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ISSN: 0328-5073 Año 33 Nº 377

4ª forros.qxd:Maquetación 1 15/10/13 10:37 Página 1

Edición Edición Digital Digital de de Saber Saber Electrónica Electrónica Editorial Quark SRL: San Ricardo 2072, (1273) Cdad. Autónoma de Bs. As. Director: Horacio D. Vallejo, Tel: (11) 4301-8804 Distribución en Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH. Gutenberg 3258 Cap. 4301-4942 Distribución en Interior: DISA, Distribuidora Interplazas SA, Pte. Luis Sáenz Peña 1836 - Cap. 4305-0114 Número de Registro de Propiedad Intelectual Vigente: 966 999

EDición Digital Año 33 - Nº 377

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la triStE HiSotria DE un PartiDo DE Futbol Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta, para compartir las novedades del mundo de la electrónica. Este editorial voy a dedicarlo a una “pequeña gran reflexión” sobre un suceso que acaba de ocurrir al momento de escribir este editorial y como me siento consternado por ello, no quiero dejar pasar esta oportunidad ya que mañana seguramente no podría escribir estas líneas. Durante los últimos 20 días el mundo “futbolero” ha estado palpitando la final de la Copa Sudamericana de Futbol entre Boca Juniors y River Plate y hace unas horas se ha suspendido el partido por una agresión al micro que trasladaba al equipo de Boca Juniors hacia el estadio Monumental para jugar el partido. Una tremenda barbarie… y me apena la actitud de muchas de las partes en esta historia… los presidentes de Boca y River más preocupados en atajarse, los periodistas dando noticias dispares, la policía sin criterio y los inadaptados de siempre redoblando esfuerzos para generar caos y “miseria”. Luego, corridas, palazos, piedras y gases en la desconcentración, debido a otro grupo de inadaptados (¿o serán los mismos?) que querían ingresar sin entrada mientas ellos que estabn adentro quería regresar a sus casas. Supuestamente el partido se juega mañana pero el sentido común me hace pensar que no solo no se va a jugar en domingo sino que hasta “es posible que no se juegue” ya que ¿que puede cambiar de sábado a domingo? y Argentina queda una vez más “inmersa en un mar de dudas” a la que asiste todo el mundo ya que este partido no sólo estaba previsto verse en Argentina sino que es considerado uno de los espectáculos deportivos más preciados del mundo. Pero el papelón no sólo es de la Argentina… es del mundo futbolero todo… la Confederación Sudamericana de Futbol y hasta la FIFA, en la persona de Infantino (presidente de la FIFA) presionaron para que el partido se juegue sin importar el estado psicológico de los jugadores (ya no sólo del estado físico) ya sea de los de Boca que sufrieron la agresión y los de River que seguramente iban a sentir la presión de estar jugando un partido plagado de vicios. ¡QUÉ ABERRANTE! Es de no creer… Ahora bien, en una semana se hará la reunión del G20 en la misma ciudad donde hace unas horas era todo caos e incertidumbre y las autoridades de mi país hasta postularon a la Argentina como cede del mundial de futbol del 2030 ¿Cómo se puede organizar una reunión en la que asistirán los líderes de los países más influyentes del planeta y no se puede organizar un partido de futbol? En fin… estoy en México en estos momentos y me tocó asistir a estos eventos por televisión y pese a que me “he desahogado un poco” no dejo de sentirme triste e impotente. ¡Hasta el mes próximo! Ing. Horacio D. Vallejo

contEniDo DEl DiSco MultiMEDia DE ESta EDición Saber Electrónica nº 377 Edición Argentina Saber Electrónica nº 332 Edición Internacional club SE nº 157 Servicio a Smart-Phones vol.4 Service y Montajes nº 210 cD MultiMEDia: rEballing y rEcuPEración DE PlacaS cD Multimedia para DEScarga: Si compró este ejemplar, Ud. puede descargar el disco multimedia de esta edición con el código dado en la portada, para ello, envíe un mail a [email protected] diciendo que quiere el disco y coloque en “asunto” la clave: rebayP377.

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A r t í c u lo

de

t A pA

CapaCímetro Con

amplifiCador operaCional y ardUino

Los lectores de Saber Electrónica que siguen la revista, recordarán que en los últimos 3 años prácticamente en todas las ediciones publicamos artículos sobre el sistema de microcontroladores ARDUINO y dimos una gran cantidad de circuitos prácticos. Esta revista pretende “capacitar” y por ello volvemos a hablar sobre los amplificadores operacionales y el “mítico” 741. En este artículo “recordamos” la teoría básica de los amplificadores operacionales y proponemos el armado de un medidor de capacitores en base al sistema ARDUINO, empleando a un 741 como sistema de comparación para la medición. Autor: Ing. Horacio D. Vallejo

L

a popularidad que el amplificador operacional ha conquistado se debe a las técnicas de integración y su costo ínfimo en relación con la complejidad de estos amplificadores. Todo técnico resulta beneficiado en esto, ya que es más recomendable (y más cómodo) utilizar un amplificador operacional que elaborar un circuito especial, generalmente

producido en series pequeñas, capaz de realizar las mismas funciones que el operacional. También recibe beneficios el eventual comprador de dispositivos electrónicos que utilice el amplificador operacional, en su versión integrada, por ejemplo: obtiene mayor confiabilidad y duración, así como menor costo total del producto final

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5

Artículo de tapa Figura 1

La idea de este capítulo no es desarrollar la teoría de funcionamiento de este componente, sino mostrar cómo un amplificador operacional es adecuado para realizar determinadas tareas. Salvo mención en sentido contrario, los amplificadores utilizados en las aplicaciones descriptas se suponen ideales, o sea, con características de ganancia e impedancia, cuya influencia puede ser ignorada: ganancia Av elevada, impedancia de salida Zo muy grande. Veremos las razones antes que nada. El amplificador operacional ideal y real El amplificador operacional ideal y que no existe en la práctica reúne las siguietes características: - Ganancia en “loop” abierto: infinita - Ancho de banda: infinita - Impedancia de entrada: infinita - Impedancia de salida: nula - Variaciones de características con el tiempo y la temperatura: inexistentes.

Figura 2 Figura 3

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El símbolo gráfico del ampl fi ca dor así como el circuito equivalente del ampl fii ca dor

ideal pueden ser apreciados en la figura 1, donde la impedancia de salida es nula (cortocircuito), la impedancia de entrada es infinita (circuito abierto), la tensión de salida Vo es nula cuando Vi (tensión de entrada) sea nula. El amplificador operacional real (o práctico) no cumple las características de los amplificadores ideales que indicamos arriba y sí las siguientes: - Ganancia a lazo abierto extremadamente elevada (del orden de 103 a 106), pero no infinita, - Ancho de banda que cubre la gama desde c.c. hasta algunos centenares de megahertz; con todo, la ganancia sin realimentación irá disminuyendo con la frecuencia a razón de 6dB/octava a 12dB/octava, hasta volverse unitario, - Impedancia de entrada elevada, del orden de los magaohm, aunque no es infinita; puede despreciarse la corriente entre los terminales positivo y negativo de entrada en la mayoría de los casos prácticos, - Impedancia de salida no es nula pero sí muy pequeña, - Variaciones de las características como el tiempo y la temperatura muy reducidas: - Tensión de salida positiva y negativa con amplia gama de valores, normalmente entre ±10 volt a ±15 volt. Se puede verificar que, realmente, el amplificador operacional real presenta características eléctricas muy similares a las del amplificador ideal, hasta el punto que, para el análisis de los circuitos típicos que serán presentados, supondremos que no circula corriente entre las entradas positiva y negativa, pues suponemos Zi = ∞. Por lo tanto, la tensión de la entrada positiva, que será designada Vx, es igual a la de la entrada negativa, que denominaremos Vy conforme se ilustra en la figura 2. Aunque los cálculos que se desarrollarán serán elementales, son fundamentales para la compresión de cualquier circuito y se basan en la consideración anterior, o sea, que Vx = Vy.

construcción de un capacímetro Amplificador inversor Esta configuración se llama así porque la señal de salida (tensión de salida Vo) es de señal opuesta a la entrada y puede ser mayor, igual o menor, dependiente de la ganancia que fijemos al amplificador a través de una malla de realimentación resistiva. La señal de entrada, como vemos en la figura 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 valor es el resultado del paralelo formado por las resistencias de realimentación R1 y R2, que establecen, como veremos, la ganancia del amplificador; a decir verdad, es sólo la resistencia R2 la que va de la salida al terminal de entrada negativo, la que provee el eslabón de realimentación, si bien una realimentación negativa. La tensión del terminal positivo y la del negativo son iguales, pues la impedancia de entrada es muy grande y la corriente entre estos terminales será prácticamente nula, entonces Vx = Vy como ya habíamos mencionado. Una vez que no circula corriente entre los terminales de entrada del circuito (figura 3) se tiene Vy = 0, o bien: Vx = Vy = 0.

- R2 Vv = ____ R1

(2)

De las dos ecuaciones que indicamos arriba extraemos las siguientes conclusiones: - La señal de salida es opuesta a la de entrada; la señal “-” nos informa de eso; - La ganancia está dada por la relación entre la resistencia de alimentación y la de entrada (esta propiedad también se aplica a otras configuraciones). Pasemos a un ejemplo práctico en el cual se pretende obtener una tensión de -8V en la salida a partir de +200mV de entrada. Inicialmente calculamos la ganancia de tensión: Av = 8/200 x 10-3 = 40

Haciendo R1 = 1,5kΩ obtenemos para R2 el valor de 60kΩ El paralelo de R1 con R2 establece el valor de R3 y:

y

R3 = (1,5 x 60) / (1,5 + 60) = 1,5kΩ

Como I1 = I2 y Vx = 0 podemos escribir:

- R2 . Vi Vo = ________ R1

En la cual:

R2/R1 = 40

Vx - Vo I2 = ________ R2

Vi - 0 0 - Vo _____ = ________ R1 R2

Vo = Av . Vi

o sea:

Por otro lado, podemos escribir: Vi - Vx I1 = ________ R1

Inmediatamente se verifica que la relación R2/R1 traduce la ganancia Av del amplificador y que la ecuación asume el siguiente aspecto:

Vi - Vo -> ____ = ______ = R1 R2

Y los valores de las resistencias son los siguientes: Figura 4

(1)

