electronica y servicio 10--hornos de microondas

1ELECTRONICA y servicio

2 ELECTRONICA y servicio


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No.10, Diciembre de 1998

Ciencia y novedades tecnológicas................. 5

Perfil tecnológico

El surgimiento de la PC...............................10Leopoldo Parra y Felipe Orozco

Leyes, dispositivos y circuitosCircuitos de soldadura superficial(primera de dos partes)...............................19

Oscar Montoya Figueroa

Qué es y cómo funciona

Hornos de microondas................................27Leopoldo Parra Reynada

Servicio técnicoConsejos para el servicio a hornosde microondas............................................. 40

Leopoldo Parra Reynada

Servicio a reproductores de audiocasettesmodernos (primera de dos partes).............47

Alvaro Vázquez Almazán

Dispositivos sensores envideograbadoras..........................................58

Carlos García Quiroz

Electrónica y computación

Descripción del setup(primera de dos partes)...............................66Leopoldo Parra Reynada

Proyectos y laboratorioConstrucción de unosciloscopio digital................................... 74Oscar Montoya Figueroa

Boletín Técnico-ElectrónicoProcedimiento para retirar dispositivos demontaje de superficie con cautín de gas


CIENCIA Y NOVEDADES

TECNOLOGICAS

CIENCIA Y NOVEDADES

TECNOLOGICAS

Figura 1

¿El nuevo formato de almacenamientode audio?

Para quien lleve algún tiempo en el mundo delas computadoras, y específicamente enmultimedia, el término MP3 no le será descono-cido; sin embargo, para el aficionado o especia-lista en electrónica probablemente no le resultefamiliar ese término.

El concepto MP3 se aplica a un nuevo méto-do de codificación de audio que, por medio decompresión digital, logra una calidad de sonidomuy similar a la de un CD, pero con la ventajade que el espacio requerido para el almacena-miento de la información musical se reduce enforma notable. Sólo como referencia, una melo-día de aproximadamente cuatro minutos en unCD consume alrededor de 35 MB de espacio dealmacenamiento, mientras que la misma selec-ción comprimida por medio del protocolo MP3consume alrededor de 3 MB.

¿Por qué se menciona todo esto? Porque losfabricantes de equipo electrónico han “redescu-bierto” al formato MP3 como recurso para la gra-bación de audio de alta calidad en espacios muyreducidos, y lo están tratando de aprovechar paracrear una nueva familia de aparatos de dimen-siones realmente diminutas, tales que losreproductores de CD portátiles o los llamados

Walkman para cintas de audio parecen pesadosy estorbosos. Una de las compañías pioneras eneste movimiento es Samsung Electronics, que hapresentado en Corea su nuevo dispositivo, al queha llamado YEPP (figura 1).

El YEPP es una pequeña caja del tamaño deuna tarjeta de crédito, pero que en su interior po-see una memoria tipo Flash de 24 MB, capaz de

almacenar alrededor de 40 minutos de músicacon calidad CD comprimida mediante el proto-colo MP3. Por supuesto que la circuitería nece-saria para hacer la grabación no está incluida enla unidad, pero sí en la base que sirve como so-porte al YEPP y como codificador para grabación.


El usuario puede entonces llevar en la bolsade la camisa un conjunto de selecciones musi-cales, mismas que puede escuchar conectandolas salidas de audio de su reproductor de CD enla base del YEPP; éste hace la conversión de se-ñales y las codifica digitalmente en formato MP3y luego la vacía en la memoria de la unidad deCD. El usuario ya sólo tiene que conectar unosaudífonos en dicha unidad para disfrutar de lamúsica de alta calidad. Y no tiene que preocu-parse de estar cambiando discos o de no agitaren exceso a la unidad, pues al ser totalmente deestado sólido, las vibraciones o golpes no afec-tan en lo más mínimo el audio reproducido.

Así como va esta tecnología, probablementeen un futuro no lejano, en vez de comprar undisco compacto o una cinta magnética, compre-mos un chip de memoria grabado únicamentecon las melodías que son de nuestro interés.

