecuen· cla a razón de 6 dBfoctava a 12dB/octava, hasta volver· se unitario;
- Impedancia de entrada: elevada , del orden de los megaohms; aUnQue no es intinita puede de5Pl'eciarse la corriento entre lOS terminales positNo 'f negativo de entrada en la mayorfa de lOS casos prádioos:
- impedancia do salida: no es nula pero si muy --.; - variaciones de Jascaracterístlcas como el tiempo Y
la temperatura: muy reducidas: - tensión de salida: positiva y negativa con amplia
gama de valores, notmaJmenteerdre % 10votlsa;t 15 valts.
Se puede venficar que. lealmonte, el amplificador operacional real presenta caractorlsl lcas eléctricas muy similares a Las det amphficadof ideal: hasta el punto que, para el anallsla de Jos circuitos t¡picos qua $(IIén presentados, supondremos que no circula corriente entre las emradas positiva y negativa : suponemos Zi oo. Por lo tanto, la tensión de la entrada positiva , que será designada Vx, 05 Igual a la de la entrada negativa, que denominaremos Vy conforme se ilustra en la figura 2.
.. .. .. ••
fIGU R,, ¡
Aunque los cálculos que Sé desatrolLalan 58ran elemontales, son fundamentales para la comprensión de cualquier clrc~to y se basan en la consideración anteriof, o sea, quo Vx - Vy.
Ampfmc.dor Inveraor Esta configuraciOn se Mama asl porque la ser.al de
salida (t9l1siOn de salida Vol es de sefIaI opuesta a la entrada y puede ser mayof, igual o menor, dependiendo de la ganancia que fijemos al arnpHflcador a través do una malla de realimentación resistiva.
La s~aJ de entrada, como vemos en la rtgura 3, se aplica al terminal inversor, o negativo. del amplificador en tanto la entrada poSitiva, o no inversora, es llevada a tierra gracias a una resIstencia cuyo valof es el resulta·
do del paralelo formado poi' las resistencias do roal" mentactOn A 1 Y A2. que establecen, como veremos, la gananaa do! amphflcadof: a d9Cir verdad, es solo la resislencia A2 la quo va de la salida al terminal de entrada negativo, la que proveo al eslabón de realimentacIÓn , si bien una realimer1tación negativa
.,
•• •• '~
FICURA J
La tenslón dot terminal positivo y la del negativo son iguales pues la Impedancia de entrada es muy grande y la comente enU"e estos terminales será pt'actioamente nula, entonces Vx "" Vy como ya habianlOS menclo· n_o
Una ",ez que no circula corriente entre los terminales de entrada del o rcui1o (figura 3), toda la COrriente que pasa por A 1 también circulará por R2, O sea 11 ". 12. Quedan asl estabktcldas las dos ecuaciones que ligen el componamiento de un amplificador operacional.
Pues bien , como la entrada posrtiva esté 8 t ierra vía R3 (figura 3) se tiene Vy = O o bien , Ih, _ Vy :: D.
Por otro lado, podemos escnl)l, .
11
12 _
V i • V x Al
V", Vo
A2
y
teniendo en mente Que tI = 12 Y que Vx - O podemos escribir:
Vi - O ~
Al
fi~lmente
Vo
O • V o = >
A2
• A2 , VI
V i
Rl - Vo
R2
Rl 11.1)
Inmediatamonte se ",enlICe que la retación A2IA, traduce la ganancia Av del amphhcador y que la ecuación asume el sigulento aspecto :
Vo '"" Av. Vi en la cual
- R2 V v--
Al (1 ,2)
09 las dos ecuacionos que indicamos arriba extraemos las Siguienles conclusiones'
- la senal de saJida es opuosta a La de entrada: la set\aJ M_ " nos In'OIma de eso:
- la ganancia es dada por la relación entre la resistencia de alimentación y la de entrada (esta ptopiedad también se aplica a otras oonftguraciones).
Pasemos a un ej~ pr6ctJco en el cuaJ se pretende obt8fl8f una leosi6n de ---4 YOIts en la saida a partir de + 200 mitivotts de entrada.
lnicialmenle cak:ulamos~ ganancia de tens.6n : Av _ 81200 x \(,-->3 -o sea R2IRl .. 40 Haciendo Rl - l ,5k n obtenemos pare R2 el valof
de60kO B paralelo de R l con A2 establece el valor de RJ, y:
R3 - (1,5 ')( 60) J (1,5 + 60) - 1,5 kO y tos valores de las resistencias son los sigUlentes:
RI ,. 1,5 kCl . R2 "" 60 k n y A3 .. 1.5 k n Entre las conliguraciones de etapas a.mpb1'lCadOfas
que se utilizan de los amplificadores operadonales integrados. 65ls tal vez sea la més utilizada y por esa razón se hace necesario hacer algunos comenlal106 mas a su respecto.
Una catacteristicéa importante es que la lanslan en el t8fTTllnaJ de entrada Inversora se apro)(!ma a cero a medida que la ganancia Avdal amplificador operacional tiende a Infinito. Es por esta razón que ese torminal se conoce por un punto de tierra virtual.
En cualquier proyecto se aconseja minimIZar los etectoe de las caktas do tensión QUe se producen por circutaci6n de las comentes de entrada del amplificador operadonaJ (recordemos que no existe un amplificador operac:ionaJ real que sea ideal). Es Justamente ahi que entra la resistenda R3 ~ CHCUllo de la figura 3, cuyo valot compensa k>s efectos provocadOS por las mencIOnadas corrientes que no son pert8C1amente balanceadas; se puede proveer a la resisteroa A3 de un potenciómetro 8 fin ese real izar un ajuste perfecto de lorma de obtener una tensión nula de salida f'null off se!'"). En la figura 4 se puedo 8Dfeciat el circuito qUE! posibilita esto.
NOT A: A~unos amplificadofes opeIacionalees integrados permiten otros tipos de compenseQ6n generaJmente inyectandooorriente de po&arid.ct adecuada en elgl.in punto del ampificador operac;JOnal. En estos casos debemos recorder las especificadones del labricanta pa. ra extraer Informes adicionaJes:.
e -o _
, --, ,
" .. .,
• " • riCURA 4
En cuanto a la ecuacIÓn 1.2 debemos esclarecer que es vüda cuando el generi!ldor de 18 sel"lal de entrada presenta impedancia nula, as( como también ha de consider8lM el vak>r de la impedancla de la c:arga. entre otros parametros.
... Nflc.dor no )nwrsor CuanDo se desea obIener impedancaa de entrada
aha con un circuito simple que utilice un ampItficador
SAHR El.ECTAONtCA • N" 4
operaclonaJ, el ampificador no Inversor es el más 8P">"
"ado. En la figYra 5 se muestra una configuración tipica.
donde se observa que la set'lal es aplicada a la entrada no in'Mfsora. teniendo la saMda , por lo tanto, la mlSlN sef\a.1 que la entrada. Es justamente por no qve esta configuraaórl recibe el nombre de a~icador no inverSO/.
Comparar este circuito con el c:ircuho amplificador Inyersor mostrado en la figura 3 basta para constatar la similaridad enlre ambos Circuitos.
Como Vy = Vi tenemos Vi - V. - Vy. Debido a la iguaJdad entre las intensidades de las corrientes 11 e 12 podemos escti~
Vx · O Vo - V. 11 - ~ = 12 :... A2 "'"""'-> Vo - V. _
R2 . v. o ~ RT
Vo _ A2 . Vi ·t Vi. f inal mento Al
Va _ . Vi 11.3)
la ecuao6n de arriba nos muestra que la. lensiOn do $8Iida II0ne la misma polandad que la de entrada, y la ganancia S81'a el cociente (Al A2) ¡ Al , o sea:
Av = Al 1 R2 U.4) RI
Si con 0,5 V de entreda quisiéramos obtener 5 V de aaJida leodffamosque t8fléf, poi etemPlo, Al - 1 kIl Y R2 - S-O
.. rQ- .. *~ 0_--""1' ' o
"
o .'
•
flc. ua ... s
ClrcuHo Mp8rM1or o alllador (" buffer" )
-
una cJlsposiOOn atractiva os hacer A2 '" O '1 A 1 00 en el circUIto de la ligura 5. ob1eniéndose una configuraCIÓn denominada seguidor de tensión. En este caso la ganancia de tensión es unitaria oon la máxima Impedanaa de enuada y mínima de salida posibMts, lo que permite usar tal disposición como desac:opU.dor enlfe etapas, evitando interaccioneslndeseabteS. la figura 6 ..
representa el aspadO del circuito seguidor de tonsiOn 8 amphficador operacIOnal.
••
.... , " •• ..
Como sabomos, las tons.ones en 10.5 terminales de entrada deberan se, iguaJes. y además de esto verifica· mos, poi' el circurto de la figura 6. que: Vi . VyyVo _ VxporloqUGVO _ Vi
A partir de la ecuadOn 1.3 también so llega o ese 'esultado:
como R2 :oc: O
V Rl.0 · Vi 0 _ R l R 1 . Vi
- RT = Vi
En este montaje. figura 6. conseguimos que la ton · sión de salida seo la de entrada. esto es. ganancia t..,utaria y sJn Inyersión de rase. asociada a una baja impedancia on tanto la entrada presenta impedancia elevada. genefalmente suporiof a 1 M O
AmpIlf5cador aufMdor
El amplificador sumado, ("gura n puede se' conside· rado como una oxtensión del amplific:adof Inversor que utiliza la propiedad de la tierra virtual. razón por la cual las diversas tensiones de entrada generan. entonces. corrientes que dependen ptacOCamente del resistor en setle con cada una de eRas. la suma de todas esas COfrlentéS circula por A3. produciendo una calda de tensión igual a la tensión de salida del amptificado, sumador.
.. ,
.,
-" ., "
.,
" ..
IIGURA '1
Si $os reslstores de entrada tienen distintos yalores. " tenSión de salida resultará equlvatente a la suma de las tensiones de entrada. pero cada una de ellas oon una influencfa que es inversamente proporcional al valof de La impedanc:la de kls generadores de Las se"eles.
Determinemos las caracterlsticas del an::ureo (figura 7) fundamentados en el par de ecuaoones: Vx - Vy -O Y 11 + 12 - 13 . Tenemos:
1I = Vil · Va
R I 12 -Vi2 • V.
V .. . Vo y 13 ~
R3
considerando que Vx - O tenemos:
Vil ... Vi2 -- =
Al R2
-Vi1 . R2 + Vi 2
Al . R2
• Vo
R3
Al =
• Vo
AJ
VII . A2 . R2 ... VI2 R I. AJ -=
RI . R2
linalmente
Vo .,. . (R3 . Vi ' .. ~. Vi2) A2 A2
A2
o
• Vo.
11.51
Como vemos, la finalidad de esle drcuho es obtener una sehat de salida pl'opClfcional a la suma de la de las entradas, introduciéndose un desfasamiento de 180"'yea la señal menos en la ecuación encima.
El roslstOf' A4 cuya resistencia es el resultado dof paraJelo de las resistenoas Al , A2 Y R3 se destina a ta compensaa6n de los deseqUIlibrios de tensión y de corriente de ontrada
Si en el ofQJitode la figura 7 hacemos A l - A2 '" R3 la ecuaciOn 1. 5 quedar' Vo - - (Vil x Vi2) y el dreuito se YOIverj un mero sumador (sin amphficadón) de 1&3 sefIaJes de entrada p8fO el resultado de la suma se encontrara desfasado on 180""
La caracta,istica fundamental de un ampfificador sustractof o diferencial os la de amplIfIcar la diferencia entre dos seftaJes de entrada
La figura 8 preseflta una configuradOn t/pica que utiHza un amplificador operacional en versión integrlda. Este montaje tiene por rnallidad conseguir ooa tensión de salid. Vo Igual a la diferencia entre la apfc.da a la entrada positrYa (Vi2) y la que aparece en la entrada negativa (Vil), mulllpticada poi un número (ganancia) que depende de los v.1ofes de las resistendas de entrada y de rea. mentaci6n_
,,, .,
"
-" "
"
..
"' - . " .. ••
"
En la préctica. y para faolitar los cálclJIOS, las resistencias de entrada Al y R2 son hec:hu Iguales. así como R3 y R4, o Ma: Al ;;: R2 • Re Y R3 - A4 - Rr.
En 8ste caso Vx no es, como en los casos anteriores. igual a Vy = O; su valot tendr8 que calcularse teniendO en cuenta el divisor de tensión formado por R2 Y R4, figlM"a 8, que repn:xtuclrnos deslacadamente en la ngura 9. Tenemos enlOl'lCe3
Vi2 Vy &o. 12 . A4 -= 12 . Rr ,. -;::_-::-Re ,·Ar
Vx ,.. O ma, 11
Vil - V, Vil - V, 13
Al Ae
13 v. - Vo V, - Vo o • A3 A,
VII ' V. V, ' Vo
A. A,
Al =
~ VO .Re = V ... . (Re .. Ar) - VitAl
sustituyendo Vx por la expreston calculada arriba:
-=,,,,V_i2,,:-_ R, , ( Ae· +- . ~r) Vil . Ar VO.RH :. -;
A8'+ ~r
Vo Re _ (Vi2 - Vil). Rr. finalmenle
A, (Vi2 -Vi 11 Vo =--
A. H 61
flGU~'" 9
SAKA ELIEC'l'AOHICA - N"' ..
Demostramos Que la terl$iOn de salida 8S la diferencia de lensiOn apllCad.a a la entrada no inverSOf8 y la aplicada en la entrada lnV9fsora. multiplicada por la ganancia (RrlRe) estabIeoda al amplrfieador operadonaJ .
Si Ar - Re. la ecuación de aniba asume el siguiente a.soecto: Ve .... va - Vi l . dOnde constatamos que la tenSO'! de salida" 'ealmente la difereooa antre las tens.ones apticadas a las entradas del ampIificadof operaclonaJ .
A paro, de lo expuesto. et ledof podt'i proceder al análisis ~ CIrcUIto sustractor que aparece en la figura 8. sin en tanlO considerar las reslstencia6, dos a dos. iguales entre si.
Como eXlenSJÓn del amplificador sumador CIA$co. Ilgura 1. ydel amplificador sumador dlferencial, figura 8 . • r amplificadof sumadof genoratizado presonta la ver· satilidad de poder sumar sona)es aJgebrrucamente. Pa· r8 8610 utilIZa ambas entradas, inverSOfa y no inversora. con lo que se mulmlza la eficiencia def amplilicadof.
U figura 10 muestra una configuración tipica. las sel'lalcs que circulan por la entrada iflY8f3Ofa surgen en lasatlda detasaoas 1000 en re&acl6n con las de la entra· da ml8ntras ras presentes en la entrada no inversora salen con la mi$tna tase Que la de Mitrada.
"' •• .. , '" " , " •• ,.
.... :
~ .. . , , ,,
.. , .. , " ' . '" ... .,
liGUR" 10 ~
No procooontmos al análisis malaméhco de este cir· CUlto porque se desarToIla de fonna sirT'llar a los casos estudiados anteriofmenle.
SultrKtor con atw Impedlrtela de entrada
En la mavor1a de los circurtos practicos se desea que su impedancta do entrada sea lo más ekwada posible de forma que la interconeXIÓn de ese cifcurtO a cual· quier fuente de sehal no produzca ningún ofecto sobre ésta. ai~ndo la &tapa de entrada como la de salida además de propICIar un consumo mlnuno.
Presentaremos a)gunos montajes de ese tipo que por cierto tamlllanzar8n alleaor con taJes drcooos. En la figura 11 aparece el pnmerode estoscJrcuitosdonde se utilizan dos separadores ("bufl8f'1 para obtener alta IOlpodancsa de entrada y cuyas salidas atacaran las enfradas del circuIto sustractor.
"
IIG U III. A. 11
., .,
· ' ·~ l · ~· _l ' " a,
~ I
i
Los ampli6ead0re5 operaclonaJes A 1 Y A2 estan en la configuración de sepal8d()(os y la tensión de salida es Igual a la de entrada, y. como $8be1TlO6, se caracteriza por Pfesentar una Impedanaa elevada de entrada sin provocar el desfasa;c de las señales ~icadas.
Por otro lado, el amplifiCador operadonaJ A:J, ligura 1' , seoonstituyo9nunsustractory,lIendoRl ::: R31a tensión de salida será Vo .. Vi2 - Vit o
Otro circtJito es el mostrado en la f9ira 12 en" cual se Obtiene impedancia elevada en tu entradas no InVetsoras de k>s amplificadores operadonales. Mostraremos que el circuito se constituye en un su,tractor.
• . , .~-D-
.,
e " 1 ,,' .,
,,' ~
flr.UR .... 11
Como el amplificadof Al es no Inversor podemos escribir (ecuación 1.3) k) siguiente:
Vs - R 1 .,. R2IA 1 . VII, En la determinación de la tenSIÓn de salida Vo de' circuito. utilizaremos apenas el circuito OOfrelativo aJ amplifICador A2 conforme es presentado en la ligura 13.
De ~ ecuación fundamental V .. ,.. Vy, y porque a la. entrada negativa estaremos aplicando la tensión Vs (tensión de $8Iida del amplificadof' A 1 figura 12) tenemos: V ... . Vy ::: V12
De la segunda ecuación fundamental, 11 '"" 12 (figuta 13) tenemos:
11 .. yi - Vx Al
12 ::: Ih. - VQ R4
tgualando las ecuadones.
Vs • V. V. - VO
RJ- A4 -
VS.A4 - V)( .R4 ::::;¡ V)( .R3 - Vo.Rl Il1O
VO.A3 =- V)( (A3 -+- A41 - VI .R4 =-o
pero,
R 1 -+- R2 . Vi 1 e Vx = V12 . "tonces., Vs "'"
R l
VO. A3 ~
Vi2 (R3 + R4) - Al • R2 . A4 . Vi t o
Al
Vo _ ( ' t R4 ) .
A3
Vi2 . ( I + A2) . ~ . VI I Al A3
11.71
Si hiciéramos Al . R3 ". R2 . R4 .
lendriamos:
VO ~ ( ' 1 ~ A2
V;2) . ( ' + A2) . ~ .vn_ Al A2
-o Vo = e + :~)" Vi2 - e + Al) . VI I
A2
fin alm ont e
Vo = Al) A2 11.8)
Notar que esta ecuación os lIaJida para el circuito de la figura 12 cuando se venflca la igualdad
R4 Al -- ~-
R3 A2 --., " .,
" " @ ,,' '" "
" f lCURA 1}
<;amo podemos VOf en la ecuación 1.8 . la tensión de salida Va es la diferencia ontre las tensiones Cleentrada multiplicada por delemunada ganancia que depende de los valores de A1 y A2 (o de A4 y R3).
Todavla queda por observar lo siguiente : ~ R2 lO Al la ecuación 1.8 asume el SIgUiente aspecto : vo .., \/12 - Vi l donde la ganancia de tenStÓn es prácticamente unitarta..
Amplificadores cM circuitos en puente
Los amplificadores de circuitos en puente 3Of'I utiliza· dos para amplificar la sena! de salida de puentes donde.
generalmen1e. uno de kls brazos del puente es un elemento transductor, del tipo lernpet8hn, presión. fuer · Za. etc.