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Artículo de tapa R1 = 1,5kΩ, R2 = 60kΩ y R3 = 1,5kΩ. Entre las configuraciones de etapas amplificadoras que se utilizan de los amplificadores operacionales integrados, ésta tal vez sea la más utilizada y por esa razón se hace necesario hacer algunos comentarios más al respecto. Una característica importante es que la tensión, en el terminal de entrada inversora, se aproxima a cero a medida que la ganancia Av del amplificador operacional tiende a infinito. Es por esta razón que ese terminal se conoce por un punto de tierra virtual. En cualquier proyecto se aconseja minimizar los efectos de las caídas de tensión que se producen por circulación de las corrientes de entrada del amplificador operacional (recordemos que no existe un amplificador operacional real que sea ideal). Es justamente ahí que entra la resistencia R3 del circuito de la figura 3, cuyo valor compensa los efectos provocados por las mencionadas corrientes que no son perfectamente balanceadas; se puede proveer a la resistencia R3 de un potenciómetro a fin de realizar un ajuste perfecto como forma de obtener una tensión nula de salida (“null off set”). En la figura 4 se puede apreciar el circuito que posibilita esto. En la práctica, algunos amplificadores operacionales integrados permiten otros tipos de compensación. Generalmente inyectarán corriente de polaridad adecuada en algún punto del amplificador operacional. En estos casos debemos recordar las especificaciones del fabricante para extraer informes adicionales. En cuanto a la ecuación I.2 debemos escla-

recer que es válida cuando el generador de la señal de entrada presenta impedancia nula, así como también ha de considerarse el valor de la impedancia de la carga, entre otros parámetros. Amplificador no inversor Cuando se desea obtener impedancia de entrada alta con un circuito simple que utilice un amplificador operacional, el amplificador no inversor es el más apropiado. En la figura 5 se muestra una configuración típica, donde se observa que la señal es aplicada a la entrada no inversora, teniendo la salida, por lo tanto, la misma señal que la entrada. Es justamente por eso que esta configuración recibe el nombre de amplificador no inversor. Comparar este circuito con el circuito amplificador inversor mostrado en la figura 3 basta para constatar la similitud entre ambos circuitos. Como:

Vy = Vi

tenemos:

Vi = Vxs = Vy. Debido a la igualdad entre las intensidades de las corrientes I1 e I2 podemos escribir: Vx - 0 Vo - Vx I1 = ________ = I2 = ________ R1 R2

→

R2 Vo - Vx = ____ . Vx -> Vo = (R2/R1) . Vi + Vi, R1 Luego:

Figura 5

Figura 6

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construcción de un capacímetro (R1 +R2) Vo = ________ . Vi R1

(3)

La ecuación (3) nos muestra que la tensión de salida tiene la misma polaridad que la de entrada y la ganancia será el cociente: Figura 7

(R1 + R2) / R1, O sea: R1 + R2 Av = _______ R1

(4)

Si con 0,5V de entrada quisiéramos obtener 5V de salida tendríamos que tener, por ejemplo: R1 = 1kΩ y R2 = 5kΩ Circuito separador o aislador (“buffer”) Una disposición atractiva es hacer R2 = 0 y R1→ ∞ en el circuito de la figura 5. Se obtiene así, una configuración denominada seguidor de tensión. En este caso, la ganancia de tensión es unitaria con la máxima impedancia de entrada y mínima de salida posibles, lo que permite usar tal disposición como desacoplador entre etapas y así evita interacciones indeseables. La figura 6 representa el aspecto del circuito seguidor de tensión a amplificador operacional. Como sabemos, las tensiones en los terminales de entrada deberán ser iguales y además de esto verificamos, por el circuito de la figura 6, que: Vi = Vy y Vo = Vx Por lo que:

R1 + 0 R1 . Vi Vo = _________ . Vi = _________ = Vi R1 R1 En el circuito de la figura 6, conseguimos que la tensión de salida sea la de entrada, esto es, ganancia unitaria y sin inversión de fase, asociada a una baja impedancia en tanto la entrada presenta impedancia elevada, generalmene superior a 1MΩ. Amplificador sumador El amplificador sumador (figura 7) puede ser considerado como una extensión del amplificador inversor que utiliza la propiedad de la tierra virtual, razón por la cual las diversas tensiones de entrada generan, entonces, corrientes que dependen prácticamente del resistor en serie con cada una de ellas. La suma de todas esas corrientes circula por R3, produce así una caída de tensión igual a la tensión de salida del amplificador sumador. Si los resistores de entrada tienen distintos valores, la tensión de salida resultará equivalente a la suma de las tensiones de entrada, pero cada una de ellas con una influencia que es inversamente proporcional al valor de la impedancia de los generadores de las señales. Determinemos las características del circuito (figura 7) fundamentados en el par de ecuaciones : Vx = Vy = 0 y I1 + I2 = I3. Tenemos:

Vo = Vi A partir de la ecuación (3) y como R2=0 también se llega a ese resultado:

Vi1 - Vx I1 = _________ R1

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Artículo de tapa

do del paralelo de las resistencias R1, R2 y R3 se destina a la compensación de los desequilibrios de tensión y de corriente de entrada. Si en el circuito de la figura 7 hacemos R1 = R2 = R3, la ecuación (5) quedará:

Vi2 - Vx I2 = _________ R2 Vx - Vo _________ I3 = R3

Vo = - (ViI x Vi2)

Considerando que Vx → 0 tenemos:

y el circuito se volverá un mero sumador (sin amplificación) de las señales de entrada, pero el resultado de la suma se encontrará desfasado en 180°.

Vi1 Vi2 -Vo ____ + ____ = ____ -> R1 R2 R3 ->

Vi1 . R2 + Vi2 . R1 -Vo ___________________ = ______ R1 . R2 R3

Vi1 . R2 . R3 + Vi2 . R1 . R3 _________________________ = -Vo R1 . R2 finalmente: R3 R3 ____ . ____ . Vi2) Vo = - ( Vi1 + R2 R2

(5)

Como vemos, la finalidad de este circuito es obtener una señal de salida proporcional a la suma de la de las entradas, se introduce un desfasaje de 180°, vea el signo menos en la ecuación. El resistor R4 cuya resistencia es el resulta-

Amplificador restador o diferencial La característica fundamental de un amplificador sustractor o diferencial es la de amplificar la diferencia entre dos señales de entrada. La figura 8 presenta una configuración típica que utiliza un amplificador operacional en versión integrada. Este montaje tiene por finalidad conseguir una tensión de salida Vo igual a la diferencia entre la aplicada a la entrada positiva (Vi2) y la que aparece en la entrada negativa (Vi1), multiplicada por un número (ganancia) que depende de los valores de las resistencias de entrada y de realimentación. En la práctica y para facilitar los cálculos, las resistencias de entrada R1 y R2 son hechas iguales, así como R3 y R4, o sea: R1 = R2 = Re y R3 = R4 = Rr. En este caso Vx no es, como en los casos anteriores, igual a Vy = 0 su valor tendrá que calcularse teniendo en cuenta el divisor de tensión formado por R2 y R4, figura 8, que reproducimos destacadamente en la figura 9. Tenemos entonces:

Figura 8

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Vi2 Vi2 ______ _____ Vy = I2 . R4 = I2 . Rr = . R4 = . Rr R2+R4 Re+Rr

construcción de un capacímetro

Como Vx ≠ 0 : Vi1 - Vx Vi1 - Vx I1 = __________ = __________ = I3 R1 Re Vx - Vo Vx - Vo I3 = __________ = __________ = R3 Rr Vi1 - Ve Vx - Vo __________ = __________ Re Rr

->

Rr Vo = ______ . (Vi2 - Vi1) Re

(6)

Demostramos que la tensión de salida es la diferencia de tensión aplicada a la entrada no inversora y la aplicada en la entrada inversora, multiplicada por la ganancia (Rr/Re) establecida al amplificador operacional. Si Rr = Re, la ecuación de arriba asume el siguiente aspecto: Ve = Vi2 - Vi1

Vo . Re = Vx . (Re + Rr) - Vi1.Rr Sustituyendo Vx por la expresión calculada arriba: Vi2 Vo . Re = __________ . Rr . (Re + Rr) - Vi1 . Rr Re + Rr Vo . Re = (Vi2 - Vi1) . Rr:

Donde constatamos que la tensión de salida es realmente la diferencia entre las tensiones aplicadas a las entradas del amplificador operacional. A partir de lo expuesto, el lector podrá proceder al análisis del circuito sustractor que aparece en la figura 8, sin considerar en tanto las resistencias, dos a dos, iguales entre sí.

Luego:

Figura 9 Figura 11

Figura 12

Figura 10

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Artículo de tapa Figura 13

Los amplificadores operacionales A1 y A2 están en la configuración de separadores y la tensión de salida es igual a la de entrada y, como sabemos, se caracteriza por presentar una impedancia elevada de entrada sin provocar el desfasaje de las señales aplicadas. Por otro lado, el amplificador operacional A3, figura 11, se constituye en un restador y, siendo R1 = R3 la tensión de salida se calcula como: Vo = Vi2 - Vi1

Amplificador sumador generalizado Como extensión del amplificador sumador clásico, figura 7, y del amplificador sumador diferencial, figura 8, el amplificador sumador generalizado presenta la versatilidad de poder sumar señales algebraicamente. Para esto utiliza ambas entradas, inversora y no inversora, con lo que se maximiza la eficiencia del amplificador. La figura 10 muestra una configuración típica. Las señales que circulan por la entrada inversora surgen en la salida desfasadas 180° en relación con las de la entrada, mientras las presentes en la entrada no inversora salen con la misma fase que la de entrada. No procederemos al análisis matemático de este circuito porque se desarrolla de forma similar a los casos estudiados anteriormente. Restador con alta impedancia de entrada En la mayoría de los circuitos prácticos se desea que su impedancia de entrada sea lo más elevada posible, de forma que la interconexión de ese circuito a cualquer fuente de señal no produzca ningún efecto sobre ésta, para aislar la etapa de entrada como la de salida además de propiciar un consumo mínimo. Presentaremos algunos montajes de ese tipo que, por cierto, familiarizarán al lector con tales circuitos. En la figura 11 aparece el primero de estos circuitos donde se utilizan dos separadores (“buffer”) para obtener alta impedancia de entrada y cuyas salidas atacarán las entradas del circuito sustractor.

