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tapa SE 287

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ISSN: 0328-5073 Año 24 / 2011 2011 / Nº 287 Precio Cap. Fed. Y GBA: GBA: $11,90 $11,90 Recargo envío al interior: $0,40

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EDITORIAL QUARK

Año 24 - Nº 287 JUNIO 2011

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ARTICULO DE TAPA GPIC USB: Programador de Microcontroladores PIC y Memorias EEPROM por Puerto USB Programación Serial “In-Circuit” (ICSP) MONTAJES Amplificador de Audio con Ecualizador Filtros Divisores de Frecuencia Amplificadores de Audio de 20W con Circuito Integrado 2 Amplificadores de Audio para el Auto Preamplificadores y Ecualizadores de Audio 2 Circuitos de Iluminación Interruptor Crepuscular Interruptor Momentáneo Accionado por Luz MANUALES TÉCNICOS Sistema de Audio Hi Fi: Amplificador de Audio Completo de 1200W

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San Ricardo 2072, Barracas Vea en la página 66 más detalles Distribución en Capital Carlos Cancellaro e Hijos SH Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942

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Impresión: Impresiones BARRACA S S. A.,Osvaldo Cruz 3091, Bs. Aires, Argentina

Uruguay RODESOL SA Ciudadela 1416 - Montevideo 901-1184

Publicación adherida a la Asociación Argentina de Editores de Revistas

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SABER ELECTRONICA Director Ing. Horacio D. Vallejo

Producción José María Nieves (Grupo Quark SRL) Columnistas: Federico Prado Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pablo Matute

En este número: Ing. Alberto Picerno Ing. Ismael Cervantes de Anda

EDITORIAL QUARK

EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA Argentina: (Grupo Quark SRL) San Ricardo 2072, Capital Federal, Tel (11) 4301-8804 México (SISA): Cda. Moctezuma 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, Edo. México, Tel: (55) 5839-5077

ARGENTINA Administración y Negocios Teresa C. Jara (Grupo Quark)

Staff Liliana Teresa Vallejo, Mariela Vallejo, Diego Vallejo, Fabian Nieves Sistemas: Paula Mariana Vidal Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Técnica y Desarrollo de Prototipos: Alfredo Armando Flores

México Administración y Negocios Patricia Rivero Rivero, Margarita Rivero Rivero Staff Ing. Ismael Cervantes de Anda, Ing. Luis Alberto Castro Regalado, Victor Ramón Rivero Rivero, Georgina Rivero Rivero, José Luis Paredes Flores Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected]

Director del Club SE: [email protected]

Grupo Quark SRL San Ricardo 2072 - Capital Federal www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.mx www.webelectronica.com.ve Grupo Quark SRL y Saber Electrónica no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.

DEL DIRECTOR AL LECTOR CHAU A LA LAMPARITA

Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta para compartir las novedades del mundo de la electrónica.

Hace varias décadas que la mayoría de los gobernantes de nuestro planeta intentan establecer políticas de protección del medio ambiente y uno de los elementos más tenidos en cuenta es el ahorro de energía. Se sabe que el petróleo es un combustible no renovable y que el uso de energías alternativas intenta desplazarlo como el principal producto generador de energía. Hoy en día, por ejemplo, se genera electricidad aprovechando la energía del sol, la del agua y la del viento pero, en todos los casos, dicha producción no es gratuita y también ocasiona algún perjuicio a nuestro planeta debido a los componentes y materias primas necesarias para convertir dichas energías (lumínica y de movimiento) en energía eléctrica , por ejemplo. El mejor aprovechamiento de la energía no sólo está en la línea de protección del medio ambiente sino que reduce los costos de producción, por lo cual, la atención también se centra en ese aspecto. En 1879, Thomas Alba Edison presentó uno de los inventos más extraordinarios de los que se tiene conocimiento: “la lámpara eléctrica incandescente” y con ella cambió en gran parte la forma de vida de la humanidad. Su diseño no fue una idea completamente original. De hecho, el principio de la iluminación eléctrica incandescente (que hace que un alambre brille intensamente enviando electricidad a través del mismo) era conocido desde por lo menos 1802, cuando el inglés Humphry Davy lo demostró. Varios diseños de lámparas habían sido desarrollados en condiciones de laboratorio por otros inventores, incluyendo a Joseph Swan, Henry Woodward, Mathew Evans, James Bowman Lindsay, William Sawyer y Heinrich Goebel. Como la luz emitida por estos dispositivos duraba muy poco debido a la fundición de los filamentos por la alta temperatura, no se podía contra con un dispositivo eficaz. En 1820 otro inventor inglés, Warren De la Rue, utilizó un filamento de platino dentro de un bulbo de cristal al que le practicó el vacío. Su lámpara funcionó bien debido al elevado punto de fusión del platino, pero el costo de este material era y es muy elevado para ser utilizado masivamente en el alumbrado. En 1854 Heinrich Goebel construyó la primera lamparita introduciendo un filamento de bambú carbonizado dentro de una botella a la que le practicó el vacío para evitar la oxidación. No solicitó una patente inmediatamente, pero en 1893 (el mismo año de su fallecimiento) fue admitido su invento como anterior al de Edison. Edison consiguió un filamento basado en el carbono que alcanzó la incandescencia sin fundirse. Así, el 21 de octubre de 1879 logró que su bombita resplandeciera durante 48 horas ininterrumpidas. Un año antes Sir Joseph Swan patentó una lamparita similar en Inglaterra, lo que condujo a una disputa legal con Edison por la paternidad del invento. Desde entonces, y por más de 100 años, la lámpara incandescente ha sido el principal elemento de iluminación artificial, presentando el problema de tener poco rendimiento lumínico en relación a la potencia eléctrica consumida (gran parte de dicha potencia se disipa en calor). El hombre ha intentado mejorar dicho rendimiento, lo que dio origen a los tubos fluorescentes y las lámparas halógenas pero ambas tecnología presentan ciertas desventajas que obligaron a que no se pueda jubilar a la mencionada “lamparita”. Sin embargo, la fabricación a bajo costo de las denominadas lámparas de bajo consumo o de cátodo frío (CCFL) y de luminarias con LED ha ocasionado que en las últimas dos décadas estén reemplazando rápidamente a las lámparas incandescentes y si bien su costo aún es superior, tanto el rendimiento como la vida útil “justifica su reemplazo”. Por tal motivo, muchos gobiernos de nuestra región le han puesto fecha final de fabricación de lámparas incandescentes y en Argentina, por ejemplo, desde este mes “ya no se fabrican más”. Si, llegó el momento de jubilar a la vieja lamparita a quien le agradecemos mucho por los servicios prestados.

Ing. Horacio D. Vallejo

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A R T Í C U LO

DE

TA P A

Este proyecto comenzó a principios del 2008 cuando inicié la escritura del código fuente para el firmware de un 18F2550 y la elaboración del Software correspondiente a la interfaz de usuario para la PC de un programador de microcontroladores Pic por puerto USB. Anteriormente ya había estado interesado en los procesos de programación de los Pic por lo tanto, basado en esas experiencias y en el estudio de los Data Sheets referentes a las especificaciones de programación de los microcontroladores, surgió el GPIC USB como una aplicación totalmente funcional hacia finales de Octubre del 2008. A la fecha ha sufrido algunas modificaciones que permite mejorar su funcionamiento y ampliar la cantidad de componentes soportados.

GPIC USB:

www.sitionica.com.ar

PROGRAMADOR DE MICROCONTROLADORES PIC Y MEMORIAS EEPROM POR PUERTO USB

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Artículo de Tapa

Figura 1 - Circuito electrónico del cargador de PIC por USB.

DESCRIPCIÓN

DEL

CIRCUITO ELECTRÓNICO

El esquema de la figura 1 corresponde al programador de microcontroladores PIC por puerto USB, su diseño es simple y sencillo. Lo podemos dividir en tres bloques fundamentales bien definidos, tal como muestra la figura 2.

con los microcontroladores soportados y activa las tensiones de VDD y VPP, figura 3. Los pines 15 y 16 (RC4 - RC5) del puerto C del PIC conectan con la ficha correspondiente

Bloque 1: Microcontrolador El primero y más importante está constituido por el microcontrolador 18F2550 (IC2), es el encargado de la comunicación por el puerto USB con la PC por intermedio de la interfaz de programación, establece la transferencia de datos

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Figura 2 - Bloques del programador USB.

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Artículo de Tapa para la transmisión y recepción de los datos vía USB.

una salida para controlar los estados de la tensión VDD.

Los pines 2 y 3 (RA0 - RA1) del puerto A se destinan como interfaz de comunicación del protocolo ICSP entre el programador y los microcontroladores soportados por éste, a través del conector ICSP (terminales 1 y 2, figura 1). Los datos por el pin 2 son bidireccionales, sincronizados por una señal de reloj con salida por el pin 3.

Continuamos con los pines 11, 12 y 13 (RC0 - RC1 - RC2) del puerto C, son utilizados como salidas para los LEDs de visualización del funcionamiento del programador.

Los pines 23, 24 y 25 (RB2 - RB3 - RB4) del puerto B los utilizamos para el control de la tensión VPP de programación. Según el estado de estas salidas obtenemos diferentes tensiones en la salida VPP del conector ICSP (terminal 3, figura 1). El pin 26 (RB5) del PIC lo utilizamos como

Figura 3 - Circuito del PIC 18F2550.

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Comenzando con el LED denominado "VDD", este se encenderá con el suministro de esta tensión. Tenemos tres estados posibles, según la configuración establecida desde la interfaz de usuario en la PC: A- Sólo se suministra tensión VDD a los microcontroladores soportados durante los procesos de lectura, grabación, verificación y borrado.

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Artículo de Tapa B- Suministro de tensión constante, para poder alimentar a los circuitos durante las pruebas (sólo circuitos con bajo consumo). C- No se suministra tensión VDD hacia los microcontroladores soportados, una fuente externa debe proveer la alimentación.

El LED denominado VPP, se enciende durante el suministro de dicha tensión durante todos los procesos. Desde la interfaz de programación en la PC podemos configurar el suministro de esta tensión de dos formas:

A- Sólo se suministra tensión VPP a los microcontroladores soportados durante todos los procesos. B- Suministro de tensión MCLR post-procesos, para "arrancar" al microcontrolador sin tener que desconectar la ficha ICSP.

Por último el LED denominado USB, se enciende cuando se establece la comunicación con el puerto USB y es reconocido el programador. Volviendo sobre el PIC 18F2550, éste debe ser grabado en un principio para su funcionamiento. El programa para este microcontrolador podemos dividirlo en dos partes: un programa residente en un bloque de memoria del PIC, comúnmente llamado bootloader, encargado de "chequear" la existencia del firmware correspondiente al conectar el programador al puerto USB. En caso de no encontrarse, el LED denominado USB comenzará una secuencia de encendido en forma intermitente. En caso contrario, el firmware tomará el control y el LED quedará encendido en forma continua. La gran ventaja de utilizar este sistema se debe a que sólo una vez debemos programar el microcontrolador 18F2550, en lo sucesivo los cambios y actualizaciones del firmware se podrán realizar directamente desde la interfaz de usuario en la PC. Para finalizar este bloque,

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el pin 17 (RC6) del puerto C, lo utilizamos para generar una señal que, junto con el buzzer BZ1 emite unos "beeps" cada vez que pulsamos los botones de comando para lectura, grabación, verificación y borrado desde la interfaz de programación. Es opcional su implementación y puede ser activado o desactivado desde la misma interfaz. Bloque 2: Conversor DC - DC En un comienzo me planteé qué diseño usar para el conversor de tensión, si implementarlo de forma totalmente independiente o utilizar el PIC para esta tarea generando un PWM por software, más los componentes externos necesarios. Me decidí por la primera opción por varios motivos: el circuito integrado utilizado MC34093, es un conversor especializado para esta función, de muy bajo costo, ampliamente difundido, que figura en las listas de componentes de casi todos los comercios de electrónica. Es autónomo, no depende del firmware grabado en el 18F2550, quiero decir con esto que podemos chequear su funcionamiento y la tensión de salida del conversor (en las pruebas) sin necesidad de tener el PIC en la placa del programador ya que no depende de éste. Además nos permite, si fuera necesario, regular la tensión de salida con sólo variar el valor de una resistencia: R3 o R4. El valor del choque L1 no es crítico, puede estar comprendido entre 220µH y 680µH sin ningún tipo de inconveniente. El circuito se alimenta con 5 volt suministrados por el puerto USB y a la salida de TP2 obtenemos una tensión continua de aproximadamente 14V a 14.5V necesarios para alimentar el bloque 3 de la figura 2. Las resistencias R3, R4 junto con R5 forman un divisor resistivo conectado al pin 5 del MC34093, este lazo de realimentación estabiliza la tensión de salida ya que es comparada con una tensión de referencia interna, como podemos observar en la figura 5. En la salida del integrado pin 1, obtenemos una onda variable en ancho de pulso (PWM) en relación al

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Programador de Microcontroladores PIC y Memorias Eeprom por Puerto USB

Figura 4 - Circuito del conversor DC DC.

consumo exigido luego de la rectificación, lógicamente dentro de unos límites. Los estados de conmutación On-Off en el pin 1 del MC34093 junto con L1 producen la elevación de la tensión, el diodo D1 y los capacitares C3, C4 se encargan de la rectificación. El capacitor C2 establece la frecuencia del oscilador interno.

era tener una salida Vpp única y más flexible, que proporcionara la tensión normal de programación, la opción de una tensión MCLR post programación y por último que ya estuviera pensada para los microcontroladores que trabajan con 3.3 volt que serán incorporados en el futuro. Esto lo podía obtener utilizando un amplificador operacional, precisamente el

Bloque 3: Tensiones VPP y VDD Podría haber utilizado un solo transistor para tratar la tensión de programación VPP, pero estaríamos bastante limitados. La idea

Figura 5 - Diagrama interno del MC34063.

Figura 6 - Circuito que controla las tensiones VPP y VDD.

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Artículo de Tapa CA3140 con entradas MOSFET y salida bipolar, que trabaja bien con alimentación de simple vía, pero lo más importante en cuanto a la elección es que está preparado para obtener una tensión de salida diferente independientemente a la tensión suministrada sobre el pin 7. Con un diodo Zener sobre el pin 8 (STROBE) se consigue de forma simple y práctica modificar el valor de la tensión de salida por el pin 6. En la figura 7 podemos ver la información que brinda el fabricante del CA3140 para adaptar la salida a niveles compatibles TTL independientemente de la tensión V+ en el pin 7. En el programador he adaptado el circuito para manejar las tensiones de 3.3 volt para esta gama de PICs que se irán incorporando en próximas actualizaciones. Está conformada, como podemos observar en la figura 6, por el Zener Z1 conectado al pin 8 del CA3140 en serie con el transistor NPN Q2 que trabaja como llave electrónica On-Off, de acuerdo a los niveles alto o bajo en la base. Con un nivel bajo sobre la base de este transistor el circuito está desconectado, por lo tanto la tensión VPP será la normal de 12.30V a 13V; por otro lado, con un nivel alto proporcionado por RB4 del 18F2550 a través de R13 el circuito se conecta, la tensión VPP en este caso será de 3.3 volt. De esta forma queda totalmente automatizado el suministro de VPP de acuerdo a los dispositivos seleccionados desde la interfaz de usuario en la PC. Por el momento no es necesario implementar Z1, Q2 y R13, ya que es la primera versión base del programador y dicha gama de dispositivos aún no están incorporados. En este caso el pin 8 debe quedar sin conexión. Como pueden ver, la electrónica del programador ya está pensada para soportar de forma práctica a estos microcontroladores a medida que sean agregados. Continuando con esta etapa, las entradas inversora y no inversora del amplificador operacional se conectan con RB3 y RB2 del microcontrolador; de acuerdo a los niveles detecta-

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Figura 7 - Adaptación de la salida del CA30140 para niveles TTL.

dos por las entradas del CA3140 la salida de éste conmutará entre un estado próximo a masa (0.3 volts) y Vpp, al finalizar proveerá una tensión adecuada al caso, si se eligió la opción "suministrar MCLR" desde la interfaz de programación. Todas las señales para la activación de las tensiones están sincronizadas desde el firmware del microcontrolador Pic. Las resistencias R9 y R10 conectadas a masa evitan que queden al "aire" las entradas del operacional en caso que el microcontrolador 18F2550 no esté presente en su zócalo, de lo contrario tendríamos un estado de indeterminación a la salida. El capacitor C10 limita la banda pasante del operacional, es obligatorio junto con R11 y R12. El pin 7 del CA3140 recibe la tensión de alimentación para su funcionamiento, proporcionada por el conversor Dc-Dc. El pin 4 se conecta a masa. La tensión máxima en la salida del opera-

Figura 7 - Circuito que permite obtener una tensión de 3,3V.

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Programador de Microcontroladores PIC y Memorias Eeprom por Puerto USB Listado de Materiales IC1 = MC34063 IC2 = PIC 18F2550 IC3 = CA 3140 Q1 = BC327 Q2 = BC547 Vpp, Vdd, Usb = LEDs de 3 mm D1 = 1N4148 R1 = 0.22 a 0.47 Ohm R2 = 180 Ohm R3 = R4 = 12kΩ R5 = 2.2kΩ R6, R7 - R8 = 33 Ohm R9, R10, R11= 10kΩ R12 = 33kΩ R13, R14, R15, R21, R22 = 4.7kΩ R16, R17, R18 = 470 Ohm

cional pin 6 es aproximadamente 2 volts menor a la tensión de alimentación sobre el pin 7 (en caso que no se encuentre activado Q2, Z1). Para finalizar la descripción y resumiendo,

C1, C4 = 100µF x 16V, electrolítico C2 = 390pF, cerámico C3, C5 = 0,1µF, cerámico C6 = 10µF x 16V, electrolítico C7, C8 = 15pF, cerámico C9 = 0,47µF, cerámico C10 = 1nF, cerámico C11 = 1µF x 16V, electrolítico L1 = choque de 330µH a 680µH Xtal = cristal de 20MHz Bz1 = (opcional) buzzer sin oscilador interno F1 = Fusible de 250mA, requiere puente o portafusible

Varios: Placa de circuito impreso, gabinete para montaje, conector USB, conector ICSP, cables, estaño, etc.

el terminal 3 del conector ICSP (figura 1) puede manejar cuatro estados de VPP:

1- Una tensión próxima a masa (0.3 volt). 2- Una tensión Vpp de aproximadamente 12.30 - 13 volt. 3- Una tensión post programación MCLR. 4- Una tensión Vpp baja de 3.3 volt.

Por último el transistor Q1 se encarga del manejo de la tensión Vdd, se encuentra conectado con la salida RB5 del microcontrolador. Un nivel alto en la base de Q1 lo mantiene bloqueado y un nivel bajo lo coloca en estado de conducción con salida por colector; el emisor de dicho transistor se conecta a +5 volt suministrados por el puerto USB.

Extensión 3.3 Volt VDD2

Figura 9 - Circuito impreso del cargador de PICs por USB..

Opcionalmente podemos anexar una línea auxiliar de 3.3 volt en el conector ICSP (ya está contemplado en el circuito general de la figura 1). Con un simple circuito (figura 8) obtenemos una tensión de salida de 3.3 volts en el emisor de Q3, con las mismas características de control que VDD. La entrada de tensión se pro-

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Artículo de Tapa duce por el colector de Q3, conectado a VDD, colector de Q2. En la figura 9 se puede ver la imagen de la placa de circuito impreso con su máscara de componentes. Desde la página del autor puede descargar tanto la interfaz gráfica para programación (figura 10) como el firmware para el PIC del programador. La versión 2.1 de dicho firmware soporta los siguientes componentes: PIC18F67J93 PIC18F87J93 PIC18F67J90 PIC18F87J90 PIC18F67J50 PIC18F87J72 PIC18F67J11 PIC18F87J50 PIC18F67J10 PIC18F87J11 PIC18F66J93 PIC18F87J10 PIC18F66J90 PIC18F86J93 PIC18F66J55 PIC18F86J90 PIC18F66J50 PIC18F86J72 PIC18F66J16 PIC18F86J55 PIC18F66J15 PIC18F86J50 PIC18F66J11 PIC18F86J16 PIC18F66J10 PIC18F86J15 PIC18F65J90 PIC18F86J11 PIC18F65J50 PIC18F86J10 PIC18F65J15 PIC18F85J90 PIC18F65J11

PIC18F85J50 PIC18F65J10 PIC18F85J15 PIC18F64J90 PIC18F85J11 PIC18F64J11 PIC18F85J10 PIC18F63J90 PIC18F84J90 PIC18F63J11 PIC18F84J11 PIC18F83J90 PIC18F83J11 PIC18F66J60 PIC18F66J65 PIC18F67J60 PIC18F86J60 PIC18F86J65 PIC18F87J60 PIC18F96J60 PIC18F96J65 PIC18F97J60 PIC18F24J10 PIC18LF24J10 PIC18F25J10 PIC18LF25J10 PIC18F44J10 PIC18LF44J10 PIC18F45J10 PIC18LF45J10 PIC18F24J11 PIC18LF24J11 PIC18F25J11 PIC18LF25J11 PIC18F26J11 PIC18LF26J11 PIC18F44J11 PIC18LF44J11 PIC18F45J11 PIC18LF45J11 PIC18F46J11 PIC18LF46J11 PIC18F26J13 PIC18LF26J13 PIC18F27J13 PIC18LF27J13 PIC18F46J13 PIC18LF46J13 PIC18F47J13 PIC18LF47J13 PIC18F24J50 PIC18LF24J50 PIC18F25J50 PIC18LF25J50 PIC18F26J50 PIC18LF26J50 PIC18F44J50 PIC18LF44J50 PIC18F45J50 PIC18LF45J50 PIC18F46J50 PIC18LF46J50 PIC18F26J53 PIC18LF26J53 PIC18F27J53 PIC18LF27J53 PIC18F46J53 PIC18LF46J53 PIC18F47J53

Figura 10 - Pantalla de la interfaz gráfica de programación del Cargador GPIC.