Existen dos formas búicu de fundonamiento : los que amplifican la tensión de salida del circuito en puen. te Y los que amplifican la corriente de saJida de referidos droJitoI en puente, contando esta última moda ~dad oon la ventaja de ser la mas simple de Implemefllaf'Se oon un a~ificador operadonal baJo la forma Integra· da, figura 14. Recibe ese nombre pofQUe la entraoa del amplificador operacional actua oon un cortoarcuito para los terminales de detea:i6n A Y e del puente; por lo tanto. el amp6ificador entrega en la salida una tel1$ión proporcional. la corriente de cortOCIrcUitO del puento .
.,
• t" l~ "-. ~,
'. ,
!, "' -
l IH .I '11 '\ I ~ •
Entre algunos Inconvenientes de este lipo de circuito es que la tooslOn de salida no es una función lineal de la variación d91a f8sistenda del sensor, designada en la figura 14 corno AS. Con todo. en la practica eso no con~jtuye un pt'obiema serio sSelTlpfe que .\ As (varia· c66n de la realstenciadel &enaOr) sea mucho m5yorque As. o1terlo esle que S8fa UlJlizadO en la exp/1CaOOn a continuación.
UI figura 15 muestraotrotipode un CWCUlto ampflfica· dot con el elemento sensor en puente. soto que en este caso se encuentra "colgado" ya no en la entrada de la invefsora (figura 14) y si en l. entrada no inversora (entrada " + ").
••
• ••
•• ..
'" 1
flí.t JR .... 1 ~
Para anaHzar rnojc:wese circuItO. vamos a red!señano de foona más simple como aparece en la figura 16. Es1ando el circuto en puente en r8PO'O la resistencia Rs del 5eRSOf tendrá QUe respetar la igualdad Rs ., R2 para que la ddp entre los puntos A y B 58a nula (puente
IAMR ELECTAONICA · ~ 4
equilibrado). Por otro lado. la variación de resistencia del sensor, ahora representada por ~ R2, puede ser expresada como una parte de su resistencia R2 cuando est41 en determinadas ODudiciones que no caracteriza· rán el estado de reposo del circurto; por esa razón ca resistencia total del :sensor (Rs + :1 Rs o sea. Al + ó R2) podrá ser expresada corno R2 + 11 . R2, o mejor. como (1 + 6). Roen Que 6 representa la parte de R2 (o As) que variaré la resistencia tolal del sensor -en CXW'IdicIones normales (puente equilibrado) se tendré 6 • O Y en esle caso (1 - 11 ) . R2 18 vuelv8lgual a R2 (hay que not.r que &81 mucho menor que l. unidad).
•
~ D - o • ' . " "'
_C- - ' . o ~ .,,-• • ,. ,. 0 -
-,, -o I 11" 1 .. ,\1 lo ' Ir ~,
l 1- 11('.1111 ... 1&
Del Circuito, Ilgura 16, podemos escribir pero, enlonceS:
14 :: V - Vy
A2
15 = Vv
(1 ... " • . A2
~
16 :: Vy pero. 14 = 15 ... 16 . entonces,
A3 V - . Vy - Vy • Vy ..,
..,
V
-R2 ( 1 • ~ 1 R2 AJ
V Vy • Vy + Vy
R2 11 . ., •. A 2 A3 R2
VY [ R2 ... R2 ¡ R2 ] ~
11 ... J ).R2 'A3 -;u - Vy [ _
11 ... ,\
+ A 2 + 1 ]
RJ
S. consideramos la resistencia de realimentación Rl ¡gual a R3 y mucho mayor que la resistenoa R2 de cada brazo del puente (A t - R3- R2). pues es r lleresante que las variaciones de tensión sean acentu.tas con pequel'las variadones de entrada, l. ecuación asume 01 siguiente upecto;
..
.. ,\ +~ 1 e.. 2 ... . \ . Vy
... " -R~ 1 ... . ~ O
VV = 1 4 " V o
. 2 ,\
esta ecuaCión permitira cak::ular la tensión de salida stempre que tamblén sea conoQdo ef valor de V. ,
También con relaCIón al o rcuito de la figura 16 tenemos:
12 ~ V - v. 11 "" Vr. - Vo
R,
Vx - VD
R2 R3
y que anteriormente consideramos Al "" 13
= - pero, 12 -= 11 .. 13 . entonces, R2
v - Vw. _ V. _ Vo + VI( -o
R2 R' n2
V - Vx VII - Vo Vu -: -- ~
R2 A2 R' R' R2
Vo 2 v, • v. - V ; - ; --
n, A2 RI R'
Vo
n, V' ( --=--+_' ) -~ finalmente
R2 A' A2
Vo = (2.. +~ ). AI .V. -~ . V
n 2 A' R2
La aira ecuación del circuito es V'K, "" l/y, Y como
Vv .. A .v 2 lo .\
podemos suslltuir este valor en La Igualdad de arriba. entonces:
Vo = (~ • _' ) . A' R 2 RI
' ·,\. V - R l . V
., + .\ A2
Como Rl .. R2. la parte l /Al puede sef despteciada en función do 2IR2, asf:
Vo -,- 2 . Al . 1 I , \ • V - R 1 . V ~
R2 2 + .\ R2
R,
A2
V I 2 I -" / ~ .')= Al t ~ A2
., V
2 • &
Como las vaJiaaones de resistencia del senSOf son muy pequen.a.s, 6 .. , . implica que 2 .... 6 - 2. Y con esto,
Vo "" RT ." . Vo
R2 2
Vo =- RI . V . • \
Rl 2 11 9 1
Al ser la ganilflcia (Rl lR2) muy grande podemos consogUlr que las pequeñas variaciones de entrada (&1'2) sean bien acentuadas on la salida,
La polaooad de la tenStÓn de salida tanto dopenderá de la polaridad de la tensión V de alimentación del puente asi como de la seMI de la variac:tón II del sonsor,
Para V y para 6 posrtlvos (figura 15 o 16) la tens10n de salida sera poSItIVa, 'i negatIva para el clfcui10 de la 119urs 14
la figura 16 muestra OtrO circuito ampll1iCador a panic de un circuito en puerl1e,
Se Observa que el puente de alimentaCión del puente es fluctuante, lo que a veces se hace Inconveniente. Con todo, la eKaCtitud de la medición depende. básicamente, de la calidad de4 ampfffic:adof operacional utilizado: se puede elaborar con ese drcuilo instrumentos de predsión si se ~ amplitic:adofes de estabill· dad e4evada en c:orriente continua. El circuito de la r¡gura 17 es partlcularmMte rea>mendabkt cuando hay nocesidad de detectar seflafes de amplitud pequella en la salida de circuitos en puente : en estos casos 0$ de impoftanc:ia primordial la estabilidact de los rasistOtos Rl , R3 y A4.
., ..
.-
•• ?
Q= • -,
7
flCl1 IC A 17
. Otra ventaJa signfficativa es que la salida del arnplfi· cador no depende de lOs vaJotos absotutos de los elementos que componen k>s etementos ~ puente, sino solamente de la variación relativa del e"mento S8flSOf.
El amplificador del circuito en puonto do la figura 16 J)fesenta la ventaja de lener su tonSK)rj de salida direclamente proporcionar ala variadón 00 olomentos sensible del puente, nctuso pata valores elevados para la venación mencionada, permitiendo usarlo en 108 casos donde los 0lI0S d reuit06 d3!lc:os pierden imponancia IXW ¡yobAemas producidos por la lalta de lineatidad.
"
-. .. Desgraciadamente , su uliliz¡tción Pf,ctica presenta 8
menudo dificultades para la ca~bfad6n. pues en la mayor!a de los casos deben 8just~ dos valores de resistencia SImultáneamente.
CIRCUITOS & INFORMACIONES
1-[ ______ IMINI-TEMPORIZADOR ______ ..J
El ttempo oe ref.UOO dadO por estelefl1XW12aoor depende de P1 ., det ... aJor de el . La lémpar. puede. MI' de W81qu1ef 1:100, de acueroo con la ten&l6n de alimentación, o bten puede SOf usado un rele eomun, soneible. El Intefluplor dOble de pt"eslOn leartNI el drcuho desconec:tanc:t el SCR '1 descargando ~tatnenI. el capac::iIor el.
• .. .- ::DI 10 _ n.
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IO(I lH:l
.. e·'o. " t ia ... .....
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INTEGRADOS - EOUIVALENCIAS
74' - iIfT1Ml~ operaoonal - CA:'>S6, 374 1, L141 , LHI01 . LM741 , MCI5l9. 1741 , MCH I4J9 , MI C741 . N574, . PA424. 774 1. RM741 .S5741 , SN72741 • T AA221 , T BA2:2t . TOA""', 1748, UA741 , UC .. 741 . ZlD741
MC1310 - dOCOO. FM. - CA3090. MC1310
LM104 - regulildof de 5enSlÓtl - LM204. LM:IM, SFC2104.SFC2204 , SFC2:J)"
SABEA ELf.CTAONtCA • H'" 4 :n
•
MINIESTACION REPETIDORA DE FM
f :"e proyecto ae tleatino a los kclorn qul' "1"-litII!II en 'OCfJ lidada en que ae recibe ID FM con dif~IMd. U~I.ndO tul r"Ct'epfo r Mn.si/JIfJ u rUcIo .... IHKI (Jnt~utJ n1et"nQ. podrd ~n1,.on.tmiti"'8 ~ ID wftal ~n el dmmto do".idlario ,kJr(J qu~ lo rue,k:i{m IK"O nl4b !ntlOrdbk 1m r«qXof"ftl de menor ~td4J con lo. t«JJmum, roel.OI' ,lOrt6tile. , efe.
En muchas localidades se reciben un poco las sertaJes de FM provenientes de ciudades distanles, produciéndose lambiérl PfGbtemas de calida<l cuando se pretende usar un receptor de poca sensibilidad oomo, por ejemplo, una radio partátil o un W.lkman.
Solamente los receptOres rMs grandes. unidos a antenas exter· nas ten orientadas. pueden recibir en buenas condidonee 1M sella ... de las estadones en oueelión, lmi....,.. as( 01 MfVido de FM.
Si el lector qulaiera poder recibir. en su radio portjtil poco sertSI*. es8S estaciones d'biles, existe una aoIud6n QUII se propone en es1e artlcu60.
lo que se haos es conectar un pequet\o retTansmisor de FM, de -...ro alcance (érnl><lo domo. Ifario) • la salida de un receptor de FM sensible. dotado de antena externa y sintonizado en la estación que se desea oír,
La set\aI de esta estaOón se lITadie entonces en la nueva frecuen· cia pero con m8p inlMlldad, pudiendo captarse en una radio portitilo walkmlln en cualquier pun10 de la casa.
h ___ ...... _ ..... .... ,,- " .. .. .... _ ......... ..
Usted puede entonces olr en el jaro' n O en el gatage su estación predíIecta • .-.00 la radio cnÍCII que, en condiciones 1'IOrmIlJea, no IX)drla captar t:Mn la sefIaI clrecta de le ostaci6n .
El retransmiso< 1"_ runo clona con pilas 'f puede concecw· se a la salida de sonido de culquier sintonizador o equípo de sonido que tenga FM c:omUn.
Otra venta;a m6a: usted puede ootocar ...... cin1a o disco para tocar en su equipo de sonido pues su seMI será. Irradiada lamb6én puede escucharse en OJalquier lugar de la caaa.
Cómo tunelono Lo Que M tiene es sencillo: una
etapf. OICiladon de atta frecuencia con un transistor 2N2222 (o BF4.94 para un poco menos de potencia) que opera entre 88 y 106 MHz, en un punto en el QUe no esté transml · tiendo ninguna estaciOno
La moduladOn se obtiene de La propia salida de Jos auriculares oeI aparato de sonido conectado a l. antena externa para obtener la mojo< rOCOj)CiOO _ .
Se a;.ma en un lJ'Im.pot (PI) o nivel de modul8Ci6n pera que no haya dI_. Y lo MIIoIoe'-' en una antena telslcOpIca c:hica.
Como ... radioe portáúlee son cul siempre monofónicaa, 8I1a rransmiaof larTOén es monofOni· CO. Es ul que Si dos can .... se "mezclan" transmitiendo juntos, no as posible separarlos en el re· _oro
. " ........ ----... .,...._. __ ... -_ ... ---_ H ••• _ ....
SI el sintonizador o ef aparato de sonido con que UN af alsteme no tiene sa»dade -..k::uIatel,1a oonexión puede hacer8e en uno de loe canales del attopar1ante como lo muestra la figura 2.
El receptor debe tener entonoeI una I/....,e para tiJar su posición.
como el COIlSLmO de corrienta as balO. cuatro pilas chicas o media· nas constitv)'en una fuente de .... mentacI6n de duraciOn 8xcMenle. No aconoejomoo que .. empleo una fuente de poder porque si no .... muy bien Ntrodo. _ haber ruidos en la emisión. .........
El diagrama C'.lOn'IPIeto de !el ,. transmisora .. muestra en la figur'll 3.
Existen do, opciones para ¡. realización pr6cdca. l. primer •• más SirT1*. es el puente da tenninaIes que .. muestra en le figUr'll".
Observe que se usa el transistor 2N2222 en cépsula ~_ si ..
"..,. J GfOCU1'O~oa "'_0' ___ _ ._._._oe._~
usaran otroe:, deben t~ las posk:iones de los terrrAne6e:S que se ven en el diagrama siguiente.
La segunda pc)Iibi~ H muestra en la figura 5 y es la YII'Ii6n en placa do On:uito ~.
Tanta la pleca dej circuito impre-10 como el puente de terminales pueden inatalatse en una ca ja pIUtice con tape de aluminio.
La ."te"a telescópica debe tener 40 cm de longitud como méxlrno.
Es converiente dejar las cone· xlones lo mü COttaS posibfe Y te· ner en cuenta la polaridad de la ....... doall_(Bll. -y-Antes de cerrar la caja conviene expettrnentar y ajustar la unidad. p.,.. 810 procecSa de la manera $iguionte:
COloque las pilos en 01 _o. conecte el pkJg Xl a l. salida de su linIonizador QUe debe estar linto-
",., .. nlzado. una..,tac:ión QJa}quiera a fTI8dk) volumen, cotoque en las PfOXImIdades (a unos 2 metros de diItancie) una radio duce de FM sintoraada • una eSlaCJÓn &ocal que no 85té en la banda, también a __ men.
Ajuste iniciaknente CV paTa captal" l. seI\aI del receptOr en forma cler. en la rado. P I debe estar en la ~ de mrnimo.
Pf\Htbe varios puntos de ~ust. de CV pues pocItran captarse armOnicas que son seMIes derivadaI de menor Intensidad. Procure obtener la seflaJ mM fuene.
Una vez captada esa se"al , ajuste Pipara obtener .. aorido del rac:eptor ron la mejor calidad posible Y sin distorsiones.
AI.tjese con l. radiO pata c:ontrolar que ~ equipo est.8. en buenas condiciones (que se capte la MI'\aI 1undamentaI Y no los 1IITIlÓriCaS).
Hecho ésto. ~ cetrOt la caja
SAaER ELlCTRONCA • W •
.. , ....
"" .... del aparato V usarte normaJmente. CoiOq.>eIo sobre el ,_ do FM o en ef lugar donde se obtenga mayOf aIcanoa y CIIIded No use
antena externa para el recep40f pcwque podrla haber reaJimentaci6n de la seflaJ con 0ICiIed0neI fuertes que perjudicar1." el .. utte y el funcionamien40 det ""ma, sobre IOdo si las trec:uencias elegidas 'U6fall OlWcanas ala de la .stación cap1Bda.
Uat8de~ QI - 2,v222:l ó f'qun:~/tmt,. - 'n'".U'o,· J,. RF C,· - ,n,,....,. ("(I'ru," U - .f upirtU ti« tÚnmbrc romú" ron didmaro dt! 1 f."m.
PI - lik - Ir/m-poi 81 - 6\' _ .¡ ",1M pe-qW!W.r o 1fM'
dionu SI - Illfer rup' " ,. ,rímplt XI - pl"g f'l tirh)
J\ - anlf,"O ItIe.ro,N:4 JI' .10 a .ro "". IU , Rj - IOIe )( 1/8W - rt:d,torv (PNlrnSn . IWf:rtJ. rummjfl ) ftJ - 6K8 )( lfSW - re.JUror (4Z..J. If:rU , rojo)
f ......... ........ Pata usar con Cinta o disco. bu
la cobcertoI: para tocar en el equlpo. No es neoeurio reatustar Pl • no S8f que .. perc::t:.n distorIio-
nas. Y .un en este caso, una simple disminución del vokJmen t. suerve e4 problema.
Siempfe que UN el rect~ sor, defe el control del YoIumen del reoeplOf con l. antena eJdema en el mismo punto en que se hlzo el ajuste.
fU - 04 7 ohm .. )( 118W - ruUfo,. l lItrlllrillo, cIole ... nt:cro)
e l - 10 "1" - arptteitor Cff6mko (103)
C:z - 4"; - u pocHar n-rdmko (47~)
e3 _ "' p7 - Cllpodtor Cl:'r6mko e 4 _ lOO "F - C4Jpac;ÚI ,. rerdmko 0 (4)
Vcrrlo.l: u)d pUJtk'fJ ,,6011. PH201 , fJ " t"'UI td~,cd"iclI. plug t:1fl! ,.t:IJ , tJlmnbre bli~ () wmún , pumlJl tú '~nninola o plMlI fk drculto im_
pUlO, 1Oporl~ por .. " ,Jtúu mnI"'rt(J, Q pt'quen..t , .Iam¡'f'~. , wlMdura ,
."
"
4 PROYECTOS CON EL 2N2646
por Alexandre Braga
n~f'II(" di! proryclrw¡ j,d ,· ,. .. j,UI ' t'f " 'H'l/rrl rf'uli:,an'i' Q ,Jar,;,.. tle Uf. tran.ri¡r'or ""iluterol. t:" I/JII
IJ"'l1/jO '" el"""O dI' lo. nrt"'lIiUIff q lw ",íIi;:¡", ('umu ba.rf! '111 o.'ci/(Jdor dc rclojacióll que ,lO ~rÍtJ '!fUi/,k ,/f'!wribi,. ,odo. 11 '" ap/icllcinrw .• , ,.:" f',$It' "r,iclllu prf'W"fI,alllO. cuat ffl drCllitos (,IU' podrá,! " rf>1H-.rr ·¡'"mr (/ 1JI,,!"I,0fI' ,/(" 10.1«lort'. ¡'u rom/iritm ... I'"r/l qfj(" ,ICllfH'ro/l"'1 .~I" ,I rll"itl.~ Ilr"lJ,-'cIO,.
EL TRAN5jSTOR UNILATERAL
Los osciladores de relajación, asl como todos los CIrCUitos cuyas oscilaciones cslón délermianda.s por la carga y descarga de un ca· pacitOr. son ampliamente usados on electronlca. ya sea en circuitos do audio , temporIzadores, alarmas genot'ildOra5 de pulSOS. elc.