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Otro circuito es el mostrado en la figura 12 en el cual se obtiene impedancia elevada en las entradas no inversoras de los amplificadores operacionales. Mostraremos que el circuito se constituye en un sustractor. Como el amplificador A1 es no inversor podemos escribir (ecuación I.3) lo siguiente: Vs = R1 + R2/R1 . Vi1 En la determinación de la tensión de salida Vo del circuito, utilizaremos apenas el circuito correlativo al amplficador A2 conforme es presentado en la figura 13. De la ecuación fundamental Vx = Vy y como en la entrada negativa estaremos aplicando la tensión Vs (tensión de salida del amplificador A1 figura 12) tenemos: Vx = Vy = Vi2 De la segunda ecuación fundamental, I1 = I2 (figura 13) tenemos: Vs - Vx I1 = _______ R3 Vx - Vo I2 = _______ R4 Igualando las ecuaciones: Vs - Vx Vx - Vo _______ = _______ R3 R4

->

construcción de un capacímetro Como podemos ver en la ecuación (8), la tensión de salida Vo es la diferencia entre las tensiones de entrada multiplicada por deteminada ganancia que depende de los valores de R1 y R2 (o de R4 y R3). Todavía queda por observar lo siguiente: si R2 >> R1, la ecuación (8) queda:

Vx.R4 - Vx.R4 = Vx.R3 - Vo.R3 -> Vo.R3 = Vx (R3 + R4) - Vs.R4 -> R1 + R2 Vs = _________ . Vi1 R1 Vx = Vi2,

y entonces

V0 =

Donde la ganancia de tensión es prácticamente unitaria.

R1 + R2 Vo.R3 = Vi2 (R3 + R4) - __________ . R4 . Vi1 R1 Vo = [1+(R4/R3). Vi2] - (1+R2/R1) . (R4/R3) . Vi1

Vi2 - Vi1

(7)

Si hiciéramos: R1 . R3 = R2 . R4, Si trabajáramos matemáticamente, tendríamos: Vo = [1+(R1/R2). Vi2] - (1+R2/R1) . (R1/R2) . Vi1 Vo = 1+(R1/R2). Vi2 - (1+R1/R2) . Vi1

Amplificadores de circuitos puente Los amplificadores de circuitos puente son utilizados para amplificar la señal de salida de puentes, donde generalmente uno de los brazos del puente es un elemento transductor, del tipo temperatura, presión, fuerza, etc. Existen dos formas básicas de funcionamiento, los que amplifican la tensión de salida del circuito en puente y los que amplifican la corriente de salida de referidos circuitos puenFigura 15

Finalmente: Vo = (1+R1/R2) . (Vi2 - Vi1)

(8)

Note que esta ecuación es válida para el circuito de la figura 12 cuando se verifica la igualdad: R4 R1 ____ = ____ R3 R2 Figura 14

Figura 16

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Artículo de tapa te, contando esta última modalidad con la ventaja de ser la más simple de implementarse con un amplificador operacional bajo la forma integrada, figura 14. Recibe ese nombre porque la entrada del amplificador operacional actúa con un cortocircuito para los terminales de detección A y B del puente; por lo tanto, el amplificador entrega, en la salida, una tensión proporcional a la corriente de cortocircuito del puente. Entre algunos inconvenientes de este tipo de circuito es que la tensión de salida no es una función lineal de la variación de la resistencia del sensor, designada en la figura 14 como RS. Con todo, en la práctica eso no constituye un problema serio, siempre que ∆Rs (variación de la resistencia del sensor) sea mucho mayor que Rs, criterio éste que será utilizado en la explicación a continuación. La figura 15 muestra otro tipo de un circuito amplificador con el elemento sensor en puente, sólo que en este caso se encuentra “colgado” ya no en la entrada de la inversora (figura 14) y sí en la entrada no inversora (entrada “+”). Para analizar mejor ese circuito, vamos a rediseñarlo de forma más simple como aparece en la figura 16. Estando el circuito puente en reposo, la resistencia Rs del sensor tendrá que respetar la igualdad Rs = R2 para que la ddp entre los puntos A y B sea nula (puente 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 está en determinadas condiciones que no caracterizarán el estado de reposo del circuito; por esa razón, la resistencia total del sensor (Rs + ∆Rs) o sea, (R2 + ∆R2) podrá ser expresada como R2 + δ . R2, o mejor, como (1 + δ) Re en que d representa la parte de R2 (o Rs) que variará la resistencia total del sensor. En condiciones normales (puente equilibrado) se tendrá d = 0 y en este caso (1 + δ) . R2, se vuelve igual a R2 (hay que notar que d es mucho menor que la unidad). Del circuito, figura 16, podemos escribir, entonces: I4 = (V - Vy) . R2 I5 = Vy / R2 . (1 +

14

I6 = Vy / R3 Pero, I4 = I5 + I6, entonces: V - Vy Vy Vy _________ = _______________ + _____ → R2 (1 + δ ) . R2 R3 V Vy Vy Vy _____ = ____________ + _____ + _____ R3 R2 R2 (1 + δ ) . R2 R2 R2 R2 V = Vy . [ ___________ + ___ + _____ ] = R3 R2 (1 + δ ) . R2 R2 R2 V = Vy . [ ________ + ___ + 1 ] = R3 (1 + δ ) Si consideramos la resistencia de realimentación R1 igual a R3 y mucho mayor que la resistencia R2 de cada brazo del puente (R1 = R3 com R2), pues es interesante que las variaciones de tensión sean acentuadas con pequeñas variaciones de entrada, la ecuación queda: 2+δ R2 2+δ V = Vy . [ ______ + ___ ] = ______ . Vy 1+δ R3 1+δ y como R2/R3 se aproxima a “0”: Vy = (1 + δ) / (2 + δ) Esta ecuación permitirá calcular la tensión de salida siempre que también sea conocido el valor de Vx. También con relación al circuito de la figura 16 tenemos: I2 = (V - Vx) / R2 I1 = (Vx - Vo) / R1 = (Vx - Vo) / R3 ya que anteriormente consideramos R1 = R3 I3 = Vx / R2

δ)

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→

Luego, como I2 = I1 + I3, entonces:

construcción de un capacímetro V - Vx Vx - Vo Vx _______ = ________ + _____ R2 R1 R2 V Vx Vx Vo Vx ___ - ___ = ____ - ____ + _____ R2 R2 R1 R1 R2

nes de entrada (→/2) sean bien acentuadas en

→

Vo 2Vx Vx V ___ = ___ + ____ - ____ R1 R2 R1 R2

Figura 17

Finalmente:

Figura 18

2 1 V. R1 Vo = ( ___ + ____ ) . R1 . Vx - _______ R2 R1 R2 La otra ecuación del circuito es Vx = Vy, y como: Vy = (1 + δ) / (2 + δ) Podemos sustituir este valor en la igualdad de arriba, entonces: 2 1 1+δ V. R1 Vo = ( ___ + ____ ) . R1 . _______ . V - _______ R2 R2 R1 2+δ Como R1 >> R2, la parte 1/R1 puede ser despreciada en función de 2/R2, así: 2 1+δ R1 Vo = ___ . R1 ______ . V - _____ . V R2 2+δ R2 R1 ___ Vo = . R2

δ ______ . V 2+δ

Como las variaciones de resistencia del sensor son muy pequeñas, δ R = 1 kohm La carga en el capacitor aumenta exponencialmente de 0 a VCC. En el preciso instante en que el voltaje en A2 sobrepasa el nivel Vref en A1, la salida del 741 cambia abruptamente al estado ALTO. La salida del 741 (pin 6 del c.i.) está conectada al pin 3 del arduino, el cual hemos vinculado al interrupt 1 en el bloque setup() de nuestro código. Allí establecemos que dicha interrupción se disparará cuando el pin 3 detecte el flanco ascendente producido por el 741 cuando la carga del capacitor haya alcanzado Vref. Cuando la interrupción se dispare, inmediatamente deberá saltarse a la función stop()suspendiendo toda otra acción que el arduino estuviera atendiendo en ese momento. Cuando el voltaje del capacitor C alcanza Vref y la interrupción se dispara, en la función stop() simplemente guardamos en la variable t_stop el tiempo retornado por micros()marcando el tiempo del fin de la medición.

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DETERMINACION DE LA CAPACIDAD DESCONOCIDA Luego de asignada la variable t_stop durante la interrupción, el arduino ya está en condiciones de efectuar los cálculos para la determinación de la capacidad incógnita. En la función loop(), existe un segundo bloque if que es ejecutado únicamente si se cumplen estas 3 condiciones simultáneamente : 1. t_stop > 0 2. t_start > 0 3. (t_stop - t_start) > 0 En principio se pensaría que la primera condición debería haber sido suficiente, pero no fue así, ya que el ruido (noise) en la salida del 741 provocaba repetidos disparos de la interrupción y con ello falsas lecturas además de la correcta. Con la inclusión de las condiciones 2 y 3 logré eliminar los falsos disparos y obtener una lectura limpia y precisa. A continuación la secuencia de operaciones dentro de este bloque if: Calculamos el tiempo transcurrido desde el inicio de la carga del capacitor hasta que ésta alcanza el valor Vref: T = t_stop - t_start Se calcula la constante de tiempo RC del circuito despejándola de la ecuación general de carga de los capacitores. RC = -T / log((Vref - VCC) / (V0 - VCC)) V0 = 0 ya que el capacitor inicia la carga desde 0 Finalmente se determina la capacidad: C = RC/R

PRESENTANDO LOS RESULTADOS Y RESETEO DEL DISPOSITIVO La capacitancia hallada se muestra en el

Figura 21

monitor del puerto serie. El valor se expresa en microF, nanoF y picoF. Al expresar la capacidad en picoF, le restamos un valor que representa las capacidades parásitas del circuito y que lo obtuve experimentalmente tomando lecturas sin ningún capacitor instalado. Por lo tanto quien vaya a construir este proyecto, deberá hacer sus propias estimaciones y asignar el valor encontrado a la variable error_correction. Por último reasignamos 0 a las variables de tiempo t_start y t_stop y ponemos a tierra el pin 11 con lo cual quitamos VCC del circuito R-C y nuestro capacímetro queda nuevamente listo para una nueva medición. CONSTRUCCION DEL PROYECTO En la figura 21puede apreciarse el diagrama de montaje en un protoboard, el cableado y los componentes con sus respectivos valores.

Como se puede apreciar el montaje no reviste ninguna dificultad y puede implementarse en muy poco tiempo. El código fuente puede descargarse haciendo clic en el link correspondiente de la página del autor (dada al comienzo de esta sección) o desde el siguiente link: http://webelectronica.tv/Descargas/capacimetro.ino Como puede apreciar, el circuito es demasiado sencillo como para tener que “diseñar” una placa de circuito impreso, puede armarlo sobre una placa universal o Ud. hacer su propio diseño PCB. Bueno amigos, con esto concluyo este instructable, esperando pueda serle de utilidad a alguien o por lo menos como inspiración para los fanáticos del arduino en la búsqueda de nuevas y creativas maneras de utilizar este increíble dispositivo. Para finalizar en la siguiente página damos el cirtuito de otro medidor de capacitores publicado en: www.comunidadelectronicos.com.