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Programador de Microcontroladores PIC y Memorias Eeprom por Puerto USB EL PROGRAMADOR QUARK PRO 2

Para cargar un programa en un microcontrolador PIC se requiere de una serie de parámetros básicos a saber:

VDD = Voltaje de alimentación de 5V VSS = Referencia de tierra del circuito VPP = Voltaje de programación de 14V PGD = Datos de programación PGC = Pulsos de reloj para la sincronización

El primer cargador desarrollado por nuestro equipo y publicado en Saber Electrónica en 1998, utilizaba el puerto paralelo de una computadora, precisaba una fuente externa y estaba basado en un circuito de David Tate. Posteriormente desarrollamos varios cargadores usando el puerto serie con y sin fuente de alimentación, muchos de ellos basados en un diseño denominado “JDM” y que emplean como interfaz gráfica al programa IC-Prog. El

programador más completo lo hemos denominado Quark Pro 2 y se publicó en Saber Electrónica Nº 200. Aquí una breve descripción. En la figura 11 se muestra el circuito eléctrico del programador QUARK-PRO 2. Como puede observar no existe ninguna fuente de alimentación externa. El circuito se alimenta del puerto serial de la PC a través del conector DB9. El voltaje de alimentación VDD se obtiene de los mismos pulsos de reloj (pin 7 del DB9), los cuales son rectificados por los diodos D3 y D4 y estabilizado a 5 volt mediante el diodo zener D5 (5.1V) y el capacitor C1. De la misma manera, se obtiene el voltaje de programación VPP, cargando el capacitor C2 y estabilizando con el diodo zener D6 (8.2V) el cual se suma al voltaje del zener D5 (5,1V), obteniéndose así 13.3 Volt suficientes para realizar la programación del PIC. Se han adicionado el LED L1 para visualizar el proceso de grabación o lectura del PIC, así como el LED L2 para indicar que el circuito se encuentra alimentado, además, si se colocara un PIC en corto, este LED se apagará o bajará signifi-

Figura 11 - Programador de PICs por puerto serie “Quark Pro 2”.

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Artículo de Tapa

Figura 12 - Circuito impreso del Quark Pro 2.

cativamente su intensidad. En la figura 12 se muestra el circuito impreso sugerido para nuestro prototipo.

siones actualizadas (véase www.ic-prog.com). En la figura 13 se muestra el ambiente de trabajo de este programa.

¿Por qué utilizar el programa IC-PROG?

Si usted ha trabajado con ambientes de programas diferentes, podrá observar que el ambiente del IC-Prog dispone de herramientas

Con el mismo criterio que seleccionamos el hardware (programador JDM), seleccionamos el software (IC-PROG), basados en el que fuera más compatible. El IC-PROG ofrece varias ventajas: La primera es que dentro de su menú ofrece opciones importantes como la posibilidad de seleccionar el puerto a utilizar, así como el prototipo de programador a utilizar; la segunda es que el programa ofrece un ambiente de trabajo muy amigable, ya que este programa y gracias a las aportaciones de muchos colaboradores de todo el mundo, está traducido a varios idiomas y tercero es que es compatible con la mayoría de los sistemas operativos de la PC, además que con frecuencia están disponibles de manera gratuita ver-

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Figura 13 - Pantalla inicial del IC-Prog.

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ISSN: 1514-5697 - Año 12 Nº 138 - 2011 Argentina: $7,90 -. Recargo Interior: $0,40

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C ÓMO D ESCARGAR

EL

CD E XCLUSIVO

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L ECTORES

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S ABER E LECTRÓNICA

CD: Curso de Microcontroladores PIC volumen 2

Editorial Quark SRL, Saber Internacional S.A. de C.V., el Club SE y la Revista Saber Electrónica presentan este nuevo producto multimedia. Como lector de Saber Electrónica puede descargar este CD desde nuestra página web, grabar la imagen en un disco virgen y realizar el curso que se propone. Para realizar la descarga tiene que tener esta revista al alcance de su mano, dado que se le harán preguntas sobre su contenido. Para realizar la descarga, vaya al sitio: www.webelectronica.com.ar, haga clic en el ícono password e ingrese la clave “CD-1171”. Deberá ingresar su dirección de correo electrónico y, si ya está registrado, de inmediato podrá realizar la descarga siguiendo las instrucciones que se indiquen. Si no está registrado, se le enviará a su casilla de correo la dirección de descarga (registrarse en webelectronica es gratuito y todos los socios poseen beneficios). Introducción En nombre de Editorial Quark, la revista Saber Electrónica y del Club Saber Electrónica, le damos la bienvenida y lo invitamos a explorar este nuevo producto Multimedia correspondiente al Curso de PIC NIVEL 2. Tenga en cuenta que los Microcontroladores PIC, son elementos de muy fácil manejo, ya que para poder realizar el estudio correspondiente a este CD multimedia, es aconsejable que Ud. haya estudiado la primera parte de este curso, denominado Curso de PIC NIVEL 1. En el mismo, Ud. aprende básicamente, qué es un microcontrolador, la diferencia que existe entre un microprocesador y un microcontrolador, por qué elegimos los microcontroladores de Microchip para realizar el aprendizaje de estos componentes, cuál es la diferencia entre un microcontrolador de Microchip y los de las otras marcas, cuál es la ventaja que posee un PIC con respecto a otros microcontroladores, qué es un cargador, qué es un quemador, cuáles son las señales que debemos ingresarle al PIC para poder programarlo, qué es un entorno de programación, qué es el MPLAB, qué es el MPASM. Todo esto se encuentra en el curso correspondiente al primer nivel, tenga en cuenta que también existe un CD multimedia llamado PROYECTOS CON PIC NIVEL 1, donde podrá volcar todos los conocimientos adquiridos y realizar sus propios proyectos. En este segundo nivel va a aprender, todo lo que necesita

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conocer sobre los Microcontroladores PIC, para poder trabajar en sistemas, cuál es la arquitectura de un PIC, cuáles son los microcontroladores de baja, media y alta gama, cómo se manejan las 25 instrucciones del set reducido, cómo hacer para programar en assembler, la construcción de programas y una serie de proyectos que podrá realizar paso por paso, a los efectos de que aprenda a trabajar con los Microcontroladores PIC. Este producto se divide en 4 Módulos. El Módulo 1 es teórico, y en él Ud. va a aprender paso a paso, todo lo que necesita saber para este segundo nivel. En este 2º Módulo, podrá realizar una serie de prácticas y vamos a emplear un cargador de PIC de tipo universal QUARK PRO 2, que es el que nosotros utilizamos para realizar todos nuestros proyectos. Presentamos también otro tipo de cargadores o quemadores, donde comentaremos ventajas y desventajas de cada uno de ellos. En el tercer Módulo encontrará una serie de Video clips, con los cuales verá las diferentes instrucciones del set que corresponden al Assembler de Microchip, para el 16f84. En el 4 Módulo alojamos una serie de programas y aplicaciones y para poder armar proyectos más avanzados, deberá adquirir el CD "Proyectos con PIC, segundo Nivel". Le recomendamos que respete la estructura de este producto, que asimile bien toda la teoría para poder realizar las prácticas sin ninguna dificultad.

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Importante: Este CD contiene programas que deben ser activados estando conectados a Internet, para ello deberá tener a mano el número de holograma que se encuentra en la portada del producto. Además con dicho número, podrá bajar información adicional. Deberá ingresar a www.webelectronica.com.ar, hacer clic en el ícono password e ingresar la clave cdpic2 1) Teoría Curso de Microcontroladores PIC Nivel 2 Lección 1- Arquitectura de los PICs Lección 2- Cómo Usar el Set de Instrucciones Lección 3- Programación Mas Teoría Recomendada Assembler de PIC Manejo Avanzado MPLAB Guía Práctica para Programar PICS Guía de Programación de PICs Presentaciones en Power Point Aprendiendo PICs Señales en el PIC & Cargadores El assembler de Microchip Programación de PICs 2) Guías Práctica Guía de Uso del MPLAB Programación Assembler de PIC Tutorial MPLAB (Inglès) Uso del Niple Caracterísitcas de los PICs Flash Construcción de Otro PLC con PIC y Ejemplos de Uso Arquitectura de un PLC Banda Transportadora

Control de Movimientos Control y Automatización Funciones Lógicas x tablas Implementación de Funciones Mando Bimanual con PLC Módulos Construcción de un PLC con PIC Cableado de un PLC Construcción de un PLC Diagrama en bloques de un PLC Lenguaje de Programación PLC y Autómatas Programable Memorias de Reparación de Microcontroladores Programador Universal de PICs y EEPROM Programador PIC800 Programador PICPRO Programador PP84 3) Videos Como funciona un PIC con el set de Instrucciones Edición de Programas con el MPLAB Estructura de un Programa

4) Programas IC-Prog MPLAB y MPASM Avanzado MPLAB IDE 4.0 MPLAB IDE 5.4 MPLAB_IDE_51025e MPLAB IDE 5.61 MPLAB IDE 6.40 NIPLE PIC800 PIC84PGM PICPRO2 PROG. PIC EEPROM AVR

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Programación Serial “In-Circuit” (ICSP) El Programador que hemos descripto en el Artículo de Tapa de esta edición puede programar microcontroladores que estén en un zócalo del tipo zif preparado para tal función, o bien instalados en un circuito de aplicación, mediante la utilización de la Programación Serial In-Circuit (ICSP). En esta nota explicamos el procedimiento. www.sitionica.com.ar

UTILIZACIÓN DE LA PROGRAMACIÓN SERIAL “IN-CIRCUIT” EN EL PROGRAMADOR GPIC de trabajo muy completas. J INTRODUCCIÓN

(ICSP)

es aplicado, el microcontrolador entra en el modo Programación. 4- VDD: Suministro de tensión (positivo).

La comunicación ICSP requiere cinco señales: 1- ICSPDAT o PGD: Datos de Programación; es una línea de datos bidireccional sincrónica serial. 2- ICSPCLK o PGC: Reloj de Programación; es una línea unidireccional sincrónica serial de reloj que va desde el programador hasta el microcontrolador. 3- VPP: Tensión de Programación; cuando

5- VSS: Suministro de tensión (negativo).

En caso de programar un microcontrolador individualmente sobre un zócalo para después trasladarlo a la aplicación, el diagrama de conexionado es como el de la figura 1. En los “data sheet” o manuales de componentes suministrados por el fabricante Microchip, y accesibles desde su página de Internet, están detallados los pines adecuados para la conexión ICSP de cada tipo de dispositivo PIC.

Figura 1 - Diagrama de conexiones para la programación por ICSP.

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Artículo de Tapa

Figura 2 - Circuito típico de aplicación para programación ICSP.

En general la disposición de los pines según el microcontrolador es la siguiente: Microcontroladores de 8 pines línea 12F Pin 1 = Vdd (tensión positiva) Pin 4 = Vpp (tensión de programación) Pin 6 = Ck (ICSPCLK - PGC) Pin 7 = Data (ICSPDAT - PGD) Pin 8 = Gnd (negativo, Vss)

Pin 28 = Data (ICSPDAT - PGD) Pin 8 - 19 = Gnd (negativo Vss) Microcontroladores de 40 pines línea, 16F / 18F Pin 11 - 32 = Vdd (tensión positivo) Pin 1 = Vpp (tensión de programación) Pin 39 = Ck (ICSPCLK - PGC) Pin 40 = Data (ICSPDAT - PGD) Pin 12 - 31 = Gnd (negativo Vss)

Microcontroladores de 18 pines, línea 16F Pin 14 = Vdd (tensión positiva) Pin 4 = Vpp (tensión de programación) Pin 12 = Ck (ICSPCLK - PGC) Pin 13 = Data (ICSPDAT - PGD) Pin 5 = Gnd (negativo Vss) Microcontroladores de 28 pines, línea 16F / 18F Pin 20 = Vdd (tensión positiva) Pin 1 = Vpp (tensión de programación) Pin 27 = Ck (ICSPCLK - PGC)

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Nota: El pin PGM debe conectarse a Vss en los PIC que sean aptos para programación a baja tensión (LVP) o bien poner en off esta función en la configuración del dispositivo, ya que en todos los casos se utiliza el tipo de programación normal y no la característica LVP. Sugerimos consultar el “data sheet” correspondiente del microcontrolador a programar para la identificación de este pin. Un pin PGM no conectado puede interferir con la programación. Para la programación “in-circuit”, el circuito de aplicación debe estar diseñado para permitir que todas las señales de programación se conecten al microcontrolador sin que las mismas se distorsionen.

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Programación Serial “In-Circuit” (ICSP) La figura 2 muestra un circuito típico como punto de partida para diseñar un circuito de aplicación para ICSP.

ICSPCLK o PGC es una línea de reloj unidireccional sincrónica serial desde el programador al microcontrolador.

Nota: En los microcontroladores PIC con capacidad de programación a bajo tensión LVP, configurar esta función como LVP = off en los registros de configuración. En su defecto es necesario conectar el pin PGM hacia Vss para evitar errores en la programación.

ICSPDAT o PGD es una línea bidireccional sincrónica serial de datos de programación.

Para una programación exitosa con ICSP debemos tener las precauciones que se detallan a continuación.

Si el diseño lo permite, destinemos estos pines para ICSP. Sin embargo, si el circuito requiere que esos pines sean utilizados por la aplicación, diseñemos el circuito de tal manera que no altere el nivel de señal. El aislamiento del circuito variará de acuerdo a la aplicación. La figura 2 muestra una posibilidad utilizando resistencias en serie para aislar las señales ICSP del circuito de aplicación.

Aislar el pin VPP/MCLR Cuando es aplicado el tensión Vpp, el circuito de aplicación necesita tomar en consideración que la tensión típica de Vpp es +12V. 1 - Si el pin Vpp es utilizado como un pin MCLR: el circuito de aplicación es conectado típicamente a una resistencia/capacitor de “pull up”, tal como se recomienda en las especificaciones (data sheet) del microcontrolador. Hay que tener la precaución de que el circuito asociado no baje la velocidad y exceda el tiempo de elevación de Vpp. Si se coloca una interfaz con algún botón para el pin MCLR, se recomienda que los mismos sean aislados de la tensión Vpp mediante el empleo de un diodo o una resistencia limitante tal como se muestra en la figura 2. 2 - Si el pin Vpp es utilizado como un pin de puerto I/O: el circuito de aplicación que conecta al pin I/O quizá no esté habilitado para manejar la tensión de +12V. Se recomienda utilizar un diodo o una resistencia limitante, para aislar el circuito. Aislar los pines ICSPCLK o PGC, y los pines ICSPDAT o PGD Es necesario aislar del circuito a los pines ICSPCLK o PGC y los pines ICSPDAT o PGD, para prevenir que las señales de programación sean afectadas por el propio circuito de aplicación.

VDD

Durante la programación ICSP, es necesario que el microcontrolador sea conectado de acuerdo a la especificación del mismo. Típicamente, el suministro de tensión del microcontrolador es conectado al suministro de tensión del circuito de aplicación. La aplicación puede ser alimentada por el programador o externamente. Es muy importante, cuando el programador suministra la tensión Vdd al circuito, asegurarse que el capacitor o los capacitores conectados a Vdd de la aplicación no estén alterando el tiempo de subida de Vdd, específicamente cuando el programador solo eleva Vdd durante el proceso de programación. En estos casos es recomendable utilizar el suministro de tensión externa o un suministro constante desde el programador.

LONGITUD

DE LOS

CABLES

Debe minimizar la distancia que deben recorrer las señales ICSP colocando el conector de ICSP tan cerca del circuito de aplicación

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Artículo de Tapa como sea posible. Hay que minimizar la longitud de cualquier cable entre el programador y el dispositivo del circuito de aplicación. El objetivo es mantener las señales ICSP dentro del nivel y las especificaciones de rango para que la programación sea exitosa.

NOTAS Y CAMBIOS RECOMENDABLES PROGRAMADOR GPIC USB

EN EL

A los efectos de obtener el mejor resultado en el uso de nuestro programador, sugerimos algunas consideraciones a saber: Nota 1: Consulte los “data sheet” correspondientes para el conexionado de programación ICSP de estos microcontroladores. El diagrama general para la tensión VDD es como el representado en la figura 3 para los distintos micros. Para los dispositivos LF, la tensión VDDCORE de 2.5 volt puede ser suministrada con un diodo 1N4148 conectado a los 3V de VDD. Nota 2: Toda la familia PIC18F/LF xxJxx admite los 5V correspondientes a las señales de Datos y Reloj que suministra el programador. Nota 3: Los registros de configuración en esta familia de microcontroladores PIC están implementados físicamente en la memoria flash de programa, por este motivo todos los algoritmos de programación, lectura y verificación se realizarán sobre el 100% de la memoria y no sobre el porcentaje utilizado del programa como ocurre en otros dispositivos que disponen de un sector especial de memoria para los registros de configuración.

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Figura 3 - Conexionado ICSP para diferentes microcontroladores PIC.

Nota 4: los microcontroladores 18FxxJxx trabajan con tensiones de 3 volt, tanto en Vdd como en Vpp, no obstante admiten tensiones de 5 volt en los pines I/O para compatibilidad con otros dispositivos. Tenemos que tener especial precaución de seleccionar previamente esta familia de dispositivos desde la interfaz de usuario del programador antes de realizar la programación, lectura, etc. Al seleccionar dicha familia la tensión de Vpp será de 3 volt y para Vdd debemos utilizar el suministro de Vdd2 de 3 volt. Recordemos que el programador no puede predecir los errores cometidos por nosotros si intentamos programar los dispositivos de 3 volt estando seleccionada otra familia con tensiones más elevadas y diferentes. Un suministro de 12 volt en Vpp por un error cometido en la selección de la correspondiente familia, seguramente llevará a la destrucción del microcontrolador con tensión de trabajo de 3.6 volt

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Figura 5 Arreglo que permite mayor suministro de corriente durante la programación de PICs de 3,3V.

máximos. Para prevenir los accidentes de este tipo puede implementarse el circuito de la figura 4,

pero no es estrictamente necesario, el Figura 4 - Circuito de diodo dejará pasar solaprotección para la programación de mente los niveles de 0 PICs de 3,3V. volt y el nivel alto es tomado a través de la resistencia que puede estar comprendida entre 2.2kΩ/4.7kΩ directamente de la tensión de 3.3 volt. De esta forma ante un error en la selección de dispositivo nunca entrarán por el pin del microcontrolador los 12 volt de Vpp de otras familias de microcontroladores. Nota 5: Para la programación de PICs de 3,3V sugerimos realizar un cambio en el valor de la resistencia R20 del programador GPIV original, de 4.7kΩ del programador conectada a Gnd, en el sector de suministro de 3,3 volt según puede verse en el esquema de la figura 5. El nuevo valor será de 1kΩ. El motivo de este cambio es debido a que necesitamos aumentar la carga en algunos mA

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Artículo de Tapa y lo resolvemos disminuyendo el valor de dicha resistencia, es decir, el consumo del microcontrolador bajo programación es insignificante especialmente si se trabaja sobre el mismo en forma individual y sin el consumo típico en un circuito de aplicación, debido a esto y como las señales de Data y reloj del programador tienen sus niveles altos a 5 volt los diodos internos del Pic, ver figura 6, elevan la tensión de Vdd de 3.3 volt al ritmo de las señales de Data y Reloj. Para suprimir lo explicado necesitamos aumentar la carga de Vdd disminuyendo la resistencia R20 a un valor de 1kΩ como habíamos dicho. Así mismo también podemos reemplazar el capacitor C12 de 100nF por un electrolítico de 1µF y mejorar el filtrado. Nota 6: Otro que hubo que realizar sobre el diseño original, para poder programar micros de 3,3V es sobre los valores de las resistencias de las líneas de Datos y Reloj, R6 y R7, los valores originales eran de 33Ω para ambas resistencias, las reemplazamos con valores de 100Ω en ambos casos, de esta forma estamos limitando la corriente por estas líneas y contribuimos a mejorar lo comentado en la nota anterior. Para finalizar, los cambios mencionados anteriormente no son necesarios de implementar si no se trabaja con las familias de microcontroladores de 3.3 volt.