• --...=-., ,
L----'--~~O • .' • • &tu .... . _ lW'"Ea()<o .. L& .. ~""'--'
Uno de los más simples OSCIladores de relajaoon que se pueda concebir. ullhz3 una lámpara de neón. un resistor '1 un capacitor de tomporizaCtón En el circuito de In ligUla 1, cuando la tensión del ca· paCllOr Iloga al valOr de la tensión de ruptura do la l&'npata: éSta entra en conducción y 01 capaator se doscarga a través del nuevo camino que le bnnd(l la lámpara al cetrar el cirCUito (CirCUito cerrado), Al caer la lensión del capaatOf poi'
débajo de la lensoo de mantoolmiento de la lampara, el neón inteIlumpo el paso de corriente (circuito abieno) y cosa la descarga. Es asi que, después del pnmer ciclo de lrabRp, la tensión en 91 capacilor ornp¡eza a oscdar entre los ",aloles concspond'éntes a las tensiones de mantemmtento y ruptura . siendo la torma de la onda en dlen· lo de Stefr8.
En a¡gunqs proVectos . el neón se torna inconveniente por el he· dlO de pre5(jnlat una tenSIÓn de ruptura fija y muy alta (de 65 a 2OOV~ . Con el empico 00l transistor unilateral se elimina ese problema porQue la ':lenSlÓn de ruplura" (punto de disparO) depende de dos losi$loces de polallzao6n. (fíg 2)
.••.. . e r ~o·
I¡'~'N r VV'o- '-O YY 1 .-:.OJVl L __ -() .
El pnncipio fundamental do funoonamlento del oscilador unilateral es el miSmo QLtEI el de las lémparas do n96n: un capacitar se CQrga medl8nte el rostStor R hasta el punlo en que el transistor oonmuta, pasandodel eslaoode no conducción al de maxima oonducOón. En 85e momento. el eapaotor 58 descarga
rápldametne JX>I medio del emisor RIi4... reiniCIando enseguida un nue· vo ocio.
OIro punto en común Que el(iste entre el neón y (J{ transistor unilatera.l es el hecho de que ambos presentan 10 que llamamos re5'SlDflcla negatIVa. es deor. que en cuanto cae la tensión. la corriente aumenta . La zona de rC$$stencia negativa se Pfoduce después ~ dIsparo, segun 58 observa en la lig. 3 .
t ... o.cru •••• ~ •• ,. 1ILI. ",....o ~
V( _'OOf "':0 '''''''-'' /
~ 1/1/ ~/ ":.~::;: / V""''fO _~.......:o
• "
La frecuencia dol oscíladOf unlla· leral depende del oompoqoo 01 ca· pacitor tardara en cargarse hasta llegar a la tensión de disparo (que
2N2646 - TRANSISTOR UNIJUNTURA
~ .. ~ ..
Caracteristicas : TensiOn i n versa de em i sor lmáx.)' 30 V VSS (máx.)' 35 V Corri ente de p ico de emisor (max ,): 2 A COrriente elicaz de em isor (m:' • . ): 50m A Disipación máxima: 300 mW RBS (roslstencla enlre baSOS): 4,7a9,lk.
varia enter 0,4 y 0,7 de la tensión de alimentación).
Ese tiempo e5~ dado pof la relaCIÓn T - 1.1 sacamos en conclu-sión que f '" l/A.C. donde:
T :5 perfodO (segundos R = reSlstenda (Ohms) e = capaodad (Fatad$) f = '.recuencla (Hertz)
Este osolador de retaiao6n puede operar en la banda de 'reoJen-0 8 entre 0,01 Hz hasta 10 KHz. por
lo que Sirve pata nUmefosas apllcaoones prácticas.
Tenemos tres lonnas de onda disponibles (figura 2) y podemoS aSOCl8f dos O más para pmdud r una señal modulada, ungenerador de pulsos al azar, e tc. En los proyeaO$ que veremos enseguida tendremos oportunidad de verificar oomo so produco la modulación.
En la figura 4 damos una tabta con los símbolo$. pios y algunas e arac te r l sti c as det transistor
2N2646 que será de 9ran utilidad en el desarrolk:> de proyectos O para efectuar k>s cálcuk>s.
Los d rcuitos que describiremos básicamente son los sigulent_:
- rninlórgano ~ico - alarma temporizada - central de efectos 5OI"lOf"06 - timer o temporizador
El montaje de todos lOs clfcui10s es simp6e y se utilizan oomponentes comunes en el mercado.
1. MINIORGANO ELECTRONICO Utilizando solamente dos oscila
dores undaterales en una etapa amplificad0l'8 de audio de buena potencia, este miniórgano satisfará plenamente a los lec'Iores que buscan un proyectO de este lipo.
Hay Que efectuar cuatro ajustes. adomas del teclado : volumen, afi· nación . profundidad de modula· ción y Ire<:\Jencia de modulación. Combinados, esos ajustes producen una vanecjad muy glande de efectos. l1egandO a veces al trémolo O al 't'Ibrato.
La banda de frecuencia del to-ciado abarca una octava. lo Que permite CUbñr, segun la construcción Que se adopte, una escala diatónica (8 notas). Según la aplicación que 58 le de. el teclado podrá ampliarse para una escala cromé. ca (13 notas) y también para mas octavas.
CIIracteri.Uc ••
AlimenladOf'l : 6 a 12V Consumo de corriente: 1.2 A
(1 2V) Impedancia de carga : 4 u80hms Potenc ia media de salida (4
ohms) 6 wans
El elrculto
El circuito es Simpfe como se >uede obser...ar en el d iagrama es~uemábco de la figura 5. Consta esencialmente de un oscilador uni· lateral en el Que variamos la resislencla que determina la frecuencia j o la sel"lal. o sea , ~ reSlStor conectaclo al emisor dellranslstOt.
Al oprimir la tecla COrfespondien· te a la nota deseada, se cierra la llave respectiva y entonces quoda ltlCiu ido en ~ circuito, el resistor COfrespondiente a esa llave.
SA8EA ElECTAONtCA • N" •
" ,,~ "
Para calCular el valor de lOs reSiStOfeS, utilizamos la fÓrmula f - I /A.C, que ya se ha visto. En ia flgufa 6 se da una tabla con las notas corres¡x:ndienles él una OC· tava (escala diatÓnica) y los res · peetJvso valores de la Irocuencia y de los reSlstoreS.
, l a ... " • •
{ " Ol ",S 1 f REe uENCtolo S VA LO RES DE
I ti . 1 JI 1 .... 0 ...... 1
O~. "" ,O< s. , 4 ~1 . i ", .. .., ... _h $~ ' '" ... '" ,." ", M~ ) '" . .... M' m .> ,,, 000 2tl1 .6 '"
El efecto de la m<XIulaClÓn se produce con 01 osclladOf Q 1 quo opera en una frecuenCIa muy ba¡a.
El potenciómetro P3 ajusta l. profundidad del sonido modulado, es dec1r, da mayor énfasis a la se"al principal (teclado) o • la modu· lación. determinando la Interdependencia de los dos Dsdladofes.
Los 'ectOf6S interesados pueden per1ectamente hacer experiencias con la moduladOn del sonido. alterando el valor de Q , que puede fijar entre 4.7 y 22~F.
la salida del oscilador está co· nectada a una etapa de audo for · mada poc bes transistores en aoop1amiento Dar1lngton.
Mangje El montaje es simpte; no ofrece
grandes dtflcultetdes ni stquiera 8 los principiantes..
En la figura 7 se ve el dl:seM de la placa del dreultO impreso y la disposición de los oomponentes.
..
Observe QUe 81 Itanslstor de potencía (OS) está montado fuera de la placa y debe tener un buen disipador de cakw_
Para el monta;e dal ledado sugerimos la utilización del int8fTUPter del tipo de contacto instantáneo (de campanllla)_ Ajuot ..
B potendómetro P2 permite el ajuste (afinaciOn) del instrumento . Para eso se coloca P2 inicialmente en pr.didOn media Y se aprieta la
m~,. , e<l=~ , -,
-tecla del 00-3 (2til ,6 Hz). Enseguida se ajusta esa nota comparando con el 00-3 de un piano afinado, accionando el poIenciómetro.
Lograda la afinaciOn de esa nola, se pasa al 00-4 (523.3 Hz); el ajuste se efectua t.a~ por ciomparaclón auditiva con un piano afin_o
Conviene hacer varias veces el ajuS1e de esas notas. Después de 8SO. salvo que se produzcan de-
2. ALARMA TEMPORIZADA La preocupación por los bienes
ptopios es una constante de estos tiempos. Siendo asf. el lectOf que 00e 18. posibilidad de incorporar a su residencia un sistema de alarma, tiene, sin duela, una ventaja respecto de quienes no pueden hacorto.
El proyecto QUe se presenta en
este artIculo es el de una alarma con sensores de hilo, económico y eficiente .
Es aUmentado por una balerfa de 9V y este CIrcuitO dispara una sirena cuando se int8frumpe uno de los sensores. La alarma perma· nece en tundones durante un tiem· po determinado. después de4 cual
u .. ct. ~ (4 proyectos) T,a1l,"Ionl: ()I _ Q 2 - 2ft,'Z646 - rrtrtl.lútort'.J ",,,ljunrur# Q3 - BC 5-I1J o ~quf(I(Jlefltfl ()-I - nl'J I o.s 2.~~'j.,5 - " 'P.,,"' dr .rilit'W ¡J"
(JI ta ,...-Jtcnckl Ca" tldlort. •. C l .C4-1O Jj."- )( 16V-el"·f roU· licm C2 . CJ - -17 ItF - urdmicm IIcn .. rort'.' (todm de lISW ) lO - oliO olmu (Imwrrill(J . v io/da . ma,.rÓ,/ ) R2. 114 - l OO oIlm1 ( IIlIQ r ron , Ilrl! ro , m~lrr6n)
ID - -Ik7 (#mari/lv . ,1WInll. rojo ) liS Ik (mnrro" . ,",.l:ro. rojo ) 116 - 8.21e (¡':';6, roJO. Pldra l'l)d) 117 - 7.5J¡ i ,lWI"'CI. (:t:rrh; , f1(Irl,lJlja ) R8 - 681e (f'::,u/ . ¡¡:rl ,. n#rtm';') 119 - 621:. (4:!u/ . rojo . nardnj<J) II IQ - 56" ( t;'«rdl: . a:ul. nGrtr'tior ) ItI } - ·I¡ 1e ('¡r.lnrillo. c4ol .. ta . IkI
ffJ"}" ) 1112 - 43" ( ttmtl rilln. IWJ r#"jtJ , ,..,. ftJ Njtt ) IIIJ - ~I; (nara' l)G . bI/""w . n/l '
I'ItNjd)
111-1 - 2,\12 ( rojo . rojo . f)trtk ) 1'1 . 1'., - J(}()I.; - poIcnciómaro, I¡,/MI ... 1'2 - 221; - polt"lW'i6mrlro li~¡J PJ - IJoC )/N.Ci6",dro th 41c.7 "QrioI ' placo dr ct,.-ctllro ¡"'Pff.JO. "Uo J)#rla"tf' de 8 Mnu , i"'erT1lplor <'IJ1mí" (5 I J. inll!f'I-uptOf't.t dt rontacro IIKI'ft'K'nt6 !M:'tl ( l'erladaJ. d/.riptl · dof' dI! (,4Ilo r, 1I1ombnr" .o(¡Wdl/rll , .. U:.
58justes notables, no se toca más e4 potenciOmetro P2.
Mientras hace los ajustes de afi.nación , mantenga la IIa."e 5t descooec1ada Y el po<ooclómoIto P3 en la po6iciOn de resistencia mlnima.
Pata obtener et efecto de moduladón bUla accionar 5' . actuando sobre P1 hasta conseguir el sonido deseado.
su consumo de oomenfe se reduaré prácticamente 8 cero.
Carect ..... k:a
Alimentación: 9V (bat8fra) Consumo de corriente en el es·
tadO de espera : 10 ....,A Consumo de corriente (máJ:: .I:
1SOmA
Impedancia de cargas: 4 u 8 oIwns.
El Circuito Según .. ot:.erva en el diagra
ma de bloques de la figura 8. el """'""' .. oImpIo y..- pocos ~.
OKII.._ "_roe.:- II~ ._ _~~ .. ~
El primer bbque corresponde a 101 ...-.ore. que son. en vetdad. -..ntne finos que conectan los ptrIlOs u objR)e que se quieren p.e_gel. de "..,.. que reauftan intam.rnpidU tal COI"I8JdoneI con el mM mlnimo movimlenlo. enol_do_IoI_·
.... rn&r'ItMInIo la continuidad enn el t'Mi1lOf R 1 Y el pok> negativo de la batena. no habiencIopoLarizadOn pwa el traneilCot al . 10 que IIICO que • 0Id,-" ponnonozca _ .
Cuando l. int ... rumpe et hilo MOIOI'. eI~ el comienza a carvo<M _ A. Y A2. poriendo .'D'ICM alosciIedof uníla·
- en oponodón. A medida que el capacitor se va
corgondo. la ""'*U do base de O. y la • ...- lObre el _.adot ir." dlttninlJyendO progretÑamen, le huta que el osdladof ya no quedi en oondIc:ione& de funcionar.
El 1Iompo do ca<ga d~e de la conetante de tiempo (Rl .. A2~'
Cl , rnM" ".'.'anela de entrada preeentecIa por al . la resistencia entre bI.-. de 02, etc.
Cen bI .,.... de tos oomponerMllndK:.oos. la alarma puede lOfW durwtt. 3 minutos lIpfoxlma· damentre. Mientras que si cambia· mos el capacIlor C1 por uno de '000 .F . .. 1Iompo do operlCiOn será de 4:30 minutol.
El tercer bloque del diagama,. preter1t.- el drc:uito de 0Id1adOn. Según vilTlOl ya. .. trabl de un (»_ do .... O¡IIdón con tr_ unilateral. operando en frec:uenc:ia de wdlo.
..
Utilizando kJs valores pt'OVJSlOS
en la lista de materiales. el oscíladar trítOOjara 9tl la ftecuencia de 4,5 KHz aproxrmadamente. Los lectores Intotosados podrán exp&rimentar alternando ~ valor de C2 para modificat el sonido.
Observe Que C2 debe estar entre 22 nF (capaotoroetárnco) y 4,7 F (capacitOf eloctrolfticol, pues asl
U.wct. mn.r ..... Tntn4 •• tor l!" . Q 1 - BDJ15 0"2 - 2.~·2546 - ,rll nyutur .. n!jun
!.m Q3 _ RC54S (J .. qUiL'fdNtIe
()f - TlP31 OS - !2..\'J055 - :"IIW de nUdo ck Alto potencia Cop«it~. ·
el - 4 70 ..,F x 16V . elutrol!rico C!l _ 41 "F . tVrdlJlKO
ltuUtOf'r. (todo. rk 118W)
la trec:uenc;ia generada eetar* en la banda de alJdo (20 Hz • 20 KHz).
En la salid. del osciIadór tenemos una etapa amplltk:adofa for· meda por tres transistores 811 aooptamlento Dar1lngtoo. E~e drcuito permite excitar con buena potencia un altopertan1e de 4 u 8 oIvns. te· sultando etk:lente para las finalidades del proyecto.
IU - 821 (Kf"U. roJO. ntln'nJ-) R2 - nA: (rojo . rojo. rwrrafljo) R3-100 01m,, (morr6n. Mgro. IJIIIJ
n-ón¡ R4 - 417 (lIm.lrillo. ~wUto. rojo) RS - Ik. (marr-.s,. . nqro. rojo) R6 - 2",2 ( rojo, rojo, t"Wf""d.) V.no..· b.t«rill th 9V. M1fXJ'""k P"'" bo.urf4l . plM:wJ M cfrevito imprno. ..llapa n.nt. tU 8 ohnu, 11."" di!' corttildo _w.,.d/tiO (51 ), frtll!'rrvptor comllÍn (52). d'.fp.-dor ptlr. QJ. Jmnbrl!" . toldMIv,.., ele.
•
El cirClAlo comp&e1o de la alarma se ve en la f¡gura 9.
IIIont ...
Puede hacerse 81 montaie en puente de terminajos. pero elldeaJ es hacerlo en placa de drouíto impreso ya que la alarma debe ocupar e4 menor ltSp3cio posible pata que qu8de camuftada.
En la figura 10 &8& el disellode I aplaca 001 cirCUIto Impreso V la disposición de los oomponeotes.
El transistor de potencia lOS) debe montarse fuera de la placa y debe tener un radiador de calor.
Para oblaner mayOC' volumen,
utilICe un altopartanl9 de buena calidad y de 10 cm por lo menos.
Yera el lector QUe dat'TlO6la colocación de s6kl dos sensores en el diagrama (X 1 V X:r). más nada impide que muchas unidades se ronecten en serie .
Para 91 monlaje de los sensores emplee hilos finos o tiras de papel de aluminio y en ese caso habrá mayor sensibilidad. Esos hílos estim fijadoS a dOs puntos, uno en la parte fija V el ol ro en ta parte móvil de la venll.na, por ejempb, y ro'ledados al ctrcuito. prinopal por medio de hilos comunes de conexión,
Prueba Y UIO Para probar la alarma, una los
hiloS de k>S dos sonsofes, apriete $1 V acciones S2.
Desconectando uno de 105 hikls sensores, con su interrupción la aIafma debe disparar de inmediato emitiendo $omdo. Oospués de un cierto tiempo ot sonido irá disminuyendo gtaduaJmente de intensidad hasta parar_
Una vez activada, para rearmar la alarma se deben rehacer las ronexiones interrumptdas y presionar $1 .
Comprobado el fundonamienlo. puede nacer.>e la tnstalaciOn defi· niwa.
3. CENTRAL DE EFECTOS SONOROS En materia de audiOs V electos
Sonoros, una de las 00$9$ rMs In· teresantes que podemos hacer oon circuitos osciladol'as y comb!narios para producir una modulación de sonidos. Son innurnefable$ 10$ sonidos que podemOs Obtener y que ponn/ten poner en acdón toda la creatividad. Podemos imitar sirenas. pilos ele fábricas, tx>cinas, sonidos especiales , canlos de páfaros, elc.
El circuito que proponemos utiliza tres osciladores unilaterales a..sooados o interdepeodienles entre si. Eso significa que ademá &de los oon1rClle6 normales de frecuencia. modutaci6n y ....aumen. tenemos también el ajuste de profundi· dad de moduladón.
El circuito
EJ principio basico de funcionamiento de nuestro aparato es sim· pie: dos osciladores operando en ba;a frecuencia para modulación y ai ro en una freclJsncia mas alta pa,a el sonido propiamente dlc:ho. según se ve en &a figura 1' .
El oscnadOf principal (0 3) genera una seflal en la frecuenda de audio. Por Influencia de 02 este sonido sera modulado en la frecuenda relatIva a la oombinación de PS. P4, P2 Y C2. Entonces la sei\aI obtenida se modularé nuevamente mediante 0 1 que opera en una frecuencia mas baja que Q2 .
-.. -
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... " .. "
'---- _._-
8 resultado seré un sonido ~bimoduladO" en frecuencia, que podrá proporcionar efoctos sonoros bastante intOfesantes para fiestas o grabaciones..
los lectores interesados podrán e)(perimentar altemando "'5 valores de Cl , C2, y Ca para modIficar el sonido y \05 efectos deseados. Observe que debe elegirse C3 de modo de seleccinar trecuenaas en la banda de audio (20 Hz a 20KHz) y que )os capadtores, &n Otden creciente de valores, son : C3, C2 y el.
la señal modulada parte directamente del emisor de oa y llega a la: entrada de un circuito amplificador
que utiliza como base el uansislor BC337 y su complomentario, GI BC327. De asa manera. nuostra central de efectos sonotOS pennitirá eXCItar, con buEma potencia, un altoparlante de 8_
E! clrcuho completo del aparato se muesulI en la figura 12.