Artículo de tapa

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P r o y e c t o s A r d u n o s tA r t e r

PARTE 5

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Proyectos Arduino starter

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Medidor de enamoramiento

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R ob bó ót ti ic ca a Ro

Robótica paRa Niños, adolesceNtes y adultos

la MáquiNa de estados y el seNsoR iNfRaRRojo En la edición anterior comenzamos el desarrollo de este cuurso. Bitbloq 2 es un lenguaje de programación por bloques. En él no hace falta escribir complicadas líneas de código en las que al principio es habitual cometer muchos errores. Utilizando bitbloq 2 te centrarás en aprender los conceptos básicos de programación, como las variables, los bucles o los condicionales. Cuando aprendas cómo piensa una máquina ¡podrás programar cualquier cosa! Bitbloq 2 está recomendado a partir de 8 años. Para crear pequeños experimentos y fantásticos robots no es necesario ser un experto. ¡Al contrario! experimenta y equivócate, aprende, ¡disfruta del camino! En este curso aprenderás los fundamentos de la robótica y programación usando bitbloq 2 y el ZUM kit de robótica de BQ. En cualquier caso, bitbloq 2 es compatible con cualquier placa de la familia UNO, por lo que, si ya tienes cualquier otra placa controladora ¡no lo dudes y ponte a programar!... En este artículo veremos la máquina de estados y el sensor infrarrojo. http://diwo.bq.com/course/aprende-robotica-y-programacion-con-bitbloq-2

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Robótica para Niños, adolescentes y adultos

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La Máquina de Estados y el Sensor infrarrojo

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La Máquina de Estados y el Sensor infrarrojo

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Robótica para Niños, adolescentes y adultos

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I n s t r u m e n ta c I ó n V I r t u a l

Curso Programado

Debido a la repercusión que ha tenido la anterior propuesta sobre el programa de National Instruments, comenzamos en esta edición un curso programado cuyos objetivos son los siguientes: • • • • • • • •

Comprender los componentes de un instrumento virtual. Introducir LabVIEW y las funciones comunes del programa. Construir una aplicación simple de adquisición de datos. Crear una subrutina en LabVIEW. Trabajar con Arreglos, Clusters y Estructuras. Aprender sobre impresiones y características de documentación. Introducir al alumno en el desarrollo en arquitectura de programación. Publicar Vls en el navegador.

Esta es la quinta entrega del curso en la que continuamos explicando cómo se realiza una adquisición de datos en un proyecto en LabVIEW. http://www.etitudela.com Saber Electrónica

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Instrumentación Virtual

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curso Práctico de labView

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ElEctrónica industrial

ClasifiCaCión de las Máquinas HerraMientas

PrograMaCión en CnC Con Winunisoft Parte 7 Autor: Fabián Bolívar Marín Sobre un Trabajo para la UNAD

Estamos analizando los controles numéricos por computadora usados en máquinas herramientas. La máquina herramienta es un tipo de máquina que se utiliza para dar forma a piezas sólidas, principalmente metales. Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinas estacionarias. El moldeado de la pieza se realiza por la eliminación de una parte del material, que se puede realizar por arranque de viruta, por estampado, corte o electroerosión. El término máquina herramienta se suele reservar para herramientas que utilizan una fuente de energía distinta del movimiento humano, pero también pueden ser movidas por personas si se instalan adecuadamente o cuando no hay otra fuente de energía. Muchos historiadores de la tecnología consideran que las auténticas máquinas herramienta nacieron cuando se eliminó la actuación directa del hombre en el proceso de dar forma o troquelar los distintos tipos de herramientas. Por ejemplo, se considera que el primer torno que se puede considerar máquina herramienta fue el inventado alrededor de 1751 por Jacques de Vaucanson, puesto que fue el primero que incorporó el instrumento de corte en una cabeza ajustable mecánicamente, quitándolo de las manos del operario. En este artículo continuamos analizando algunas FUNCIONES COMPLEMENTARIAS DEL WINUNISOFT.

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Programación en cnc con WinunisOFt parte 6

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ElEctrónica

dEl

automóvil

Diagnóstico y Manteniiento De la ecU aUtoMMotriz Parte 7

Autor: Jhonathan Rodríguez UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR SEDE DEL LITORAL VICERRECTORADO ACADÉMICO DECANATO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS

Estamos publicando un informe que detalla de manera sistemática el período de pasantías realizado por el Br. Rodríguez Jhonathan en el laboratorio electrónico automotriz de la empresa Cosmoprinter Net, ubicada en La Florida, Caracas. Este período tuvo una duración de 12 semanas consecutivas, donde el pasante realizó las siguientes tareas en las computadoras automotrices: Montajes para verificar su operatividad, revisión para la detección de fallas, reparación y verificación del correcto funcionamiento. Estas fases de evaluación varían en complejidad y forma de realizarse ya que se trabaja con una gran variedad de marcas de computadoras. Igualmente, se realizan reparaciones relacionadas con otras autopartes ligadas estrechamente a las funciones de las computadoras, como son los módulos, aros lectores y llaves. En este artículo vamos a ver cómo se realiza la reparación en un Chery Orinoco.

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Electrónica del automóvil El presente informe reseña las actividades llevadas a cabo durante el período de pasantías realizadas por el Br. Rodríguez Jhonathan en la empresa Cosmoprinter Net, requisito para optar al título de Técnico Superior Universitario en Electrónica egresado de la Universidad Simón Bolívar. Este informe da a conocer ampliamente las importantes tareas realizadas en la empresa Cosmoprinter Net.

Los objetivos generales comprenden el diagnóstico y reparación de computadoras automotrices y otras autoparte.

La revisión visual, mediciones óhmicas de los

componentes de las tarjetas, así como su verificación de operatividad mediante bancos de prueba y Scanners son parte de la evaluación para un completo diagnóstico. Además, el seguimiento de lineamientos de trabajo para la reparación de los equipos será necesario para llevarlos a cabo de manera efectiva. Dichos lineamientos y procesos se describen en el presente informe y se estructuran en los capítulos descritos a continuación:

En su primer capítulo se expone el comienzo de la electrónica en el área automovilística. Se detalla la función de Cosmoprinter Net y su departamento de electrónica automotriz.

El segundo capítulo incursiona en la metodología de trabajo, equipos y herramientas utilizados para llevar a cabo una eficaz reparación, así como definiciones y conceptos necesarios para una mejor comprensión del tema.

El tercer capítulo hace referencia al desarrollo de las actividades del pasante, entre las cuales se encuentran el desglose de cómo se debe diagnosticar una computadora y cuáles son las fallas comunes que presentan y las causas de las mismas.

El cuarto capítulo se centra en la participación semanal del pasante como parte activa de la empresa y la descripción de su amplio trabajo en la microelectrónica aplicada a las computadoras automotrices y otras autopartes así como el diagnóstico y reparación de diversas computadoras automotrices. Se pone en práctica los pasos generales de diagnóstico y detección de fallas, así como los de reparación. 52

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4.6. Reparación Chery Orinoco Automóvil: Chery Orinoco

Caso Nº 47395

Año: 2012

Cilindros: 4

Cliente dice: Ho hace los cambios

4.6.1 Fase 1. Comprobación y Diagnóstico Al llegar la computadora se abrió y se pudo observar óxido en el buffer de control de la caja, algunos pines del conector y otras áreas. Este óxido apareció al entrarle agua a la computadora después que el cliente lavó el vehículo.

Debido a que no se cuentan con los planos de esta tecnología no se pudo realizar el montaje inicial para confirmar la falla asegurada por el cliente. Sin embargo, el óxido apreciado justifica cualquier falla, que en este caso estaba relacionada con la caja. (Ver Fig. ). 40 Siendo así, se solicita presupuesto y una vez aprobada se inicia la reparación.

Óxido en área de conector

F

Óxido en Buffer de

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Electrónica del automóvil 4.6.2. Fase 2. Reparación En la etapa de reparación, primero se debe limpiar del óxido toda el área afectada, para ello se usa una brocha y limpia contactos hasta remover todo el óxido que apareció en la tarjeta. Seguido de ello, se debe extraer el Buffer con una pistola de calor aproximadamente a una temperatura de 200 grados centígrados. (Ver Fig.). 41

Figura 41: Extracción de Buffer de caja Fuente: Elaboración propia

Asimismo es necesario lijar el área exponiendo de esta manera el cobre de la baquelita ya que de no hacerlo el óxido continuaría extendiéndose con el tiempo ocasionando fallas en la computadora. Además, por lo general se restaña el área lijada para evitar que en la misma se produzca óxido que con el tiempo generaría ruido eléctrico o daños que intervendrían en el buen funcionamiento del vehículo. (Ver Fig.). 42

Figura 42: Lijado y restañado del área del buffer F

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Se realizó el mismo trabajo en el área del conector y del otro lado de la tarjeta donde había la presencia de óxido. De esta manera, como muestra la siguiente figura, se lijo y restañó también el resto de la tarjeta afectada por el óxido (Ver Fig. 43). y 44

A

B

Figura 43: A) Presencia de óxido;

B)Lijado;

C

C) Restañado de la tarjeta

Fuente: Elaboración propia

Figura 44: Área restañada (frente de la tarjeta) F

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Electrónica del automóvil Una vez realizada la limpieza, se debe colocar nuevamente el componente extraído, el Buffer de control de la caja (Ver Fig.). 45 En esta oportunidad, no sufrió daños, ya que suele suceder que el óxido es tan fuerte que debilita y corroe por completo los pines del componente. Para colocar el componente se debe soldar primero los pines a las pistas, procurando que quede bien centrado. Luego, se debe aplicar calor aproximadamente a 200 grados centígrados para que el componente se suelde a la tarjeta.