LAS TENSIONES

DEL

troladores. Esto es muy importante tenerlo presente y puede ser una buena referencia ante posibles fallos en la programación de algún tipo de PIC, debido a causas ajenas al programador y al software de programación. Puede estar todo funcionando correctamente y sin embargo encontrarnos con la imposibilidad de grabar un PIC determinado simplemente por una deficiente alimentación durante la programación del microcontrolador. La tensión que suministra el puerto USB, puede variar entre un mínimo y un máximo según la computadora. Los niveles de tensión que podemos encontrar en VBUS podemos observarla en la siguiente tabla: Tipo de HUB

Vmin.

Vmáx.

High Power

4,75V

5,25V

Low Power

2,4V

5,25V

PUERTO USB

El programador se alimenta directamente con la tensión suministrada por VBUS del puerto USB. A su vez, por portabilidad y practicidad puede proporcionar el voltaje VDD para la programación de los dispositivos PICs soportados. Esta última característica puede ser utilizada siempre y cuando la tensión VBUS del puerto se mantenga dentro de los márgenes mínimos admitidos en las especificaciones de programación de estos microcon-

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Figura 6 - Modificación para el aumento de carga de Vdd.

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Incluso podemos medir valores aún inferiores a 4.4 volt en muchas PC, situados en 4.35 volt. Teniendo presente lo anterior y volviendo específicamente a los microcontroladores PIC generales utilizados en nuestros proyectos, que funcionan con una tensión nominal de 5 volt, podemos observar en las especificaciones de programación que la tensión mínima necesaria para realizar un borrado completo de la mayoría de estos chips se sitúa en 4.5

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volt, según la tabla 1 de especificaciones. Esto significa que si la tensión que suministra el puerto USB es menor a 4.5 volt, corremos el riesgo que no pueda ser borrado el microcontrolador PIC y en consecuencia producirá un error al intentar grabarlo ya que es necesario realizar un borrado general (memoria de programa, memoria de datos y registros de configuración) antes de la programación. En este supuesto caso debemos recurrir a una alimentación externa para solucionar los problemas durante la programación. Tanto la lectura, verificación e identificación del dispositivo, no están afectados por una tensión del puerto USB menor a 4.5 volt. Un microcontrolador PIC en "blanco" también puede ser programado. Sólo afecta al borrado y a la secuencia borrado - grabación.

Esto está probado y puede ser causa de muchos problemas tanto en suministro de tensión, corriente y transferencia de datos. Un puerto USB puede tener los márgenes de tensión - corriente adecuados, pero se verán afectados por un cable de dudosa calidad. Un ejemplo: La tensión medida en el programador sobre el conector USB terminal VBUS era de 4.75 volt, con un cable de conexión "normal", por lo tanto el puerto USB de mi PC estaba dentro de los márgenes requeridos. Cambiando el cable por otro de menor calidad, la tensión medida cayó a 4.33 volt. Insuficiente, como fue comprobado, para realizar un borrado adecuado en muchos dispositivos PIC.

EL HARDWARE EL CABLE PC - PROGRAMADOR

El cable de comunicación puerto USB - programador, es muy importante para evitar problemas como los planteados anteriormente. Un cable de mala calidad o calidad dudosa, puede producir una caída de tensión de unos cuantos mili volts que son sumamente importantes para nuestros requerimientos.

DEL

PROGRAMADOR

El circuito electrónico del programador USB no tiene elementos críticos, se suministra el esquema del PCB y la distribución de los componentes para construirlo correctamente sobre un circuito impreso. También puede ser realizado sobre una placa experimental como las que se adquieren en los comercios de electrónica, del tipo pads individuales, y realizar todas las conexiones de

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Artículo de Tapa los componentes manualmente. Esto es viable, pero puede llevar a cometer errores en el caso de los menos experimentados. Además, para la construcción del programador en una placa experimental, hay que tener presente lo siguiente: El conversor DC-DC conformado por el MC34063 y los elementos asociados elevan la tensión de +5 volt a los niveles necesarios para la programación de los PIC, en este tipo de conversión por conmutación donde esté involucrada una bobina, es proclive a generar interferencia sobre la línea de alimentación si no se toma un mínimo de recaudo para el filtrado de las tensiones de este bloque. Esto es así en este y en cualquier circuito, como dije antes, en este tipo de conversores. Todas las conexiones deben ser cortas, bien filtradas por los capacitores que figuran en el esquema electrónico, tomar los 5 volts de entrada de alimentación al conversor, directamente y no de retornos de otra sección del circuito. Observar la disposición del MC34063 y sus componentes en el PCB y realizarla de la misma forma. Se deben tomar en cuenta los detalles mencionados, en caso que se arme el programador en una placa experimental, porque de lo

contrario podríamos sufrir algún tipo de interferencia en la línea de alimentación producto de la conversión, sólo visible con un osciloscopio. UN CLÁSICO: PROGRAMADOR

POR

Si bien son muchos los circuitos disponibles en la Web que permiten programar microcontroladores PIC, hace unos años decidimos tomar lo mejor de cada uno de ellos y elaborar uno propio con las características que lo hacen ideal para nuestra región (componentes económicos y fáciles de conseguir, software fácil de usar y en español). El programador que proponemos: “PIC Pablin” (www.pablin.com.ar) permite leer y grabar PICmicros de 8 y 18 pines así como memorias EEPROM seriales. La figura 7 muestra el circuito de este “clásico”. Dispone de un zócalo de 18 pines el cual permite conectar, tal como se ve en la plantilla, tanto PICs como memorias EEPROM seriales. Los PICs de 18 pines se colocan ocupando la totalidad del zócalo mientras que los PICs de 8 pines se colocan ocupando la parte superior del zócalo. En tanto las memorias seriales se

Figura 7 - Circuito de un programador de PICs clásico.

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PUERTO LPT

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Programación Serial “In-Circuit” (ICSP) colocan una hilera anterior al fin del zócalo (el pin 1 de la memoria debe coincidir con el 5 del zócalo). El LED marcado como "Enc." permite observar que el sistema se encuentra alimentado mientras que el LED marcado como "PIC" se enciende indicando que es seguro insertar o quitar un chip (PIC o memoria) y se apaga por instantes breves cuando una lectura o programación de un PIC está en curso. Mientras este último LED este apagado no se debe quitar o insertar ningún integrado del zócalo. El funcionamiento del circuito es muy simple: los pines del puerto paralelo 2, 3, 5 y 10 permiten interconectar el circuito con la PC. El pin 2 es el encargado de traer los datos (desde la PC hacia el integrado). El pin 3 es el envío de los pulsos de reloj (desde la PC hacia el integrado). En tanto el pin 10 permite a la PC leer los datos desde el programador. El pin 5, por último, es el encargado de controlar la tensión de programación (Vpp) necesaria para cuando queremos leer o escribir en un PIC. Los microcontroladores PIC se programan utilizando el mismo protocolo que las memorias EEPROM seriales, por consiguiente el programador sirva tanto para PICs como para memorias. La tensión de programación VPP es necesaria para indicarle al PIC que deseamos leerlo o programarlo. Si en este pin (que es compartido con la entrada de RESET del micro) ponemos masa el PIC sufre un reset, si

Figura 8 - Fotografía del programador por LPT armado.

ponemos el pin en alto (5V) el PIC trabaja normalmente mientras que si ponemos el pin a 12V el PIC se inicializa en modo programación, quedando dos de los pines de E/S destinados a datos (SDA) y reloj (SCL). El integrado 74LS04 está formado internamente por seis buffers inversores. Estos nos permiten por un lado obtener niveles TTL a su salida y por el otro no cargar de forma excesiva al puerto. Algunos programadores, como el NOPPP utilizan diodos y resistencias para conectar el PIC directamente el puerto paralelo. Esto funciona en muchas computadoras de escritorio con fuentes poderosas pero en la mayoría de las portátiles que no disponen de tanta corriente el funcionamiento es errático o directamente no funciona. Gracias a la utilización de este buffer podremos utilizar el circuito en cualquier puerto paralelo ya sea de una computadora de escritorio o en un portátil. Se colocan las compuertas en serie para obtener a la salida el mismo nivel de entrada, sin invertir. Las resistencias de 1kΩ dan seguridad al sistema para evitar que circule corriente excesiva. El control de la tensión de programación lo efectúa el transistor NPN. Estando el pin 5 del puerto paralelo a masa (en 0) tendremos al transistor abierto por lo que la corriente proveniente de +V (12V) pasará por el diodo LED el cual no encenderá y se portará como un diodo común polarizado en directa, pasará por la resistencia limitadora de corriente del LED la cual no ofrecerá mucha resistencia y será inyectada al PIC en su terminal MCLR/VPP. Poniendo en 1 el bit que controla el pin 5 del puerto paralelo, en cambio, el transistor se cierra y hace circular masa hacia el PIC haciendo, además, encender el LED al quedar a masa el otro extremo de la resistencia limitadora de corriente. El circuito requiere como única alimentación 12V de continua con una corriente de 200mA. Puede usarse cualquier fuente universal siempre que se respete la polaridad. De tener una fuente de mas tensión (13.5V como mucho) no hay problema, se la puede utilizar sin inconve-

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Artículo de Tapa nientes. No es necesario que la fuente sea regulada. Si se tiene una fuente de 12V con mas corriente 1A o incluso mayor se la puede utilizar también sin inconvenientes. Para conectarlo a la PC se puede utilizar un conector hembra Centronics para circuito impreso (igual al que tienen las impresoras) o un cable directo hacia el macho DB25. La figura 8 muestra la foto del prototipo terminado, en nuestro caso optamos por poner un segundo zócalo para las memorias seriales y dejar el zócalo grande para los PICs. La resistencia de 1kΩ demás junto al integrado quedó de la etapa de práctica pero no tiene conexión a ninguna parte. El programa que recomendamos para este programador es el IC-Prog dado que reúne varias características mas que interesantes: * Es muy fácil de usar. * Posee una interfaz gráfica con botones de acceso rápido a las principales funciones. * Permite ver el archivo ASM del programa que se esta por cargar en el PIC (lo obtiene desde el HEX). * Incluye varios idiomas, entre ellos español. * Dispone de cinco espacios de memoria (Buffers) para poder tener hasta cinco programas simultáneos. * Dentro de una única ventana reúne memoria de programa, memoria EEPROM y bits de configuración. * Hay actualizaciones periódicas con funciones nuevas y problemas resueltos. * Funciona tanto bajo Windows 95 como Windows 7 así como en versiones intermedias. Vemos en la figura 9 una captura de pantalla del programa. Para configurarlo sólo es necesario presionar F3 y especificar el tipo de hardware programador (seleccionar ProPic 2), indicar el puerto paralelo al cual está conectado y establecer como

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método de transferencia de información al puerto Direct I/O (en caso de usar Windows 95, 98 o ME) o Windows API (en caso de usar Windows NT, 2000 o XP). El retardo de I/O debe establecerlo en 10 que es un valor que funciona siempre. Se puede ir reduciendo y probando para lograr el menor retardo posible y así obtener la mayor velocidad de operación. En tanto se debe indicar como única línea invertida la de MCLR. Las demás líneas son normales. El programa no requiere instalación, bastará con descomprimir los únicos dos archivos que lo conforman (el EXE y el SYS) en cualquier carpeta (nosotros usamos C:\ICPROG). Una vez hecho esto debe ejecutar el EXE con doble clic y establecer la configuración (lo pide una única vez). Si al momento de terminar la configuración del programa los dos LED's están encendidos es señal de buen funcionamiento. Dentro del menú ajustes hay una opción para probar el funcionamiento del programador. Para comprobar si hay nuevas revisiones debe visitar www.ic-prog.com Aclaración: Nosotros utilizamos para el proyecto un regulador de tensión 7805 de 1A dado que es lo que teníamos a mano, pero puede utilizarse un regulador 78L05 (los de

Figura 9 - Pantalla del IC-Prog, empleado como interfaz gráfica.

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M O N TA J E Presentamos el montaje de un amplificador de audio de 20W con ecualizador, publicado en la revista Electrónica en Acción, que es utilizado en los Talleres de Armado de Prototipos que realizo, con entrada libre para lectores de Saber Electrónica. Autor: MC Ismael Cervantes de Anda

AMPLIFICADOR DE AUDIO CON ECUALIZADOR esde hace varios años realizo talleres de capacitación orientados a los lectores de Saber Electrónica. En el taller “Análisis y Armado de un Amplificador de Audio con Ecualizador” los asistentes aprenden el funcionamiento de un amplificador de audio multiuso con

D

excelentes características y una potencia de salida de 20watt. En la práctica, evalúan el prototipo con señales provenientes de un generador, verificando cómo varía la salida en la bocina (con la ayuda de un osciloscopio) cuando se accionan los controles del ecualizador.

Figura 1

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Montaje El amplificador de este proyecto presenta una potencia de salida de 20W y posee un ecualizador de 5 bandas que permite el control de tonos a gusto del operador. Posee pocos componentes periféricos y puede armarse en versión estéreo con solo duplicar las placas de circuito impreso. La potencia de salida de este amplificador es de 20W IHF por canal, lo que está bien cercano a muchos aparatos comerciales, que no siempre anuncian potencias reales y no poseen la misma calidad o recursos de ecualización. El amplificador de potencia está, en realidad, constituido por dos amplificadores en puente, siendo cada amplificador, a su vez, constituido básicamente por un circuito integrado TDA2002, tres capacitores y cuatro resistores. Como el disipador de calor, usado para los TDA2002, en este montaje, posee una superficie de disipación suficiente para evitar el calentamiento indebido de los mismos, podemos también tener la seguridad de que el hecho de estarlos usando para obtener una potencia bien cercana a la máxima especificada, no representa ningún riesgo de dañar estos circuitos integrados. La sensibilidad del TDA2002 es muy buena. Es necesaria una señal de amplitud igual a 125mV en la entrada del circuito integrado (pin) para que obtengamos en su salida la máxima potencia. Se optó por un tipo de ecualización que usará controles de tonalidad pasivos. El circuito completo del amplificador ecualizador aparece en la figura 1. El diseño de la placa de circuito impreso puede verse en la figura 2 (está en

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Figura 2

dos partes). Es importante observar (y respetar) que los terminales de salida del amplificador en puente son siempre aislados de tierra, por el hecho de que esta salida es lo que podemos llamar salida “balanceada”. La entrada de audio, como podemos observar en la ilustración de la placa de circuito impreso, con los detalles de las conexiones externas, está formada solamente por un cable; eso ocurre por que la otra terminal es la tierra de la alimentación, y no habría, necesidad de usar dos cables para el mismo propósito. Generalmente los amplificadores ecualizadores, principalmente los de fabricación comercial, poseen una llave conecta - desconecta que cuando se la coloca en la posición de desconectar, además la

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Amplificador de Audio con Ecualizador Lista de Materiales CI-1, CI-2 - TDA2002 - circuito integrado amplificador D1 - SK3/04 - diodo de silicio P1 - 10kΩ - potenciómetro logarítmico P2 a P6 - 47kΩ - potenciómetros lineales R1, R8 - 10kΩ R2, R9 - 2,7Ω R3, R7 - 270Ω R4, R5 - 1Ω R6 - 5,6Ω R10 - 56Ω x 1W R11, R14 - 15kΩ R12 - 470Ω R13 - 22kΩ R15 - 6k8

R16 - 18kΩ C1, C7 - 2,2µF - capacitores electrolíticos C2, C8 - 470µF - capacitores electrolíticos C3, C4, C15 - 150nF - capacitores cerámicos o de poliéster C5 - 1000µF - capacitor electrolítico C6, C10 - 220nF - capacitores cerámicos C9, C13 - 22nF - capacitores cerámicos C11 - 47nF - capacitor cerámico o de poliéster C12 - 470nF - capacitor cerámico o de poliéster C14 - 15nF - capacitor cerámico o de poliéster

alimentación del circuito, conecta los parlantes directamente a la fuente de audio (o sea, la radio o pasacintas que estaba conectado a la entrada del circuito) para que pueda tener dos opciones en el modo de oír en el sonido. Si bien aquí no se encuentra, nada impide que use tal sistema en la conmutación de bocinas, si lo juzga necesario.

PROTECTOR

DE

BOCINAS

El circuito de la figura 3 impedirá que una falla en el amplificador de audio de potencia deje fuera de combate a nuestras bocinas. Por medio de un relé mecánico este circuito desconecta ambos parlantes simultáneamente si una

Figura 3

C16, - 10nF - capacitores cerámicos o de poliéster C17 - 6n8 - capacitor cerámico o de poliéster C18 - 4n7 - capacitor cerámico o de poliéster C19 - 1nF - capacitor cerámico o de poliéster C20 - 10nF - capacitor cerámico o de poliester C21-68nF - capacitor cerámico o de poliéster Varios: Placa de circuito impreso, disipadores de calor para los integrados, perillas para los potenciómetros, cables, parlantes, soldadura, fusible de 2A, etc.

tensión superior a lo normal se presenta en una o ambas vías de salida. Hasta el primer transistor BC458 ambos canales son idénticos, por lo que se describirá uno solo. La resistencia de 15kΩ limita la corriente que ingresa al puente de diodos, el cual rectifica la alterna propia de una salida de audio. La resistencia de 100 ohm pone a tierra la carga de cada canal. Así el transistor BC458 se comporta como una llave que cortocircuita cuando se presenta una anomalía en las salidas de audio. Este transistor carga el capacitor de 220µF y acciona el tercer transistor BC458 el cual a su vez acciona al transistor C1383 ó C1384 el cual actúa como driver de corriente para poder mover la bobina del relé (marcado con asterisco). Este relé accionará las llaves marcadas con asteriscos las cuales están en su posición normalmente cerradas (sin corriente el relé las llaves cierran circuito, dejando los parlantes conectados a las salidas). El circuito se alimenta de 12V y consume no mas de 100mA. La bobina del relé obviamente será de 12V. El diodo 1N4007 impide que, cuando se quita la corriente de la bobina, la tensión de rebote dañe el transistor. J

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M O N TA J E En muchos equipos de audio de alta fidelidad es necesario colocar circuitos de cruce para poder alimentar las bocinas de graves, medios y agudos con las frecuencias de audio correspondientes a su rango de frecuencias especificado. En la presente nota daremos datos de diseño y construcción para circuitos de crossover sencillos y eficientes. Egon Strauss

FILTROS DIVISORES DE FRECUENCIA LOS CIRCUITOS

DE

CRUCE PASIVOS

Los llamados “divisores de frecuencia”, “circuitos de cruce” o “crossover” se deben colocar en aquellos sistemas sonoros donde existe más de un altoparlante específico, por ejemplo un woofer para las frecuencias bajas, inferiores a 800 Hertz, un squawker o midrange para las frecuencias medias, de 500 a 3000 Hertz y un tweeter para las frecuencias altas, superiores a 2500 Hertz, aproximadamente. Cabe aclarar que los valores de frecuencia de corte no son fijos para todos los equipos, sino dependen, entre otras cosas, de las características propias de cada bocina que interviene en el sistema, de las condiciones acústicas de la sala y también del tipo de música que será difundido por el sistema con preferencia. Los circuitos de cruce permiten el paso de las frecuencias destinadas a la bocina e introducen una atenuación para las frecuencias fuera de este rango. La respuesta de un circuito de woofer y squawker o midrange debe dejar pasar los graves

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para el woofer y las demás frecuencias para el midrange. En la figura 1 vemos la respuesta necesaria para este cometido. Se observa que entre las dos respuestas individuales de cada bocina hay un punto que idealmente debe estar a un nivel de 3dB por debajo de la respuesta máxima. Este punto forma parte de ambas curvas y se denomina frecuencia de cruce o frecuencia de crossover. Figura 1

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Filtros Divisores de Frecuencia disponible en cada rango de frecuencias. Recuerde que 3 dB de potencia es la mitad del total, de manera que al recibir cada parlante esta potencia, el total sigue siendo el total original entre los dos o tres bocinas. Este tipo de circuito de cruce puede diseñarse con componentes pasivos sencillos, como capacitores e inductores. En la figura 3 vemos un esquema básico de este tipo donde se forma el circuito de cruce en conjunto por cuatro capacitores y cuatro inductores. Estos componentes pueden montarse en una pequeña placa de circuito impreso, pero a veces simplemente se colocan sobre el tablerito de conexiones de la misma bocina. A continuación trataremos algunos casos concretos con los valores indicados para cada caso.