Mont ... En ta ligur8 13 so va el disec"lode
la placa del encuito tmplf~SO y la di5POSk:lón de 105 compooentes
Debido a la slrnplíodad del el(cuito, el montase no ofrece granoos dificultades ni siquiera a kJs menos experimentados_
Debe tenerse cuidado con &a soldadura de los transistores, capacitores y dIOdos, que no podrén in· vertirse ni cambiarse_
Para el altoparlante la única exi· goncia es que la impedancia sea do 8 ohm!. Para mejOr volumen y calidad de sonido recomendamos lasque lienen poI)o menos 10 cm.
Prueba Y U.o
f-I &eno el montaje, 18 prueba det lunoonamiento es muy sencilla : conecte La alimentación, accione S 1 '1 ponga los potenciómefros a vokInI~ , verificando que todos rra· bajen y cómo varian los sonidos.
Haga expeñenda$ para llegar a COf'I()Cef la actuación de lOs con. troles.
LlIta ct. nm: ..... ... S~Ic.{)nt/¡;ct(Jr ... .
QI , 02, Q.1- 2.\"2646 - tron" I~1OfTA unv.. uturo ().f - BCS-f.'J o eqult:olen t~ - tr~nl-5~dor
Q5 - 8C337 - Iranlittor Q6 - 8 C327 - /nmdstur m , fn - l"'''J46 -dkHW.r. C.,Hu.:fl c>r~, ·
o
0..
C J, C4 - JOp.F )( 16v-elu trvll,-e2 - ., ;- /11-" - Cf'rdmit;ó
eJ. CS - lOO ,¡F - l'I'rdmkos C6 - 100 ~F )( 16\' - d«trolttlcv C7 - "70 .... F )( 16\1 - dcc tro/itico R.pI.\l~I rr: ... ( tudo" de lI,sn' ,. RI , R2 , R3 - 470 ohmr (orPUlnllo, " .. il.l 'cl. ,/iarróf¡) R" - l rol; ( ltlDrron, rojo, IJmDrillo )
4. TEMPORIZADOR NueSlrocuaI1O y ultimo proyecto
va a merecer ciertamente la alen· ción de los lectores que buscan un 'Circuito temporizador que reúna un OOSIO bajo y un desempeno satisfactono.
El que proponemos en este anl· OJIo es un timer chICO para intervalos de hasta unos minutos y que sIrve para COI"I9Ctar y descooeclar
SABER EL.ECTAONtCA - N· •
aparatos, molores , lámparas, etc. Analizando las caracteristicas
del c ircuIto podremos evalu81 bien sus po,slblltdades.
Cllracten.Úc ..
Alimentación: 1 2V Consumo de corriente: Inferior a
50 mA Intervalo maxlmo de tiempo : '2
'"
It'í - 11 (ma,.,.Ó,.. Mgro, "*) PI - poleliCl6llWfro tk 2n 1'2 . P6 - rmt~nd6nvfrw el. lGlO4' 1',1 - /J<lfltrw:ió-rtW1tF"O 47k 1''' - poto!~tro rh 33k PS _ pot~tro rh 41c7 V"tio •. ploca tk cirt."'I.Iito ;111"".10, allopdrlonu ele 8 CJUlV, inlóJrnptor común (SI ). fÚumJ,r ..... Lwm p.r,.. /.o., IKI/f'raa6rlldros. MXdaduf"4 , ne.
minu10S 30 segundos Control de carga: mediante ,.....
El Clrcutlo
El dfcuito es simple, formado por dos etapas Que ejercen funciones dist intas: oscilador y Oitpa-
"""". La pnmere etapa tiene pot" baM unosci~unIlMeraJv~
17
..
el circuíto del tiempo anterior, el periodo del osdIado< do ~ Y está dado poi' la relao6n T • A.C.
De esa manera, si elegimos \/8'
lOres convenientemente grandes para el resi$fOI R y el capacitO( C. tendremos un periodo largo, sufl· ciente petA generar pu lsos con in· 1ervalos de ha$1a algunos minutos. L y pot' qué no ulJlizar esos pulsos para hacer de un oscilador simple L.Wl timer para Intervalos cor1os?
Como el lJansistOf unilaleraJ no tiene potencia suficiente para accionar 00 motor o una lémpata, se precisa una etapa adidonal pata ampiticar los putsoa generadOS 'f 105 &PIcara a un relé o SCR. Una ventaja que ofreoo ot rel' es que con él podremos conect31 o desconectar la carga, bastandO para ello
que utilicemos 106 oontactos NA o NF.
Esa etapa adicional oonsis1:e en
CIRCUITOS & INFIlRMACIDHES
TRANSMISOR DE ONDAS CORTAS
un acopiamiento Da,llng1on con doIlranaislores BC 548 o equivalen ....
Este tranarnaor llene un aIcVce de entre 15 y a 50 metro. depeocIiendo dt: " banda (te operación, L. 1 llene 40 esp:rM pera 111 bandada 3.5 MHz, 20 esp6ras para la bMd.I de 7MHl Y 10 espiras pera¡ " banOIIde!o. '''MHz. 8 nUctoo 08 la bobw'\8 es una balTa de fanilo oe 1 cm (te diametro y 5 cm. do latgo El "&mOlo es de 28 A,WG. El capecitor Cv aa UIl IIII'I"Imef común V ta antenI es leloscOpeca de 30 a 8Ocm. de largo. En la modulación klncmoe un trBn&kHmaóor de salida pan!. uan&I!IlOfes con primariO (te 200. 1000 Ohns y el nw;rOtono es un a~
""""" . r-------r----------,r------------------r------~O . 6 0 6 V
.. ",
" ...
" • •• ..
" .., .. ~'"
" -,
En cuno al tiempo de operación, .,..., exctU$ivamenle del potenciómetro P1 y del capaci. tar e1 que podt* tener los valOres sIgu-':
470 ~ para 5 min 30 &eg. 1.000 .,..F para 12 min 30 seg.
El circuito ~o del aparato se ve en la figura 14.
En la figura 15 se muestra el di· sefIo de la paca del circ:;Uto impre· so y la disposición de los comP'> ,..., ....
Le única ObIervac:l6n que debe hacerle lObfe 81 montate le refiere a la IlaYe 51 , HH de 2 po6os Y 2 poIic:ionM, que allnstaAarse no de· be ..". los pok>S invertidos ni en corIOdrcuito.
~.,Ueo
Terminado el montaje, para prober su timer precisarA una LAmpara
de 1,5; 3 O 1 'lV Y su tespectivfl fuente de alimentación.
Haga las conexiones como se muestra en la figura 15, conectando la lámpara entre los puntos 8 y e y la alimentación entre los puntos A y e del CircUItO.
Acdooancto S 1. la lémpara de· berá encendefse deSPués de un dcrto tiempo ajustado en Pl y permanecefl~ asf. En .. caso de que utilicemos los contactos NF del re· lé, la lampara estara encendida inl · cialmente y luego se apagaré. La IIaV8 S2 selecdonart cuál d etos COf'Itactos se utilizará.
Después de haber sido encendida, para ' rearmal" el timar y ponGf· k> nuevamente en condidones de funcionar, se deSCOnecta momentáneamente la llave S1 .
Veri fICando el funcionam4ento, haga la instalación definitiva en una caja y compare los tle~s con un cronómetro. haciendo la es· cala pala el pot9flclOmetro de su timer .
u.t. dllftI..nlln Ql - BC.558 o er/uW4kme - t 1"lIII\
M"" Q2 - !lN2646 - t,-c"rirtor IUtijun .. 'U'-III QJ, Q4 - BC548 o equJI1Gltmte -IrllllIJutoru DI - l N4148 _ diodo tU nlw:WJ el - ClIpocUor ÑctroJitioo de 16V - ( Uf" ,""') K1 - "'C~RC' - nU Mn4Ú'u tk 12\' R 1, R4 - n.rirtln'U tk 470 ""'mi x liS\\' (amarillo, 1lioÚu:, moarnSn) R2 - ru irt,,,. da lk5 x liS", (_ . ,nSn, ~nk. rojo) R3 _ rYÑtor d~ 100 tllmv x 118\4/ (morrórlo, Mgro , INI rnSn) R.5 - nriltar lÚ lA: )( 111M' (It .. . N'6r1, rwgro, rojo) fl - poterldOOlf:tro ,le 1004 51 - 1ua~ HH - 2p(,," x 2pMf
"""', 52 - Illfllf! 1111 - ¡ polo x 2 pon-... Vena. . pl4Cn Ik cí'-CIIUO impruo, aJamb,-" , ClJja l'1li"" rrtqr, ' aje. wiJlf · .Lv,-. , nc.
"
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CIRCUITOS PARA MUSICA ELECTRONICA
pot Newton C. 61ega
Pala los prOY9Ctos de instrumentos musICales electrónicos se necesitan algunos CJfCU/tos bási· cos comunes. Existen diversas posibilidades de uti lización de otros circuitos. depondiendo doI tipo de Instrumentos que 56 proyecte, y principalmente de su grado de refinamiento. Por otra parle, lo que falra a los proyoctistB5 es información sobre tajes circvitos y en algunos casos sobre los componentes Msk:os usados. En este articulo, abordaremos algunos Circuitos comunes y sus aplfC8C1OfI0'S.
Un tipo de at'cuito bask:o imporlante pala proyectar instrumentos musica'EtS eloctrónk:OS es el veo (Vohage COntrolad Oscilatof) uosdiado, controlttdo por tensioo,
En un circuito de este t.po, la
tenSIÓn de entrada controla la freOOencta, como muestra ef gniftco do La ttgura "
Podemos usar un arcuito de os' te tipo para c::ontrolat, 8 partir de trimpots O potenciómetros , dlrecta-
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Fi¡;l/r(, '1
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mente la frecuenoa de la nota mvKal Que se va a genet'a, .
En una aplicación más sencilla, como un instrumento musical de juguete, el veo se puede oonslrui r con uno o dos componentes acti· 'lOS, como muestra la figura 2.
La oonfiguradón mAs eomUn es justamente la QUe em~ el tran· sistor de un solo sentido. como osQladof de reia¡8clOO. Una de las Yentajas de este tipo de circuIto es su inmunklad a las ",anadones de tensón de la luonte, que garantiza la "3fmaQC)O" del inSlnJrJl9Oto, in· d uso cuando decae la tensión de las balerlas Que alImentan 01 aparato.
l il!;tllIlI
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Para aplicaaones más serias, Tenemos un Veo exponencial, en el que se usan llmpllficadores oporaCionales y transistores, como muestra 18: figura 3"
La forma de onda obtenida en este cirO.Hto 8S tnangular, con OOil amplitud t ,2 Vans de pico a pico. lo que COfTOSponde. un tipo bastante usado en música electr6ntca..
En la figuI. 4 tenemos otro circurto de veo, sugenOO por el libro " Electronlc Mvsic GuidebOok"
(Edrtora T AB - USA) que tiene por b9$8 un ampldlcadof operacional y que provee seflales de salida tanto rectanoulares oomo triangulares,
E$te arO.llto lorma parte de un proyecto analizado totalmente en este libro, do lWl sintetiz8dOf de ex· coktnte desempe(lo, El aparato os alimentado con tensión simétrica de , 8 V Y el inlegraoo recomendado es "4 del lM 3900.
Circuito. HpeCI •••
la utiliZaoon oe circuitos integrados que ya ocwltienen oonfiguraciones propias para lOs proyectOS de IMtrumentol musicales electTóllioos es de gtan importancia para 01 prole· SIICII1al. g¡ b.en en nuestro país no es Ik ll obtenef tale$ integradoS. CICi,ren centenares do ellos disponibles de diversas mdustrias que son utilizados principalmente en ~ulDO' prolesionales.
El oonoclmtento de las funcH)nO$ de estos Integrados 9S pues de 1mpor1ancia no SOlo para el técnico ~Ista. SIno también para el reparador '1 el alicionado, el pnITIefO para conocer su funcionamiento cuando los encuentra en el curso de sos laJeas. 'lo/segundo oomo amo ptiaciOn de sus conocimientos,
En este articulO trataremos sobre dos Intograoos en especial.
LM 8372 Generedor de Ritmos
Este integt'ado irlCOl'poICl lOs paIroM:S de generlClÓfl de 8 ntmos. con 6
$8I1das para generador9S de tono Posee ildemAs t~ simples, ehbIos Y tnple:s, y edemas de 8SO un.a salicta para excitación de ISla Iimpa. ra do tiempo.
En la figura 5 tenemos el diagrama equivalente de este integrado.
Las caro\CtO,rsbcas eléctricas Cle esto ifltegt9dQ son: TII\IÓn recomercS.l¡ de ~,aoCtI . 17 V (Ipl N'''' dt Sida H (pIfI J. 7) ~,6V jmn.)
pn 2.16): -1.rN [mIli,)
r,eeutI'OI de CfIX;tl rC .. ): 100 Hz. En la lisJura 6 tonemos un Circuito
de ap6icadón de este generador. Las Iormas de onda de entrada 'f saJkja son mostradas en la flguta 7.
La corriente disponibM; en 01 Pln 9 en el nivel H 8S de -o ,S mA.
LM 3211 OIY'-<w de frecuencl8 de e bits poro ÓfVOnoo __
ES10 Integrado tiene una baJa 1mpedanc:ia de salida. pudief'(k) excitar cargas de 20 k
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En -. .a 8 tenemos el cwcuito interno y La 6spocidOn de loe plnS de este Inlegrado. $u$ principales carac:t8l'tS1k:as son:
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VGG.J3. ·27"1 Vckl ·lldV
NHeI ele erndI l v. -18. ·7,5'1
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BlbMograffe
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Z ) SD" VO ~ucfqr'f Si - Tokio Sn"fIf' Fkcfrlc CIJ, Ud. . • J.p6ft
3} "udk, I ftodJo U.rtdbook - ¡v_no. nol S ~". ¡co "d,u:to,. . rUlJd(J$ Unid", .
DISPOSITIVO ELECTRÓNICO PARA SORTEOS Cm' ~It~ t/i6po,ti, ivn li",,>l11 ,Wldrd ~r"h:fl" "'¡ rrl t'f'W t'"'n: O 11 99 'o'almt'"'" al 0:0 " , Ad,mufl d,.
8t'n.;,. para IOrltw .... [wdtn. qu"",-,uI y líJillf, .. 1 flIH',.",u (/U~ ,1t'.f(·,.ib¡rl'lII06 pu .. r/t' u,,"arte com() juez ~ CllOllltlwr di«v"iófI por I,JI,o dr. Nmjitm ":Jl f'n lo., ""8 ,,//1,./01 oblt'1Iirlo. r/,. otm InfJllf' n •.
El dispositivo que se describe en este anlclAO consta de un S!St&ma contador, capaz de cont8l el número de ciclos prodt.eldo por un oso!ador. Hay una etapa deoodificado,. Y ~ conteo 58 apica a un exhíbtdor en el que aparece la reptese~ 18CtÓf1 6p11ca del nUmero saneado.
Cuando el JUOAdor acciona el interruptor al comienzo del SOf1eo, la h'GCUenCia de la sel\al del osoladof iflk disminuyendo hasta detenerse la oscilación. En "te momento el nUmero obtenido aparecer. en el exhibidor.
El nUmero elevado de CIClos del oscilador permite que los números de O a 99 resulten recorridos aigunas veces antes del sotteo y que las oscilaciones no sean lanlas despu~ de accionar el II'UerruptOr sino que se produzcan unos segundos después. Eso evrta la posI. billdad de ' 'tIampa~.
El circuilO básico sortea números entre O y 99 pero puede ampliarse con lacilidad para sortear númaros t'lasta 999 Y 9999, Par. Slmplificar la eJ(j)licadón general del CIfWrto, creemos conveniente hacer un estudio sobre 10$ conta· dores y decodificadores que se usan. anles de iniciar la descnpo6n del fundonamN!nto del dispoSItivo.
OESCRIPCIOH DE lOS CIRCU~ TOS INTEGRAOOS TTl. I -CONTADORES
Segun sabemos. los ftip- 'Iops son circuitos que dIViden la Ire· coencla de un tren de pulsos de entrada. La salida se volvefa atta: en 01 segondo pulso, la salida sera nuevamonte baja. El Np-nop ~8-
,a conIando de O a 1. Si se asocian diversos tlip-ftops
pueden eonsluirse contadores que contaran has1a el número que se desee: es decir que los "n" pulsos de cIodc; serán introducidos en el cootadof y representar*" el núme' ro "n" en forma binaria o en otro
SABER ELECTAOMCA . ....
código. FII&.se Que los contadores estan formadoS por nip.ftops que funcionan como memorias. esto es , que una vez SOf1eado determt· nado número, el m.smo es Mmemorizado" por los contadores que permanecerán en esa posici6rl hasta Que el Interruptor del dispo5lb'lO se presione para UI'l8 nueva jugada.
Ex isten sistemas i n t~rados
oonladores. tanto en el grupo C· Mos como en el nL. COmo lOS dos tienen el tnlsmo pnnciptode funoonamiento podemos dadr que el CMas es una \'orSl6n mas pertocclonada Que el n lo Es a~ que pe~ sando en los lectores, Que están empezando a proyectar y montar CIrcuitos dlgrtales, optamos por la
.acI O~ ~ ' UlO ~f (l OC: .. o ~C l t U "' 01( 1 • .. Ol} -....... " • "'0 I I 00 . ,,' • ~ • tU l • • "1 .~. " ~
,.i¡:;u ra 1 - J'im de' 7-190
I PINS
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O O O O O 1 O O O 1 2 O O 1 O 3 O O 1 1 4 O 1 O O
• O 1 O 1
6 O 1 1 O 7 O 1 1 1
• 1 O O O 9 1 O O 1
TI/III" rf"r,lml ,ft'{ e l 7-100
Por A ..... nd'. Braga
segunda versión y utilizamos el CirCUIto integrado 7-4.90.
El 7. 90 es un contador btnal10 de .4 bns que trabaja poco en el sentido creciente (up-counter) . Eso Sl9"lficéI que ~ circuito sigue una secuef'lC&a beoaria de 0000 (O) hasta 1001 (9) Y entonces repiCe, corno si fuera un contador de decenas (figura 1).
El conteo en este integrado se hace en la tlanslc>6n negativa de la selIal de entrada., o sea cuandO la tensión pasa del nivel 1 al tWet O en la entrada. Laonttada "O SET', PI" 2, se usa para el recidaje (RESET) del contador. Si se llevara esa entrada a un nivel HI, las salidas del contadof (01 . 02, 04. 08) presentarán el nUmero coro on su forma binana De la mIsma manera, SI llevarnos las entradas "9 SEr a un nlv91lOgico alto, el contador se detendré. en el número 9.
Para mejor compren~ de la lógICa del conteo del 7490. en la rlQura 2 $8 da la tabla verdad de 0518 drcurto tnlegraoo. Como todo inlegrado TTL. debe alimentarse con una tonsjOn de 5V. La frecuencia operativa maxlma os do' OI'den de 18 MHz y la OCKnente que se exige a la fuente es de 32 mA.