Figura 45: Buffer soldado y áreas restañadas Fuente: Elaboración propia

Finalmente se verifica nuevamente el estado de la computadora, se miden los transistores y las resistencias para confirmar que no haya ninguna abierta, se cierra la computadora y se manda al cliente. 56

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T é c n i c o R e pa R a d o R

ZTE BladE E & V7 análisis y

dEsarmE dEl móVil

Corría el año 2016 cuando ZTE se presentó en Barcelona con una nueva generación de terminales de su línea Blade. En el Mobile World Congress de aquel año vieron la luz tanto el Blade V7 como el Blade V7 Lite, y un año más tarde aterrizó la línea que los reemplazaría, los Blade V8. Pero parece que en ZTE han tenido un pequeño ataque de nostalgia y el V7 se actualiza, ligeramente, para estrenarse de nuevo. No debe extrañarnos movimiento semejantes, seguramente causados por las buenas ventas del modelo original y el intento de un reconocimiento de marca que han probado otros como Huawei con su P8 Lite. El ZTE Blade V7 y V7 Plus es ya una realidad y mantiene casi todo lo del modelo del 2017, con un par de ligeros cambios. Veámoslos.

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Técnico Reparador Así

es el

ZTe BlAde V7 Plus

Cuando comentamos que el ZTE Blade V7 Plus es muy parecido al original lo decimos de forma literal. En el nuevo terminal se mantiene, por ejemplo, la pantalla IPS LCD de 5,2 pulgadas y resolución FullHD del pasado año, incluso el diseño del frontal permanece inalterado con el botón Home en la parte central inferior. Para el procesador, repite el chip de cuatro núcleos del modelo de 2016. Volvemos a encontrarnos con el MediaTek MT6753 a 1,3GHz y acompañado de 2GB en la RAM y de 16GB en cuanto al almacenamiento interno. Para una renovación en 2017, habríamos agradecido crecer hasta al menos 3GB de RAM y 32GB, pese a que contemos con la posibilidad de ampliar la memoria interna con una microSD. Para las cámaras tenemos 13 megapíxeles como sensor principal, ayudado por un flash LED de doble tono, HDR nativo y por la detección de fase en el enfoque. Si miramos hacia la cámara frontal, 5 megapíxeles para autoretratos. Aunque la parte trasera sí cambia, pues encontramos un lector de huellas bajo la lente de la cámara, un añadido interesante con respecto al modelo original. Llegamos a la batería y aquí apreciamos el segundo cambio en esta renovación. De los 2.500 mAh de batería del V7 pasamos a 2.540 mAh, algo es algo pese a que el incremento no es notable. Este Blade V7 Plus tendrá conectividad LTE, Bluetooth 4.0, WiFi, GPS y radio FM. Tendrá unas dimensiones de 146 x 72,5 x 7,5 milímetros y un peso de 136 gramos. ZTe BlAde V7 Plus, esPeciFicAciones TécnicAs

El nuevo ZTE Blade V7 Plus aterriza con Marshmallow como sistema operativo, otra pequeña decepción en su renovación, y lo hace por ahora tanto en Rusia como en Australia. Sería lógico que acabase pisando cada territorio que tocó el Blade V7 original pero por ahora no hay noticias sobre una posible expansión internacional ni, por supuesto, de los precios locales en cada región. Llega en dorado y gris.

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desarme y Reconocimiento de partes del ZTe Blade e & V7

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T é c n i c o R e pa R a d o R

Lenovo vIBe Z2 anáLIsIs y

Desarme DeL móvIL

El el 2014 Lenovo presentaba su nuevo terminal con la frase: “de rumores a realidad”. Se trataba del Vibe Z2 Pro, su smartphone de grandes diagonales. Este gigante de 6 pulgadas llegó como abanderado del gigante de la computación en el terreno más puramente phablet. Tal y como fue filtrado, se trata de un terminal con una gran pantalla Quad HD y unas especificaciones a la altura de lo mejor del mercado. El América Latina, sobre todo, comenzó a ofrecerse a comienzos de 2016 y hoy son muchos los usuarios que posee este equipo, por lo que creemos necesario brindar un detalle de su desmonte y mostrar las características principales.

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Técnico Reparador Lenovo vibe Z2 Pro, esPeciFicaciones Técnicas Las dimensiones del Lenovo Vibe Z2 son: 148,5 mm de ancho, 76,4 mm de alto y 7,8 mm de grosor en su perfil, mientras que su peso es de 158 g. El Lenovo Vibe Z2 cuenta con una pantalla IPS de 5,5", con resolución 1280x720. Alcanza una densidad de píxeles de 267 ppp. El Lenovo Vibe Z2 cuenta con Android como sistema operativo, y en su lanzamiento corre la versión 4.4. En cuanto a características técnicas, el procesador del Lenovo Vibe Z2 es un Qualcomm Snapdragon 410 de 1 núcleos y con una velocidad de reloj de 1,2 GHz. En el apartado de memoria, contamos con 2 GB de memoria RAM, y 32 GB de memoria interna o de almacenamiento. No cuenta con la posibilidad de ampliar el almacenamiento vía microSD. La cámara principal, o trasera, del Vibe Z2 tiene una resolución de 13 MP. Cuenta además con Flash LED. En cuanto a vídeo, es capaz de grabar a resolución Full HD 1080p MP. En cuanto a la cámara frontal, para selfies o videoconferencia, la resolución es de 8 MP. El Lenovo Vibe Z2 tiene una autonomía en stand-by de 408 h y una duración en conversación de 28 h, siempre según datos del propio fabricante. La capacidad de la batería del Vibe Z2 es de 3000 mAh. La batería no es extraíble, por lo que no puedes reemplazarla si se desgasta o estropea.

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desarme y Reconocimiento de partes Lenovo Vibe Z2 En cuanto a conectividad, y además de las especificaciones técnicas que tienes a la izquierda, podemos contarte que el Lenovo Vibe Z2 utiliza una tarjeta microsim. Es además Dual SIM, por lo que puedes utilizar dos tarjetas al mismo tiempo. Este Lenovo Vibe Z2 es compatible con las redes 3Gy redes 4G.

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La Biblia del Lcd y plasma

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M o n ta j e La mayoría de los circuitos de potencia para auto requerían de una fuente elevadora de tensión puesto que estos equipos necesitaban mas de 40 volt. Este circuito rompe con esa tradición haciendo posible fabricar un amplificador de audio de buena calidad para el coche con solo un circuito integrado por canal de audio. De esta forma para hacer una unidad estéreo bastará con dos integrados y para hacerla cuadrafónica habrá que usar cuatro.

AmplificAdor de 55W pArA el Automóvil

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omo se ve en la figura 1, el chip tiene Electronics. La salida de audio no requiere todo lo necesario en su cápsula por lo capacitores de bloqueo de DC así como conque solo queda colocar los capacito- juntos RL típicos en estos proyectos. res y resistores de filtrado y control. Ya que el sistema es del tipo puente los dos terminales de parlante son amplificados, por lo que no se debe colocar ninguno de ellos a masa. De todas formas el circuito está protegido contra costos en la salida, además de una larga lista de otras protecciones. Está configurado en clase H. Para mas información acerca de este chip conectarse con Figura 1 - Amplificador de 55W alimentado con 12V. la página de Philips

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Mont - Ampli 55 sym183_ArtTapa 26/11/2018 08:51 a. m. Página 88

Montajes Es posible agregar una función de MUTE la cual omitimos en el diagrama para simplificarlo al máximo. De querer hacerlo hay que colocar un resistor de 1kΩ entre masa y el terminal 4, dejando los componentes que están tal cual. Así el circuito entra en estado mudo. Quitando dicho resistor el circuito vuelve a operar normalmente. Consultar la hoja de especificaciones para mas información al respecto. Como en todos estos proyectos los disipadores de calor son extremadamente críticos. Una disipación deficiente hará que el circuito se recaliente y esto causará que el sistema se apague. No se va a arruinar porque el chip incluye protección térmica interna, pero se apagará haciendo que deje de amplificar. Un disipador y ventilador de microprocesadores Slot-1 ó Slot-A (como el AMD K7 ó el Intel Pentium III) es adecuado, siempre que se le dé marcha al motor del ventilador. En el caso de utilizar este tipo de refrigeración forzada es importante diseñar un buen canal de aire puesto que de nada sirve el ventilador si no tiene entrada y salida de aire fresco. Otra forma de conseguir buenos disipadores es haciendo que los laterales del gabinete sean los mismos disipadores. En este caso el tamaño será adecuado y, además, estarán al exterior logrando recibir aire fresco permanentemente. Cabe destacar que este amplificador requiere 10A en máxima potencia por lo que los cables de alimentación deben ser de adecuada sección. Caso contrario se podrían cortar causando cortocircuitos en el circuito eléctrico del vehículo. Si va a montar cuatro de estos módulos tenga en cuenta lo siguiente: Un vehículo mediano dispone de una batería 63A. Este circuito multiplicado por cuatro consume A. Hay que hacer una simple división para determinar que es capaz de descargar la batería del auto en tan solo dos horas de uso a máxima potencia. Por ello tendrá que tener cuidados especiales como ver en donde se conecta la unidad. Otro factor importante es el sistema de encendido e inyección de combustible. Estos

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circuitos suelen ser algo sensibles a las caídas de tensión por lo que este amplificador puede perjudicar su funcionamiento. Una alternativa (muy común en estos casos) es colocar una segunda batería alojada en el baúl del vehículo, la cual se carga a través de un diodo desde el regulador de tensión del alternador. No conecte el cable de alimentación del amplificador a la llave de encendido del vehículo directamente. La forma de conectarlo requiere un relé. Un punto importante de la instalación es la señal de entrada. Si el equipo de audio que tiene instalado en el coche no dispone de salida de línea deberá hacer una adaptación de impedancia y una reducción de potencia para poder conectar las salidas de parlantes a las entradas de audio del amplificador. Una buena forma es comprar un ecualizador pasivo los cuales modifican el tono de cada banda a ecualizar "atenuando" las otras. Es importante que ese ecualizador no tenga salida amplificada, porque estaríamos en el punto de largada nuevamente. Aunque hoy día la mayoría de los equipos de CD para auto disponen de salida sin amplificar. Otra forma muy común es colocar transformadores de salida de audio con el bobinado de 8 ohm conectado a la salida del estéreo y el bobinado de 2000 ohm conectado a la entrada del amplificador. En este caso es aconsejable dotar al amplificador de un potenciómetro para ajustar el "tope" de entrada y prevenir sobre excitación. Dado que el chip dispone de un circuito de protección contra cortos que desconecta la salida cuando la impedancia de la carga cae por debajo de 0.5 ohm, colocar parlantes de 2 ohm (o 2 de 4 ohms en paralelo) haría que la potencia lograda suba a 75W, pero también subirá la distorsión a casi el 10%. Esto no es aceptable para sonido musical, pero para propaganda o publicidad en la vía pública es idóneo. Como es lógico también subirá la demanda de corriente. Para obtener el circuito impreso y más información sobre este amplificador, visite la página de Internet: http://www.pablin.com.ar/ electron/circuito/auto/amp55/index.htm J

Mont - Conmutador sym183_ArtTapa 26/11/2018 08:54 a. m. Página 89

M o n ta j e Conmutar cargas de potencia o sistemas de control requiere desconectar un equipo antes de conectar el otro. El montaje que describimos permite accionar una de tres cargas sin riesgos de interconexión y resulta sumamente útil cuando se deben realizar mediciones en diferentes partes de un circuito y se cuenta con un solo instrumento. Al desconectar una carga antes de activar la otra, no se corren riesgos de cortocircuitos a causa de la conmutación deficiente. Por Ing. Horacio Daniel Vallejo [email protected]

CONMUTADOR DE 3 CANALES PARA SISTEMAS DE CONTROL

C

uando se tiene que seleccionar una carga entre varias, normalmente se emplea una llave selectora, ya sea rotativa, a botonera, etc. También puede realizarse una selección mediante un circuito digital al tacto para lo cual empleamos una conmutación electrónica. Sin embargo, para aplicaciones de instrumentación, cuando es necesario medir tensiones en diferentes partes de un circuito y sólo tenemos un voltímetro, es preciso que “se aíslen” los terminales de cada parte a medir dado que de lo contrario podríamos provocar cortocircuitos que perjudiquen el aparato bajo prueba. El aparato que describimos es un conmutador electrónico de tres posiciones, donde el contacto del conmutador con la tensión anterior queda interrumpido antes de que se aplique a la posición siguiente.