Figura 2

Figura 3

APLICACIONES PRÁCTICAS

Cuando el sistema acústico posee tres bocinas, woofer, midrange y tweeter, las curvas individuales obviamente son tres y también los puntos de cruce poseen esta cantidad. En la figura 2 vemos este tipo de respuesta que es la más común en los sistemas de audio modernos. En el caso concreto ilustrado las frecuencias de cruce son de 500 Hertz entre woofer y midrange y de 4000 Hertz entre midrange y tweeter. Un crossover de esta naturaleza permite una división adecuada de la potencia Tabla 1

Los valores indicados en la Tabla 1 corresponden a un sistema con un woofer de 8 pulgadas de alta fidelidad, 2 midrange de 5 pulgadas y 2 tweeter de 1 pulgada. La potencia manejada en esta sugerencia es de 20 Watt, la impedancia de 8 ohm y el volumen del bafle de 15 litros. Puede llamar la atención que se usen solo dos capacitores y tres inductores para este circuito, pero el circuito básico está preparado para todas las eventualidades y en el caso concreto indicado los componentes necesarios son los de la Tabla. Debemos aclarar que estos valores pueden usarse también en los casos de otras impedancias, por ejemplo de 4 ohm o 16 ohm. En este caso debemos tomar en cuenta que la inductancia usada en el circuito de cruce es directamente proporcional y la capacidad es inversamente proporcional a la impedancia del circuito donde se aplican. En 4 ohm debemos entonces usar inductores con la mitad del valor y capacitores con el doble del valor. En 16 ohm serían entonces inductores con el doble del valor usado en 8 ohm y capacitores con la mitad del valor de 8 ohm. En cuanto a los inductores pueden bobinarse sobre formas de pertinax u otro material aislante o también pueden usarse núcleos de hierro pulverizado que reducen enormemente la cantidad de espiras necesarias. Los capacitores pueden ser con dieléctrico de papel o debido a los altos valores capacitivos involucrados, electrolíticos no polarizados. Sin embargo, es factible usar también capacitores elec-

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Montaje trolíticos convencionales conectados en serie como vemos en la figura 4, si bien en este caso los valores deben ser del doble del indicado en la Tabla, debido a esta conexión en serie. La tensión de trabajo de los capacitores debe ser de por lo menos 50 Volt.

UN PROYECTO DE ALTA POTENCIA Y ALTA FIDELIDAD En las salas de teatro o salones de baile u otras aplicaciones similares, la alta fidelidad HiFi no está reñida con la alta potencia acústica que se necesita en estos lugares. A continuación describiremos un bafle capaz de manejar 250 Watt de potencia rms o potencia musical de 325 Watt. El volumen de este bafle es de 200 litros y la impedancia nominal es de 8 ohm. Se usan 4 woofers de 12 pulgadas de alta fidelidad, 8 squawkers (bocinas de rango medio) de 5 pulgadas y 8 tweeters de 1 pulgada. Se observa que cada bafle posee 20 bocinas cuyo conexionado requiere un estudio muy cuidadoso para lograr un rendimiento adecuado tanto en lo referente a potencia y volumen sonoro, como en calidad musical. El esquema de conexiones se observa en la figura 5 y se usa un circuito de cruce con las frecuencias de cruce de 500 y 4800 Hertz. Se observa que la particular configuración de estos 20 bocinas reduce los componentes del circuito de cruce a sólo dos capacitores, de 3,3 y 36µF, respectivamente. Los valores de los capacitores electrolíticos usados en este esquema son un poco difícil de obtener, sobre todo el de 36µF. En este caso se puede lograr un funcionamiento dentro de un porcentaje de tolerancia bastante aceptable si usamos un conjunto de 4 capacitores de 20µF en paralelo junto con otro conjunto de 4 electrolíticos similares de 4 unidades en serie. Así tenemos 4 x 20 = 80 en serie con otros 80, lo que da un total efectivo de 40µF.

MODELOS COMERCIALES Las bobinas necesarias para el circuito de cruce pueden fabricarse en el taller si no se desea recurrir a productos comerciales.

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Figura 4

Los valores necesarios de inductancia están disponibles en el mercado y a continuación daremos algunos de los datos de estas bobinas: La bobina de 0,35mH: es una bobina cuyas medidas de diámetro y altura son 44 x 30 mm, con un alambre de 1 mm de diámetro y una resistencia interna de 0,27 ohm. Otro modelo diferente está bobinado con alambre de 0,5 mm de diámetro y terminada posee 25 x 10,5 mm de dimensiones. La resistencia interna de esta bobina es desde luego mucho más alta que la bobina anterior. La bobina de 0,50mH: es una bobina de dimensiones similares a la anterior, con un alambre de 1 mm de diámetro y una resistencia interna de 0,36 ohm. La bobina de 3mH: es una bobina de 62 x 41 mm de dimensiones físicas, un alambre de 1 mm de diámetro y una resistencia interna de 1 ohm. La construcción “casera” de estas bobinas sólo es recomendable cuando se dispone de un medidor de inductancia (medidor de Z, Q-metro, etc.). Si bien los valores no son demasiado críticos, debe existir un mínimo de seguridad en su confección. J Figura 5

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MANUALES TÉCNICOS ¡Sí! 1200 watt reales en la versión estereofónica de un sistema de audio con sus respectivas etapas preamplificadoras y de potencia, utilizando amplificadores híbridos como componentes de salida. Si fuese un fabricante de equipos de audio, le hubiese dicho “arme un sistema de audio de más de 15.000W PMPO” pero los “electrónicos” sabemos que ésta potencia no se desarrolla jamás y sólo responde a un valor que no refleja la realidad. En síntesis, utilizando como base los circuitos híbridos de la serie STK de Sanyo, puede armar un excelente sistema monofónico o estereofónico de 15 a 1200 watt o un sistema múltiple de mayor potencia aún. Con pocos elementos adicionales externos, los amplificadores pueden aunar un montaje compacto y funcional, una excelente calidad de sonido y potencia elevada. En este artículo ofrecemos algunos circuitos excelentes que se basan en estos circuitos híbridos. Autor: Ing. Horacio D. Vallejo

SISTEMA DE AUDIO HI FI

AMPLIFICADOR DE AUDIO COMPLETO DE 1200W INTRODUCCIÓN Hay infinidad de proyectos amplificadores de audio, los que se han diseñado para responder a determinadas expectativas. Un sistema de audio del tipo Hi-Fi, que pueda servir para “animar reuniones” de más de 1000 asistentes, tales como fiestas, shows o disertaciones políticas o de otro tipo, debe poder ofrecer una potencia elevada y un control efectivo de los controles de tono. El sistema que ofrecemos en este artículo cumple con estas premisas y, además, es fácil de construir y no requiere de ajustes en las etapas de salida. Si decide armar una versión de hasta 75W RMS por canal, el costo total del equipo no superará los 120 dólares y tendrá equipo como para aturdir a más de un vecino, sin embargo, en la medida que

sube la potencia proyectada, mayor deberá ser el dinero a destinar para el armado. El proyecto posee un preamplificador y por lo menos una etapa amplificadora por cada canal. La fuente de alimentación debe ser diferente para el amplificador y el preamplificador, ya que el pre debe manejar pequeñas señales y por lo tanto precisa de una fuente regulada y estabilizada, mientras que la etapa de potencia precisa una fuente sencilla, ya que la corriente a suministrar debe ser muy grande. El componente crítico de esta etapa es el transformador.

EL PREAMPLIFICADOR El circuito integrado monolítico CA 3052 (RCA) se proyectó especialmente para formar parte de

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Montaje preamplificadores de audio estereofónicos de calidad excelente. En este artículo comentamos las características de este componente, y damos una aplicación típica para los lectores que deseen proyectar algo. El CA 3052 contiene 4 amplificadores independientes, que pueden conectarse de a dos para obtener un preamplificador estereofónico con control de volumen, tonalidad y equilibrio de excelente calidad. En la salida de este integrado, tenemos una señal de intensidad suficiente para excitar amplificadores de potencia de cualquier tipo. En la figura 1 se ve el CA 3052 con su envoltura JADEC MO-001-AC de 16 pins. El CA 3052 tiene características especificadas por los métodos de ensayo de la RIAA (Record Industrial Association of America). En la figura 2 tenemos el circuito equivalente al CA 3052 con los resistores especificados en Ohm. La entrada consiste en un amplificador diferencial con la configuración Darlington. La salida es

una combinación de 3 transistores que dan por resultado un inversor. En las aplicaciones normales, las señales se aplican en la entrada no inversora (pin 9 para el amplificador A3) que corresponde a la base del transistor Q19 donde hay un resistor de polarización de 100kΩ. Los amplificadores pueden considerarse como operacionales de CA, con una resistencia fija conectada en forma permanente entre la salida y la entrada inversora. Una capacidad muy grande entre esos terminales puede producir una respuesta con picos, inestabilidades y, en casos extremos, hasta oscilaciones. Con el proyecto bien elaborado y una disposición cuidadosa de los componentes, pueden eliminarse esos problemas. En la figura 3 tenemos la curva de ganancia sin realimentación, lineal hasta los 100kHz. La ganancia típica de cada amplificador es de 58dB. En la figura 4 tenemos una familia de curvas que

Figura 1

Figura 3

Figura 2

Figura 4

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Amplificador de Audio Completo de 1200W Figura 5

Figura 6

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Montaje Figura 7

Lista de Materiales del Preamplificador IC1 - CA3052 - Circuito integrado R1 - 100K 1/8W R2 - 47Ω 1/8W R3, R8 - 1K8 1/8W R4 - 12K 1/8W R5 - 1K 1/8W R6 - 1K2 1/8W R7, R9 - 15Ω 1/8W R10 - 270Ω 1/8W C1, C5, C12 - 470nF - capacitor cerámico C2 - 150µF x 25V - capacitor electrolítico C3 - 33nF - capacitor cerámico C4 - 120nF - capacitor cerámico C6 - 22nF - capacitor cerámico C7 - 220nF - capacitor cerámico C8 - 10nF - capacitor cerámico

dan la variación de la distorsión con la frecuencia. Vea que, en el peor de los casos, con una alimentación de sólo 10V, se obtiene un pico en la salida de 3V antes de que la distorsión llegue al 2%. En la figura 5 se grafica un circuito de preamplificador para una versión estereofónica completa, con controles de graves, agudos, volumen y balance, sugerido por el manual "Circuitos Integrados Lineales RCA”.

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C9 - 68nF - capacitor cerámico C10 - 2,7nF - capacitor cerámico C11 - 180nF - capacitor cerámico C13 - 250µF x 25V - capacitor electrolítico C14 - 4,7nF - capacitor cerámico C15 - 1000µF x 25V - capacitor electrolítico C16 - 5µF x 25V - capacitor electrolítico VR1, VR2 - Potenciómetro de 100k VR3 de 50k con derivación a 12k (punto X) VR4 - Potenciómetro de 50Ω

Varios: Placa de circuito impreso, cables blindados, conectores, cables de conexión, fuente de alimentación, separadores, etc.

Como los amplificadores tienen puntos separados de realimentación, es posible variar la ganancia para obtener el control de balance de los canales. Eso se efectúa mediante un potenciómetro, que al mismo tiempo que disminuye la ganancia de un canal, aumenta la del otro. El resultado neto de esto es que la potencia total (dos canales) se mantiene constante. El resistor R1 actúa en paralelo con la realimentación para reducir la ganancia. R2 y R3 reducen la realimentación negativa introducida por R1. El mismo efecto puede obtenerse con la omisión de R1 y el aumento conveniente de R2 y R3. En este circuito, la resistencia de fuente equivalente para el ruido externo viene de las entradas (con y sin inversión) de modo que los bajos valores de resistencias que se obtienen usando R1, permiten disminuir la salida de ruido en unos 4dB. Esta reducción es muy importante cuando el control de volumen está en el mínimo y cuando la relación señal/ruido es de 0dB. En la figura 6 se tiene otro circuito derivado del Manual de RCA que utiliza un control de nivel por realimentación. En este circuito, se reduce la ganancia del amplificador y no el nivel de la señal de entrada. Para eso, el control de volumen se conecta entre la salida y la entrada de la inversora. En el volumen mínimo, toda salida realimenta la entrada, exigiéndose, en estas condiciones, una cierta estabilidad externa dada por C3 y R5. La ganancia máxima del segundo amplificador es determinada por la relación entre Rv y R6. El ajuste de Rv varía la relación

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Amplificador de Audio Completo de 1200W de resistencia de realimentación y resistencia de la fuente. La impedancia de entrada de la segunda etapa varía, por consiguiente, entre R6, con el volumen máximo, hasta R6 + Rv con el volumen mínimo. vea entonces que eso significa que el ajuste de Rv varía la carga sobre el amplificador precedente; lo que significa que el sistema presenta un refuerzo de los graves a bajo volumen. En el volumen mínimo, el circuito de control de volumen por reali-

mentación coloca la fuente de ruido de la segunda etapa en la salida del preamplificador. En esas condiciones, se reduce la resistencia de la fuente con relación al amplificador de potencia. Con un potenciómetro lineal tendríamos muy poca variación hasta los 90 grados, aumentando enseguida el nivel bruscamente. El potenciómetro ideal es del tipo logarítmico, antihorario, o sea aquel en el que la variación de la resistencia es muy rápida al principio y luego se hace lenta en el

Tabla 1

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Montaje

extremo de la máxima rotación. En la figura 7 se da una sugerencia de circuito impreso para el preamplificador de un canal. Para una versión estéreo deberá montar dos placas iguales.

LA ETAPA DE POTENCIA La empresa Sanyo ofrece, en su serie STK, módulos híbridos de potencia para audio que pueden proporcionar salidas de 15 watt con una excelente calidad de sonido (típicamente, distorsión inferior a 0,2%). En la tabla 1 se puede ver la gama de amplificadores de este tipo que es posible conseguir en casas de electrónica. Elegimos entre ellos la serie STK075, que posee 7 módulos, que pueden ser utilizados de diversas maneras en la elaboración de sistemas de sonido. Una de las principales ventajas de la utilización de circuitos híbridos es el número reducido de elementos externos al circuito, que posibilita la realización de montajes muy compactos, además de la posibilidad de emplear un sistema de cambio de módulos en caso de problemas y tener siempre uno de reserva. Esto es interesante, en especial en el caso de sistemas de sonorización de ambientes, estudios, salones, etc. De la tabla anterior, proponemos el uso de circuitos mono o estéreo. a) Monofónicos Módulo 1 1 1 1 1 1 1

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STK-075 STK-077 STK-078 STK-080 STK-082 STK-084 STK-086

Carga de 4 Ohm 20 watt 24 watt 30 watt 35 watt 40 watt 60 watt 80 watt

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Carga de 8 Ohm 15 watt 20 watt 24 watt 30 watt 35 watt 50 watt 70 watt

Figura 8

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Montaje muchas; sólo es necesario hacer un estudio inicial antes de la realización del proyecto.

Figura 10

b) Estereofónicos Módulo Carga de 4 Ohm 40 watt 2 STK-075 2 STK-077 48 watt 2 STK-078 60 watt 2 STK-080 70 watt 2 STK-082 80 watt 2 STK-084 120 watt 2 STK-086 160 watt

Carga de de 8 Ohm 30 watt 40 watt 48 watt 60 watt 70 watt 100 watt 140 watt

Para potencias mayores a las especificadas, se utilizan varios integrados y se multiplica la potencia de cada módulo por su número; no hay límites. Las opciones para el montador son realmente

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¿Qué es un circuito integrado híbrido? En un montaje con circuitos integrados, los componentes se fabrican interconectados para formar cierto circuito y se colocan en una cubierta única. Se usan pocos componentes adicionales externos y no hay posibilidad de modificar su funcionamiento, como no sea de modo muy limitado. En el caso de los circuitos híbridos, tenemos una técnica similar pero integrada. Algunos componentes son fabricados en un proceso único ya interconectados y otros separadamente, pero después son montados en la misma fábrica en una cubierta única que corresponde a la configuración final deseada. Como todos los componentes quedan herméticamente cerrados en la cubierta, como en los circuitos integrados, en caso de quemarse, no queda otra alternativa que cambiar todo el módulo híbrido. En el caso de aplicación de módulos híbridos en audio, durante mucho tiempo existió una cierta oposición, pues se alegaba que su calidad de audio no correspondía a lo que se podía obtener con otras técnicas y, además, los tipos existentes no tenían una gama de potencias atrayentes. Actualmente, las cosas son diferentes. Las potencias son elevadas y, además, la calidad del sonido puede ser comparada con los mejores circuitos amplificadores que usan componentes discretos o incluso integrados. Hasta tal punto es importante esta evolución, que muchos equipos comerciales del tipo minicomponentes, hacen uso de tales módulos con gran éxito. Y la principal ventaja del uso de tales módu-

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Amplificador de Audio Completo de 1200W los, además de su calidad de sonido y potencia, está en la sencillez de sus circuitos externos, porque éstos emplean poquísimos componentes. Mientras tanto, en un montaje hecho por un hobbysta, es muy importante cuidar que todo se haga correctamente, para no poner en juego la integridad del híbrido. En el caso específico de los circuitos de audio, el punto principal se refiere al calor. Todos los componentes están en una cubierta única y si ocurre algún problema de transferencia de calor al medio ambiente, puede sufrir el equilibrio del circuito. El resultado puede ser un efecto acumulativo que culmina con la quema del módulo. Por este motivo,

recomendamos especial atención al disipador, que bajo ninguna circunstancia debe ser eliminado o

Figura 11

Figura 12

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Montaje (en función de la potencia), se modifica la tensión de alimentación y el tipo de circuito integrado híbrido. En la versión monofónica, se monta solamente una unidad y en la versión estereofónica debemos montar dos módulos, uno para cada canal. El sistema de control de tono y equilibrio, además del TABLA 3 volumen, debe ser parte del amplificador. La placa del circuito impreso aparece en la figura 10, correspondiente a un módulo (amplificador) mono completo o un canal de la versión estéreo. Los cuidados básicos para el montaje de esta placa son pocos, pues además de la polaridad de Lista de Materiales de la Etapa de C4 - 2pF - capacitor cerámico los electrolíticos, se debe observar Potencia C5 - 47µF x 16V - capacitor electrolítico solamente la posición del módulo C6 - 100µF x 50V - capacitor electrolítico híbrido. MH - módulo híbrido (ver texto) C7, C10 - 10µF x 50V - cap. electrolíticos Como dijimos, se debe tener espeR1 - 1k x 1/8W C8, C9 - 100nF (104) - cerámicos cial cuidado con el disipador de R2, R6 - 56k x 1/8W C11 - 47nF - capacitor cerámico calor. El disipador debe tener, por RL 4 u 8 Ohm (ver texto) R3 - 2k7 x 1/8W lo menos, 60 cm2 (12 x 5 cm), R4, R5 - 100 Ohm x 1/8W figura 11. R7 - 4,7 Ohm x 1/8W Varios: Con esta técnica, el calor puede C1 - 470pF - capacitor cerámico Placa de circuito impreso, disipador, caja ser transferido al exterior con faciC2 - 1µ3F x 16V - capacitor electrolítico para montaje, material para fuente, jacks lidad para evitar que la temperaC3 - 220µF x 50V - capacitor electrolítico de entrada y terminales de salida, etc. tura suba por encima de los 85°C. tener dimensiones menores que las recomendaEn la figura 12 damos una sugerencia de mondas. En la tabla 2 se reproducen las características taje de un sistema estéreo con las conexiones comprincipales de los módulos híbridos, como una pletas. ampliación de los datos aportados en la tabla 1 (de Tenga en cuenta que en la entrada de cada la página 63), pero para algunos componentes. canal deberá colocar una placa preamplificadora y Podemos observar dos hechos importantes: que la fuente de la placa debe entregar entre 12V y 15V con fuente regulada y estabilizada. a) La gama de tensiones de alimentación es Para alimentar las etapas de potencia, se preamplia y depende de la carga (sistema de altoparcisa una fuente con tensión de acuerdo con el lantes). Así, antes de elegir, verifique la impedancia módulo híbrido empleado y corriente de secundario de sus altoparlantes, pues de modo indirecto ésta de acuerdo con la potencia de todo el bloque de influye en la elección del transformador para la salida. Por ejemplo, si va a armar un amplificador fuente. estéreo de 25W por canal, el transformador debe b) Las distorsiones dependen de las potencias y ser de 2A. de las cargas. Para armar un sistema de 200W de potencia total, podrá emplear un transformador de 6A. En las curvas que aparecen en la figura 8 La tabla 3 indica el transformador a utilizar, en damos más características. función de la tensión necesaria y en la figura 13 se En la figura 9 de la página anterior, ofrecemos el da una sugerencia para el circuito de la fuente. circuito básico de un módulo que sirve para todas Para las versiones estereofónicas, las corrientes las potencias. Según el circuito que quiera armar deben ser duplicadas. Los valores son aproximaFigura 13

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dos y puede haber pequeñas alteraciones, siempre que los límites de las tablas de características de los módulos no sean superados. Los capacitores de filtro deben tener, por lo menos, el doble de la tensión del secundario del transformador correspondiente. Un dato a tener en cuenta es que cuando solicite que le armen un transformador de acuerdo con sus necesidades pida que le coloquen una pantalla electrostática. Luego, cuando le entreguen el transformador, el cable que corresponde a la pantalla deberá ir conectada a masa.