2-OECOOIFICADORES Como las señaJe5 de salida de
105 contadores están codificadas 9n bIoatio, no pueden proporciOnar por s. tnlSlna, una lIlOK:aoón dlrec· ta que corresponda a los mimaros de nuestro sistema deomal par(l alimentar en los ekh.bKJores.
Par a transformar los númoros bl' narios en docrmatcs, por ejempto, usamos decodificadores, que lo Que hacen es asociar a cada combinacIÓn de las sel\aJes de entrada (bmario) la presencia de otra ser'lal en determmadas salidas (corres· poncItente al algori1mo en deomaI).
Ex'5ten dl$lintos tipos de decodi· ficadores pero &1 que mAs nos Inle· rosa poi 01 momento es el c¡ue pro-
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Fi, urrJ J .....
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MPKIO fuioo V n true lur .. inltnll2
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pordona una salida de '7 segmen· tos" y e90 se justifica por el hecho de que lOS ellhibidofes más comu· nes MtM formados por 7 diodos emisoras de luz (lEOs) colocados en ooa disposición lal que 10rme la figura correspondiente a un "S" (di· gura 3).
usamos en nuestro dispositivo pata sortear, el drcuito integrado 9368 que consiste de un decodifl· cador BCD para 7 segmentos. En la figura. tenemos lOs pins de este integrado. en el que las entradas 01 . 02. 04 Y 08 reciben los impul. 80S de saUda del eontador y las salidas de O a 9 proporcionan una
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señal deco(j¡ficada. como se 119rl •
ca en la 'Igura 5. Este decodrhca· dor posee una entrada da prueba (Lamp Test) con la que se puede hacer la verrficao6n do lodas las seccIOnes del extnbidol". Al excitar· se esa entrada, se aocenderan todos los segmentos al mismo tiempo.
La entrada ASI (Alpple Slanklng input) inutiliza Io$ooros de lOS em· btdofes; en cuanto a la salida RBO tRipfc Blanklng Output) estructura una lormaclón en cascada entre lIarios decodificadores '1 supnme los ceros a la izquierda de los eIChl· bidores.
11 10 • " " 1 1 O O O O O
O 1 O 1 O O O O , , O ,
1 , , O O O O , 1
O
EL PROYECTO En la Ilgura 6 liemos el diagrama
de bloques del dl5PQsillVO eleC1romeo para sorteos.
El bloque Que COfTcsponde al os· cllador es el "C04'3Zón" del cirCUIto. o sea el dispositIVO para sortear propiamento dICho. la base del 0$' cilador es un circuito integrado 555 en sus configuración estable •
Al accionar la llave $2 estamos potarizando el transistor 01. que a su lIez cargará el capacltorC4, pef'
mítlendo que funeion9 el OSCIlador. A partir del momento en que des· conoctamos S2. el capacilor Cllfll" cla $U descarga y continua enviafldo la alimentación necesaria para la polanzadón dellransislor ; mien· Iras el capacitor so va descafgan. do. la Irecuenca3 del oscilador va disminuyendO hasta llegar a cero; entonces no lenemos pulsos de "clc)d.;;·' para que lunclone el conta· dor". lo QUe significa que el númoro estará sorteado. Con un capacitor de l OO uF. el osciladOr lardara cerc a de 6 segundos olectuar el sortoo .
1""1>1,, , .. "1,,,1 11,,1 e l ~1.'/r..4t
los 1ec1()f9S Interesados podrán cambiar el valor de C4 para modili· car la vekX:ldad de eorrida de k>S numeros O a 99. Cuanto mayor sea el capacitor. menor será la Irecuoo-
da de oscilación y meno$ preciso set'i el recorrido de los números, Además del circuito oscIladof tenemos dos contadOf'e9 decimales: uno para las tirWdacles y otro para las decenas, El primet cirOJito con· tara desde O hasta 9. Entonces en· viará un pulso al 3OgUndo contador Que contará las dec::enas.
Cada circuito contador esta 00-nectado a un decodificador que se encargara de "aceplar" la ser\81 codIficada en binario y transformarla de manera que produzca el oncendido de los segmentos del ext'tibidor formando el nUmero desoado
Observe Que tenemos un contador, un docodi1icador '1 un exhibid· dOr para cada número. Eso signlfl . ca que para ampliar nuestro dispositivo para SOf1eos bastar. repetir las uniones de cada uno de esos conjuntos. De esa manera S8 puede disponer de un numero Indef¡nl· do de n(¡metos, segUn nuestras necesidades. Para la allmentaQÓn det circuito tenemos dos posibílide' des: la primera es utilizar 4 pilas medianas en serie con 2 diodos 1 N 4001 Y la segunda 8$ la luente sugerida en la figura 7. T enieooo en cuent8 Que la duración de las pilas no es muy grande, el uso de la
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11
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fuente de alimentación le proporcionará una economia significa· tiva.
MONTAJE El circuito compl8l0 del dispositi·
VO electrónico para sorteos aparece en la figura 8.
En la figura 9 se ve el diseno de la placa del circuito Impreso y la disposIción de los componentes_
LISTA DE MATERIALES
Cl ,2 - Circuito mtegrdM TD80555 e l .J , CJ.4 - 9J68 - d ra,¡ta 1""" groJo TTL - iUooJiflCmWr e l 5, CI .6 - i4 !ilO - rirarito Irm¡.:rado 71'L QJ - BC.'i58 Q «/f.f/oollllt: - Iralt,uIOl' P.\'P 'L V - Ud (~lIi ... n s ' . DS.1 - duplatl, F.YDSOO eJ - 100 ",F x 16'1' - CopaclJor ..l« t ro/{uco (;4 - 2.2 ",F )( 16V - u pQCitOf' el« tro/itlCO CS - 100 nI- _ CtJpadtor et: rdmicIJ
Herbrorl'1I ( r,xi,,~ J, I18\V), lB - lK.5 ImmTlffl , e.rae, rojo) R2 - .f7K, (lJ tllll rilllJ , ,ñokra , IWI
rot¡jO) RJ - 1M (marrotl , Mero, I~nk)
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Ademásde las precauciones bé· sIcas '1 convenclonaJes de un montaJe, recomendamos el uso de zoca)es para 106 circuitos integrados y para ~ exhibidores, teniendo pt'nente la deicaden de sus componentes respectoda la soldadura ,
Basta 8~a, el montaje CO'l
atend6n '1 el Circuito no le produciri ninguna dificultad de funoona· mief'l lo,
H4 - 120R (1tI.Ilrr6n. rojo, lnamS ... j R.S - 8K2 Ü:rlJ, rojo. ro;.J) R6 - 1001\ (mot'I'Ó ... , Mgni. amorillo) 1I111I!riDl,H1ro ro f UC ... tfl (opdorwl): CI .2 - Circuito inltgroM ~ ;805 0 1, V2 - 1N 4fK'I7 - diodOl r",e l/jI cad,Wfr3 de fl}/do
C 1 - UXXJ tú"' x 2SV - c.apaci'Of' t;kctroNtico C2 - 100 J - CflJXl(;itor et:rdmico TI - trallJfonrwcWr ron prlmd fio 1l0l220VvHcurw/4.wJ,¡ 9 + 9V x lA fl - fUliblc tk 2.-\ 5 1 - Interruptor nm"le (PQrQ kJ fu~ ... '~ )
S2 - ILn:< JIJI - 2 poÚu x 2 poIi_ .. Vano..; piDeS Ik r./reuito impuro. :..ck:alo.r JHlro Cb , cilitmJHU , c4,ja po' ra In(JtltqJ., ,tc"
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J. T .electrónlca
ALARMA ELECTRONICA
TEMPORIZADA "SONORA"
CaUtornla :1855 - CAP. "'D. TII :1,-0:1 ..
FUENTE DE 0-15V x 1A CON CONTROL DE TENSION POR TOQUE
Por New10n c. Braga
lA ekt;CKÜtjlflll rUM'eJtCw de entrada cit· lO! ampli[íCtldQrt:. OfJ<tranonafl'k nm 1'1: 1' de la ."r1e rW70 tle rUt~ lnlfr'UJfMNlI. pe,.".íl t: (" ,. .. afi:.ar in r¡ dI'! IJroyectOJ in'ae.¡anlr-I ClmlO b It': 'UUI fUt'",e de alint4l'ft1adó" que no U.JO ,Klte1~--ió'nP r rol u otro. dupo .. itu'<Jl paro r-I ("(minA (/" lu te'l4iú" JI " en NJ".bio d foque dr. . u. d.rd". f. n .""«Irl"". Sr ulan c/oa .Jf'JUor eif. uno P"r"U m l,,"r ti el olm ,,arcl/mjada tert.tión n.acfa.nltt: JW.1ta d lIilyl qur u.Jtf!d "en:e 1m la ""litio.
Sm polenciómetros de oontrol en ia salida. esta IU&flte mantiene su lensión en función de la carga de un cap8CttOf, Como I1 corriente que el amplitK:8dor operacional con FET exige, para lomar esta lanslón de referencia, es elftremadamenle baja. pues, su resislencia de entrada es de 10" ohms. el ca· pacitor se mantiene poi' horas con la misma tensión que es fijooa por 01 toque de sus dedO&..
Se ITata de una tuente evidenlemente experimental. pues, para afmerl1ar circuitos en qua so eXige gran estabilidad de tensión, el SlS
lema no sirve. Usando un translormador de
12V )( , A podemos oblener lensiones de salida de poco más de l 2V, pero nada Imp ide segUir usando un translormador de 1 SV y hasta lnduso de 2011 para obtener una lenStón mayor de salida en el limite. El integrado CAJ140 puede usarse, también, en esta versión, pues. se trata de un amplificador operacionaJ con FET en la entrada (figura 1).
El clrcuho
la Idea basica es SImple : un operacional conlrO&ando ta 1ensj()n ó9 salida vla dOS transistores, uno do los cuajes es de potenda.
En este caso. sin ambargo. corro e! amplificar operacional tiene una e1evad isi'na resistencia de entrada, podemos usar para la relerenda, no un diodo zener como.se hace normalmente. a.no un capacitar cargado con la tensión que se
SABER El.f:CTltOfrttCA .... 4
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desea en la salida. la elevadlSlma resislencia de enlrada d&I opera· CJOnaJ Imptde que la carga del ca· pacitor dismmuyó. alterando 4$1 en periodos cortos la tensión de $8-
' da . l o Que ocurre normahlentees la
perdida de esta carga por fugas o por la propia resistencia del aire. pero eso lleva mucho tiempo para ocasionar preocupación. la preocupación mayor es la elecdÓll del C2 que debe ser obligatonamente de poliéster (de buena calidad). con valores entro 2.2 ... f y S.6 ... F.
En el pfOtotrto usamos un capa· ator de 5,6~F que manlJene la carga por largos intervalos de 'iempo, SIfI atleración sensible de la tens.6n de salida...
Para cargar y descargar el capaCitar con la tensión de relerancia (deseMa en la salida) usamos el proceso del toque . Tenemos entonces dos sensores conectados a resl$tores do I MS, lo que permite una elCcursión de mlnuno a máxJ· mo y viceversa. de! orden de 10 segundos.
Tocando en X, .Ia comente car· ga al capacitor, e~vando asi lo! ten·
sión de referencia. Tocando en X2 ocurre la descarga
El Interruptor 52 de proslón es optativo. pudiondo ser usado para descargar et capacitor C2 cuando desconectamos la fuente. garanti· zando asi Que. cuando la misma es coneclada de nuevo la lensíón pat. 13 do cero en la salida.
Ellransislor a 1 es un sensor de tensión que realimenla el inlegradO, proveyendO as! la polalizaciOrl para la salida
Entro lOS puntos A y S, que corresponden 8 la salida. podemos conectar tres tipos de indicadores.
' V-TL.L J--,-__ r-__ O ' ~"'"'r'
t'igllrn ~ - Coujigur(ldallefl l1«r(l ~I ("(JAuión d,. j,,"~I rume,¡''''' como r:oI,i,JU!' rmtr ePI la lIalidn d, la f"Utmt~
El mas sirT1J1e conSIste en un in· dlcador de hierro mOvil, de C06to bajo, con escala de O-1 5 o más. confonne al tipo de transfOfmadof usado. Recordamos. SKI embargo, QUe es1e tipo de indicador no es muy preciso, pero posee bato 005' lo en relación a lOs demAs.
Otra posibilidad consiste en canectal un mulrlmetro en la escala de tensiones OC para monitorizar la salida de tensión, pero en este caso quedará ocupado Imposlblli. tando otro tipo do aplicaaón slmul· tanea_
"
•
FnaJmente, tenemos la posibilidad de conectar un VU-metro de ~ o inclu.o de 1 mA, con una 8IICIIIa previamente Pf¶da para medir la tensión de salida.
Se debe usar lMl trlm-pot de Rjuste. como muestra la figura 2-
Hacaf el aJustadel lrirn-pot resulta récil. En la salida dé la fuente conecte. también . el mutUmetro en la escala OC-YOns que pennrte leer la tensión máxima
Ajuste la fuente para la tensión máxima. y. al mismo tiempo. el trim-pot pala que el VU vaya hasta .. fin de la escala. Vea 8 cuánto oorresponOe esta indicadOn en ej propio muttlmetro. anotandO el valor en el VU.
Después basta dividir en panes Iguales la escala. anotando los valores cotrespondientes.
~
EJ diagrama completo de la tuente con comr04 pot' toque aparoco en la figuro 3.
Podemos realizar la parte básica del proyecto en una placa de circulto impre50, corno muestra la figura 4.
Para el circuito integrado pod&mos usar un zócalo y para el Q2 se debe emptear un buen disipador do calor.
el debe t808f U08 tensión de operac16n. pof lo menos 100 "mayor que la tensión del transformador u5Cldo_ Sugerimos 2200p.F )C UN pral'a transfoonadores de l2V y 2.200JlF )( 35V para un translormador de lSV.
Los sensores pueden ser fijados en el propio panel da la fuente , hatMendo diversas posibilidades para
"'0. Sugerimo s la configuración
l'nOIG'ada en la figura 5, consislollte en" tomllos de bronce. que proporcIorw'I buen contacto al toque.
Otra ~Ildad consiste en el ueo de un ptane4 de circuito impre· .o. c:oubme Id dlseflo.
En el diagtama no Incluimos un LEO par. monitorización, pero puede empllarse. recon:landO que debe .. r conectado Inmediata".,.. deIpu6s del 01 en set1e con un""'" de 1k5.
El res.k)( FW debe ser de alambre con por lo menos 1 watt de diIIpaci6n Y C3 puede tener una ... _ de trabOlo de 25V.
Loe resistores son IOdos de 1/8 Ó
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1/4W. eICoepto R4, como ya explicamos.
PruebI; y u.a
Para la prueba el ptocedimiento es sjmple. Conecte 18 alimentación, acciooando 51 .
Contecte un multfmec.ro o vonlmelro en la salida. SI no 10 tuviera ya Incorporado.
Toque Inicialmente en el sensor Xl . La tensión de salióadebe sub., lentamente hasta alca,nUlr el máJurno. Tocando en X2 la tenSIÓn debo caer. El ascenso o descenso debe parar inmediatamen te cuando dejarnos de tocar kJ6 sensores. Si
la tensión cae después QUE! dejamos de tocar los sensores. es $et\aI que el capacitor C2 presenta fugas y debe ser susbtudo.
Para usar la fuente tenga on cuenta la polariClad dO salida y prinClpalmento lOs limites de OQfrienle. No conecte cargas que consuman mas que 10 pr8W!to.
Para usar la fuente tenga en ruenta la poIatldad de salida y prind pa lmente los limites de corriente.
Cuando conecte aparatos &lectr6nicos en la salida. proceda slempie del sJguiente modo: ajuste .nt .... tensión pala después EKlCionar el aparato alimentado y nunca lo contrario.
e l -I - TUJ?l _ TlIJ81 o eAJI40 -QmpliftcGdor operorionaI ron FET (TuOl o ~~jr.HJUr¡t,) DI , 1)2 - 1,\'4002 , lN400J o lN~OOI _ diodo. tk t(/ido
Q1 - BC!U8 o ,qukGlntu - Irfln ·
rutor NP." df ~ gemraJ Q2 - T"31 Q el/lln¡aJ8 Pl t~ - Irtlll
rutar ""P." tU patencúl TI _ tran.lfor'rl14lÜJl'" .k 12.;.. /2V 6 1.5 + 15 .... x lA - ,Jd,rvll;(' ck ~f'tÚ) COn 14 red locol
FE - lA - f"~ibl~ SI - lnt~rn'flf.>t- .impúo S2 - 'fltffr'Vplor tU ,¡~ ) 1, ) 2 - oonW'.l rojo l' .~,r() (at.·
ÚJdt») -'1 1 - ~r leno (r.oltfmetro) e l - 2.200 ~ )( 25 6 J5V - C47)Qd lor tlecfro/ll~o ("2 - 2.2 11 5 ,6 Il-F _ 1'"4paci1.or lÚ
,K.!iihfrr ' (:.t I' /tu-,.,! <:'1 _ 100 !l F x lSV - c"pdcitü" clutmli,in.
Cnu:u1TOS & INFOIIMACIONES
CONVEASOA TENSlONlFRECUENCIA
Xl. n - M~' (on- taro) Rl , R2 - lMS x 1J8W - nrirtor (merr6n , 1.'fftU, Wira.) RJ-4J:7 )( 1I8W - rt'.wiIfor (a_. riJJo, u'ofaa, "ojo) R.f - Q,47Mrn.r x lW-n.ri6lorde ulambrr. "lino.: Cfljt! pclfll' monf{Jje. cab~ de alimen/llci6n, pllJCG <k cff't1'Uo 1m-,¡f"t".JO, rJo"J,ref , IO'pOrl~ pero /tui. bU, dUfpo~ tk caJq,. pant Q2, .". d4J1lf"t~ , d c .
Variacionas de tensión se pueden COt'NCftIr I)fl vanaCJOflB$ de frecuencia de salida. PI ea el a¡j1J81e de torISibilidad Y pu'lfO de fundonamiento. P2 8-lUSto la gama de variación de IIecuencias. la frecuenci. centr'III de operación del citcullo es determina4a por el capacitor el cuyo v/llof Poode estar enlre 22nF y I ... F.
las satdas tienen doe formas de oncias ~bl8S. dBbréndo~ USAr !..w'I .mpificadot pera e.xdtat un ~rI""
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E$te circuito produce e4 ruido CkI una ametraÜftd0r8 cu'Ya v(tlocidad e intenYd8d!)(Wl comrolado& en P t . El vaklr de RI lambiénpuede ser all.rado prara ~C3r el IntorvalO entre loa pulsos 'Y su Intensidad. Est. componen1. ,!lIn ombargo . no debe "' foducido.
SABER ELECTAONCA • N"' ..