No hemos elegido un conmutador a transistores porque es sabido de la propiedad de los transistores de ponerse en conducción con mucha más velocidad en condiciones de bloqueo que en las de corte. Tenemos el caso, por ejemplo, de un BC548 sobresaturado; éste tarda unos microsegundos antes de bloquearse, mientras que su paso a la conducción es bastante más rápido. Nuestro circuito evita estos inconvenientes, ya que toma como referencia el nivel existente a la salida. El circuito integrado CD4028 es un decodificador BCD/decimal empleado como decodificador 1 de 3, que controla solamente uno de los tres transistores conectados a sus salidas. Supongamos, por ejemplo, que sea Q1 el transistor que se excita. La tensión de colector de este transistor es baja y lo mismo ocurre con la

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Mont - Conmutador sym183_ArtTapa 26/11/2018 08:54 a. m. Página 90

Montajes

Figura 1 - Circuito del Conmutador para sistemas de control y/o instrumentación.

Figura 2 - Circuito impreso del conmutador para sistemas de control

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Conmutador de 3 Canales para Sistemas de Control LIsta De MaterIaLes

R7, R8, R9 - 12kΩ (ver texto). RL1, RL2 y RL3 - Relés de acuerdo a la tensión de

IC1 - CD4028 - Integrado decodificador Q1 - Transistores NPN de media potencia Q2 - Transistores NPN de media potencia Q3 - Transistores NPN de media potencia D1, D2, D3 - Leds de 5mm D4, D5, D6 - 1N4148 - Diodos de uso general

alimentación para impresos C1 a C3 - 0,01µF - Cerámicos C4 a C6 - 100nF - Cerámicos (ver texto)

Varios:

SW1, SW2, SW3 - Pulsadores “normal abierto” para

Placa de circuito impreso, caja para montaje, cable

circuitos impresos

de alimentación, zócalo para el circuito integrado,

R1 a R6 - 680Ω

cables, estaño, etc.

tensión en la pata 10 de IC1. Los otros dos colectores están a nivel alto, así como las patas 13 y 12 (esto es así debido a la acción de las resistencias R7, R8 y R9 que generan un retardo en la conmutación debido a que cargan a los capacitores C4, C5 y C6 respectivamente). En estas condiciones, el 4028 detecta el código binario 110 (6 en decimal) en sus entradas y deja pasar a nivel alto la salida correspondiente, pata 7, con lo que entrará en conducción el transistor Q1 que activaría al relé RL3 permitiendo el cierre de sus contactos (RL1 y RL2 permanecerán desconectados). Como se trata de las condiciones de partida, nos encontramos ante un estado estable. En caso de que accionemos un pulsador diferente (SW2, por ejemplo), el código aplicado a las entradas es 100 (4 en decimal). La salida 4 no está empleada y por ello Q1 se bloquea. Después de que Q1 esté cortado, su colector pasa al nivel alto con lo cual habrá un “1” lógico en la pata 13 del IC1, el 4028 tendrá en su entrada el famoso “5” (101 en binario) que es necesario para hacer entrar en conducción a Q2 y así activar a RL2 (RL1 y RL3 permanecerán desconectados). En la práctica, es posible utilizar la tensión disponible en el colector de los transistores para controlar un interruptor digital que efectúe la conmutación. También es posible reemplazar la resistencia de colector (en líneas punteadas en la figura 1) por un retardo adecuado, pero con ello se introduciría retardos todavía mayores (del orden de los milisegundos). En ese caso, la realimentación a la entrada debe efectuarse mediante un contacto separado

del relé, pero se tendrá, por supuesto, la absoluta certeza de que la conmutación es correcta. La inclusión de una resistencia en cada bucle de realimentación con la colocación en paralelo con cada contacto del conmutador de un condensador proporciona un retardo moderado durante la conmutación. Si no se desea este retardo se cortocircuitúan las resistencias y los capacitores ya no serán necesarios. Por razones de seguridad, conviene que los principiantes coloquen los relés en una placa aparte de la mostrada en la figura 2, dado que los conmutadores podrían manejar tensiones que pueden poner en riesgo nuestro circuito. El consumo de corriente del 4028 es pequeño (lo que es característico de la tecnología CMOS), mientras que el de los transistores depende del valor de las resistencias de colector. Con los valores indicados, el consumo es de unos 15mA para una tensión de alimentación de 12V (sin tomar en cuenta el consumo de los relés). Como dijimos, las redes R7 C4, R8 C5 y R9 C6 cumplen la función de retrazar la conmutación de los circuitos para disminuir la probabilidad de fallas por cruces; las resistencias son de 12kΩ pero su valor puede ser alterado entre 1kΩ y 100kΩ según las necesidades del técnico. Por último, digamos que así como conmutamos entre 3 sistemas o cargas diferentes es posible agregar más salidas al conmutador dado que el CD4028 es un decodificador de hasta 10 salidas, razón por la cual, seleccionando las combinaciones adecuadas en las patas de entrada (A,B,C y D) es posible aumentar las salidas que se pueden conmutar. J

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M o n ta j e En muchas ocasiones es preciso poder “medir” variaciones de muy pequeñas corrientes, que pueden significar fugas peligrosas en industrias químicas principalmente. Este aparato resulta sumamente útil para verificar el estado de las termocuplas que activan las válvulas de paso de gas en estufas, hornos de cocina, hornos industriales, etc. Incluso, es sumamente eficaz para dar un aviso que indica cuando la corriente que produce el calor de una llama sobre el par bimetálico es insuficiente, lo que podría causar defectos en procesos industriales. Por Ing. Horacio Daniel Vallejo [email protected]

Medidor de Pequeñas Corrientes

H

ay muchas máquinas industriales que funcionan debido a las pequeñas corrientes que generan los pares bimetálicos y si existen fugas se puede echar a perder un proceso. Los hornos de las cocinas, las estufas hogareñas y todo otro aparato de pequeño porte que funciona con quemadores a gas, poseen una válvula de seguridad que permite el paso del fluido combustible cuando es energizada por la corriente que produce una termocupla que se encuentra cerca de la llama piloto. De esta manera, si la llama es escasa, la temperatura del bimetal no será excesiva y la corriente producida será muy pequeña. En ocasiones esta corriente no llega a los 50µA y, por lo tanto, resulta difícil saber cuándo está mermando el rendimiento del elemento controlador

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de

Fuga

de la válvula. Este dispositivo no es más que un medidor de corrientes de muy bajo valor, capaz de indicar el valor medido por medio del encendido de 10 Leds en 6 escalas que permiten cubrir un rango de 1µA a 100µA. Por otra parte, las modernas centrales de calefacción no tienen llama piloto pero sí encendido electrónico. La comprobación de si se ha realizado la ignición puede hacerse midiendo la corriente de ionización causada por la llama. Cuando la corriente de ionización es demasiado baja, los circuitos de protección entran en acción. De esta manera, el circuito de encendido trata de encender el quemador de nuevo pero si, tras nuevos intentos, el quemador no arranca, se envía una señal de error. Este medidor es capaz de soportar tensiones

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Medidor de Pequeñas Corrientes de Fuga

Figura 1 - Circuito medidor de pérdidas en generadores de corrientes pequeñas.

de encendido elevadas. Su conmutador de control tiene un rango de ajuste de offset y cuatro rangos de medida (0,5µA a 3uA, 1µA a10µA, 5µA a 30µA y 10µA a 100uA) que permiten su utilización en la mayoría de los equipos. La medida de corriente se obtiene midiendo la caída de tensión en R1. Esta resistencia está SHUNTADA por dos diodos conectados en antiparalelo que protegen el operacional contra tenLIsta De MaterIaLes IC1 - LF356 - Operacional con entrada FET. IC2 - LM3914 - Circuito integrado contador. D1 a D10 - Leds de 5mm color rojo D11 - 1N4148 - Diodo de uso general. D12, D13 - BAV21 - Diodos de baja fuga. SW1 - Llave conmutadora de 2 polos y 4 posiciones. VR1 - Pre-set multivueltas de 25kΩ R1 - 1kΩ R2 - 1kΩ R3 - 3,3kΩ

siones de entrada demasiado elevadas. Los diodos no deben tener demasiada corriente de fuga por la alta sensibilidad del circuito utilizado. La amplificación del IC1, depende de la posición del conmutador de control. La salida del IC1 se aplica a IC2, que indica la corriente medida en una escala de LED. La tensión de referencia para este circuito es de unos R4 - 12kΩ R5 - 47kΩ R6 - 100kΩ R7 - 100Ω R8, R9 - 6k8 C1 - 100µF - Electrolítico x 16V CN1 - CN2 - Llave selectora de un polo y cuatro posiciones. Varios Placa de circuito impreso, fuente de alimentación o batería de 9V, conectores, cables, estaño, etc.