SISTEMA DE 1200 W Una posibilidad de uso para estos módulos es un sistema múltiple estéreo de hasta 600 watt de potencia, conforme muestra la figura 14, en el que se utiliza un divisor activo de frecuencias. Figura 15

La señal de cada canal es separada por booster de graves, medios y agudos, entonces, aplicándosela al módulo correspondiente, se excitan los sistemas de altoparlante. Cada sistema debe soportar 100 watt (para el STK-0100II) y tendremos un total de 600 watt de sonido, separados por gamas de frecuencias. Aquí, se usan dos preamplificadores conectados antes de cada juego de booster, es decir, la salida de un preamplificador se conectará a las entradas de un booster de graves, medios y agudos, todo en paralelo. La configuración debe repetirse en el otro canal. Otra posibilidad aparece en la figura 15, en la que tenemos módulos de sonorización para ambientes grandes. Cada módulo puede excitar por ejemplo, dos cajas y tendremos tantos módulos cuantas sean las cajas empleadas. Los módulos pueden hacerse con el sistema de encaje, se dejan unidades de sustitución, cuyo cambio será inmediato en caso de quema. Por último, cabe aclarar que Sanyo ofrece en sus manuales de componentes, diferentes configuraciones circuitales en función del módulo híbrido empleado, en las figuras 16, 17 y 18 reproducimos tres circuitos que puede experimentar, en función del amplificador híbrido que consiga. Ahora bien, si desea montar un sistema de audio de 1200W, utilizando el esquema mostrado en la figura 14 se pueden montar placas amplificadoras con el STK-4048 que posee una potencia de salida elevada. El circuito para cada etapa de potencia se muestra en la figura 19 y es una suge-

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Montaje rencia de Sanyo. La bobina en paralelo con la resistencia de 4.7 ohm en la salida del sistema debe ser de 3µH. Puede lograrse enrollando tres capas de alambre esmaltado de 1.5mm de sección sobre esa resistencia. Internamente contiene cuatro transistores bipolares necesarios para desarrollar una potencia superior a 200W sobre cargas de 4 ohm o 150 sobre bocinas 8 ohm. Hay dos versiones de este módulo difiriendo entre ellos sólo por la distorsión armónica y el precio. La alimentación debe realizarse con fuente partida de +/- 60V x 15A (para la configuración estéreo) y cada integrado debe ser dotado de su correspondiente disipador de calor. Sanyo recomienda utilizar una fuente convencional con un transformador eléctrico, un puente de diodos de onda completa y dos capacitores (uno para V+ / masa y el otro para masa / V-) de 10000µF cada uno. Además, aconseja colocar una resistencia de 500 ohm entre V+ y masa y otra del mismo valor entre masa y V-. El sistema completo constará entonces de 6 placas de salida (3 por cada canal) y a cada placa le puede colocar un preamplificador independiente con CA3052 pero cada uno de ellos debe estar dotado con el “Booster” correspondiente para cada banda (graves, medios y agudos). Luego, las entradas de cada preamplificador se conectan en paralelo para poder ingresar la señal de audio que debe ser amplificada. Hemos evaluado el funcionamiento sobre cargas de 4 ohm y no notamos problema alguno. La distorsión crece notablemente con el aumento de potencia pero se mantiene dentro de parámetros aceptables para el mas exigente de los oídos, principalmente se nota cuando truena una nota de baja frecuencia proveniente de la percusión. Sugerimos que primero monte una placa amplificadora con su correspondiente preamplificador (necesitará una fuente de 4A solamente), que la pruebe y una vez a gusto compre los componentes para el sistema completo y realice el montaje correspondiente. J

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Figura 20

Lista de Materiales de Cada Etapa de 200W CI1 - STK 4048 - Integrado Híbrido R1, R6 - 1kΩ R2 - 56kΩ R3 - 10kΩ R4 - 560Ω R5 - 56kΩ x 2W R7, R14 - 4,7Ω x 2W R8, R9 - 100Ω R10, R11, R12, R13 - 0,22Ω x 5W C1 - 470pF - Cerámico C2 - 4,7µF x 25V - Electrolítico

C3 - 100µF x 25V - Electrolítico C4 - 0,1µF - Cerámico C5 - 1µF x 63V - Electrolítico C6, C7, C9 - 100pF - Cerámico C8 - 1nF - Cerámico C10, C12 - 100µF x 63V - Electrolítico C11 - 10µf x 63V - Electrolítico L1 - Bobina, ver texto Varios: Placa de circuito impreso, disipador, caja para montaje, material para fuente, jacks de entrada y terminales de salida, etc.

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M O N TA J E En ediciones anteriores del Club Saber Electrónica dimos los circuitos para construir amplificadores de 10W y 20W con el integrado TDA2005. En esta oportunidad brindamos tres circuitos adicionales de usos específicos para que los emplee según la ocasión que se presente.

Autor: Ing. Horacio D. Vallejo

AMPLIFICADORES DE AUDIO DE 20W CON CIRCUITO INTEGRADO l integrado TDA2005 puede proporcionar 10 watts por canal en una aplicación simple, ya que posee dos amplificadores independientes. A su vez, los dos amplificadores pueden conectarse en puente de modo que con el uso de dos integrados formamos un excelente sistema de 20 watts por canal. También tenemos otra posibilidad que consiste en el uso de un solo integrado en puente, con la que obtendremos un amplificador monofónico de 20 watts. Con un pequeño preamplificador del tipo universal, podemos excitar fácilmente el amplificador a plena potencia. A continuación damos las características principales del TDA2005, para que el lector tenga una idea de lo que puede proporcionar en materia de sonido:

E

- Potencia de salida (14,4 Ω): 20 watt Las características enunciadas se refieren a la aplicación en puente. Se necesitan pocos componentes externos para realizar el montaje de nuestro amplificador en versión puente. El integrado está dotado de recursos para disipar el calor, del orden de los 30 watts a plena potencia, lo que debe preverse en el proyecto que seleccione. Como los Figura 1

- Banda de tensión de operación: 7 a 15V - Corriente para 13,4V: 150mA (máx.) - Distorsión (15W/4 ohm): 1% máx. - Sensibilidad de entrada: 70k (mín.)

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Montaje Figura 2

amplificadores internos del integrado ya poseen entradas inversoras y no inversoras accesibles, la conexión en puente es muy simple, lo que facilita la elaboración de versiones de potencia sin inversores externos. Para alimentar cualquiera de los circuitos propuestos se puede usar una batería, la del auto, si ésa fuera la aplicación deseada. La corriente media para cada amplificador del puente a plena potencia es de 3,5A. En la figura 1 se ha dibujado el circuito de un amplificador monoaural de 20W que puede ser empleado para reproducir música, dado que opera en toda la banda de audio. En la figura 2 tenemos un circuito sencillo que no emplea ecualizador y en cuyas salidas se pueden colocar parlantes de 2Ω a 8Ω. El circuito de la figura 3 es un amplificador estéreo con ecualizador de entrada que permite la conexión de circuitos auxiliares y sintonizadores, teniendo una potenFigura 3 cia máxima de salida de 10W por canal. Por último, en la figura 4 se puede observar el circuito de un amplificador de potencia, ideal para utilizar como amplificador de voz. El circuito incluye un ecualizador de entrada que garantiza buena fidelidad para la banda de 500Hz a 10kHz. Si desea mayor información y las placas de circuito impreso, puede dirigirse a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haga clic en el ícono password e ingrese la clave: repa190. J Figura 4

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M O N TA J E A partir de la búsqueda de circuitos integrados que se encuentran en casas de venta de componentes electrónicos, ensayamos dos amplificadores de audio (una versión mono y otra estéreo) con los datos provistos por los fabricantes de estos dispositivos. Como resultado obtuvimos prototipos confiables de buenas prestaciones para uso en automóviles. Luis Horacio Rodríguez

2 AMPLIFICADORES DE AUDIO PARA EL AUTO AMPLIFICADOR DE AUDIO ESTÉREO 5W POR CANAL

DE

Hoy en día se fabrican gran cantidad de circuitos integrados de audio con características especiales que se pueden utilizar para gran cantidad de aplicaciones. Un integrado “con historia” es el AN7178, capaz de entregar casi 5W reales por canal cuando se lo Lista de Materiales del Amplificador Estéreo (figura 1) CI-1 - AN7178 – Circuito integrado amplificador de audio estéreo de 5,7W por canal. C1, C3, C4 – 100µF x 25V C2, C9, C10 – 1000µF x 25V C5, C7 – 47µF x 25V C6, C8 – 0,047µF – Cerámicos R1, R2 – 2,2Ω x 2W S1 – Interruptor simple

alimenta con 13V lo que lo hace ideal para uso automotor. El circuito de la figura 1 puede recibir la señal desde un preamplificador universal o desde la salida de bocinas (con volumen muy bajo) de cualquier autorradio con el objeto de obtener una señal final de mayor potencia. Como posee sólo doce componentes externos puede ser armado sobre una placa de circuito impreso universal, cuidando Figura 1

Varios Placa de circuito impreso universal, gabinete para montaje, disipador para el integrado, bocinas de 4Ω x 5W, conectores para entrada de señal, cables, estaño, etc.

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Montaje Lista de Materiales del Amplificador de 20W (figura 2) CI-1 – AN7161 – Circuito integrado. Dz – Zener de 3,3V x 500mW C1 – 100µF – Electrolíticos de 25V C2 – 1000µF – Electrolíticos de 25V

C3, C6, C10 – 47µF – Electrolíticos de 25V C4, C5 – 0,1µF – Cerámicos C7 – 33µF – Electrolíticos de 25V C8 – 1500pF – Cerámico C9, C11 – 0,01µF – Cerámicos R1 – 50Ω

que el integrado quede montado en un disipador de calor. Las características del amplificador de audio son las siguientes: Vccmáx = 18V Vcctyp = 13V Psal = 5,7W por canal Zout = 4Ω TDH = 10% Icc = 100mA Ruido = 2µV G = 54dB De estas características se puede apreciar que la potencia de salida sobre un parlante de 4Ω puede llegar a los 5W con una distorsión armónica total del 10%, lo que representa una ganancia de 54dB. La construcción del circuito amplificador no requiere consideraciones especiales. Sólo resta decir que el prototipo presenta una ventaja adicional, dado que el AN7178 posee un control de MUTING que permite que la salida se bloquee en ausencia de señal de entrada. Para la fuente de alimentación hace falta una corriente máxima del orden de los 750mA.

AMPLIFICADOR

S1 – Interruptor simple Varios Placa de circuito impreso, gabinete para montaje, disipador para el integrado, bocinas de 4Ω x 25W, conectores, cables, estaño, etc. DE

AUDIO

DE

20W

El AN7161 es otro de los circuitos integrados amplificadores de audio de mayor uso en aplicaciones generales. Es capaz de entregar una potencia de salida de 20W cuando se lo alimenta con una tensión de 25V con un requisito de corriente de casi 1,2A. Este integrado es bastante común y admite reemplazos, se debe utilizar con un disipador de calor. El circuito de la figura 2 puede recibir la señal desde un preamplificador universal o desde la salida de bocinas (con volumen muy bajo) de cualquier autorradio con el objeto de obtener una señal final de mayor potencia. Note la inclusión de una salida de auriculares con lo cual se obtiene una prestación adicional. Como posee sólo doce componentes externos puede ser armado sobre una placa de circuito impreso universal, cuidando que el integrado quede montado en un disipador de calor. Las características del amplificador de audio son las siguientes: Vccmáx = 35V Vcctyp = de 6V a 25V Psal = 23W máximo Zout = 4Ω (32Ω para auriculares) TDH = 10% Figura 2 Icco = 75mA Ruido = 2µV RTHJ-C = 3,5ºC/W G = 50dB De estas características se puede apreciar que la potencia de salida sobre un parlante de 4Ω puede llegar a los 15W con una distorsión armónica total del 5%, cuando se lo alimenta con 13V (también es aconsejable su uso en automóviles). La potencia de salida para auriculares es de 10mW más que suficiente para excitar a cualquier transductor normal de 32Ω. Sólo resta aclarar que el uso de estos equipos no requiere consideraciones especiales. J

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M O N TA J E La mayoría de los equipos de audio hogareños y centros musicales no incluyen control de audibilidad o “loudness”. Estos controles son importantes, pues aumentan la ganancia de los amplificadores en los extremos de la banda audible, mejorando así la calidad de sonido principalmente en la reproducción de música orquestada. Aún aquellos que poseen control de tonos o ecualizadores suelen producir “sonidos metálicos”. Uno de los proyectos que describimos se puede colocar a la entrada de la señal y “suaviza” la respuesta, produciendo sonidos agradables. También brindamos circuitos sencillos para ecualizadores. Autor: Ing. Horacio D. Vallejo

PREAMPLIFICADORES Y ECUALIZADORES DE AUDIO SUAVIZADOR

DE

AUDIO

Los oídos son menos sensibles a las altas frecuencias y aun menos sensibles a las bajas frecuencias, con relación a las frecuencias medias, con lo cual se expresa que no poseen una sensibilidad igual para todo el rango audible. Por otra parte, a bajos niveles de presión sonora, la sensibilidad del oído baja más, agudizándose este efecto a bajas frecuencias. En la reproducción, la mayoría de los amplificadores tienden simplemente a compensar la manera cómo las frecuencias son reforzadas o atenuadas, llevando una grabación o programa de radio a adquirir la forma original que no siempre es la más agradable. La música orquestada, por ejemplo, pierde mucho de las notas más bajas y de las más altas si se

hace solamente una compensación natural, o ecualización que la lleve a la forma natural. Si reforzamos un poco más que lo normal los extremos de la banda de frecuencias audibles, la música se vuelve más agradable pues los instrumentos de notas bajas y altas pasan a “aparecer”. Es el caso del vioFigura 1

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Montaje lín, del triángulo y de los platillos en el extremo superior de la banda, y del trombón, bombo y tuba en el extremo superior de la banda, como muestra la figura 1. Los amplificadores comerciales normalmente son dotados de una tecla de audibilidad o “loudness”. Esta tecla no debe utilizarse con música cantada o con palabra hablada donde la legibilidad depende de un nivel mayor para los sonidos medios. Sin embargo, con la música orquestada el sonido se vuelve más agradable si presionamos esta tecla, reforzando los extremos de la banda. El circuito presentado puede ser intercalado entre el preamplificador con señal de 200 a 500mV de salida y la entrada del amplificador, proporcionando un refuerzo de hasta 18dB en el extremo inferior de la banda y hasta 8dB en el extremo superior, manteniendo normal la reproducción entre los 200 y los 5000Hz que corresponden a los medios. Este circuito fue tomado de la Enciclopedia de Audio (figura 2, Editorial Quark), texto que enseña todo lo que precisa saber sobre el audio, tanto de diseño como de consumo. Si desea conocer más sobre esta obra, puede dirigirse a la web: www.webelectronica.com.ar o, si reside en Argentina, llamar al teléfono: (011)4301-8804.

Figura 2

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Figura 3

Usando solamente un transistor, esta etapa tiene un consumo muy bajo y puede aprovechar la propia fuente del amplificador, siempre que la misma posea una tensión entre 18 y 22V. La placa para este control puede separarse o incluirse en el diseño del propio amplificador. Las características son las siguientes: o o o o o o

Tensión de alimentación ±15V Refuerzo graves: 15dB en 80Hz (máx.) Refuerzo agudos: 8dB en 15kHz (máx.) Corriente de alimentación: 2mA (tip.) Impedancia de entrada: 22kΩ Nivel de señal de entrada: 200 a 500mV

Figura 4

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Preamplificadores y Ecualizadores de Audio Lista de Materiales

R5 - 220kΩ R6 - 12kΩ CI1 - NE5532 - Doble operacional R7 - Potenciómetro de 25kΩ en cápsula DIl de 8 patas, o 2 R8 - 100Ω P1 - Potenciómetro logarítmico (o LF356 (ver texto). lineal, según conveniencia del R1 - 56kΩ R2 - 1k8 operador) de 10kΩ R3 - 6k8 C1 - 0,0033µF - Cerámico R4 - 180Ω C2 - 2,2µF x 16V - Electrolítico El prototipo se trata de un control formado por una red dependiente de la frecuencia, colocada en paralelo con el control de volumen, que da más atenuación en frecuencias medias que en bajas y altas. En el diagrama de la figura 3, vemos un sistema activo de la red mencionada dependiente de la frecuencia. Está formado por un buffer de entrada conformado por un amplificador operacional (IC1a) y un amplificador sumador (IC1b), al que llegan dos señales. Una de las señales que llega al sumador lo hace por el canal compuesto por el control de volumen P1 y R6, elementos que poseen una red “shunt” correctora de frecuencia formada por C1-C2 y R2R5. La red amplifica las señales de bajas frecuencias de hasta 20Hz, en un valor máximo de 24dB mientras que las señales de alta frecuencia de hasta 20kHz son amplificadas con un máximo de 8dB. La relación R3/R4 determina la máxima amplifi-

Figura 5

C3 - 0,1µF - Cerámico C4 - 0,1µF - Cerámico C5 - 0,1µF - Cerámico

Varios: Placas de circuito impreso, gabinete para montaje, estaño, cables, etc.

cación de las señales de tono grave, y el valor de C2 da la frecuencia de corte. La resistencia R2 tiene la función de asegurar que no se lleve a cabo ninguna amplificación a frecuencias por encima de 20kHz. Como consecuencia de la red correctora no se puede reducir el volumen completamente, ocasionará un problema en el circuito. Con el valor especificado para R5, la máxima atenuación es de 60dB. Si este valor no fuera suficiente, puede aumentarse el valor de R5, aunque la corrección de frecuencia caerá con rapidez al aumentar el volumen. Este problema se puede solucionar con la inclusión de un segundo potenciómetro acoplado mecánicamente con P1, conectado a la salida del circuito. El circuito integrado con que hemos probado el dispositivo es el NE5532, dado que constituye un circuito de aplicación propuesto por el fabricante de este componente, sin embargo, hemos encontrado una mejor performance con el uso de dos amplificadores operacionales del tipo LF356, aunque para este caso, se debe modificar el circuito impreso mostrado en la figura 4. Se puede cambiar por cualquier tipo parecido sin inconvenientes. La alimentación del circuito se realiza con fuente partida de 15V (±15V), la cual debe

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Montaje estar bien regulada. El consumo es bajo, no superará los 10mA. Cabe aclarar que colocando en lugar de R2 un potenciómetro de 25kΩ, se puede conseguir un filtro que permite regular el tono del sonido corregido, a voluntad del operador. Con R7 puede regular la sensibilidad del circuito, pudiendo ajustarlo para obtener el volumen requerido.

CONTROL DE GRAVES Y AGUDOS El control de tonos de la figura 5 tiene dos potenciómetros que permiten ajustar la presencia de graves y agudos en una señal de audio. Se utiliza un circuito integrado de altas prestaciones para audio que contiene en su pastilla dos amplificadores operacionales. Se trata del NE5532, el cual se alimenta con +/- 15V. El potenciómetro de 50kΩ a la entrada establece el nivel de entrada o sensibilidad del sistema. El preset de 20kΩ primeramente debe situarse al centro de su cursor. Si se presentasen distorsión o deformaciones en el audio disminuir éste hasta lograr una reproducción fiel. El potenciómetro de 100kΩ ajusta la cantidad de graves, mientras que el de 10Ω hace lo mismo con los agudos.