LG Electronics a la vanguardiade las pantallas planas

Desde hace algunos años las pantallas de cristallíquido tienen un lugar en la industria del video,e incluso en algunos segmentos han competidoexitosamente con el tradicional tubo de imagen,como es el caso de las computadoras portátiles.Sin embargo, uno de los principales inconvenien-tes de estos dispositivos de despliegue de imá-genes, ha sido la dificultad de producir pantallasde gran tamaño a un costo reducido (14 pulga-das diagonales es el tamaño promedio máximo),cuestión técnica que ya está en vías de ser supe-rada.

Recientemente, el grupo coreano LG Electro-nics (anteriormente llamada Lucky-GoldStar)presentó una nueva pantalla plana de más de 18pulgadas diagonales, con la que se consigue unárea de visualización mayor a la que obtenemoscon un monitor que utiliza tubo de 19 pulgadas.Esta pantalla plana posee diversas ventajas quela hacen muy atractiva para ciertos segmentosdel mercado:

• Ocupa un área mínima en el escritorio (midetan sólo 7 cm. de profundidad).

• Consume muy poca energía (alrededor de 50W, contra los más de 150 W de un monitorconvencional).

• Su peso es de alrededor de 10 Kg (menos de lamitad de uno tradicional).

• Ofrece una resolución máxima de 1280 x 1024,superior a la UVGA común en monitores.

Sin duda, son prestaciones difícilmentecuestionables; sólo esperemos que su precio enel mercado nos permita adquirir una.

Un osciloscopio en su bolsillo:el ScopeMeter de Fluke

Fluke, la compañía más reconocida en el ámbi-to mundial por los excelentes multímetros queproduce, ha diseñado el ScopeMeter, un apara-to del tamaño de un libro mediano y con unapantalla de cristal líquido de alta resolución,mediante el que es posible consultar desde unasimple medición de resistencia hasta la formade onda de una señal de video (figura 2).

El ScopeMeter puede sustituir con razonableprecisión a un osciloscopio de hasta 100 MHzde ancho de banda; posee cursores que puedenindicar la amplitud y frecuencia de una señal;

Figura 2


posee filtros internos para presentar una señalde video perfectamente estable aun en condicio-nes difíciles (no importa si la señal es NTSC, PALo SECAM); incluye memoria digital que permitealmacenar el contenido de una pantalla para suposterior análisis; puede conectarse a la PC paraintercambio y almacenamiento de datos; etc.

Otro dato sorprendente es que sólo pesa al-rededor de 1.8 Kg. Y además Fluke ha producidomúltiples accesorios que se añaden al ScopeMeter,y que le permiten adaptarse a un amplio rangode mediciones, desde temperatura hasta altosvoltajes. Si usted necesita tener a la mano el ins-trumental básico mientras trabaja fuera de su ta-ller, el ScopeMeter de Fluke es una selección ideal.

Un sueño tridimensional:el programa 3D Studio Max de Kinetix

El programa de animación por computadora entercera dimensión “3D Studio”, es todo un para-digma entre los artistas visuales. Esta aplicaciónlleva muchos años siendo una de las preferidasen la industria del video, debido a su flexibili-dad, a la cantidad de herramientas con que cuen-ta y a la gran variedad de plug-ins que se le pue-den adicionar para darle aún más poderío; sinembargo, recientemente el liderazgo de este pro-grama se había visto amenazado por aplicacio-nes como Caligari, LigthWave y otros que a pe-sar de no ofrecer las ventajas del 3D Studio, sonmás económicos y tienen una interfaz que per-mite un uso más intuitivo.

Precisamente como respuesta a los desafíosdel mercado, Kinetix -una empresa filial deAutodesk, productora del famoso AutoCAD- lan-zó una nueva versión de su programa estrella:el 3D Studio Max (versión 2.0 para PC). Este soft-ware incluye prácticamente todas las herramien-tas que todo creador de mundos tridimensionalespudiera necesitar; por ejemplo, puede crear fi-guras animadas a partir de “huesos” (bones), demodo que para imprimir movimiento a la figurabasta con desplazar el “hueso” para que el con-texto que la rodea se mueva en consonancia.Posee también múltiples herramientas de defor-mación de objetos, de modo que si se tiene un

modelo tridimensional, por ejemplo de un auto-móvil, el artista puede hacer que éste baile y secontorsione como si fuera de goma (figura 3).