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Mont - Indicador de Fugas sym183_ArtTapa 26/11/2018 08:57 a. m. Página 94

Montajes 3V. La calibración del circuito debe realizarse con la entrada en circuito abierto. Con S1 en posición 1, la referencia de tensión de IC2 se envía a la entrada de IC1 a través de R2. De esta forma, circula una corriente de unos 3µA por R1. Entonces, el paso siguiente es ajustar P1 hasta que se ilumine el LED superior. Colocando un transistor conmutador entre pata 10 de IC2 (iluminación máxima) y masa, se podrá comandar un relé que active un sistema sonoro que indique cuando no existe corriente producto de llama, lo que indica que algo anda mal. J

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Figura 2 - Circuito impreso del medidor de fugas.

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M o n ta j e Publicamos muchos circuitos de interruptores accionados por la luz pero el que aquí proponemos tiene la característica de permanecer en estado activo sólo un tiempo ajustado por el usuario. Tiene infinidad de usos que van desde un despertador crepuscular hasta un sistema de aviso que indica que el dueño de casa ha llegado y desea que le abran la puerta del garaje. Por su sencillez y facilidad para el montaje, es aconsejable tenerlo siempre a mano, pues nos puede sacar de más de un apuro.. Por Ing. Horacio Daniel Vallejo [email protected]

Interruptor CrepusCular temporIzado

E

l que describimos es un simple interrup- cielo y se debe usar el contacto normal cerrado tor que puede instalarse en la entrada del relé). de su garaje y que le permite el accioEl circuito se alimenta por la red eléctrica y namiento de un timbre interno con sólo accio- tiene un consumo muy bajo, lo que permite nar las luces del coche. Con un guiño de corta que permanezca continuamente conectado sin duración se produce el accionamiento del relé presentar problema alguno de aumento signifiy, con eso, el timbre se acciona. Este proyecto puede servir para el encendido automático de la luz de la terraza o el balcón ya sea con la luz del auto o por falta de luz solar (en cuyo caso el LDR R3- debe estar apuntando al Figura 1 - Circuito del interruptor crepuscular temporizado.

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Montajes cativo en la cuenta de luz final del mes. El relé utilizado puede controlar cargas de hasta 10A y la temporización puede ser ajustada en la banda de algunos segundos hasta por encima de los 5 minutos, dependiendo de lo que se desea accionar. Los lectores más habilidosos pueden usar un sistema para accionar un mecanismo de puerta automática de garaje. La idea básica de funcionamiento es muy sencilla y utiliza un componente que puede encontrarse fácilmente en el mercado. El circuito integrado 555 está conectado como monoestable y el tiempo en que su salida permanece en el nivel alto depende del ajuste de VR2 y del valor del capacitor C1. En realidad, C1 puede tener valores entre 10µF y 220µF dependiendo de la aplicación que el lector desee darle al aparato. El disparo del circuito integrado 555 se obtiene cuando el pin 2 alcanza el nivel bajo. Así, conectamos este pin a un divisor de tensión formado por VR1, R1 y el sensor. De esta manera, con el sensor en lo oscuro (o recibiendo poca luz), la tensión en el pin 2 del circuito integrado se mantiene en un valor relativamente elevado. Con la iluminación momentánea del sensor, su resistencia cae y, con eso, la tensión en el pin 2, lo que provoca el disparo del circuito integrado. A la salida del 555 se conecta un transistor que provoca el accionamiento de un relé. Con la llegada de la salida del circuito integrado al nivel alto, el transistor satura y, con eso, el relé es impulsado permaneciendo el tiempo programado por VR2. Entre los terminales de los contactos del relé se puede conectar un timbre; en este caso, el ajuste de VR2 debe ser efectuado por un tiempo breve (tiempo de toque). También, estos puntos pueden ser conectados en paralelo con el interruptor de luz de la terraza, y en este caso, se encenderá al tiempo del disparo. Para esta aplicación, el ajuste de VR2 debe realizarse para un tiempo mayor. En la figura 1 tenemos el diagrama completo del instrumento. La disposición de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 2.

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Para mayor seguridad se recomienda utilizar un zócalo DIL para el circuito integrado. El sensor es un LDR redondo común, pequeño o grande, el que debe ser instalado en tubito opaco de por lo menos 10 cm de longitud, de modo de “tomar” sólo la luz proveniente de la dirección en que está el automóvil (o apuntando al cielo en caso de emplearlo como luz automática de noche, protegiendo el tubito con un acrílico). Esta orientación es importante para impedir

Figura 2 - Circuito impreso del interruptor

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Interruptor Crepuscular temporizado LIsta De MaterIaLes C11 - 555 - Circuito integrado Q1 - BC548 - Transistor NPN de uso general D1 - 1N4148 - Diodos de uso general R1 - 10kΩ R2 - 56kΩ R3 - LDR común R4 - 1kΩ

que el sensor capte luz de otras direcciones, lo que podría provocar el accionamiento errático del aparejo. En el caso de que esto ocurriera con pulsos de corta duración, como por ejemplo, los provocados por relámpagos, conecte con el sensor en paralelo con un capacitor de 10µF. Para probar el aparato, inicialmente coloque VR2 en la posición de menor temporización (menor resistencia). Conecte una carga al relé de modo de poder monitorear su funcionamiento. Ajuste VR1 para obtener el accionamiento del relé con la iluminación de una linterna común. Comprobado el funcionamiento, realice la instalación, ubicando el sensor en forma tal que pueda recibir sólo el flash del farol del auto en el momento en que éste apunta para el portón de entrada, evitando focalizar otras fuentes de luz que puedan causar un accionamiento

VR1, VR2 - 1MΩ C1 - 100µF x16V - Electrolítico C2 - 1000µF x16V - Electrolítico RL1 - Relé de 1V para circuitos impresos Varios: Placa de circuito impreso, caja para montaje, cable de alimentación, zócalo para el circuito integrado, cables, estaño, fuente de alimentación, etc.

fallido. Luego, ajuste VR1 para tener el accionamiento con el farol del auto y después VR2 para la temporización, conforme a la carga accionada. Un InterrUPtor

Para

110V 7 220V

El interruptor de la figura 3 enciende lámparas de 110V / 220V cuando la iluminación ambiental desciende por debajo de un nivel mínimo, apagándolas cuando vuelve a superarse ese nivel y puede emplearse para iluminación de la vía pública, parques, jardines, vidrieras, etc. El circuito, presentado por Diego Bulva, basa su funcionamiento en un LDR que forma un divisor de tensión juntamente con R1 y P1. La tensión resultante se aplica a la base del transistor Q1. Q1 y Q2 constituyen un disparador

Figura 3 - Interruptor para lámparas de 110V / 220V.

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Montajes de Schmitt. En condiciones de iluminación ambiental adecuada el LDR presenta baja resistencia y la tensión en la base de Q1 es alta. Esto mantiene en conducción a Q1 y al corte a Q2. En estas condiciones no hay corriente por el gate del triac Q3 y por lo tanto las lámparas permanecen apagadas. Al descender el nivel de iluminación ambiental el LDR aumentará su resistencia dismiFigura 4 - Interruptor crepuscular para las luces del auto. nuyendo la tensión en tubos fluorescentes y pueden eliminarse base de Q1. Por debajo de cierto nivel de tencuando el interruptor controla lámparas comusión, Q1 pasará al estado de corte y Q2 a connes. ducción. Esto sucederá en forma abrupta (sin • Para cargas superiores a los 400W es estados intermedios) gracias a la realimentanecesario colocar un disipador en el triac. ción positiva lograda por estar los emisores de La lista de materiales para este circuito es la ambos transistores interconectados. En estas siguiente: condiciones circulará corriente por el gate del triac disparándolo y provocando, así, el encenR1 = 2k2 dido de las lámparas. Al elevarse nuevamente R2 = 470 el nivel de iluminación ambiental, volverá Q1 a R3 = 1k5 conducción y Q2 al corte. Las lámparas se R4 = 470 apagarán.  R5 = 470 El nivel de iluminación ambiental requerido R6 = 270 para el apagado es levemente superior al R7 = 100 necesario para el encendido. Esto se debe a la C1 = 100µF – 63V histéresis propia del disparador de Schmitt y se C2 = 0.47µF – 250V constituye en la garantía de eliminar estados C3 = 0.1µF – 630V indeseables tales como lámparas semiencenD1, D2 = 1N4007 didas o parpadeantes. C1, C2, D1 y D2 constiZ1 = 12V – 1W (zener) tuyen la fuente de alimentación de C.C. la que Q1 = BC548 entrega aproximadamente 12V. Z1 y R6 proteQ2 = 2A3704 – 2A238 gen contra sobretensiones. Mediante P1 se Q3 = TIC 216D – TIC 226D ajustará el nivel de iluminación para el cual se Especificaciones técnicas: produzca el encendido de las lámparas. Potencia Max. con TIC206D – 800 W Potencia Max. con TIC216D – 1000 W notas: Potencia Max. con TIC226D – 1500 W • Es imprescindible que el fotorresistor no reciba la luz producida por las lámparas que Por último, en la figura 4 es un interruptor creconmuta el interruptor. En caso de que esto puscular para las luces de posición del autosucediera se producirá un funcionamiento móvil. Enciende las luces de posición del auto intermitente. cuando cae la noche y las apaga al volver el • C3 y R7 son necesarios para encendido de lámparas con balasto (mercurio) o día. J

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M o n ta j e Hay lugares en los que se requiere distribuir sonidos a varios ambientes dentro de un perímetro no mayor a los 200 metros y para ello se puede usar un transmisor de FM. El proyecto que describimos sirve para este propósito, además, puede ser usado como una repetidora de FM que se puede emplear como una especie de antena repetidora interna en sitios donde no llegan con facilidad las ondas de FM. Usando un receptor sensible unido a una antena externa, podrá ¨retransmitirse¨ la señal en el ámbito domiciliario para que la recepción sea más favorable en receptores de menor sensibilidad con los walkman, radios portátiles, etc. Por Federico Prado

DistribuiDor De AuDio por FM pArA eMpresAs y Hoteles

H

ace un tiempo publicamos una repetidora de FM debido a que en muchas localidades se reciben muy poco las señales de FM provenientes de ciudades distantes, produciéndose también problemas de calidad cuando se pretende usar un receptor de poca sensibilidad como, por ejemplo, una radio portátil o un walkman. Solamente los receptores más grandes, unidos a antenas externas bien orientadas, pueden recibir en buenas condiciones las señales de las estaciones en cuestión, limitándose así el servicio de FM. Si el lector quisiera poder recibir, en su radio portátil poco sensible, esas estaciones débiles, existe una solución que se propone en este artículo. Ver figura 1.