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RADIO-AM PLI FICADOR INTEGRADO llo.r" uno ; etilo ea W mejor definición ¡I,. tr1.lr. pruyecto qlu~ rl'Ú'l t' t'n un oirr ll ito llIla cxec1cntl! radio d .. ,\.\f IJ un Ilrn,'¡ificador 1/,. prll(' /x¡ pm'lJ k1.I /tU!lIiJll(l . S" trala lle 1m nM.mlujr. n ¡K'dalmeJlll' ¡nl/icurlu p',ra el I.ifN:io nado (lue tll'U'lJ '('na (m(1 radio ,Ir bu,,",," rll /ido fl U' (11 PII i~nI(j twrnJK.I. un arnplifu:rullJr para rf'ali:.a r " n u' ''flJi dI? ,(lINfa /orin. wdo ('iJU ¡ 'mi poca im:cniólI , ,.¡II mur ho I ra/Jujo !l l'On mlll 'llo ff'IId¡", ¡,.III t).
En el laboralorio del 8Kperimentador '1 del técnico se nocesitan dos aparatos Importantes e 1m· preSCindibles; una radloy un ampllflcadQ( da prueba .
La radio sirve para su distracción, para probar pequeños transmiSOfes, y el amplificador para PfObar los transductores, osciladores y olrOS aparatos
t, POf Qué no tener lOs dos aparatos en uno solo, 8conomizandc componentes y teNencia mayor laciJidad para hacer1o?
El proyecto d eun rooiOamplitlCador integrado, oom el de$crtp!O. t iene tantos atractivos que seguramonte lo entusiasmarán
El primero es 91 uso de un solo integrado que. además de simplifl' car el montaje . brinda una radio sensible por $U alla amplllicaclÓn. De hecho, jX)demos deor que el sonido que se obtiene es de alla fidelidad. Usando sók> un buen altopar1ante y una caja de acusllca razonable.
El segundo es que se necesitan ajustes crlticos como en Las radtos "profesionales~.
Todo lo Que extge el montaje ef poder hacer los drcurtos impresos
Ca ... eterí.t~.
Tensión de alimentacIÓn: 6 V (4 pilas ctucas o bal9ffa)
Potencia de salida. 1 watt Impedancia de entrada: l00K Banda do slnton la (ractio) : 550 a
1600 KHz
Cómo fundona
la base de esto circuil0 es el integradO TBA8205 Que consiste en un amplificador de audIO Que puede funcionar con tensIOnes en· tre 3 'f t6V. Con una tensión de alimentación de 9V obtenemos una polencla de 1.6 Watts.
l a intenSIdad de la oorriente es de apenas 4 mA Y se oncuentra en el sopone Oll de 14 pins.
En nuestro proyecto optamO! por una atml€lntadón de 6V porque esta tensión se obtiene fáci lmente de 4 pilas comune s,/ proporciona una p01encia mas quo suficiente par ala finalidad Que nos propo. nemos.
Para tener un sonido de buena ca1idad , el alloparlantedebe sarde 10 cm x 8 ohms, por lo menos.
En la enlTada se coloca un potenciómetro para controlar el volumen
Tenemos doS tipos de sona/es para trabajar: para el amplificador, la seilaJ viene de afuera vla el jack y puede ser de fuentes de Impo· danoa alta como micrófonos. cápsulas , osciladores, organos. etc.
Para la rooio, la seMI llegada un C:&rcui to simple para ondM medias. En este circuito. un capacitor efectúa la sintonfa de las estaciones después de Iogra.r la deleca6n d ..
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1-recta mochante un diodo de ger· mamo.
la sensibilidad del ampllllcadOl garantiza que con esta configura· aoo simple y con un chicote por toda antena, pueden sintonizarse con fa cilidad las estaciones locaJes
l a se6ecllVldad y la s8n!ubllldad. en lOs casos do las omlsoras más déDlles. doponden do dos factores: la bobina y la anlena extema.
Para las estaciones mAs débiles fe<X)(Tlendamos una anleoa exter· na como la Que se muostra en la hgUf8 1. fTlIenlJas Que para s estaCIones locales bastará un pedazo do alambfe.
l a bobina inlluye en la separa· ción de las estaCiones y tal'T"'lblén en
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la sensibilidad. Podemos Jugar coo los dos factores mediante una llave conmutadora. según la situación de cada localidad en Que opere la raok>.
Si ook>camos la llave 52 en la posición externa de la bobina 1000-mas menor se~ad y mayor sensibílidad: en la posición media (2) len&rT'I05 mayor selectMdad y menor semlbllidad. I
Del mismo modo. tenemos dos puntos para conectar la antena; el que se elIja depende de las COndloones locales.
-Jo En la figura 2 vemos 81 diagrama
completo del aparato. Como 68 usa un circuito integra
do, la mejor lécnlca para el montaje es la que usa la placa del circuIto impreso que se muestra en la flgu· ra 3.
Después de haber preparado la placa con el drcuito Impreso, elléClor deberé. lomar las ptecaudones siguientes en el monlaje y la obtención de los oomponentes:
a) Observe la posición del circuito Inl99'OOO. Vea que hay una marca para kMntlflcar la poslci6rl de( punto 1. Puede usarse un zócalo para este inlegrado pues eso evita
el exceso de calor en el momento de la soldadura.
b) La bobina lt debe enrollaria el mismo armador sobre una varina de lanita de 1 cm de diámetro &prOxlmadamente y de 10 a 30 cm de longitud. El hilo puede ser el b9m1-zado 26 6 28 ; si no se dispone de ese hilo puede usarse el común fino revestido de plAstico. Primero
" se enrollruán 40 espiras y después otras 60 como muestra la "gUIa 4 .
.. .... " ... .. .... " ..
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Para lijar los extremos de los hi-" los puede usarse tela adhesiva romiln. dnta aisladofa o cinta de papel autoadhesiva. Ngunas golas de vela fundida ayudar." a mantanerfirmes las espiras do la bobina.
ct El diodo 01 puedGseref lN60 o cualquiera equivruente de germanto oomo el 1 N34, elC ... Observe las polaridades en la banda.
dI El potoociómefo P1 puede ser do 47K o de 1001<. Si se desea puede usarse una llave que haraLas veces de S, . Es importante observar el otden de unión de los hlk)s Y usar cable blindaOo para Que no capten zumbidos.
e) El capacitor variableCV es del tipo usado en las radiOs AM, pot' eso el 1ect0f puede elegir una mtniatura de plUtlco o uno grande como los de las radios antiguas (apro ... echando chatarra). Los puntos de urv6n se muestran en lA figura 5.
1} Los resistores son lodos de 1.'8 W o 114 W y los capac::itOfes más chiCOS son ceramloos o de poIles-19f. P3I3 100 nF 50 puode leoet' una marcacIÓn 1()4.
g) Los capaci10res e-Iectrol iticos :1eben tener una te~ión minima de trabajo de 6V y para el montajti debemos observar las polari dades.
h) Para Que el sontdo sea de la mejor calidad. el altoparlante debe ser de 8 onms y por 10 menos de 10 cm. Los altoparlantes mas graneles responden me;or a los sonidos graves y Il80en mayor rendlfT'liento en toda la banda y mejor sonido.
1) El JaQue de entrada J 1 puede ser dei tipo RCA o ele audifono P2. Un cabkl con pinzas cocodrilo como muestra la figura 6 puede prepararse para facilitar ~ uso del amplilicaclor de prueba_
El cable debe sor blindado "i te-
51
..
ner una lOngitud entre 80 cm y 1,5 m.
J) La llave 53 es det tipo de 1 po6O x dos posiciones. Una llave 2 x 2 puede usarse manteniendo desconectados 3 de sus terminales.
1) Para terminar, tenemos lOs terminales de la antena, el interruptor general y el sopotte pata 4 pilas cf'licas Que 88 fijará a la ca;a poi' medio de agarraderas.
LA placa del circuito impreso se niara a la caja por medio de lomillos oon separadores aislantes. Para este montaje no se acooaeta US81 una caja met41ica.
~yUeo
Basta colocar las pilas en el soporte y unir en Al o 112 la antena Que puede ser externa, o un alambr. de 2 Ó 3 metros.
Conecte 5 1, coloque S3 en la posición 1 (radio) y ajuste slmulté· neemente PI y CV para r90bir a1-guna estación de radio.
Conecte después un cable de prueba en JI y ponga la llave en ... posición.
Ponga los dedos en la pinza de entrada.. Debe oirM un ruido en 11 alto parhlnte lo que indica que 11 amplificador funclona bien.
Par. Usaf et aparato tenga en cvema que hay que colocar 53 en la posición correspondiente. la llave 52 sirve para determinar el mejOr modo de escuchar las esta· ciones Ioca)es.
Al aplicar una sefaa! de entrada, tenga presente la sensiblidad del circuíto. SI.x ...... distorsión puade deberse a una seflal demasiado intensa. Un nivel de sella! débil produce un sonido bajO en el altopartante .
Obs.: en 9t caso de localidades de recepción diffcil . tarrbién se necesita 1m. conexión a tierra hecha con ~ objeto metj¡lico en contacto con el suekI, un eafto de agua o pok) neutro de la red de aJimentadOn En este último cuo se aconseja usar como aiSladOr un caprcitof de I O nF x 2SOV .
L I ~t. d. "'.'.rl.'" e l - l - TR .... 620S _ ,.;,.. ... i lo ¡"'<' ",Jo nI - 11\',14 6 1,\ '60 - diodo ík Stof _nlo
U - bobf"W Ik QPlrflrwl ( (; (J'r t f'rt <J .1
C V -Cflpacltor oonoblll ( rxr ' n l f1 ' rn - /O cm x 11 cJ,m.rt altOJJlJflan ' lI PI _ 017' 11 latM. - I kJ ' ffllióoUt'tfO
cmUtÓn ron o lÍn 11111.11' I SI I SI - intrrn4ptC1f' m"pk S2. 53 - 1 polo )( j pmic ... ,..,., 81 - 6V - ., ptlu prqut';'u
JI - jod He .... Á.l . _u - ur'fNNdu tk tJ1I ' AAtI 11.1 - 18011 )( 118"' - ft.f,,'('r :mn·
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Curso rápido Los biestables (Uflip-flops") en la electrónica El "FlIP-FlQP" BáSICO
El '"1I1p-ftop- tipo o puede ser obtenido, a Partir dol circuito básico del '''flip-flop'' A -S con cadeoclsdOl , sin el inconvenionte de la indeterminación presentada pot este ultimo. como tuvimos oponunldad de lIenflcar .
Pues pien. consideremos el circullo de la figura 2a ~ver publicación anterior ) - circurto de un .. tl ip-fIoo'· R -$ . T. Interconectemos entre si las entradas R V S de este circuito a Iravésde un drcullo de negacIÓn (ClrCU¡,O NO) obteniendo otro " ftip.flop" de dos entradas, Que deSfg naramos O y T, como muestra La figura 37
p4-<lO oo--L-!.-C..r-1---'
":iK."," :17 - Cinll¡to IHi.I ;eu (le 1m -f1iJ )+f1o,," ti"" 1)
No .. : aigunos autOl'BS utilizan la designaoón CLK o incluso CK. onunda de la OlCpr8SIÓn "clock- (reloj. ca· denciador, etc.) en sUStituCIón oe la letra T adoptada aquí pata esa entrada del FF tipo D. Nosotros. en parti· cular, también somos adeptos a esa slmbok>g la. y si no la adoptamos es para que el lector lenga facilitada la lareaal hacercorrespondenaa entre el' flip-Uop " A·S· T y ef "lIip·ftopM D.
¿ConsegUIremos eYitat el estado indeterminado. que ya recordamos rna.s 3n"Íba, en este nuevo CirCUito? Vea· mos el estado ¡ndetenn!naoo correspondf3 a A - S -1 para eI "flip-lIop" R·S·T baslCO presentado en la figura 28; por otro lado, obselVando el circuito de la figura 37 , podemos escribtr A '" S, o. para decirlO de Olro modo, la entrada R es complementaria de la entrada S , tentendo asl: A .. O cuando S - " y A ", I cuando S O, ¡no pudiendo darse nunca la condk:;()n A :c S "" l que carac, teriza la mencionada iodolOnTllnaOOnI
la tabla Véfdad para el ' 'f1ip-llop'' O es simple de obtener a partir de la tabla verdad oKpandida del " Ihp ' Hop" A-S. T (ver pubbcaciOn anterior), 00 hacho, dadc que en e( "flip-flop" D se llene A ", S, no pueden eKisth las Stluaciones en que A = S habeeodo por lo tanto ~UE eKcIuir' lales siluaciones de la referida labia funcional
SABER ELECTRONtCA • N"'.
del FF R-S con cadenciadol'. Además de eslO, ahofa hay una únICa entrada O - $ ; entonces tenemos la tabla verdad del "flip-fIop" O que set. Ifldicada abajo.
ENTRADA SALIDAS
" tn • I
O Q ¡; Q Q
O I O I O
1 O O 1
O I I O I
I O 1 O
T • 1
o resumidamente:
O Q a
O O
O
T = 1
A prln')tlfa vista. las labias QUe anteceden mlJ&St~an Que el 9$1000 I6gicode la salida A , de$pués desumiru, Itarse el pulSO D (tiempo '. ,). es Igual al estado lógico 00 ta entrada O (se dice que la salida a ·-copia~ el estado 100ico de la entrada O, mientras que la saItida O .copm" su oomplemento). lo QUe nos resta saber. de Qué lorma el biestable transfiere el nivel de la entrada D. entrada de datOS ("data inpul" en Ing&és) a la salida.
Note que las puertas 100icas Pt y P3 (figura 3n son simuháneamenle comandadas por la sel\aJ cadencia· dofa aplicada a ta ontrada T, de lorma que se puede abnr ' ("enable" ) o cerrar ("desat*") ambos ~gat_"
por Uf'Ia rTIISma señal. Para que las puertas permitan el pasaje de las seflaJes A y $ . es necesario que la sellal rolOtesté a nfVell , y ahí, el " Ihp-flop" proplarnenledtcho reahzara Su lunción de aruerdo con las sel\ales sumí· nislradas en la enlrada de dalos D. ..
..
Iniaalmenle supondremos que el Cltcurto se encuen Ira en la S'9wenle condiCIÓn .
Q = O. 0 - 1 y 0 - T - O) ; está claro que Al - SI - 1. Aplicando el rlfvoll a la entrada de datos . no so modili· can lOs estados de salida, pues PI 'J P3 se encuentran corríllSas po, el nr.-el O presente en T: nolarque también se tiene Al =: 51 - 1 Hagamos Que la entrada T lambfén asuma 91 estado 1. Inmediatamente tendr&mos. Al 1. porque A :: () :E O Y $ 1 - O, pues S =: O
T I : con estos valores IógKXlS el '111p-fiop cruzado. compuesto por las puer1as lógICaS P2 Y P4 se ve obI.gado a corwnutsr (O - 1 Y O - O'J solo relomar.1 a su estado inicial cuando 01 nIVel del punto Al tuera igual a 0, pero esto sOlo ocurre en el mome-nlO en quo A = T - 1. oJoquo osLa mlsmaoosa, cuanclo O :: OyT "" 1,0 sea: cuando en la entrada D tenemos 01 . bff' O Y hacemos que la entrada cader'ICladora (entrada T) asuma pOI' un breve Instante el estado I
POI el diagrama de fases presentado en la IIgura 3B tenemos una Idea del componamienlo dol "Ulp-flop ' en pauta. 00 am se eX1faen las stgul9ntos conctusiones respecto del FF tipo O (figura 37) :
• el dato de entrada es transferido a la sahda cuando la señal de relOJ realiza La transición O para 1, pulSOS(1)y Zl
• para el pulso®de la ennada T. la salída O también "COPIa" el nivol de entrada , comoesO. tenemos :O C O y, evidentemente , O .. 1: observe Que el pulso(QÍno altera el estado de las salidas ya Que el "bit" O habla sido anteOOfmcnto lIanslerido a O a través dol pulsoC&!
• en cuanto a los pul50S~ rotIel diagrama IcnefTl(lS Qua considerar lo siguiente: en al mdo da oste Ultimo ~ "fkp-flop" transfirió para el salida Q el n .... el de la entrada O, y como esta era O y O ya so eocontrab.:t en esa condición, no hubieron cambios en los estados de salida ; pero luego la enllada O QuedÓ igual a 1 (pul50~ y como la Infofmaci6n de transferenoa so mantenía presente (pulso Ki}, la salida O se vio obItgada a copiar el nivel aplicado en 0 , en 91 caso 1 - el pulSO (i) de cadencia tampoco atlera k>s niveles de las salidas del ()tculto , esto poI'quc el " 1I'p-flop" .,.a habia llanslcfloo para su " ¡nlenor'· el dato de la entrada "
• con el pulso @ damos nue ... a " OI'oon " para que el circuito '·cople" 811'111/91 de la entrada. en este caso O y. asi. la satida O se ve oblig8ldil a asumir esl~ n!Ve1 y .
evldentemento. tendremos O O " su complemento ; • para 01 pulso (.J)de cadencia. un poco más ·· Iargo~
que lOS anteriores, el circuito se ... eré durante la pre-sQfl cla do ese pulso, ~igadO a uanslOfir a su salida O lodas las inlormaciones QUe se hicieritn presentes en las entradas de datos,
• finalmente , las informaciones®y®cn la entrada O no son . captadas'· en Q debido a la ausencia de la "orden ' de transferencia pa.a 01 Cl lCUllo ;
El slmbolo 9ra,,('.o para el '"ftIP·floo " tipo O puede aprecaarse en la ligur a 39: hay Que notar que la enfrada T fue $UsbtUlda a proposno por la SlmlJolog ia C K (CkX:k . retoj. cadenera. ele )
0----1 ' ,1--0
o _ -<>
Fil"ffJ 3Q S'''I /W I/. 'J:J/1 urilt,.ud" I'JTfl f" ,"'''~;>' l tor el ("In m tu tlt' 1111 ,..,. lipo f)
En t<J, implemenlaclon del • fllp-Uop " O baSHXI repre· sentado en la fIQUI'8 37 se puede ahorrar ct circuito de negación. baslando para eso Inl8fcone<:tar drrectamer:le la salida SI a ta entrada R lal romo muestra el Clrcullo de la figura 40, Dejamos a cargo de4 lectOf , oomo eiercicio. comprOb.1r Que eslecucurto 9S 9Qurva· lente al de la Ilgura 37.
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,
•
En la fígura 41 aparece o tro cirCUito " f lip.flop" O bAsi· 00: la diferencia fundamental con el presentado en la figura 37 es el FF cruzado que. en esto último caso. se utiliza de operadores NOR, obtigando, por Jo lanto. a emplear " gales" en sust it ución de los operadores NANO de enlrada. Queda a cargo del lector rOl taloa óe mostrar que esto o rcuito 85 equivalente al de al IIgura 37.
o,3~J-L~' FiJ!u nl 4 1 - Ofro cur rocirl' lI ifu d(' 8 11 n ' li,XI O
iAunque el " " Ip-flOp" O mostrado en la l igura 42 sea IlÚIS complicado que los anlerlores . su fu ncionamlenlc es similar a los mismos!
o
':i~1U 1I 42 - Cin '"it(, ,/" "" Ff' li,m IJ iI/" ' l1lihl(' 11I ¡}orclr (".~rllt/" " ,I' ) d., 111 w .. iu,,¡ ti" ('ntl,." d l' -f''' f rml ll eJ\
La d Jlereocla básica 80tre eslO CI/CUlto y lOs antenofes esta relacionada con una nueva 10rma OC utll1zar las senaJes aplicadas en la en trada T ( "T099Ie mpur .