Se han añadido también diversos filtros de luz,que pueden dar la impresión de niebla y de ilu-minación indirecta; incluso, es posible simularlos defectos de las cámaras fotográficas y de vi-deo, como el flare. Si a todo ello sumamos laposibilidad de utilizar máquinas con multi-pro-ceso simétrico, explotando todas las capacida-des de los microprocesadores instalados en elsistema, podemos apreciar que, sin duda, el 3DStudio Max resulta una adquisición obligada paratoda persona que se mueva en el mundo de laanimación en tres dimensiones.

El láser monoatómico

A pesar de que el efecto láser fue descubiertohace casi 50 años, sólo recientemente (de unos20 años a la fecha) se ha ampliado la gama deaplicaciones de este tipo de luz coherente yunidireccional.

Sin duda, una de las más aplicaciones másconocidas del rayo láser, es en la lectura de losdiscos compactos de audio, aunque cada vez esmás común utilizarlo como apuntador en con-ferencias y exposiciones, como auxiliar para lalocalización precisa de objetos en el espacio,como medidor de distancias, como mira de pre-cisión en el moderno armamento de asalto, enla cirugía de los ojos, en aplicaciones dentales,etc. Y esto es sólo la punta del iceberg.

Figura 3


En el campo de la investigación, se está tra-tando de emplear la radiación láser para descu-brir nuevos elementos en la estructura de lamateria, y un paso adelante en esta serie de ex-perimentos lo representa la fabricación de unláser monoatómico; es decir, un láser que sóloutiliza un átomo para generar impulsos de luz,mismos que al ser estudiados pueden revelaraspectos desconocidos en la estructura atómicay subatómica.

Como seguramente es de su conocimiento,para producir un rayo láser es necesaria la exci-tación de los electrones por medios externos querodean al núcleo de un átomo, para que al mo-mento en que los electrones se liberen de dichaenergía adicional se produzcan “paquetes” de luzdenominados “fotones”. Pues bien, precisamen-te en dicho efecto se basa la operación del lásermonoatómico.

Puede ver en la figura 4 que en un extremohay un horno que va expidiendo átomos de Ba-rio de uno en uno, y que en su trayecto estosátomos atraviesan el haz de un láser conven-

Detector

Lente

Espejo

Espejo

Atomode bario

Horno

Láserordinario

Figura 4

cional, con lo que se incrementa la energía delos electrones de dicho átomo. Como tal estadoes inestable, los electrones tienen a regresar asus órbitas originales, expidiendo en el procesouna serie de fotones, que son capturados por unpar de espejos encontrados; la luz así producidacomienza a rebotar de forma ininterrumpidaentre dichos espejos.

Este efecto se va acumulando lentamente se-gún se van produciendo más átomos del horno,hasta que la luz es lo suficientemente potentecomo para romper la reflectividad del espejo yproducir un haz de luz, mismo que es captadopor un detector.

La forma como se produce el haz, el tiempoque tarda en acumularse suficiente potencia paraque éste se produzca y otros factores correlati-vos, aún son investigados por los científicos,quienes esperan que con este recurso se puedasondear de forma más profunda el comporta-miento interno de los átomos. ¿Y por qué no?Tal vez en el futuro esta tecnología encuentreuna aplicación práctica.


Antecedentes de lascomputadoras personales

En 1940, Howard Aiken, un matemático de laUniversidad de Harvard, diseñó una máquina quefue considerada la primera computadora digital,porque trabajaba con estados lógicos y presen-taba un principio de programación; esto es, la má-quina podía adaptarse a distintas condicionesoperativas por medio de instrucciones externassuministradas por el usuario. Sin embargo, setrataba de un rudimentario modelo construidocon partes mecánicas en el que la secuencia deinstrucciones para la resolución de problemas,debía ser alimentada a cada paso mediante unrollo de papel perforado.

No obstante, en 1945, el mismo Aiken cons-truyó una computadora de programa almacena-

EL SURGIMIENTO

DE LA PC

EL SURGIMIENTO

DE LA PC

En este artículo, haremos un breverecordatorio de la trayectoria que ha

seguido la plataforma decomputadoras personales del

estándar mundialmente conocidocomo PC, desde su presentación alpúblico a principios de los años 80

hasta las generaciones actuales,cuyas prestaciones son

sorprendentes. Esta lectura, es unareferencia obligada para toda

persona que desee introducirse alapasionante mundo de la reparación

de computadoras personales.