PREAMPLIFICADOR RIAA ¿Quién no recuerda los antiguos discos de 33 RPM? El circuito de la figura 6 permite conectar cápsulas de bandejas giradiscos a amplificadores con entrada del tipo no preamplificada o línea. Gracias al circuito integrado utilizado el circuito posee excelentes características respecto a ganancia, distorsión y ruido, haciéndolo ideal para aplicaciones de alta fidelidad, procesamiento de grabaciones dete-

rioradas o antiguas, restauración de señales y muchas mas aplicaciones profesionales. Además de preamplificar este circuito contraecualiza la señal de entrada según los parámetros establecidos en RIAA devolviendo a la señal su ecualización original al momento de ser grabada. Este tipo de ecualización sólo se encuentra en discos. Otras fuentes, como las cintas, utilizan diferentes ecualizaciones, volviendo a este circuito inapropiado para su uso en otro tipo de fuente. Como se observa, el circuito consta de dos etapas, una ecualizadora y otra amplificadora. La entrada es cargada por medio de la resistencia de 47kΩ. Los capacitores de alto valor deberán ser preferentemente del tipo no polarizado. Es indispensable utilizar componentes de baja tolerancia para evitar cambios inesperados en la ecualización y ganancia obtenida. Tanto el conexionado de entrada como el de salida deberá ser implementado con cable de audio mallado. De todas formas, el cableado deberá ser lo mas corto posible, esencialmente el correspondiente a las entradas. Cableados deficientes agregan ruidos a la señal de entrada, los cuales serán sin duda amplificados y transmitidos a la salida. En la figura 6 se muestra la etapa completa correspondiente a un canal, para sistemas estéreo será necesario armar dos módulos. Es indispensable para aislar el sistema de los ruidos de la fuente colocar en paralelo a la alimentación de cada circuito integrado un capacitor cerámico de 100nF y otro electrolítico de 10µF conectados entre si en paralelo. Para evitar captar ruido los cables de alimentación deberán ser lo mas corto posible. Este circuito se adapta perfectamente a cualquier tecnología de captador. Si bien por la obsolescencia de los demás tipos recomendamos utilizar cápsulas magnéticas con plato de plástico o

Figura 6

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M O N TA J E Las LDR (Light Dependent Resistor, o Resistor Dependiente de la Luz) son, como su nombre lo indica, resistencias cuyo valor varia de acuerdo al nivel de luz al que están expuestas. Basados en este pequeño componente, proponemos el armado de un sencillo “flash esclavo” que puede ser empleado como interruptor momentáneo accionado por la luz y de un interruptor crepuscular.

Adaptación de Federico Prado

2 CIRCUITOS

DE ILUMINACIÓN

INTERRUPTOR CREPUSCULAR E INTERRUPTOR MOMENTÁNEO ACCIONADO

POR

LUZ

INTRODUCCIÓN Si bien los valores que puede tomar una LDR en total oscuridad y a plena luz puede variar un poco de un modelo a otro, en general oscilan entre unos 50 a 1000 ohm (1kΩ) cuando están iluminadas (por ejemplo, con luz solar) y valores comprendidos entre 50kΩ (50,000 Ohm) y varios megaohm (millones de ohm) cuando está a oscuras. Las LDR están fabricadas con materiales de estructura cristalina, siendo los mas utilizados el sulfuro de cadmio y el seleniuro de cadmio, aprovechando sus propiedades fotoconductoras. Una cuestión a tener en cuenta cuando diseñamos circuitos que usan LDR es que su valor (en Ohm) no variará de forma instantánea cuando se pase de estar expuesta a la luz a oscuridad, o viceversa, y el tiempo que tarda este proceso no siempre es igual si se pasa de oscuro a iluminado o si se pasa de iluminado a oscuro (se dice que muestra inercia a las variaciones de la intensidad luminosa).

Figura 1 - Símbolo y aspecto físico de una resistencia variable con la luz.

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Montaje Igualmente, estos tiempos son cortos, generalmente del orden de una décima de segundo. Esto hace que el LDR no se pueda utilizar en algunas aplicaciones, concretamente en aquellas que necesitan de mucha exactitud en cuanto a tiempo para cambiar de estado. Pero hay muchas aplicaciones en las que una fotorresistencia es muy útil.

tiene que ver con la señalización, por ejemplo, de edificios altos o antenas, cuya baliza en la parte superior debe permanecer encendida todo el tiempo que dura la noche. En el proyecto se utiliza una configuración poco frecuente en el TRIGGER (disparo) del integrado NE555.

La figura 1 muestra el símbolo utilizado para representar las LDR en los esquemas electrónicos, aunque a veces pueden ser ligeramente diferentes pero siempre tomando como base el símbolo de una resistencia común con alguna(s) flecha(s) que simbolizan la incidencia de la luz. La figura también contiene una imagen de uno de los tipos de LDR que existen en el mercado.

En los contactos del relé podremos conectar cualquier lámpara que no supere los 200W si estamos trabajando con una tensión de red de 110V o los 400W si estamos trabajando con 220V. Siempre es conveniente tener a mano la hoja de datos del relé en cuestión para ver cuál es el máximo de corriente que soporta en sus contactos. Los valores que mencionábamos corresponden a un relé típico para circuitos impresos de 2A, pero nunca esta de más asegurarse.

INTERRUPTOR CREPUSCULAR

Si necesitáramos conectar lámparas o dispositivos con un consumo mayor (por ejemplo, un cartel luminoso), podemos colocar un dispositivo de mayor corriente de contacto que se accione con los contactos de este relé.

En la figura 2 podemos observar el circuito de un simple interruptor crepuscular. Resulta un montaje muy conveniente para que al llegar a nuestra casa por la noche encontremos alguna luz encendida o también para quien no puede estar en determinado lugar para encender o apagar las luces al anochecer o amanecer. Además de evitar el gasto excesivo de electricidad, ya mantiene las luces encendidas sólo mientras falta luz natural. Otra aplicación para este circuito

Una característica importante de este circuito es el hecho de no sufrir esas desagradables oscilaciones de los circuitos convencionales cuando la iluminación llega al umbral de disparo. La transición del punto de espera al disparo es inmediata y única. El relé cierra y abre de inmediato los contactos, sin oscilación.

Figura 2 - Circuito eléctrico del interruptor crepuscular.

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2 Circuitos de Iluminación LISTA DE MATERIALES DEL CIRCUITO DE LA FIGURA 2 IC1 - NE555 - Circuito integrado temporizador. Q1 - BC548 - Transistor NPN de uso general. D1 - 1N4148 - Diodo de uso general. CN1 - Conector de 2 terminales o bornera de dos terminales. RL1 - Relé para circuito impreso de 2A de contacto. R1 - LDR común. R2 - 1kΩ

Al pin 5 del NE555 se aplica una tensión de referencia, aproximadamente igual a la mitad de la tensión de alimentación. La tensión aplicada en el pin 2 depende del valor de la LDR, y cuando sea menor que la mitad de la tensión de alimentación (la del

R3 - 1kΩ R4 - 1kΩ R5 - 1kΩ R6 - 1kΩ C1 - 1µF - Electrolítico x 16V. VR1 - Potenciómetro, pre-set o trimpot de 100kΩ. Varios Placa de circuito impreso según diseño o placa universal, tubo opaco con tapa transparente, gabinete para montaje, fuente de alimentación, cables, estaño, etc.

pin 5) se activará la salida (pin 3). En nuestro circuito, fijamos la tensión de referencia por un divisor formado por R2 y R3 y ajustamos el disparo en función de la luz que incide en el LDR a través del potenciómetro VR1. El ajuste se realiza en función de la luz ambiente, ajustando el potenciómetro hasta que se dispare el circuito con la luz que nosotros queramos. Ese es todo el ajuste necesario que necesita este proyecto. Se debe evitar que las lámparas que estén activadas por este circuito iluminen el LDR, dado que se produciría un efecto de realimentación, generándose oscilaciones o bien impidiendo el buen funcionamiento del mismo. Se puede poner la LDR dentro de un tubo opaco, apuntando al cielo, con una tapa transparente, de esta forma estará protegido de la luz de las lámparas y de la intemperie. Los 12 volt necesarios para alimentar el circuito se pueden obtener mediante un transformador, puente de diodos y un regulador de voltaje o bien recurrir a alguna fuente de alimentación de 12V. Los cables que conectan la LDR (que deberá estar en el exterior, para poder recibir la luz) a la placa pueden ser de 4 o 5 metros sin que haya ningún problema. En el momento del montaje, deberemos observar que la posición del NE555 sea la correcta, utilizar resistencias de 1/8 o 1/4 de watt (no es necesario más), y que la(s) lámpara(s) utilizadas estén conectadas correctamente al relé.

Figura 3 - Circuito impreso del interruptor crepuscular.

Este relé cumple la función del interruptor de las lámparas, así que deberá estar en serie con ellas y la fuente de alimentación. Las lámparas, entre si, se conectaran en paralelo.

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Montaje LISTA DE MATERIALES DEL CIRCUITO DE LA FIGURA 4 Q1 - BC558 - Transistor PNP de uso general. Q2 - BC548 - Transistor NPN de uso general. Q3 - BC558 - Transistor PNP de uso general. D1 - TIC106D - Tiristor. D2 - Led común de 5mm CN1 - Conector de 2 terminales o bornera de dos terminales. SW1 - Interruptor simple. R1 - LDR común. R2 - 2,2kΩ R3 - 10kΩ R4 - 39kΩ R5 - 56Ω R6 - 100kΩ

Para probar el aparato conecte cualquier lámpara de acuerdo con su red local, un velador u otro aparato electrodoméstico cuyo funcionamiento se pueda verificar. Luego, coloque el LDR de modo que reciba directamente la luz ambiente y ajuste el VR1 para que el relé abra sus contactos. Ajuste el VR1 de modo que quede en el umbral de accionamiento. A continuación, cubriendo el LDR con la mano, se va moviendo gradualmente el cursor del potenciómetro hasta obtener el punto de mayor sensibilidad, o sea, en el que el circuito se accione al faltar la luz y se desconecte con la presencia de luz. Hay que mover lentamente el cursor del potenció-

R7 - 3,3kΩ R8 - 100Ω R9 - 3,3kΩ R10 - 1kΩ R11 - 10kΩ R12 - 100Ω R13 - 2,2kΩ R14 - 2,2kΩ R15 - 1kΩ Vr1 - Pre- set o potenciómetro de 2MΩ C1 - 1µF - Electrolítico x 16V. C2 - 1µF - Electrolítico x 16V. C3 - 100nF - Cerámico. Varios Placa de circuito impreso, gabinete para montaje, estaño, cables, etc.

metro ya que la LDR, como dijimos antes, tiene una cierta inercia. Una vez comprobado su funcionamiento, sólo queda instalarlo en forma definitiva. Si bien por su sencillez, este montaje es recomendado para quienes recién se inician en electrónica, no debemos olvidar que hay partes del mismo (el control de las lámparas) que está sometido a la tensión de red, y que un descuido puede provocarnos grandes daños, incluso la muerte, así que seamos muy cuidadosos al momento de conectar la carga al relés. Respetando esta consigna, podremos disfrutar de un proyecto que si bien es sencillo, nos será de mucha utilidad.

Figura 4 - Circuito eléctrico del flash esclavo.

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2 Circuitos de Iluminación lar. Cabe aclarar que por ser un proyecto con pocos componentes, puede ser montado en una placa de circuito impreso de múltipes islas, del tipo universal.

INTERRUPTOR MOMENTÁNEO ACCIONADO

POR

LUZ

En la figura 4 vemos la configuración circuital para un “flash esclavo”. Este circuito permite disparar un flash fotográfico partiendo de otro pero sin conectar ningún cable entre ellos. Para lograrlo, el circuito dispone de un resistor sensible a la luz (LDR) el cual cambia de valor según la luz presente en el ambiente, según lo descripto al comienzo de esta nota. De esta forma se logra accionar la electrónica necesaria para disparar el flash al cual se comanda. El circuito capta la luz emitida por el primer flash por medio del LDR, cuya sensibilidad se puede ajustar modificando el cursor del potenciómetro de 1Mohm. Los tres transistores se encargan de entrar en corte/saturación en función a los cambios bruscos de la luz. Note que dos de ellos son del tipo PNP (se pueden usar equivalentes) y el tercero es NPN. El tiristor es disparado entonces haciendo brillar el flash. Si lo desea, puede reemplazar el tiristor, colocando un relé cuya bobina deberá estar conectada en lugar de R3, colocando un diodo de uso general de protección, en paralelo con dicha bobina. Dado que el circuito responde a cambios violentos de luminosidad se lo puede utilizar tanto en lugares oscuros como iluminados. Sólo se producirá el disparo del flash secundario cuando otro flash (primario) se dispare. EL circuito se alimenta con una pila de 9V la cual, en condiciones normales de uso, dura hasta 1 año sin problemas. Un LED indica que se encuentra encendido.

Figura 5 - Circuito impreso sugerido para el flash esclavo.

En la figura 3 damos una sugerencia para la placa de circuito impreso de nuestro interruptor crepuscu-

Todo el equipo se puede armar sobre una placa universal dado la simpleza del mismo y montarlo en un pequeño gabinete plástico. También se puede montar en una placa de circuito impreso como la mostrada en la figura 5. Dado que el tiristor entra en conducción por breves instantes no es necesario dotarlo de disipador. J

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Conjunto de Instrucciones para Programar PICs Todo microcontrolador funciona en base a un programa almacenado en su memoria EEPROM o memoria de programa. Dicho programa se escribe en un lenguaje “propio” para cada familia de componentes y responde a un conjunto o set de instrucciones. El técnico o ingeniero debe saber cuáles son las instrucciones necesarias para escribir el programa de modo que pueda comprender bien qué es lo que va a hacer un micro en determinado momento. A partir de esta lección comenzamos a estudiar las instrucciones que conforman el conjunto o set de los PICs. Autor: M.C. Ismael Cervantes de Anda - IPN, México [email protected]

El Conjunto de Instrucciones y su formato

En los microcontroladores PIC la ejecución de las instrucciones se realiza en un solo ciclo de instrucción, este ciclo equivale a la cuarta parte de la frecuencia del oscilador del microcontrolador, por lo tanto se generan internamente 4 intervalos equivalentes de tiempo llamados Q1, Q2, Q3 y Q4. El contador de programa se incrementa cada vez que se presenta Q1, y el proceso para ejecutar las instrucciones es el siguiente; a la vez que se incrementa el contador de programa en el instante de tiempo Q1, una instrucción de la memoria de programa es direccionada y fijada en el registro de instrucción en el instante de tiempo Q4, la instrucción que se ha fijado es decodificada y procesada cuando llega el próximo periodo de tiempo Q1, y termina este proceso hasta el nuevo Q4, para una mejor referencia observe la figura 1, en donde se muestran los detalles de lo que acabamos de explicar. En el diagrama de tiempos de la figura 1 se muestra que mientras se ejecuta una instrucción, al mismo tiempo se está direccionando la instrucción siguiente, dándole la oportunidad al microcontrolador de ejecutar instruc-

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ción y media, a este proceso se le conoce con el nombre de “segmentación” o “pipeline” (termino ingles), gracias a la segmentación los microcontroladores PIC pueden ejecutar una instrucción en un solo ciclo conocido como CLKOUT o ciclo de instrucción. Detalladamente se puede decir que una instrucción es fijada en el registro de instrucción en el periodo Q1, esta instrucción será decodificada y ejecutada durante los periodos Q2, Q3 y Q4, la memoria de datos es leída durante el periodo Q2 y escrita durante el periodo Q4. Un ciclo de reloj o ciclo de instrucción equivale a una cuarta parte de la oscilación principal

Figura 1.- Ciclo de instrucción.

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Curso Programado de Microcontroladores PIC del microcontrolador, por lo tanto, si se tiene un circuito oscilador que se encuentra trabajando a 4MHz, el ciclo de instrucción será igual a 1MHz y entonces las instrucciones que consumen 1 solo ciclo de instrucción se estarán ejecutando cada 1MHz, que en tiempo equivale a 1µseg (1µseg = 1/ 1MHz). En los microcontroladores PIC existen 3 conjuntos de instrucciones, los cuales se denominan:

o también llamada literal de 8 bits, y cuyos resultados invariablemente se alojarán en el registro de trabajo W.

En cuanto a la carga de valores literales en las instrucciones, los formatos que se aceptan son los siguientes, considerando que se parte de la base de 8 bits: 0x3A para números hexadecimales (su valor máximo es FF).

Instrucciones Orientadas al control de registros.En estas instrucciones la letra “f” representa el registro, mientras que la letra “d” indica cual es el destino de donde se guardará un resultado. El registro especifica cual es el que será empleado en la operación que lleve a cabo la instrucción. Mientras que el destino detalla el lugar en donde se alojará el resultado de la operación que contenía la instrucción, aquí se tienen 2 posibilidades, si “d” es igual con cero (0) el resultado se alojara en el registro de trabajo W, pero si “d” es igual con uno (1) el resultado se guardará en el mismo registro que fue especificado en la instrucción.

b'01010101' para números binarios (su valor máximo es '11111111'). .128 para números decimales (su valor máximo es 255). El formato para todas las instrucciones es de 12 bits para la gama baja, 14 bits para la gama media y 16 bits para la gama alta de microcontroladores PIC, esto es porque los PIC se encuentran estandarizados en cuanto al número de bits que componen sus instrucciones. En la figura 2 se describe la estructura de las instrucciones de los PICs de gama media que se encuentran conformados por 14 bits.

Instrucciones Orientadas al control del bit.- En estas instrucciones la letra “b” representa el bit que será empleado en la operación que realice la instrucción, mientras que la letra “f” representa al registro del cual se está tomando el bit que se procesará.

Las instrucciones de un microcontrolador PIC normalmente se ejecutan en un solo ciclo de instrucción, pero existen pocas instrucciones que consumen 2 ciclos de instrucción, actividad que se explicará más adelante cuando se muestre el detalle de las instrucciones, así como su sintaxis.

Instrucciones Orientadas al control de literales.- En estas instrucciones la letra “k” representa a una constante

INSTRUCCIONES ORIENTADAS AL CONTROL DE REGISTROS Este tipo de instrucciones se encarga de manipular el valor de algún registro que se encuentre en el mapa de memoria de datos y registros de configuración, tal como los que aparecen en la imagen de la figura 3. En los microcontroladores PIC no se tiene la posibilidad de operar 2 registros de manera directa, ya que las instrucciones se encuentran encaminadas a realizar operaciones entre el registro de trabajo “W” y cualquier registro”, por lo tanto, cuando se requiere el resultado de operar 2 registros del microcontrolador, se tiene que cargar uno de los 2 registros en W y posteriormente realizar la operación. La sintaxis o dicho de otra manera, la forma de escribir las instrucciones que se encuentran orientadas al control de registros, es la siguiente: Instrucción

f,d

Donde: f.- Localidad del registro donde será operado. Figura 2.- Formato de las instrucciones dependiendo de su clasificación.

d.- Lugar donde se guarda el resultado (en el mismo registro o en W).

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Microcontroladores Lo primero que se tiene que escribir es la instrucción que va a ser empleada de acuerdo con la operación que se quiere realizar. Posteriormente, después de un espacio, se especifica el registro del cual se tomara el valor para operarlo con el registro W (en el lugar f se tiene que anotar el registro). Por último después de una coma y sin dejar espacios, se tiene que indicar el lugar donde se alojara el resultado de la operación (d), teniéndose la posibilidad de alojar el resultado en el registro de trabajo W (si en el espacio d se coloca un “0”), o en el registro al que se está haciendo referencia en el espacio f, que es el que se emplea para dicha operación (si en el espacio d se coloca un “1”). Para comprender de una mejor manera la forma de escribir las instrucciones, además de conocerlas a continuación procederemos a describir las instrucciones orientadas al control de registros.