'Trlgger~ , "ClOck input", o "Comand Inpul . en Ing~) . Como ya so drjO, los clrcuilos anlorlOres son senS<lblas al flanco ascenoenle do la seMI do relo!, pel O no Unlca·
mente: basta que esta senaJ esté en nivel l pata que $()
veliflque la translerencia do datos, como bien muestran los di8Q!'amas en fase de la 1'9uta 38 a través de los pulSos<3l~ 6l Si estuvieramos Interesados en un FF ~po O cuyo "brt" de enllada es trans1erido a una salida a. cuando unlCamente se verifica una IranslClOn ascendente de nivel lógico de la seMI del cadenci3ÓOf , tendremos que utilizar este otro circuito. A deCir 'lerda(!, los CIrcuitos ptocedentos también pueden sel prechspues· lOS pala esta condlQOn, desde que se incorpore a la entrada T . O CK, una red diferenciadora adecuada.
SABER ELECTAClfrtICA - ". •
Sucede que la IfflplementaclOn de esas redes, en térmi · nos da circuitos Integrados. no es muy recomendable. debtdo a la dificultad de obtener capacitores de capacitancia relativamente etevada en la microelectrónica : de allí la preferencia por este ultimo circuito que es más lacd da Implementar.
En ~ o rcuilo de la figura 42 inmediata mento consla· tamos In Clesencia de Ires "flip- llops" , def tipo cruzadO, Interconectados entre si . En vet'dad , el análisis nos revela que el circuito consta de dos FF de entrada dobtdament6 1nterconoctaOOs (puertas JógIC8S P"P2 y P4i P6) Y OIro ""ip-l lop" ele salida: los "gales" P3'P 5 Los "ftlp- tlops" do entrada cs~n interconectados de ta! 10rma que. en el momento dol pasaje del nIVelO para el nivel 1 (Ilanco de disparo del pulSO cadenoadot). oca · siona la entrada de dalos al FF do salida. o sea. la seflal de reloj siempre apfic8 el nivel 1 a la salida de un FF de entrada y el nIVol O al otro . de1erminandose el almaoe· namierllo de la información segun el astado de la linea de datos y el ttanco dol pulSO de cadencia. Una vcz QUé la senar "ctodC se encuentra en ' . mantiene en 01 mismo estado las entradas del FF de salida y la linea do datos no puedo provocar ninguna conmulao6n. Cuando la seIlal de caaencia asume el valar O, ambos FF de &nlrada aplican el estado 1 a l " flip'fIop" de salida 'f la Unea de datos puede afectar el estado de las puertas lógICaS P t Y P6.
Tocio esto parece bastante complicado cuandO se Jo exo'ica aSi , pela no es en reahd.,1d un " monSl ruo de Siete cabezas" , 51 se van OOrlsideranao gradualmente todos los pasos del o rC\Jito. Se recotnlsnda, entonces, la máxima atención a la descnpci6n quo slQue prinCIpal, monte para qUé todo$ los que están tornandO conocl· miento del cncuito por primera vez.
Vamos a suponer que 01 CirCUIto so encuentre. inICIa! ' mente, en su estado de reposo. o sea : 0 ",, 0 y O 1 (IIQul a 42):oonsideromos también las SIguientes condl' ciones de entrada en un momento determinado: CK (O TI :: O y 0 = 0. Procuremos eslaD'ecer los nIVeles lógl ' cos de k)s punlos a, b , c y d senalados en cuost ión .
Anora . como CK = O tenemos inmediatamente' b - e = 1; porque O .. , y porque ~mbas enlJeC1as de PI son iguakts a t , su salda tendrá Que SOl' Igual a O. Notar Que b - e = 1 no altera 01 estado de Las salfdas Qy O del circuito . Tenemos entonces los SIguIentes niveles lógl' cos indicados abajo:
La segunda situactOn CK ", O Y O :> I . Inmedratamen, le se verrflca Que b - e 11: 1, 'f porque a las entradas de P6 hemos aplicado el nivel 1, SU salida d se V\.Ielvo IgUal a O y también porque los niveles aplicados a las enlladas de p, son complementarios. nos lleva a la iguakJad a .. I Note Que la salida d (d = 0. en este caso) es fcallmentada a Id puerta P l . Todas estas concluStOnes peflniten armar una nueva tabla:
CrC O. b
o o o o
, d o Ó
o o o
, '" situaoón ~ situación
50
..
Como lOS rweles de b Y e no fueron aJlerados. ta mpoco $Ora modlliCadO el estado estable do! Ff c:Ie salida Tampoco conlTMJtO todavia ninguno eJe los ·t~p-IIOps" de entrada como lo muestra la tabla que antecedo.
TerceracondtClOn CK - t yO ... ' feldato 1 deer, ·a· da &s mantenido y se suministra al Clrcui10 la orden de IranslerenCla : CK::: 1). Inmediatamente verificamos Que el estado de d no se aller6. y conllnuó s!(Indo .gual a OYIXKcso c - Iya . l:comoCK s lyporque a 1 (proveniento de la segunda srtuaetón l implica b = O. ¡Ahora , esta ultima SttuilClOn Implica 0 - 1 'f Q = o. y finalmente, el FF de sakdaconmuto! La tabla mas abato resume lo Que hemos eKpucslo hasta aqur
CI<.O ilb to.lOO
o o o o
o
, o , o o , • o
,. SIIuaClÓn 2" SituaCión 3- situación
La cuMa condición considera la senal de reloj vOl· Ylendo al estado lrucial o de reposo ' CK = O Con esto b :o:: e _ 1 '1 porque 0 - 1, d - O mptic8ndo . - t . Nole Que el FF do salKUl no conmuta en esta condición Tenemos entonces :
CK o • • o o o , o , , , , , , o o , , ,
, • , , , o , o , o
a O o , ,
a , , • o
' ''situaCIón ~ situación 3" srtlJaoon 4" Sll l.l8OO41
Con~a.ndoahora O = O. lenemos b = c = I debtdo a CK O y porque O ::: O. d 'o04tgando el mel O en el punto a Id - b - 1) Y nuevamenle. el FF de salida se VIO Incapaz de conmutar. POr lo tanlo:
CK a • • o o o , o , , , , , , o o , , , o o o ,
, • , , o o , o , o , ,
a o o , , ,
a , , o o o
111 . Situación 2a. SituacIÓn 3a. SltU3Cron 4a. SlIuaoón 5a. SltuélClOr
Supongamos ahora que se aplique un nuevo putso en la entrada CK, manteméndose e4 dato 00 entrada lQual 8 O. POrque O _ O la salKla d permanece igual a 1, • = 0'1 b '" 1. pe,o CK- - 1 hocoque las tres entradas de P4 tengan el ",vel 1: en consecuencia e - O, 10 que II'Tlplica O - 1 Y a = o (oonmutaoóo oet - fltp-H0p2 de sahda - estado Inicial)
En la séptuna condictón se conslderau\; Ck '" O -termino de l pu lSO relOf. Por ese motivo tenemos. b :E e ::: 1 y porque d continua SIendo .gual a O tenemos d 1 y a '" O una vez mas Observar que e - 1 no hace invertir el e$tado del FF de salida. Nuestra tabla asume el sIgL.llente aspecto :
CK o • • o o o , o , , , , , , o o , , , o o o , , o o , o o o ,
, • , , o o , o , o , , o , , ,
a o o , , , o o
a , , o o o , ,
1 a SItuacIÓn 2a. Slluack'>n 3a . SltUaclOn 4a. srtuación 58 situación 6a SituacIÓn 7 a SItuación
IH enos aqul en las mismas COOChQOfl(lS que ItI pmnera srtuaclÓn l ¿Qué hemOs demostrado? Ouo el CirCUito de la ligura 42 se trata realmenlede un ' flip -tIop llpo O si duda compare los rQsultados de esta tabla con lOs obtenidos en la tabla verdad del '"fllp-fIop- O CUYOCrrtUI lO aparece en la figura 3 7
lo Que hasla ahora no mostramos os el necho de que el "'Hip-fIop" apenas responde al flanco ascl8fldltrl le de la sonal aplicada en la entrada cadenoadora CK. Para esto Iremos a '-oedir" al cir~.IIIO que almftCene el OIvel l como lo nlCimos en las tres pnmoras SIIU8C101leS Que anteceocn. Pero. en lugar de retomalla seña l de CK al O tcuat1a situaclOflJ. vamos a m811tenona en 1 y haCElf ya sea O :c: 0 . ya sea 0 - 1 '1 también O = O: en caso que el cirCUIto /lO IIttOl"e su estado de salida. queda comprobado que ellTllsmo sólo respollOO al flanco as<:endenlC oe la seflal aptteada en su entrada CK (lIgura 42 ).
Por los mobvos expuestos pan.rernos dE! la let'cera S¡IU&C1On aue aparece en la labia de amba y haremos O - O ,para V81 quó diablos resulta' As.
Cuarta oondlCión CK - l y O - O con 0 = t '10 = 0 Porquo O - O, lenemos d =- 1. pero a - continua igu a 1 y b "" OloQuo 'mpllCS e = 1 Ahora b - OobbgaaOa 58r igual a 1 porque este n,vel es aplicado luntamente con nivel 1 de c ... . la salida Ó se ve obligada a Quedar en O, (Je donde se lIoga a la conclUSIÓn que. en ro/aoon con Sl tUilClón precoo~l(l lOs EtStCldos de salida Sfl mantlenerl ¡nalterados O. lo QUO os mas Ifnportantc . lel 'Ihp 1100 O de la "guIa 42 no lranslmO el dato O a su salida u1(;luSO con CK 1 I La tabla de abato muestra oso
CK O • " o o " ,
o , , , , , , o . -- -- --, o , o
, " a , , o , o o , o ,
--, , ,
a , , o -.. o
1 a SItuación 2a SituaCión 3a srtuac,on <la $IIuactOn
Haoeodo rlIJ8Y3mcnto O 1 '1 lomondo &n considereaOn Que CK "" 1 tenemos d - OporQuo e - 1 (Sl tuaClOn antetlOl') a - 1 Y porque d ,. O b '" O OCOtdo a la CK - , y a - t . vemos entonces Que k)s estados de lOs puntos b :;. Y e - pe,maneceran inalterados '1 en consecuen-0 11 , 'Os de las salidas del circuito. O I Y Ó O el "1Iip-l lop" no translirió el dala de entrada O O locluso estando la entrada CK en nivel! Si nuevamenle volvernos &a entrada O para el nivel O, venl lCaremos que el comporla/Tnento del ClrClJl loes prácticamente el mismo tal cual OCUfIIÓ con la cuarta slfuaoón de amba
Es interesanto obsorvar como se comporta el CIrcuito SI a partIr de la qUinta siluaclOn (CK - 1 • - ' . b - O c - 1 Y d - O) la senal de "clock vuelve a O.
Anara . SI CK "" O,mp/lCa Que b - c - 1 Y porque O - I
tenemos d - o aca,reando que • sea '9Ual a , . Por otro lado. c "" 1 juntamente con 0 - 1 obligan a la saJida a a sor Igual a o, la cual garantiza un O en O. Independientemeote de que b sea igual a OÓigu8la 1, y, una vez más. e! estado lógico de cada saida se mantuvo igual en 'elación a lo SItuacIÓn ,nicial . o sea, el "nlp-nop" no conmutó.
También es oonvelll8nte analizar el componamiento del circuito de la figura 2 cuando, a partir de La euat1a oonchción lndtcada aniba. se hici8f'8 CK "" O. Es d aro QUe eSlo Imphca b - c = ' . d - 1. pues O - O y . = 0 , ya que tanto b como d representan 01 nivellOglCo , . Como solo las señales b y e $OtIlas responsables de La con· mutadón del FF de saJi<Sa Y porque e continuó SfeOdo ¡guaJ 8 1, este biestable se mantientJ " sele3OO' . o sea: O .. t Y O - O. permitiéndonos afirmar que lIlCluso con el pasa,e de CK para el nivel O, el " tIip-flop" 58 VIO II'Tlposi. bllrtado para "cop,a," el dato de entrada Que era O.
Oc 60 expuesto. Negamos a la oonelusion Que el " tllpnop" tipo O. cuyo o rcuito aparece en la ligura 42 . es apenas sensible al flanco ascendento del pulSO eaden· oador o en otras palabras: el ci lcuito solamenle transo fkHe el dato de ~rada cuando, y sólo cuanoo. la ser'lal leloj realiza una transición del nivel O a l nrvel 1
UJS resu"aoos obtenidos nos permIten establecer la 1301a verdad que mostramos abalO. soIwT1ente v¡)lIda para el circuito de "Hlp flop" tipo O Que aDarece en la f.gUla 42.
Ei NtnAoAS S"fOAS
O CK O O NO O 0" 0" NI 0 " 0" N I O" O" O O 1
O
NI • no Ifl'Iporta el oSlaoo lógICO.
las tres pmTl8ras Imeas de la tabla nos Informan quo el eSlado estable del FF pem\anece Inalterado en cuan · 10 la seMI de cadencia porml,tnece con O ó en 1 Ó. incluSO. cuando la transmiSión del 051000 1 al estado O (1ógica positrva). En la cuarta y QI.Jlnta linea de esta labia
•
.1
.... EA ELECTRONICA • ,.,. ..
LJl I
vonficamos que ei "fllp-flop" transfiere la Informaci6n presente en la entrada O cuando da lranSlClOn de O a t . de r. seflal "dock".
El dlagrarna de tases pata este " Ilip-ftop" se encuenITa en la figura 43; las SOf\aIes de entrada fueron hechas a Pfopósi1o ¡guales al dlagtama de la figura 38 para Qt..I8 01 MKtOf pueda compaIar los resuttados en ambas SItuaciones.
En la ligula« tenemos el slmbc»o gráhoo para repte· sentar el circuito que acabamoe de estudiar ; en 8StO caso la flecha asociada a la entrad. de las seftales de cadencia informa quo 01 dispo&itlvoes "di$patado" ape-nas por el tlanco ascendente da la seMi "dock'" apltCada; compare con el símbolo mostrado por la figura 39 para un '"t1ip-tlop" O convencIOnal.
, •
,,, ,
"·¡t u,..a -U - SímlJOJ .. r .. "rrlW,, '¡";co lid I'¡,cu ila Ilr~/u Jif!.urll 41.
Como la aphcaciOn Ilel '"ftlp-Hop" O, podemos citar su funcionamiento como dMSOf binario O contador binano hasta 2. La figura <45 muestra una célula de conleo blnafio urihando un ' 'flip-Hop'' O en que la salida O fue rea limentada a la entrada do datos 001 biostabkt.
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,.·jJ:llra -Kj - ,.:1 ' j1i":f1u,,M O rolll" "ti (1i1"i1for , (1 (·o llt(K/"r. ¡,in(frio
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51
51
Partiendo del principio de que este circuilO se 6fl. cuentra inicialmente en reposo (a = o y O = 1). el pnmer pulso de entrada aplICado en CK hace transferir la ¡nlormacic:>n en O para la salida O y como tal ¡n'onflación está en nivel 1, la salida también se vuetve Igual al, Indicando que apenas se aplicO un pulso a la entrada CK. Con el segundo pulso de cadencia la saj da O se ve obhgada 8 "copiar" el nivel en D. o sea. el de la salida a y como ésta es igual a O. la salida del circuito asume el eSlado lógiCO O: ellercer pulso hará O igual al ; en el OJarto pulso de enrrada tendremos a - o; en el quintO. O :z:: 1 y 85/ SUC8SN3manle como podemos aprooat en el "dlagrama de tiempos" de la figura 46. y Justamente a través de es1e diagrama. constatamos QUe a dos pulsos de ttnlrada correspor1de un unlCO pül$.ode salida caracte rizando la división binaria (divisH:ln pot 21 antes meno Clonada.
Además. en relación con la HglM'8 46. nOlamos que el per iodo de la forma oe onda de salida es exactamente igual al doO&e del periodo de la señal de enlrada o. lo Que es lo miSmo, el .... alorde La frecuencia de la señal de salida os igual a la mitad del vak>r de la Irecuencaa dE ontrada . Do hachO, basla recordal Que 1- 1,''1. 59 aoos· tumbra door QUo la senal de salida C()fresponde a una octava por debajo dol de entrada.
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• ..
'r- e-
o
I "Ul.II;' 1 , ,
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OJe el CirCUIto de la hgura 45 es un contador binanc se puede lIer al ClC3m lnar mas detalladamenle los dia· gramas de la figura 46 : en 01 prlndpío (ningún pulso) la salida a es Igual a O. con el primer pulSO esta salida SE vuelve .gua! a 1 (hasta aqUl todo es tacil ) con el torcel pulso de "docIl" Caqui se complica el juego) la salIda vuelve a ser igual a O. informando qut! el OOflteo 110100 a su punto de partida. conteo O, en este dfsllco. compro· bándose asi que el circuito puede SCf coflSiderado co· mo un contador binario. o sea. hasta dos (m,
¡Raalmenle. a pnmera vista todo este negoooparece un poco compliCado! Hagamos la analOg ía con un can· tador decimal de apenas un d rSIlCO, con el cual estamo~ sufICientemente fami liarizados En reposo (mngún pul · so de entrada) el disllco presentara el lIalor O. con 01 primEN pulso ap¡icado, la lectura pasara a ser 1, con a, segundo. SCfA 2 '1 asi sucesrvamente hasta Que 5eé
aplicado el noveno pulso cuando. entonces, el contador Pfesefllara la lectura 0'1 no ID como tal vez ellecfol
habia pensado, pues si así luera habríamos utilizadc dos digitos y no SOlamente uno como hemos dicho. Noce Que diez unidades de una orden cualquiera dan !ormadOn a una un.dad de orden Inmediatamente superior (que no puede apal 9C8f aqul debido a que h8~ solameflte una única célula de conteo) : en consecuenCIa la cantidad de untdades de esa orden tendrá, obliga·. lorlamenle QUe ser igual a O. Con et contador binark: ocurre algo semejante, $OlO que en esla caso la rogla es la slgUlenta: caCIa dos unidades de cualquier oroen fOlman una unidad del orden rnmedlatamente supenor PQf este moti .... o, en el exacto momento en que el circuito "cuenta" dos OOIdades. o pulsos, queda en O ydaria. 51
tuviéramos más dísticos. lOfmaoon a una unidad irvnedlatamente $l/penO .. formando el numaral blnano 10 (se loo "uno cero") y no "dloz ") que corresponde al numeral OOclmal lO (en este caso se lee " diez " , pues se trata de un nUmero del sistema de conteo decimal). En ef futuro prólUmo dedICaremos una serie de pubhc8:C1Ofles a este asunto especihco.
Tal vez haya pasado Oes800fCíbido él algun lector que la senal de sal.da del di .... 1S01 binano que aparece en la 119u1(1. 45 se presenla como una lorma de onda aJadIada aunque la señal de entrada haya Sido rectangular
r- r- r-
'-
L
(figura 46) . Esta es otra propiedad de los divlsoros binarios.