Leopoldo Parra Reynada yFelipe Orozco Cuautle


do basándose en los conceptos de John Von Neu-mann, uno de los matemáticos más notables delsiglo. En este nuevo modelo las instruccioneseran almacenadas en una memoria interna, li-berando así a la computadora de las limitacio-nes de velocidad y permitiéndole resolver pro-blemas sin tener que reiniciar la operación de lamáquina.

Y aunque en apariencia este planteamientoera sencillo, en la práctica dio origen a toda unarevolución en los procesos cibernéticos, puessentó las bases teóricas para la construcción demáquinas de propósito general.

El rápido avance de la tecnología permitió queen la Universidad de Pennsylvania se constru-yera la primera computadora electrónica en1946. Esta máquina -que utilizaba 18,000 válvu-las de vacío-, recibió el nombre de ENIAC, porlas siglas de Electronic Numerical Integrator AndComputer (figura 1).

La ENIAC ocupaba una habitación entera,necesitaba un sofisticado sistema de refrigera-ción y sólo podía ser manejada por especialistasprofesionales. Además, requería un servicioconstante, pues aproximadamente cada horaalguna de las válvulas se fundía, lo que implica-

ba un proceso de localización y corrección delproblema; sin embargo, era capaz de efectuarvarios cientos de operaciones por minuto, lo querepresentaba una velocidad extraordinaria parala época.

El uso del transistor en los años 50 no sólo per-mitió compactar los diseños de las computadoras-que por entonces empezaron a ser vendidasentre las grandes empresas-, también sirvió paraincrementar su versatilidad lógica (figura 2).

En los años 60, con el desarrollo de los cir-cuitos integrados, continuó esta tendencia ha-cia la compactación y se incrementó la veloci-dad y capacidad informática de las computadorasa lo que se sumó un relativo abaratamiento.Además, esta nueva tecnología permitió incluiren una sola pastilla de silicio los componentesque constituyen el núcleo de una computadora:la unidad lógica-aritmética [ALU], los registros,los controles de direcciones, el timer, etc., sec-ciones que originalmente se construían de ma-nera independiente con dispositivos discretos,dando así origen al microprocesador, un revolu-cionario dispositivo que actualmente es la basede las computadoras personales (figura 3).

En 1969 la compañía Intel produjo un chip dememoria de 128 bytes, el de mayor capacidaden su época. Como Intel tuvo éxito en el diseñoy manufactura de este integrado, la compañíajaponesa Busicom, fabricante de calculadoras,le solicitó producir doce diferentes chips lógicospara uno de sus diseños. Como respuesta, los

En esta imagen se muestra a la ENIAC, primeracalculadora electrónica del mundo. Sus dimensiones enmetros eran de 30 x 3 x 1 de largo, alto y fondo,respectivamente. Pesaba unas 30 toneladas e incluíaalrededor de 18 mil válvulas de vacío.

Fotografía de la primera computadora transistorizada conprograma residente, la MIT Lincoln Laboratory TX-0.

Figura 1

Figura 2


ingenieros de Intel, más que producir los docechips separados, decidieron incluir todas las fun-ciones de éstos en una sola pastilla, dando ori-gen de esta manera a un circuito multipropósitocontrolado por un programa que se podía apli-car a diversos modelos de calculadoras.

Esta idea representó la integración de las sec-ciones de proceso de datos de una computadoraen un solo chip y constituyó el antecedente di-recto de los modernos microprocesadores.

Justamente, el primer microprocesador, el4004, fue introducido en 1971 y tenía un bus dedatos de 4 bits (como dato anecdótico, este in-tegrado era tan primitivo que su tapa superiorera de madera). Posteriormente surgieron otrosdispositivos como el 8008 y el 8080, ambos de 8bits, lanzados exitosamente al mercado por Intelen 1972 y 1973 respectivamente.