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J EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRÓNICA Grupo Quark SRL San Ricardo 2072, Capital Federal (1295) TEL. (005411) 4301-8804

Jefe de Producción José Maria Nieves (Grupo Quark SRL) Staff Alejandro Vallejo Liliana Vallejo Fabian Alejandro Nieves Grupo Quark SRL

EDICION ARGENTINA Nº 138 OCTUBRE 2011

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Liberación y Reparación de Celulares Chinos 12 Programas y 150 Tips de Reparación Cada vez son más las marcas y modelos de teléfonos celulares chinos que se venden en nuestro mercado, ya sea porque son importados por comercializadoras o por los propios operadores de telefonía celular de cada país. Si son ofrecidos por las operadoras suelen ser “bloqueados” para que sólo reconozcan chips de dicha compañía y cuando el teléfono ya es del usuario (se lo compró al operador) lo puede liberar. A su vez, debido a la falta de información, cuando un móvil de este tipo se daña suele ser “descartado” por los servicios técnicos. En esta nota damos comienzo a una serie de entregas en las que hablaremos de liberación y reparación de teléfonos chinos. Autor: Ing. Horacio D. Vallejo INTRODUCCIÓN Cuando escribo artículos sobre telefonía celular suelo encontrarme con la duda sobre la conveniencia “o no” de repetir conceptos que hacen a la liberación de teléfonos celulares. En febrero de 2007 (Saber Electrónica Nº 235) presentamos la segunda versión de la caja de trabajo RS232 con la que se puede conectar “cualquier celular, ya sea un viejito TDMA o un moderno 4G” con una computadora para realizar su mantenimiento, liberación o reparación. Desde entonces “siempre aconsejo su uso” y hasta presentamos la versión 4 que puede conectarse directamente al puerto USB de una PC y comunicar al celular ya sea por MBUS,

FBUS o USB. Desde la publicación de dicho artículo ya he escrito más de 100 guías sobre telefonía celular, 60 de las cuales se publicaron en nuestra querida revista y en 7 de ellas “he repetido los mismos conceptos. Debido a la gran cantidad de teléfonos celulares que hay en el mercado latinoamericano y conforme a la solicitud de muchos lectores, vamos a explicar cómo se libera un teléfono celular por medio de su puerto de comunicaciones, empleando un programa que ha sido probado en más de 100 modelos de móviles de origen asiático con éxito. Como es posible que se hayan incorporado muchos lectores que no tengan experiencia en la liberación por puerto de comunica-

ciones, repetimos algunas definiciones que pueden aclarar muchas dudas. 1) Liberar: Hacer que un teléfono GSM reconozca chips de cualquier compañía. En general los teléfonos de origen chino están liberados pero son cada vez más los operadores que por razones de costo ofrecen estos equipos y les colocan un “candado” para que sólo reconozca los chips de su compañía. 2) Desbloquear: Hacer que el teléfono alcance el máximo de sus prestaciones. Muchos fabricantes ofrecen diferentes modelos de celulares que tienen el mismo hardware y, por lo tanto, son capaces de prestar una serie de servicios que están

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Cuaderno del Técnico Reparador bloqueadas para que sólo estén disponibles en modelos más caros. Al desbloquear el terminal, logramos que estén disponibles todas las funciones que tiene disponibles. 3) Flashear: Programar el teléfono para cargarle un sistema operativo. Muchas veces se flashea un teléfono para cargarle un software primario o firmware que no tiene el candado que suelen colocarle los operadores; también se flashea para actualizar el software o para corregir defectos de programación empleando un archivo que fue depurado por otros especialistas. El flasheo debe ser efectuado por personas idóneas para no incurrir en prácticas delictivas que pueden modificar el IMEI del celular. Debe tener en cuenta que si coloca un programa equivocado, es posible que el teléfono deje de funcionar y haya que “revivirlo”, técnica que dominan los especialistas. 4) Cajas de Liberación: Cajas que permiten conectar a un teléfono con la computadora para poder comunicarlos por medio de un programa de modo que se puedan cambiar o modificar parámetros del terminal. En general las cajas de liberación poseen algún sistema de activación que permite la apertura de la interfaz gráfica o programa que es el encargado de introducir modificaciones en el programa del teléfono. Sin embargo, todas las cajas deben poder adaptar los niveles de señal del teléfono con los de la computadora es decir, en esencia “todas las cajas son iguales”, lo que las diferencia es justamente el sistema que permite la activación de los programas o interfaces gráficas. 5) Cables de Programación: Cables que en general ya poseen el circuito de adaptación. Muchas empresas ofrecen cables que poseen el circuito de adaptación de niveles de modo que no se requie-

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ren “cajas”. En ese caso, los programas o interfaces gráficas no precisan “reconocer” la presencia de la caja para que se puedan ejecutar. 6) Caja de Trabajo RS232: Es un circuito o caja universal que permite conectar a cualquier teléfono con el puerto serie o puerto USB de una computadora. Actualmente está disponible la versión 4 de dicha caja y en futuras ediciones se publicará su circuito. De todos modos, puede descargar el informe preliminar desde nuestra web con la clave que damos en este artículo. 7) Soluciones para Celulares: Paquete compuesto de cables y programas para que el técnico pueda realizar el servicio técnico a un celular. En general, los que realizan el servicio técnico a los teléfonos celulares requieren de herramientas que no le hagan perder tiempo. Estas herramientas (programas, archivos, aplicaciones, cables, etc.) suelen ser costosas e incluyen lo necesario para modelos antiguos y modernos. Las “Soluciones” NO SON RECOMENDABLES para novatos ya que poseen tanta información que quien no está familiarizado con el tema no podrá utilizarlas fácilmente. 8) SUIT: Conjunto de programas que permiten realizar todas las funciones de programación en un teléfono móvil. Hay suits para técnicos y hay suits para usuarios. Las soluciones “incluyen suits”. 9) ¿Se precisan cajas costosas para liberar celulares?: NO!!!, en general con la caja de trabajo RS232, los cables de conexión del teléfono a la caja y los programas de gestión es suficiente. Constantemente generamos contenidos para que pueda utilizar la caja RS232 con programas de gestión libres o con licencias gratuitas para nuestros lectores.

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10) ¿Se consiguen fácilmente todas estas herramientas? En general SI… salvo para algunas excepciones los programas están disponibles en Internet y si quiere contar con programas “creíbles” se los consigue pagando precios económicos. Todos los programas que mencionamos en nuestras guías “son de uso libre” para nuestros lectores pero sin fines comerciales. Los técnicos que deseen realizar servicio técnico adquieren paquetes educativos que incluyen licencias de uso comercial y suelen ser muy económicas. Es decir, para aprender a usar los programas o para usarlos con fines propios NO REQUIERE PAGAR. Si va a utilizar los programas en su negocio, puede adquirir los paquetes educativos, soluciones o suits a precios muy convenientes.

LIBERACIÓN DE TELÉFONOS CELULARES POR EL PUERTO DE COMUNICACIONES Habiendo dado estas definiciones, cabe mencionar que mi frase de cabecera es: “el principal problema con que se encuentra el técnico es la falta de información”. En general, las personas que realizan el mantenimiento y la reparación de móviles carecen de formación teórica que le permita comprender qué está haciendo cuando usa una cajita de liberación que suele ser muy costosa (cualquier caja como la smart, red box, tornado, dongles, etc. las cobran más de 300 dólares). Sin embargo, todos los teléfonos celulares son en esencia iguales, ya que todos pueden comunicarse entre sí por medio de la red de telefonía celular y, por más que cambie la tecnología, lo que distingue a los móviles entre sí es la cantidad de tareas adicionales a la comunicación que cada uno hace (sacar fotos, reproducir videos,

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Liberación y Reparación de Teléfonos Celulares Chinos comunicarse a Internet, ejecutar juegos, reproducir música, etc.). La liberación de un teléfono celular para permitir que el móvil GSM pueda reconocer a un chip de cualquier compañía es muy similar para cualquier celular. Como dijimos, la liberación consiste en quitar un candado que las empresas operadoras colocan en una posición de la memoria de usuario y para ello muchos programadores realizan aplicaciones (programas) para escribir los datos en dicha memoria que permitan quitar el mencionado candado. Todo esto que estamos diciendo puede resultarle familiar… ya que lo repito una y otra vez y no dejaré de decirlo hasta que sea algo tan normal como decir que las resistencias se miden en ohm! La programación de un móvil es similar al que los electrónicos empleamos para programar a un microcontrolador. Por un lado necesitamos conectar al micro con la computadora y para ello, se usan tarjetas programadoras o bien se arman cables de conexión para comunicar al microcontrolador con un puerto de la computadora. Luego es necesario un programa que permita cargar un archivo en la memoria del microcontrolador. En un teléfono celular ocurre lo mismo, ya que posee en su interior un microcontrolador que se encarga de supervisar y realizar “todas las tareas” que deba ejecutar el móvil. “Todos los teléfonos se pueden comunicar a través de protocolo RS232, o MBus o FBus”. En el protocolo RS232 se emplean tres cables: TX, RX y GND y la velocidad de transmisión es relativamente baja (es normal una velocidad de 9600 baudios). El protocolo RS232 es el que maneja el puerto serie o puerto COM de la computadora. En MBus y FBus se emplean 4 cables, típicamente los mismos que en RS232 pero que se llaman de

diferente forma, más un cuarto hilo que lleva tensión. En estos protocolos se puede enviar datos a mayor velocidad; en MBus típicamente 10MB y en FBus 100MB. MBus y FBus son los protocolos que maneja el puerto USB de la computadora (MBus equivalente a USB 1.1 y FBus equivalente a USB 2.0) y su explicación la dimos en Saber Electrónica N°250 (Trabajando con Teléfonos Celulares Sony Ericsson). Los teléfonos celulares que se conectan al puerto USB de la computadora para intercambiar archivos, deben emplear programas que comuniquen a dicho teléfono a través del puerto USB y para su ejecución normalmente se precisa la instalación de un driver para comunicar al teléfono con la PC. Los móviles que se conectan por RS232 en cambio, normalmente no requieren la instalación de drivers, ya que los programas realizan el intercambio de datos a través de los tres hilos (TX, RX y GND). Es por este motivo que siempre recomiendo a los principiantes que traten de realizar experiencias de mantenimiento de celulares utilizando conexión serial o RS232 y, para ello, es preciso contar con programas que comuniquen a la PC y al teléfono por un puerto COM. Ahora bien, los teléfonos celulares manejan diferentes niveles de la computadora para comunicarse a través de RS232, razón por la cual es preciso un “adaptador de niveles”. La caja de trabajo RS232, publicada en Saber Electrónica Nº 235 realiza la adaptación de niveles entre el teléfono y la computadora (descargue la guía de montaje de la versión 4 de dicha caja desde nuestra web: www.webelectronica.com.ar , haciendo clic en el ícono password e ingresando la clave: “librechino”. Ya hemos publicado 4 versiones de esta caja y la última es totalmente automática y permite el uso de cables comunes del tipo USB para que el lector no tenga que armarlos

y se puede conectar tanto en el puerto USB como en el puerto RS232 de una PC. La primera caja de trabajo RS232, básicamente posee un circuito integrado MAX232CPZ que realiza esta adaptación. Ahora bien, la caja se conecta a la computadora por medio de un cable prolongador de puerto serial que se puede comprar en cualquier casa de computación o que Ud. mismo puede armar, ya que sólo es preciso conectar 3 cables (patas 2, 3 y 5 del puerto serial o puerto COM). El problema con esa caja se encuentra en la fabricación del cable que conecta al teléfono con la caja, y es aquí donde entra en juego el ingenio de cada uno y para eso mes a mes fuimos publicando notas que muestran la forma en que yo armo los cables.

LIBERACIÓN DE TELÉFONOS CELULARES CHINOS Como primera medida es preciso conseguir el manual de servicio del teléfono celular con el que vamos a trabajar a los efectos de saber dónde está el conector que posee los contactos RX, TX y GND. Normalmente estos contactos son parte del conector exterior del móvil y en otras ocasiones se encuentra en el compartimiento donde se aloja la batería. Debido a la dificultad en conseguir los manuales de servicio de diferentes modelos de teléfonos de origen chino, hemos realizado una guía con el aporte de varios colaboradores. Actualmente contamos con la información de más de 150 modelos de terminales para que pueda localizar los terminales de TX, RX y GND de modo de poder conectarlo a la caja de trabajo RS232, luego conectar la caja a la PC y ejecutar en la PC el programa Spiderman con el que liberaremos el celular.

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Cuaderno del Técnico Reparador En las figuras 1 a 5 podemos observar varias imágenes de distintos celulares en las que se detallan los puntos de conexión de los terminales de conexión, luego, está en el técnico construir el cable que conectará al celular con la caja RS232. En muchos casos, simplemente se sueldan los terminales Rx, TX y GND al cable (para no tener que construir un conector apropiado). En la figura 1 se muestra un celular ZTC6500. Al quitarle la tapa del compartimiento de batería se tiene un conector de 12 pines, en el cual:

Pin 18 - TX (se conecta al RX de la caja RS232) PIN 13 - RX (se conecta al TX de la caja RS232) PIN 18 - GND Tenga en cuenta que puede lle-

Pin 6 - TX (se conecta al RX de la caja RS232) PIN 7 - RX (se conecta al TX de la caja RS232) PIN 12 - GND

gar a su mano un teléfono con diferente marca e igual apariencia que los mostrados en estas figuras y, por lo tanto, pueden servirle como guía. En la figura 3 se muestra un celular Music Phone 5200 ó A520. Dicho celular posee un conector de

Figura 1

En la figura 2 se muestra un celular Nckia M5700. Dicho celular posee un conector de 18 terminales y en él están los contactos que nos interesan, de acuerdo con la siguiente tabla:

Figura 2

Figura 4

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Figura 3

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Liberación y Reparación de Teléfonos Celulares Chinos 8 terminales y en él están los contactos que nos interesan, de acuerdo con la siguiente tabla: Pin 7 - TX (se conecta al RX de la caja RS232) PIN 5 - RX (se conecta al TX de la caja RS232) PIN 8 - GND

Figura 6

En la figura 4 se muestra un celular FLY con procesador MT6226MA (sirve como referencia para otros teléfonos con el mismo integrado). Dicho celular posee un conector de 18 terminales y en él están los contactos que nos interesan para

Figura 5

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Cuaderno del Técnico Reparador realizar la conexión con la PC, de acuerdo con la siguiente tabla. PIN 8 - GND Pin 5 - TX (se conecta al RX de la caja RS232) PIN 6 - RX (se conecta al TX de la caja RS232) En la figura 5 vemos varios modelos de móviles de origen chino (algunos de ellos de primeras marcas) en los que se detalla los terminales de conexión de su puerto de comunicaciones. Para liberar un teléfono celular fabricado en China, y del cual no tiene mucha información, deberá descargar el programa SpiderMan desde link dado en nuestra web www.webelectronica.com.ar, haciendo clic en el ícono password e ingresando la clave: “librechino”. Podrá descargar también drivers y archivos de programación. Conecte el teléfono a la caja RS232, la caja a la PC, y ejecute el programa. Aparecerá la venta principal pero no tendrá disponibles las acciones de lectura, desbloqueo, etc. Encienda el teléfono celular, se iluminará el botón “READ” del Superman, haga clic en él y se leerán los datos desde el teléfono, haga clic en UNLOCK, el programa realizará el debido proceso en el móvil y éste quedará liberado. Este programa permite realizar una serie de operaciones en el celular, mismas que explicaremos en otra edición.

Figura 7

explicamos) en foros de discusión y diferentes colaboradores se pueden encontrar distintos tips con experiencias personales en la reparación de terminales de fabricación china y muchos de ellos se agrupan en aplicaciones o programas que detallan imágenes y pasos a seguir ante la presencia de una falla. En nuestra web, siguiendo los pasos dados anteriormente, también podrá descargar 12 programas con más de 150 Tips de reparación.

Uno de ellos es el “Hardware Solution For China Mobiles” mostrado en la figura 7 y otro es el “All China Hardware Solution”, figura 8 que, como su imagen lo dice, presenta soluciones a gran cantidad de fallas en diferentes modelos. En futuras ediciones publicaremos guías explicando paso a paso la solución a algunas fallas comunes, mientras tanto, Ud. puede descargar toda la información de nuestra

REPARACIÓN DE TELÉFONOS CELULARES CHINOS Debido a la falta de información (como ya

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Figura 8

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Fallas y Reparaciones en el Back-Ligth de los Televisores de LCD Hace un tiempo que estamos describiendo el funcionamiento de las etapas “inverter” y “fuente de alimentación” de los televisores con pantalla de LCD, incluso, hasta hemos dado una serie de artículos relacionados con las lámparas CCFL por lo cual estamos en condiciones de realizar un análisis completo sobre el chequeo de estas etapas para poder encarar la búsqueda de fallas a conciencia, tema que será muy bien recibido por todos los técnicos reparadores. Autor: Ing. Alberto H. Picerno e-mail: [email protected], [email protected]

INTRODUCCIÓN Vamos a comenzar a explotar todos los conocimientos adquiridos hasta aquí para poder reparar la etapa que más fallas presenta en un LCD y que es el inverter y el backligth. Es la etapa que menos información presenta porque los fabricantes dicen que ellos compran la plaqueta inverter como un componente y que cuando falla hay que cambiarlo. Pero por supuesto no se preocupan que la plaqueta se consiga en todo el mundo. Como ir a comprarla a China es un poco engorroso, tenemos que emprender la reparación sin ayuda o con muy poca (por lo general se consigue la especificación del circuito integrado). Además está el problema del instrumental requerido para realizar las reparaciones. Ojala yo pudiera decir “tome el osciloscopio y observe la

forma de señal en ….” Pero no puedo porque se muy bien que menos de la mitad de los reparadores posee un osciloscopio. Después de muchos decenios de reparaciones aprendí que muchas veces se puede hacer más con la vista, el oído, el tacto y el olfato, que con un osciloscopio. Pero de nada vale la agudeza visual si uno está mirando en el lugar equivocado y mirar con detalle un TV LCD completo, es más difícil que dibujar una oreja. Por lo tanto a todo lo demás se le debe sumar el conocimiento que es un bien muy escaso y poco apreciado debido a que no se compra, solo se consigue estudiando y trabajando. Al trabajar en los LCD nos va quedando una experiencia práctica que es lo que le quiero brindar en estos artículos. Estas anotaciones a vuelo de pájaro, es un poco de lo que puedo aportar después de

muchos años de solucionar problemas en estos aparatos que últimamente nos traen tantos dolores de cabeza. Empezaremos por las plaquetas inverters, como se verifican y como sacar conclusiones del problema que tenemos en el correspondiente aparato y más tarde explicaremos que solución darle, que sea económica para nosotros y para el cliente. Soy de los que piensan que cambiar una plaqueta siempre se debe dejar para el final, cuando ya se da por imposible su reparación; de forma contraria nunca aprenderíamos nada y no solo eso, sino que como bien he dicho antes, a veces el gasto que nos puede acarrear la reparación de una placa, nos puede dejar bastante más beneficio que el cambio por una nueva. De todas las reparaciones de un TV o un monitor LCD las correspondientes al back Light pueden ser

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Cuaderno del Técnico Reparador encaradas por reparadores sin mayor experiencia específica. Por eso encaramos estas entregas; para ayudar al gremio en general y producir un acercamiento a nuevas tecnologías. Y en lo que respecta a que este tipo de back-ligth ya no se usa; estudie tranquilo que lo que explicamos aquí lo va a poder aplicar durante muchos años hasta que los clientes compren su segundo TV LCD. Hablaremos siempre de las fallas comunes de dichas plaquetas, como la falta de iluminación de back-ligth y por lo tanto la falta de imagen pero con sonido existente. Si el televisor tuviera algún resplandor en la pantalla, significaría que el back-ligth estaría trabajando correctamente. Ante la duda de la falta de retroiluminación yo suelo pulsar ligeramente el display con el dedo pulgar (cubierto por un pañuelo o un papel para no ensuciar la pantalla) consiguiendo una compresión del espesor de la pantalla de modo que esta deje salir un poco de luz. Ver la figura 1. Si no encuentro ese resplandor, verifico el inverter, pero si está, dejamos descartada la posibilidad de falla del inverter y los tubos CCFL y continuaremos por otros caminos diferentes a este.

RECORDANDO LA ETAPA INVERTER Esta etapa sirve para generar una alta tensión de CA (corriente alterna) de forma partiendo de una baja tensión DC (corriente continua) así que no deja de ser prácticamente más que un conversor de CC a CA, controlado por una señal ON OFF y otra de ajuste de brillo (dimmer). Esta alta tensión de CA se utilizará para alimentar a las lámparas traseras de un display LCD, para generar luz y que pueda verse la imagen, de ahí que se llame Back-light (luz trasera). Como todo circuito electrónico está formado por varios componen-

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tes; resaltando entre ellos algún circuito integrado y transistores operando como llave (Drive) de uno o varios transformadores. Este dispositivo alimenta a tantos CCFLs como tenga el display y varios tranFigura 1 - Resplandor que indica el funcionasistores del tipo miento correcto del back-ligth. MOS-FET, con encapsulado de transistor SMD o CI de la fuente de alimentación. Ver la SMD (conteniendo dos transistores figura 2. Este tipo de inverters es para complementarios). Para las entradas y salidas tenemos los correspon- pantallas pequeñas, ya sean de dientes conectores viendo clara- DVD portátil, Notebook o LCD's muy mente cual es el de entrada (cable pequeños. Solo tiene un conector de que va a parar a la fuente de alimen- entrada y uno de salida, por lo tanto tación o al chasis) y cuales son los solo funciona con un CCFL. de salidas (cables hacia los tubos Normalmente su alimentación es de unos 12V. A su vez, dicho tubo irá CCFL). colocado en la parte superior o inferior de la pantalla, pasando la luz a través de un plástico transparente CONEXIONES (especie de metacrilato o Luxite), Esta parte hay que tenerla muy que conduce la luz por su interior presente, ya que sería lo principal a como una guía de onda. Para pantaverificar. Primero explicaremos en llas mas grandes se suelen utilizar que se basan sus entradas y secun- plaquetas del tipo indicada en la dariamente en como descartar de figura 3. Este tipo de inverters es para antemano si el problema es de inverter (plaqueta) o de back-light (tubos pantallas más grandes, normalCCFL) o si el problema proviene de mente hasta unas 23”, tiene solo un la última plaqueta digital del chasis o conector de entrada y varios de

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Figura 2 - Plaqueta de pantallas pequeñas.

Figura 3 - Plaqueta para pantalla de hasta 23”.