$1 se dispone de otra célula a le salida de la célula de la IIgura 45. obtenemos un circuito divisor por '" (21 , pues la primora diVIdo por 2 Y la segunda divide nuevamente por dos el rosultaoo de la pnn'W)(a; tenemos entonces una división 2 x 22. Otra célula más '1 obtoodremos un circudo divisor por 8 (21) . Con 4 oétulas el circuito so comportara como un dM$Of binario por 16 (2' ) y as! sucesivamente hasta la n·ésima célula. cuan· do tendremos una dl'VlSlÓn con lactores de dMSIÓn desde 2 hasta 2", siefTlP(een una palencia entera y posItiva de 2: 2', 2'. 2", . . . 2" ' , 2" . El estudio de los di\ITsores (o contadores) binarios escapa a Las dlmenSlOlles de este trabalQ, y por esta razoo dejamos de haC8f un anatisiS mas prOfundo sobre su funcionamionto.
Para cerrar nuestro trabajO tenemos que analizar lOs denornnados bioestab4es "maestro-esclavo", cosa que harlffTlOs en nues1ro próximo numero_: ..
V¡,nu" ("n ,o '("crión nnteriQr q'~ f'.oatr" cucr,H'8 ('rl 'I),J I/IIj' I«JI' (·"r~na rlktrkUl ,lIIn/rfl rnt,/I"rrl(' con f(u·ll~I(JII. f'n tunto que en uf,.()#¡ a la trWf.' Jirlm/IllJ ("41 I'o8iblf' . D("nomino'llno., u 1m ¡-" er,1OIJ ¡/f'1 "ri,nrr grupo ··C'Q,.JudQn:,. H r Col IúIJ ,Id ,eguruJIJ ¡:.r"' ,HJ " u .. lull te~ " . lAJa rorwl"d{Jr ... IWf'c/u .C4~ loc/adu dif.ididOl, co" finn de . .. ,.., .. dio, "" ' r,.. I:rupOl: wólidOll , fíquidm y ga~.o.. "~nlrf' lo. NmducWr,. • .olido. Inw'1ft(M lo. ~talu IJ rl t:rafito. rnw"tra. qut' 10/1 conductorrr IiquidufI AlCm ku .olucÑJnf" 1M,liruu. ticula. o bG..kru . Lo. c;ortdllClore. ~a'f'o.M,..Mm 101 ~alf'1 f'fI un n lfJdo elpn-ia/ ,1,. t'l'ciltJ("~;'n . " """11 , 1(1, ~1LJr" ÍQlÚ;;a(/os . En f'.du ff'fdón nmlinu¡If('Jllm f'(}n 1m !Ilrnlm,trntm ¡le k. r.1«Irú:Mml.
Lección 4 CAMPO ELECTRICO y CORRIENTE ELECTRICA
¿Qué hace que las caIgas e6éct1k:as se muevan en un cuerpo? ¿Qué estado especial exisle en IOfno de un cuel po C8IQ8do. que SU influenaa se hace senbr a distancia? ¿Qué ocurre cuando una gran cantkiacl Cle cargas e6éctriCaS se mueve en un material oondUC1or? Todo eslo sefá el tema de elta h3cdón. l/_amos de QUé modo la "lf1f1uenda" de las CArgas en un cuerpo se "propaga " por el espacio y provoca el fT'IOVIl'TlI8Olo de cargas Incluso a la distancia. y de qué modo un "ujo de cargas torma una corriente, un movimiento muy especial para las 8plicaoooes prádicas,
4.1 - El C8mpo e*trleo
Un cuerpo cargado de electr iodad. ya Séa po5ifiva o negatrva, se comporta de manera muy especiaL Otros cuerpoS que lambién sean poseedores de cargas eléc · trlcas, coklcados en Sus proximidades. quedan SUJetos a la acdón <te tuerzas.
$ 1 las C3fgas de los OJerpos prÓllimos tueran oe signos opuestos. la fuerza sera de atraCCIón. mientras que si las cargas fueran del mismo signo . la fuet'za sera de repulSIón. romo Ilustr. la ligura l .
Podemos decir que el espaoo en SOmo de un cuerpo cargado queda lleno de algo ,nvISlble, algo QIJe conespende a la acción de naturaleza eléctrica sobre los cuerp06 Que tamblén están catgados. El espaCIO en tomo de un cuerpo cargado goza de propiedades espe· ciales que pueden ellplicarse por la presencia 00 una entidad IIllfTlada "campo eléctrico", normalmente repre· sentada por la letra E.
El campo elécttioo no es algo flsico, en el sentido que podamos verlo. pero si una entidad ,rsica QUo descnbe un estado allededOr de un cuerDO cargado.
Para r9Pf9S8ntar este estado usamos entonces U·
........ ,IIOtC.· ...
naas imaginanas. denominadas lineas de campo. El conjunto de estas líneas Imaginarias alrededor de un cuerpo cargado representan su campo elédflco.
liÍ - - Q' Ql • "T ' Q ----;r-
"guril I
POI' una convención , las lineas son orientadas .... liando de los cuerpos cargadOS positivamente y entrenda en los cuerpos cargados negativamente. como muestra la rtgura 2.
En el primer caso , tenemos la representación del campo de una carga positiva (a) : en el segundo. el campo de una carga. negativa (b l . y en el tercero, el camoo provocado por dos cargas de signos opuestos prÓltlrTlOS. lO Que se llama "dipolO".
•
ti
Recuerde :
(6 .... 0'0 .:ot e..,. ... " =1"'" h l
figu r. 2
lssl lneas de fuerza de un campo eléctnco son lineas imaginanas que salen de las cargas poSItiVas y " egan a 185 cargas negalIVas
Vea Que las lineas se diluyen cvaneo esl,;m más lejOS de las cargas. lo Que Indtca el dcbtlnamlénto del campo
Una C3r98 eléc1rica (un electron. por Olemplo) COk>ca. da en el campo elécl flCO de una carga cuoJQuKtra.. que· da sOleta a una fuerza que esté siempre ooonla.da en el Mntido de colnddil o ser tangentei local a la linea de fuerza del campo en e1logar considerado (Iigura 3)
lAs propiedades principales que poseen las linoas de tuerza son '
o SNtmpt'8 salen de los cuerpos poSItIvos y llegan ti 105 negativos .
. Nunca so cruzan . • Están mas concentradas donde el campo es mas '_e 4.2 - Un poco de c'lculo
la Inlonstdad del campo eléctnoo en un determinadO punto dclespaclO. a una aerta dl$lanoa de la carga Que lo produce. puede 5ef calculada. Et;te cálculo l iene gr8n importancia en los estudIOS de eklctroestallCa yen con· secuencia para la electrónica.
la fÓfmula usada para realizar esto calculO 119ne cierta seme~za con la ley de Coulomb. como pooo mos ver. lo Que demuestra el rntsmo hpo de "acoón ' para los dos fenómenos
, a .. I' O e. ' ' 'lOa
"15"'''· l. '
, •
,. ,
, ., -~
logu ... 3
Oo'
•
CMIIt<o _.-.c. u. ~
'1go1'o4
TOnlendo como base la tlustraOÓf'l de la figura 4. la fOrmul. que nos permite cakular 18 Inl~nsidad oo¿ campo eléctrico lKl el punJo P ~ espaoo es :
I Q . : - - -- ,-4 .1'f" d
Oonoe: E es la Intensidad del campo medida en N.oC (Newtons po4' CoulOmb' "4 nOS .. es la constante QUO va estlKkamos y vaWt 9 1( I CY' N. m':C' O es la carga QUe Pfoyoca el campo en Coulomb6 d es la dlstanaa de La carga al punto P
Como VImoS, una carga eléctnca colocada en un punto del espaoo. sujeta a la acción de un campo. es lonada a moverw. la fuefza que aparece en el caso puede ser cakulada por la uprest6n:
F .. O. E Donde: F 85 la tuerza en Newtons
a es el valof de la carga que es colocada en el punto P en COuIombs d es la distancia en metros hasta la carga QUe produoe el campo.
Un prob'ema ejempk> de aptlcao6n es el siguiente:
ProbIeml
¿ Cual es la intensidad oot camoo eléctnco a 3 metros de dIStancia de una carga de 10.6 Coulombs?
Tenemos: Q =' 10- e d ~ 3m
Aplicando la IÓI'mula tenemos
10
4 11' " J'
E ". 9 .~ 10') :0 10 " /9
E • 10J V /m .", N /e
I hC)UHI 6
.... ea:; IIiOIIICA • Ir.
(las unidades VIM y NIC serén estudiadas en lecciones oportunas) .
4.3 - III c:om.m. ~triea 54 tuviéramos do& cuerpos cargados con cargas de
signos O(lUestas, el campo eléctrico que eXiste en (omo de enos es lal que procurari el mowtf las cargas de Uf\O hacia el otro en el senDdo de establecer su neutralidad. Los electrones tender an a s.aJ.r del cuerpo cargado negatIValTlltf1le 'i dirigirse al cuerpo cargado positivamente (figura 5).
Si hubiera un medio concJLlClor entre lOs dos cuerpos QUe permita 01 movimiento de estas cargas, los eléCtro· nes podran desplazarse con ciet10 orden. pas.anoo de un cuerpo hacia el otro.
los olec1rones saltarán de alomo en étomo. Iorman· 00 asl un nujo de cargas.
Decimos Que el mo~lml6flto ordenado de cargas eléctncas que ocurre en este caso $O denomtna "eomente eléctrica) (flgura 6).
_do, _ Comente eléctrica es el mowruento ordenadO de
cargas et6ctricas.
En el caso especifico que tomamos de 81emp1o. en que el conducfor es el metaJ, et fT'I()VlmfenlO real es de carga.s negatiVas (electroneS), pero puede ser de otro tipo de particulas, como por etO"1PIo tos IOnes. on los casos de los OQses y soluciones. Está claro Que sólo k>s protones no pueden 1'nOIt8rse en reaJided, por estar presos en lOs núcleos de los alomos.
los electrones que se mueven de un cuerpo hacia otro, por otro lado. no lo hacen lodos instanlaneamenle. Emste un IIm"e para la cantidad y la velOcidad con Quo ocurre el pasaje
_;u: .... ~ ..... ....... ~ .... . _..., ..
12
La cantidad '1 la ... eIocidad son eslabktcidas por la "'tensidad del campo y, naturalmente, por la capacidad que el eonductOf tenga de permrtir que las cargas se muevan.
SI consideramos un intervalo de tiempo en que no MY atteraclón perceptible en la carga total de las esf.ras, vemos que el !lujo de cargas en el conductOf se mantiene conslante .
Podemos enlonces hablar de una intensidad para este ftujo, que ... a a conesponder a la inlensidad de la comente eléctrica (Iigura 7).
COfI...,II'" +
• / -,~
figu rl 7
La intensidad de una corriente corresponde entonces a la cantidad total de carga que pasa en cada segundo pof un conductor.
SI en I segundo la carga que pasa por un determinado punto def conductor equivale a 1 CotIlOmb, diremos que este conductOf esté siendo recorrkio pof una 00-mente de 1 Ampere (1 A) {figura 8).
--, _ ............. ._M_
ligur. B
- Una corriente de 1 ampare ( l A) equi .... 1e al pasaje de I Coulomb de cargas eléctncas en cada segundo, por un punto de un conductor .
Seria interesante calcular a cuAntos electrones ca· rresponde este pasaje:
Sabiendo que La carga elemental vale 1.60 x 10'" bastaré verificar cuántos eledtones existen en 1 Coulomb de carga:
n :: O/e
Donde: n es el numero de electrones O es la carga total e es la carga de un electrón ~carga etefnental)
Tenemos: n _ 1/1,611 10" · ¡n - 6,25 l( 10" electrones!
i Piense, amigo tector. q~ impreslonantel En cada segundo, pasa por elllIamento de la lampara que iluml· na su sala. mas o menos la cantidad de 6 seguidO de 18 oeros de electrones. (tomando como e;e~1o una Itm· para do l00W).
4.4 - Corriente etec1rOn6ca y contente convwtciD",,1
Observe un hecho IOtmesente : como las únteas C(U
gas que se pueden mover, en ree'td8d. ~ toa electrones. Las corrientes eféctrica9 fluyen de los cuetpOS negativos para los cuerpos posrtivOsjflgura 9).
+0 - o
I rguI19
Esta comento se denomrna corriente electrónica. pero no slempfe es conSIderada en el estudio de la electri· cIdad.
De hecho, sabernos que los numeros negativos son menores que los positivos. k> Que vuelve muy extrallo decir que el agua nuye de un lugar de menos presión (negativo) l\acia uno de mayor presión (positivo), cuando en realidad ocurre todO k) contrario. ~ las cargas que se mueven fueran las positivas. las
cosas podrfan S9f 911plicadas det mismo modo, y no tendrtarn05 este problema.
Pero. Si no podernos ver los electrones. o catgas de ninguna espacie. ¿qué nos impide "imaginar'" el fenómeno como si ocurriera en sentido "contrario"?
Da hecho, cuando una. carga negativa sale de un cuerpo ~eiectrón) y va a neutralizar otra poSitiva en un cuerpo cargado de este modo, el eleclO final es cero, k> mismo que si considerÍfam06 una carga positiva saliendo del que está ~ de este modo, y yendo hao a el otro (figura 10).
O·~o: · t IAOY OU" •
o~o .~
hgut,ll 10 :~-
En vet'dad, el efecto de considerar que loa electrones sattsn hada la "fere de la derecha, como mueslra la figura 11 , corresponde exactamente a La tormaciOn de
•
'v ados" O "ag~eros" QUe se desplazan hacia la izo QUlerda. que cOffesponde a su vez Justamente al movi· miento "COfltraoo" , de cargas positivas
Todo esto significa que podemos perfectamente representar corrientes eléctricas saliendo de cuerpos po. sitivos (polOS positivos) V "loneta haCIa cuerpos negallvos, sin que eSlo esté &quivocado. En vetdad . os ronlÚn hacor esto tipo de represontación. En este caso. deCimos Que estamos ropt'csentando la oomente convenelonal y no La corriente reat o ~ectrónjca_
Recuerde:
- Cuando hablamos de oomenle oconvetlClOnaJ nos relet'lmos al ITlOVIrruanlo de cargas poSitivas. que van del polO positivo (cuerpo positivO) al polo negativo (cuerpo negativo).
4.5 Velocidad de la corriente
Usted aociona el lntom.Jplor de la luz y ¡zas! la luz se enCiende instanténeamente.
Por rÑS largo que sea ~ cable, no consegulra notar ningún retraso entre los dos momentos: el acciona· ffilOO10 del Intet'ruptor y al encendido de la lámpara son simutténeos.
En verdad. lo que OCUfTe as que el lenómeno de la acción de la electncidad es instantáneo. mlentlas que la velocidad de las C8Jgas en si 00 lo es.
Analicemos el tenómeno: Cuando usted acCIona el interruptor el establecimien
to del campo elóctrico l acclOn) en el conductOl se pro-
" ''''' ... n:-
paga con una ... eloadad muy grande, del orden de 105 300.000 km. por segundo ... iOsea la velocidad de la luz!
ES1a acciOn hace Que précticamente tOdOs loS eleCtronos que tienen movIlidad pasen a saltal de alomo en átomo on la dlrocd6n Que oorresponde a la drculaOÓfl de la corriente (Iigura t2).
¡Pero la velocidad media de los electrones en este movimiento es muy pequeña . del orden de apenas algunos centímetros por segundo y hasta menos!
Debemos entonces dIStinguir la acción que hace a la COfrienle establecotso 9fl al conductor, que es muy rápida, de la velocidad de los electrones en sr. QUC es muy peQueña.
Recuerde:
- los ektctrDOes se mueven con una velocidad rela· tivamente pequofla en los conductoles. l a acooo eléctrica, por Olr8 parte. se propaga con una volocldad enorme- 300.000 km. por segundo.
Los ~Iores ya habran percibido la imporlculCla de los malenales conductores en la eleclricldad, ya que pue· den llevar la electrICidad de un punlO a otro. Todo ésto seté tema también de las prÓximas kKx:loneS_
P.ra que no le Queden dud •• - 4
.. ,- POr qué toda esta confusion do cOrriente electrónica y COfnente conv90CJl)nal . Que clfculan en sentidos opuestos?'
- En verdad. ~ glan problem¿¡ surge pcJ4' haberse llegado en un principio 8 la convencIÓn Que los e4ectronas son negativos. Nada nos IndIca Que sean realmente "negaIJVos" Sabemos que se comportan de modo opuesto a los ¡)fotones, y para diferenoar oslo comportamiento. se llegó al acuerdo de dear Quc unos efen negativos V otros posjtlvos. D&sgractadamente. SI asf podemos decir, habrlan lal vez menos dir¡cunadcs pata la comprensión de los fenomenos eléctricos, en muchos casos, si la electión, a la hOra de "bautizar" a estos nuevos conceptos. hubiese sido hecha al revés. Pero esto no debe COf1sbtUlrse en un problema para el
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SAIlER ELECTRONICA • N- • 63
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estudiante. Imagine, al analizar un encuito en que la OOI'Ti.me sea la oonvencional, QUfI son las cargas posi,)vas las qye se mueven 'J todo estaré. resuello, aunque en realidad usted sepa. Que no es lo que ocurre realmen1e.
"¿POi' qué en la definición de comente eléctrica debe· mos suponer que las cargas de lOs cuerpos cargados. interconectados, permanecen constantes?"
- Esto ea necesario. porQue si con el fluto de cargas de uno pata ~otrofueseocurriendosu neulteJlzaci6n . 'J su consiguiente disminución. ,. tuerza responsable de{ "....;o de e6ectf0ne5 j,la disminuyendo. De este modo. la oomente no serfa constante, sino que .rla decreciendo a medida que la propia carga de los cuerpos luera disminuyendo.
Es un arti6c:io que usamos par. la eJCPIlcadóo. pero que se usar' cuando QUjs~r8mos tener una corriente .,...".".,.. . los dispositivOS pueden hacer 10 que Imaginamos por ....... frttcdOn de tiempo.
EXPERIENCIAS QUE PUEDE HACER
Expetl.ncl. !5
klenttftceckk1 de conducto,.. r .I."nt ••
PodemoI identificar conductores y IÜslantes usando et aparato de la .~ncia anterior. (figura 13).
Toque con las puntas de aos alambres diversos oote-,1r",
tos de metal Y de todos lOs lJp06. observando en qué casos la I8mpara enciende. ¡CUIDADO: no tOQue las puntas di 60s alambre6, ni los oo;etos durante la expe· riencia! ¡Recuerde Que podria recibir una deseatga morta4 l (Es un buen e;ercicio para Ir apfendlendo a tratar a I .. electricldad con confianza y re&Peto ala vez).
CUMIIoo'w'to
, . ¿De qué modo representarnos un campo .Iec· lrico?
2. Cite dos propiedades de las lineas de fuerza. 3. ¿Podemos 11ft( a las lineas de fuerza? • . ¿Si duplicamos la distancia de un punto 8 una
carga. por cuánto quedará di'lidida la Intensidad del campo en ese punto?
5. ¿Oué es una corriente eléctóea? 6. ¿En Qué sentido ctrcula la corriente electrónica? 7. ¿En qué sentido circula la corrienle convencional?
Reepuestas al cue!Jtionar.o de la lecdOn anterior
1 . Cuando el cuerpo posee electrones libres. o sea. es cooductor.
2. Grafilo, 3. Polque po::seen muchos electrones lIbres. 4 Agl.W Y sal. agua y ácido IiUttúrico , aglJa y soda
cáustICa. 5. Iones (antones y catM)l18S) . 6. Cationes. 7. 320 Coulombs.:.
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