Lo que se hace es conectar un pequeño retransmisor de FM, de pequeño alcance (ámbito domiciliario) a la salida de un receptor de FM sensible, dotado de antena externa y sintonizado en la estación que se desea oír. La

Figura 1 - Esquema de una repetidora de FM

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Montajes señal de esta estación se irradia entonces en la nueva frecuencia pero con mayor intensidad, pudiendo captarse en una radio portátil o walkman en cualquier punto de la casa. Usted puede entonces oír en el jardín o en el garaje, su estación predilecta, usando la radio chica que, en condiciones normales, no podría captar bien la señal directa de la estación. El retransmisor propuesto funciona con pilas y puede conectarse a la salida de sonido de cualquier sintonizador o equipo de sonido que tenga FM común. Otra ventaja más: usted puede colocar un CD en su equipo de sonido pues su señal será irradiada también y podrá escucharlo en cualquier lugar de la casa. El circuito es un simple transmisor de FM como el Scorpion que posee una etapa osciladora de alta frecuencia con un transistor 2N2222 (o BF494 para un poco menos de potencia) que opera entre 88 y 108MHZ, en un punto en el que no esté transmitiendo ninguna estación. La modulación se obtiene de la propia salida de los auriculares del aparato de sonido, conectado a la antena externa para obtener la mejor recepción posible. Se ajusta en un trim-pot (VR1) o nivel de modulación para que no haya distorsión, y la

Figura 2 - Circuito de una repetidora de FM.

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señal se recibe en una antena telescópica chica. Como las radios portátiles son casi siempre monofónicas. Es así que si dos canales se mezclan transmitiendo juntos, no es posible separarlos en el receptor. Si el sintonizador o el aparato de sonido con que use el sistema no tiene salida de auriculares, la conexión puede hacerse en uno de los canales del receptor. El receptor debe tener entonces, una llave para fijar su posición. Como el consumo de corriente es bajo, cuatro pilas chicas o medianas constituyen una fuente de alimentación de duración excelente. No aconsejamos que se emplee una fuente de poder porque si no está muy bien filtrada, puede haber ruidos en la emisión. Cabe aclarar que este sencillo circuito también servirá para alimentar a múltiples receptores colocados estratégicamente, ya sea en hoteles, hospitales, colegios, empresas, etc. El diagrama completo del circuito se muestra en la figura 2. En la figura 3 proponemos nuestra versión en placa de circuito impreso que puede instalarse en una caja plástica con tapa de aluminio. La antena telescópica debe tener 40 cm de longitud como máximo. Es conveniente dejar las conexiones lo más cortas posible y tener en

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Distribuidor de audio por FM para empresas y Hoteles Lista dE MatEriaLEs

dEL

CirCuito

dE La

Figura 2

Q1 - 2N2222 ó equivalente - Transistor de RF C5 - trimer común L1 - 4 espiras de alambre común con diámetro de l cm. VR1 - 47kΩ - trim-pot B1 - Batería de 9V SW1 - Interruptor simple CN1 - Conector para antena telescópica de 30 a 40 cm. CN2: Conector para entrada de audio. R1, R2 - 10kΩ R3 - 6k8

R4 C1 C2 C3 C4

-

47 Ohm 10nF - capacitor cerámico 4n7 - capacitor cerámico 4pF - capacitor cerámico l00nF - capacitor cerámico

Varios Caja plástica mod. PB201, plug estéreo, alambre blindado o común, puente de terminales o placa de circuito impreso, soporte para 4 pilas medianas o pequeñas, alambres, soldadura, etc

Figura 3 - Circuito impreso de la repetidora de FM

cuenta la polaridad de la fuente de alimentación (B1). Una vez armado el circuito y colocado en su caja o gabinete, antes de cerrarlo conviene experimentar y ajustar la unidad. Para proceder de la manera siguiente: coloque las pilas en el soporte, conecte la entrada de audio a la salida de su sintonizador que debe estar sintonizado en una estación cualquiera a medio volumen, coloque en las proximidades (a unos 2 metros de distancia) una radio chica de FM sintonizada en una estación local que no esté en la banda, también a medio volumen. Ajuste inicialmente C5 para captar la señal del receptor en forma clara en la radio. VR1 debe estar en la posición de mínimo. Pruebe varios puntos de ajuste de C5 pues podrían captarse armónicas que son señales derivadas de menor intensidad. Procure obtener la señal más fuerte. Una vez captada esa señal, ajuste VR1 para obtener el sonido del receptor con la mejor calidad posible y sin distorsiones.

Aléjese con la radio para controlar que el equipo está en buenas condiciones (que se capte le señal fundamental y no las armónicas). Hecho esto, puede cerrar la caja del aparato y usarlo normalmente. Colóquelo sobre el receptor de FM o en el lugar donde se obtenga mayor alcance y calidad. No use antena externa para el receptor porque podría haber realimentación de la señal con oscilaciones fuertes que perjudicarían el ajuste y el funcionamiento del sistema, sobre todo si las frecuencias elegidas fueran cercanas a la de la estación captada. Siempre que use el retransmisor, deje el control del volumen del receptor con la antena externa en el mismo punto en que se hizo el ajuste. En la figura 4 se muestra un transmisor un poco más potente que emplea sólo dos transistores comunes para emitir audio a través de la banda de FM comercial con distancias superiores a 100 metros.

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Montajes

Figura 4 - transmisor de FM de 2W.

Es bastante estable y la calidad de señal es suficiente como para transmitir audio musical o hablado. También se lo puede utilizar para otras bandas de radiodifusión, utilizando las siguientes especificaciones: Para FrECuEnCias dE 30MHz a 40MHz L1 = 8 vueltas sobre núcleo de ferrita de 0.25" C6 = trimmer de 15-20pF C3 = trimmer de 10-15pF Antena = Alambre AWG 38 Para FrECuEnCias dE 40MHz a 50MHz L1 = 6.75 vueltas sobre núcleo de ferrita de 0.25" C6 = trimmer de 10-20pF C3 = trimmer de 10-15pF Antena = Alambre AWG 37 Para FrECuEnCias dE 90MHz a100MHz L1 = 6.5 vueltas sobre núcleo de ferrita de 0.25" C6 = capacitor de 5.6pF C3 = capacitor de 3.3pF Antena = Alambre AWG 20"

Figura 5 - Circuito impreso del tx de FM de 2W.

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El circuito debe ser armado sobre un circuito impreso como el mostrado en la figura 5 y alimentado con 9 ó 12V de corriente continua. Consume 4W, de los cuales 2W los hace con potencia irradiada y los otros dos los disipa en

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calor. Si desea usar el sistema con un micrófono del tipo electret tendrá que agregar una resistencia de 1kΩ desde el positivo hasta el terminal negativo del capacitor de entrada (base del 2N3708), quedando establecida la alimentación que ese tipo de micrófonos requieren. Dado su potencia reducida este tipo de dispositivos no requieren autorización del estado para operar. Sin embargo, si requiriera un alcance mayor, puede armar el circuito que describimos a continuación. transMisor

dE

18W

Las figuras 6 y 7 muestran un transmisor para la banda de FM comercial que provee hasta 18W de potencia. Ingresando una señal de audio de 1Vpp normalizada, la cual puede provenir de un mezclador o de otra fuente de audio, este sistema permite cubrir todo un pueblo mediano de casas bajas o un barrio completo en una ciudad. De requerirse más poten-

cia se pueden construir e interconectar etapas de salida a fin de incrementar el área de cobertura de la emisora. Antes de continuar, aclaramos que este transmisor (con o sin etapas de potencia adicionales) requiere autorización estatal para operar legalmente. Dado que el diagrama electrónico es demasiado ancho para colocarlo en pantalla hemos decidido fragmentarlo en dos, a fin de poder ser visto sin la necesidad de desplazarse de un lado a otro de la pantalla. El punto en donde lo cortamos sólo tiene dos conductores (representados por A y B) los cuales están señalizados con flechas. Las bobinas y choques deben ser confeccionadas según la siguiente tabla: L1 L2 L3 L4 L5 L6

3 Vueltas sobre ferrite de 5x10mm 3 Vueltas sobre aire de 9mm (largo 10mm) 1 Vuelta sobre aire de 12mm 4 Vueltas sobre aire de 9mm (largo 12mm) 2.5 Vueltas sobre ferrite de 5x10mm 1 Vuelta sobre aire de 12mm

Figura 6 - Primera parte del tx de FM de 18W. Los puntos a y B deben unirse a los puntos a y B del ciruito de la figura 7.

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Montajes L7 2.5 Vueltas sobre ferrite tipo HF de 10x5mm L8 3 Vueltas sobre aire de 9mm (largo 8mm) L9 1 Vuelta sobre aire de 12mm L10 2.5 Vueltas sobre ferrite de 5x10mm L11 2.5 Vueltas sobre ferrite de 5x10mm L12 7 Vueltas sobre aire de 9mm (largo 19mm) L13 3 Vueltas sobre aire de 13mm (largo 7mm) El capacitor variable conectado al colector del transistor BF199 permite ajustar la frecuencia de transmisión del circuito. El potenciómetro de 2k2 (el cual es del tipo lineal) hace las veces de sintonía fina. Una vez establecida la frecuencia de salida se deben ajustar los siguientes capacitores variables para calibrar el resto de las etapas del transmisor. Recuerde que estos ajustes se realizan desde el capacitor de la izquierda hacia el que está a la derecha. También tenga en cuenta que los ajustes iniciales es conveniente realizarlos con cargas fantasmas y no con la antena definitiva para

evitar interferencias a otras estaciones. Con respecto a la alimentación, con 12V y 2,5A el circuito proporciona 12W, mientras que con 18V y 3,5A provee 18W, en todos los casos la fuente debe estar estabilizada. El circuito debe ser construido sobre un impreso de epoxy con la cara superior (componentes) reservada para las pistas de interconexión y la cara inferior (soldaduras) para el plano de masa. Los transistores 2N3924, 2N4427 y BLY88 deben ser montados con disipadores de calor adecuados. En este tipo de componentes se usan disipadores circulares con forma de estrella. En el caso de los transistores 2Nxxxx el tamaño ideal es 20mm de diámetro por 10mm de altura, mientras que para el BLY88 deberá ser 75mm de diámetro por 100mm de altura. Es obligatorio el uso de grasa siliconada para optimizar la transferencia de temperatura de los transistores a sus disipadores. Recuerde que el calor excesivo (a parte de inestabilidad en la salida) puede causar daños a los componentes. J

Figura 7 - segunda parte del tx de FM de 18W. Los puntos a y B deben unirse a los puntos a y B del ciruito de la figura 6.

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4ª de forros.qxd:sumario 223 21/11/13 18:13 Página 4ªFo1