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Figura 4 - Plaqueta fuente + inverter.

salida, en este caso 4 de salida con un total de 12 patas, llegando a la conclusión que sirve para 6 CCFLs. Estos tubos estarán situados 3 en la parte superior y 3 en la parte inferior de la pantalla, con un plástico transparente de Luxite o bien en algunos casos van colocadas paralelamente al display, es decir, detrás del mismo. Su alimentación también es de unos 12V, pero en este caso con más corriente que el anterior, ya que necesita más potencia para poder alimentar a los transformadores. Normalmente su uso es para televisores LCD de pequeño tamaño. En el momento actual y sobre todo en monitores, se suele diseñar una plaqueta que realiza dos funciones importantes; se trata de fuente de poder e inverter en una sola plaqueta. Ver la figura 4. Es decir que este inverter, no solo cumple su función sino que lleva fuente de alimentación inte-

grada. Por un lado tendríamos su entrada de alimentación de 220V/110V AC y por otro lado tendremos el otro conector que nos dará las señales pertinentes para que el inverter arranque y a su vez, servirá para alimentar al resto del TV o monitor (chasis). La tensión de alimentación del inverter se aplicará por un diodo rectificador conectado al transformador de pulsos de la fuente. Su alimentación será de unos 12V. Por otro lado tenemos 4 salidas para 4 tubos CCFL, que irán situados 2 en la parte superior y 2 en la parte inferior de un difusor de Luxite. Este inverter se usa tanto en monitores como en televisores LCD de hasta unas 20 o 23”. Cuando se trata de TVs por arriba de 26” se utilizan plaquetas como la mostrada en la figura 5. Este inverter tiene dos conectores de entrada (aunque no siempre es así y existen algunos que tan solo

Figura 5 - Inverter para pantallas de más de 26”.

llevan uno). En uno va la alimentación y la masa y en el otro también (conexión duplicada para mejorar la resistencia de conexión) pero el mas largo lleva además la conmutación de arranque y la señal del dimmer que controla el brillo del back-ligth. En algunos casos sale una señal de control que indica si el inverter funcionó exitosamente. Este tipo de inverters va alimentado normalmente con 24V y necesita bastante más corriente que cualquiera de los otros nombrados. Es común que un back-ligth de 32” consuma unos 120W lo que nos da una corriente de 5A. Por otro lado tiene 8 conectores y uno separado (que en esta foto no aparece por estar del otro lado de la plaqueta) que iría en la esquina de abajo a la izquierda y que seria el “común”. Por lo tanto es un inverter para 16 tubos CCFL. Este “común” puede ser un simple cable que va a masa y a todos los extremos de los CCFL para generar una diferencia de potencial en cada lámpara o incluso en algunos modelos, sobretodo en Samsung, llevan 2 conectores para cable tipo FLEX, que es donde van a parar todos los extremos de los CCFL por un hilo independiente (no hay problemas de corriente porque la misma es del orden de los 8mA). Este tipo de display se usa de 26” a 37” aproximadamente. Tamaños mayores suelen ser atendidos por dos plaquetas como esta. En TVs muy grandes se puede usar el sistema Maestro/esclavo o “master slave” en Ingles que es mas económico porque no hace falta que las dos plaquetas repitan algunos bloques. Ver la figura 6. Las dos plaquetas se usan en forma conjunta, una a la izquierda y la otra a la derecha. Tienen una entrada cada una. Al Master le llega la alimentación, la masa y las señales de control y conmutación y al Slave le llegan solo la alimentación y la masa. Estos inverters normalmente van alimentados por 24V y

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Cuaderno del Técnico Reparador con bastante corriente como en el caso anterior del orden de 6 o 8 amperes aproximadamente. Cada plaqueta tiene una salida para las lámparas; uno alimentando a una punta del CCFL y el otro a la otra punta; o sea, por ejemplo el master alimentando al lateral izquierdo y el slave al derecho. El conector para cable tipo FLEX, solo es de interconexión entre los 2 módulos, no es como el anterior caso para los extremos de los CCFL. Este tipo de inverters se usa en displays LG y Philips y son comunes en TVs de 26” en adelante. Con esto dejamos indicado la gran cantidad de variantes con referencia a los diferentes inverters que hay en el mercado. A continuación vamos a explicar lo que es fundamental y común a todos los inverters y que nos permitirán repararlos sin inconvenientes y sin información.

ALIMENTACIÓN DE LA FUENTE La costumbre de los fabricantes es llamar siempre del mismo modo a la tensión de fuente: VCC o VBL para las pantallas CHI-MEI. Sobre su tensión podemos decir que todo depende del tamaño de la pantalla, lo más común es 12V para menos de 26” y 24V si es más de 26”. Esta tensión solo estaría presente cuando el aparato ha arrancado, en STBY puede que no existan, ya que las fuentes de alimentación para LCD están diseñadas de modo que el TV arranca y pasa a Stand By en forma automática. En ese momento solo sacan normalmente la tensión de alimentación del microprocesador (5V o 3,3V) y el microprocesador da la orden de arranque al televisor, enviando una tensión de arranque a la fuente. Para mantener la aislación galvánica, se utiliza un optoacoplador para que se generen los 12 o 24V. De cualquier modo aun falta que el último circuito integrado de la

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Figura 6 - Inverter del tipo master slave.

sección digital envíe la tensión de habilitación al circuito integrado del inverter para encender los tubos y que la tensión de dimmer indique un brillo adecuado. Existen TVs en donde los 12 o

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24V se presentan en forma permanente y es circuito integrado del inverter el que opera como llave de encendido del back-ligth. Si la tensión de 12 o 24V no existiera cuando el aparato esta arran-

Figura 7 - Ejemplo de señales en el TV/monitor Vestel 17PW15-8.

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Fallas y Reparaciones en el Back-Ligth de los Televisores de LCD Figura 8 - Fuente LLC del TV/monitor Vestel 17PWW.

cado, una de las principales cosas a verificar sería la fuente de alimentación misma y observar que le llegue la señal de ON-OFF del microprocesador para arrancarla. Normalmente la tensión ON-OFF es una tensión de 3,3 o 5V, que varía su estado entre los modos Stand By y ON (arrancado). La lógica suele ser directa, pero esto no es una regla; es decir: nivel alto (3V a 5V) significa ON y nivel bajo (0V) Stand By. Ver la figura 7. Los capacitores electrolíticos de la fuente de Back-ligth son especiales de alto ripple y alta temperatura. Es normal que lleguen TVs o monitores de otros talleres o de reparación para el gremio, donde observamos capacitores electrolíticos comunes. Por ejemplo una de las fallas más típicas son los capacitores de 1000µF que filtran los 12 o 24V cambiados por capacitores comunes. En algunos casos el aparato intenta arrancar el back-light y no lo consigue, en otros arranca y pasado un buen rato se apagaba el back-light y a la vez se nota que el capacitor de

1000µF se calienta. Estos casos se solucionan colocando un capacitor especial o cuatro capacitores comunes de 220µF en paralelo. Por otro lado, una avería típica en fuentes de alimentación Vestel tipo 17PW es que suelen fallar los capacitores MKP (capacitores de poliéster no metalizado) de la fuente principal de 5V, o los de la de la fuente auxiliar de 12/24V. Por ejemplo en la 17PW15-6, fallan el C878 o el C877 de 15nF 1,6kV que son los capacitores del colector del transistor llave de los 12/24V para el inverter. Estos capacitores se suelen abrir y haciendo que el transformador oscile fuera de frecuencia. En algunos casos el aparato funcionaba bien por un corto tiempo, pero cuando se calienta se apaga el backligth por falta de tensión de fuente. En otros casos la fuente en vacío puede dar los 24V, pero al cargarla con el inverter caen estrepitosamente. En la figura 8 se puede observar el circuito de la fuente Vestel con los capacitores mencionados remarcados en rojo. Como se

puede observar se trata de una fuente del tipo LLC de elevado rendimiento y potencia. Siguiendo con esta simple enumeración de fallas, mencionaremos que en muchos casos el problema se debe al circuito integrado de la fuente de 12 o 24V que no oscila y por lo tanto no cierra la llave de potencia. Este fue el caso en un LCD DAITSU mod. DL26A1/S con fuente marca Kisan mod. KP-164FC. Al integrado le llegaba la señal de control de encendido de la plaqueta digital (plaqueta principal) para arrancar la segunda fuente, pero no daba los 24V (correspondientes al display de 26”). El problema era el circuito integrado IC1 (del tipo transistor de potencia con 5 patas), código KA1M0880. Pudimos cambiarlo gracias a un alumno que lo envío desde EEUU y de inmediato apareció la tensión de alimentación para el inverter. En la figura 9 se puede observar una fotografía de esta fuente, en donde marcamos el circuito integrado dañado. Por supuesto que antes de cambiarlo hay que realizar todas las pruebas del caso y solo cambiar el circuito integrado en la última instancia. El lector debe tener en cuenta que estos 12 o 24V para el inverter van a pasar por un fusible SMD antes de llegar al mismo y que dicho microfusible no cambia de aspecto cuando está quemado. A veces se cortan por mala calidad y otras veces por algún MOSFET que se pone en cortocircuito, o por un transformador dañado. Puede usar un fusible normal para reparar el microfusible rompiendo el vidrio y sacando el alambre interno. Luego suelde un trozo de

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Cuaderno del Técnico Reparador alambre sobre el microfusible. En algunos casos los LCDs tienen una fuente externa que también suele fallar. Ellas pueden tener la falla clásica en los electrolíticos de la fuente no regulada de 155/300V. Estos capacitores de aproximadamente 1000 uf tienen similares características a los internos, pero están mas exigidos porque las fuentes externas suelen ser herméticas. En estos casos también se puede sustituir la fuente externa completa. Si se decide a reparar la fuente externa le avisamos que una de las marcas más conocidas, las LI-CHIN, siguen fallando aun habiendo cambiado los capacitores electrolíticos principales. En orden de prioridad la falla que sigue son las malas soldaduras. Tratar de encontrar una soldadura en falso puede ser muy difícil por el método de golpear la plaqueta; la solución es utilizar el método del cepillo de dientes de cerda dura. Mueva las soldaduras con el cepillo hasta encontrar la defectuosa comenzando por los componentes con terminales comunes y siguiendo con los SMD. Algo a tener en cuenta siempre, es no probar la fuente con el propio TV/monitor como carga. Ud. debe construir cargas resistivas del tipo pasiva preparada para 12 y 24V con potencias que vayan de 10W a 200W y seleccionar la adecuada para su TV.

otras de las que hablaremos después pasan del microprocesador al último circuito de la cadena digital y de allí al inverter. El último procesador digital recibe la orden pero solo la ejecuta si están dadas las condiciones para que se encienda el back-ligth. Por ejemplo si no hay señal en ninguna entrada la orden queda negada. Normalmente en esta línea no suele haber problemas, solo encontramos una falla en un TV Vestel 17PW15-8 en donde el backlight se cortaba aleatoriamente y era a causa de la señal BL_ON. La tensión que entregaba el procesador final era correcta pero luego en vez de ir al inverter directamente, era enviada al transistor Q841, que a veces daba solo de 1 a 1,6V en el BL_ON cuando debía generar como mínimo 2,5V. Lo solucionamos sacando el transistor porque no conseguimos entender para que sirve; pero si podemos entender que la fuga del diodo D861 puede hacer conducir al transistor y tirar abajo la señal BL_ON. Ver la figura 10. La señal generada por el micro no suele salir por una pata específica del mismo. Suele salir como un dato del IICBUS y así ingresar en el último procesador digital. Luego este decodifica el dato y genera BL_ON por una pata especifica. Si no hay posibilidad de realizar una comunicación normal no hay modo de encender el inverter. Pero este no tiene ninguna falla, no enciende porque no debe encender, ya que no

tiene sentido ver una pantalla con graves defectos o negra o blanca producto de un IICBUS que no funciona. En todo caso se puede forzar la señal BL_ON y ver que se observa sobre la pantalla. Brillo de los CCFL: Más comúnmente llamado DIMMER o DIM. Esta tensión suele ser de 2,5V a unos 3,3V más o menos, tanto con el TV encendido como en STBY. Puede ocurrir que esta sea una tensión fija o que varíe de acuerdo al tipo de señal que ingresa al TV. Teóricamente, cuando se cambia el tipo de fuente de entrada de video no debe afectarse el brillo medio de la imagen (es decir que el usuario no debe tener necesidad de tocar el control de brillo). En algún caso en que el usuario no quiere cambiar los CCFL semiagotados se puede aumentar el brillo cambiando el valor medio de esta tensión. Aclaremos que hay varios tipos de señales de DIMMER; la analógica es la más común, pero puede ser digital del tipo PWM. Los nombres mas utilizados para esta señal son: I_PWM, E_PWM, SEL, DIM_A, DIM_D y DIM_SEL. Dimmer analógico: Se le puede denominar I_PWM (Internal PWM), utilizado en pantallas CHI-MEI) o DIM_A (Dimmer analógico). Siempre es una tensión o bien fija o bien que varia entre unos 2,5V y unos 3,3V al cambiar la

DIFERENTES SEÑALES DE CONTROL DEL INVERTER Orden de arranque: Normalmente se denomina BL_ON (Backlight ON), aunque en algunos aparatos las llaman ON/OFF o ENABLE/DISABLE. Esta tensión suele ser de entre 2,5V a 5V en su estado de encendido y en STBY siempre esta a 0V. Esta señal siempre viene del microprocesador que es el que da la orden, pero en casi todos los aparatos, esta señal y

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Figura 9 - Fuente de alimentación Kisan KP-164FC (LCD Daitsu).

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Fallas y Reparaciones en el Back-Ligth de los Televisores de LCD fuente de señal o la definición de pantalla en el uso como monitor. Dimmer digital: Se le puede denominar E_PWM (External PWM, utilizado en pantallas CHI-MEI) o DIM_D (Dimmer Digital). Siempre es una señal tipo PWM de entre unos 2,5Vpap a unos 3,3Vpap. Normalmente mirando con un osciloscopio sobre esta pata, podemos observar como varía su periodo de actividad al cambiar la fuente de programa.

de pico en la entrada Dimmer y si es mayor a 2,5V entienden que esta entrando una PWM. Las señales analógicas se interpretan como tales solo porque tienen una tensión inferior a 2V.

Todas las señales que vimos hasta ahora son de entrada al inverter, pero en algunos casos (muy pocos en general) hay una señal de salida llamada “Error” aunque también se denomina “INV_ERROR” (inverter error) o simplemente ERROR_OUT. Solo algunos inverSelección de dimmer analó- ters llevan esta señal que se ocupa gico/digital: de informar al microprocesador de Se puede denominar SEL cualquier falla ocurrida en el back(Selector, en pantallas CHI-MEI) o ligth. En algunos casos existe pero bien DIM_SEL (Selección de dim- no está conectada. La utilizan mer). Es una señal que está en nivel comúnmente los TVs Sharp por su alto o bajo que le indica al circuito tipo de diseño y no se debe descointegrado inverter que tipo de control nectar porque el TV queda desprotese va a enviar. Por ejemplo, en las gido. En esta pata cuando todo funpantallas CHI-MEI, cuando está a ciona bien hay 0V, pero en el nivel bajo estaría indicando “dimmer momento en que ocurre una falla, digital” y en nivel alto “dimmer ana- pasa a un estado alto. En los TVs lógico”. Sharp hace algo mas que enviar el Algunos circuitos integrados TV a Stand-By, después de dar el reconocen las señales de Dimmer en error, el TV/monitor ya no arranca a forma automática, ya que están pre- no ser que ingresemos al “modo parados para las analógicas y las service” en donde automáticamente PWM. Simplemente miden la tensión se anula la protección y si todo funciona normalmente nos permite borrar el error. Esto ocurre porque el “número de error” queda registrado en el buffer de errores de la memoria no volátil, de modo que cuando arranca el software del televisor, le indica al micro que no arranque porque hay un error proveniente del inverter. Figura 10 - Transistor en paralelo con BL_ON. Esto parece una

complicación pero en realidad es una ventaja; porque muchas veces un arco momentáneo en los CCFL es difícil de descubrir pero en este caso queda indicado por el buffer de error que opera como un vigilante invisible. En otras marcas, simplemente al dar la orden de error, se corta directamente la señal BL_ON, pero cuando arrancamos nuevamente el TV, si el inverter no ha sufrido un daño, volverá a encender el backlight sin necesidad de ingresar en el “modo service” como en el Sharp. Para realizar una reparación se puede anular provisoriamente la señal de Error, pero no aconsejamos de ningún modo dejarla anulada definitivamente. Por ejemplo en los TVs LG_Philips se la desconecta para realizar un adecuado diagnóstico.

CONCLUSIONES Esta es solo la primera parte de este informe sobre prácticas de reparación de los back-ligth de TV/monitores. Tratamos de reunir aquí todo tipo de información práctica sobre back-ligth e inverters que le permita encarar una reparación aprovechando nuestra experiencia práctica en el tema. Reparar es un arte más que una técnica. Nuestro consejo es que por lo menos trate las reparaciones de ese modo. Busque por supuesto cobrar por su trabajo, pero recuerde que una reparación que no le aporte una enseñanza no le permitirá escalar en su profesión de técnico especializado en TV. Las reparaciones de back-ligth son el camino más sencillo para introducirse en el mundo de las reparaciones generales de LCD y Plasma. Pise sobre seguro, comience de a poco y no se asuste, que reparar un TV de LCD o plasma no es imposible; aunque si debemos reconocer que es una tarea muy difícil… J

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S E C C I O N . D E L . L E C T O R Seminarios Gratuitos Vamos a su Localidad Como es nuestra costumbre, Saber Electrónica ha programado una serie de seminarios gratuitos para socios del Club SE que se dictan en diferentes provincias de la República Argentina y de otros países. Para estos seminarios se prepara material de apoyo que puede ser adquirido por los asistentes a precios económicos, pero de ninguna manera su compra es obligatoria para poder asistir al evento. Si Ud. desea que realicemos algún evento en la localidad donde reside, puede contactarse telefónicamente al número (011) 4301-8804 o vía e-mail a: [email protected]. Para dictar un seminario precisamos un lugar donde se pueda realizar el evento y un contacto a quien los lectores puedan recurrir para quitarse dudas sobre dicha reunión. La premisa fundamental es que el seminario resulte gratuito para los asistentes y que se busque la forma de optimizar gastos para que ésto sea posible.

Pregunta 1: ¿Es posible medir una tensión de 1500kVA con un multímetro analógico? . Raul Navarro. Respuesta: “kVA” es una unidad de medida de potencia, no de tensión… y en forma directa no se la EN NOS Y ASA A EV C A NU R S T O S NUE EGAL ESE R LLÉV

VÍSITE

puede medir con un multímetro, aunque se puede medir la tensión, la corriente y luego hacer el producto. Si se trata de tensiones o corrientes que sobrepasan el rango del instrumento, se deben emplear puntas divisora. Puede descargar gratuitamente desde nuestra web un artículo sobre “Manejo del Multímetro” en el que se explica este tema en forma detallada. Pregunta 2: Hola, quisiera que me explique las diferencias entre los autos que tienen OBD tradicional y los que tienen VAG.com pues no sé que equipo comprar y todos salen muy caros. Armando A. Salcedo. Respuesta: Bueno, vayamos por partes. El OBD-II ó EOBD es un protocolo de diagnóstico cuya función primaria es diagnosticar problemas relacionados con las emisiones. Un programa de OBD-II ó EOBD funciona con diferentes marcas de automóviles, mientras el VAG-COM usa el protocolo propietario de Volkswagen y sólo funciona con VW, Audi, SEAT y Skoda (en principio). El programa de OBD-II ó EOBD instalado en una PC o un escáner sólo va a poder comunicar con el

motor y parte del cambio automático pero con ninguno de los demás sistemas electrónicos del automóvil. Con programas OBD II genéricos no va a poder reprogramar el cierre centralizado o el radio, ni diagnosticar un problema del ABS o de los airbags o del inmovilizador. Desde el punto de vista técnico, el VAG-COM a partir de la versión 504.1 también es compatible con OBD-II / EOBD genérico para vehículos que soportan los protocolos ISO 9141-2, ISO 14230 o ISO 15765. Las interfaces o escáners VAG-COM no soportan los protocolos SAE J1850-VPW ni SAE J1850-PWM usados en la mayoría de los modelos estadounidenses de GM y muchos Ford a nivel mundial. La mayoría de los primeros Chrysler compatibles con OBD-II (1996-2000) usaron ISO 9141-2. Muchos Chrysler nuevos usan SAE J1850. La mayoría de los vehículos europeos y asiáticos usa ISO 9141-2. En modelos estadounidenses, la compatibilidad con OBD-II es requerida a partir del 1996, en modelos canadienses a partir del 1998, en Europa a partir del 2001 (gasolina) y

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