Las computadoras personales en los 70

A pesar de los progresos tecnológicos que per-mitieron una mejor capacidad de cálculo, me-nores dimensiones, gran almacenamiento dedatos, mayor facilidad de uso y otras ventajasmás, las computadoras electrónicas permanecie-ron limitadas durante unos 40 años a las gran-des corporaciones, universidades y dependen-cias del gobierno, debido a los elevados costosde los equipos y a que su operación requería decierta especialidad.

Con la invención del microprocesador, fuecuando surgieron las primeras computadoras detipo personal dirigidas más bien a un públicoestudiantil y aficionado.

Concretamente, gracias a la introducción delprocesador 8080, un dispositivo diez veces másrápido que el 8008 y con capacidad de direccio-nar 64 KB de memoria, la empresa MITS intro-dujo en 1975 un kit que es en la actualidad con-siderado la primera computadora personal: elmodelo Altair.

Esta pequeña computadora incluía una arqui-tectura abierta (basada en ranuras o slots) quepermitía conectar varios aditamentos y periféri-cos de otras marcas, lo que inspiró a otras com-pañías a escribir programas para el usuario (in-cluyendo el sistema operativo CP/M y la primeraversión de Microsoft Basic), evitándole con ellola necesidad de dominar ciertos lenguajes de pro-gramación para escribir su propio software.

También son célebres diversos modelos de losaños 70, como la Timex-Sinclair, la Atari, algu-nos diseños de IBM (poco exitosos y muy caros)y las Apple I y Apple II, de Apple Computer, em-presa fundada por Steve Wozniak y Steve Jobsen un garage, y que ha hecho historia junto conIBM, Microsoft, Intel, Lotus, Motorola, Zilog, Suny muchas empresas más del mundo de la com-putación.

A pesar de la variedad, hacia 1980 el univer-so de las microcomputadoras estaba dominadobásicamente por dos tipos de sistemas:

1) El Apple II, con un gran número de usuarios yuna importante base de software que crecíarápidamente (figura 4A).

2) Un sistema más sencillo que giraba en tornoal original MITS Altair (4B), el cual se basabaen la filosofía de la compatibilidad, apoyán-

El 4004 de Intel, primermicroprocesador fabricadoen el mundo.

El Pentium MMX, uno de los más recientesmicroprocesadores de Intel.

1 2

Figura 3


dose en slots de expansión y en el empleo delsistema operativo CP/M. No obstante, eranmáquinas construidas por varias compañías yse vendían con diversos nombres aunque, enesencia, utilizaban el mismo software y el mis-mo hardware interconectable. Precisamentedichos conceptos -que por entonces no fue-ron apreciados con toda su potencialidad-,contribuyeron a sentar las bases para el sur-gimiento de la revolucionaria PC.

Mención aparte merece el sistema diseñado yconstruido por Commodore (4C). Durante mu-chos años, la famosa y popular Commodore 64fue la computadora hogareña por excelencia, yaque su precio accesible y la amplia disponibili-dad de programas con que contaba la hicieronel modelo más exitoso en la historia de la com-putación; incluso, a la fecha es poco probableque algún modelo específico de computadora lle-gue a la cifra de millones de unidades que al-canzaron las ventas de esta máquina.

La Commodore 64 estuvo concebida paraaplicaciones de juegos con capacidad de

síntesis musical y colores. Al igual quemuchos modelos de su época, podía

adaptarse al televisor. Estaba basada en elmicroprocesador 6510 de Mos Technology

y su sistema operativo era el Kernal, propiode Commodore.

Figura 4

C

En esta imagen se muestra el modelo Apple IIe,una variante mejorada del modelo Apple II. Estacomputadora estaba basada en elmicroprocesador 6502A de MOS Technology.

A

Modelos de computadoras de la firma inglesa Amstrad definales de los años 70. Ambas se basaban en el entoncespopular microprocesador Z-80 de Zilog y podían ejecutar

programas de aplicaciones escritos para el tambiénentonces popular sistema operativo CP/M de Digital

Research.

B


Infortunadamente para la compañía, el públi-co se quedó con la falsa idea de que Commodoresólo producía "máquinas para jugar", lo que encierto modo fue fatal para su plataforma Amigade finales de los 80, a pesar de sus evidentesadelantos técnicos.

El surgimiento de la IBM PC

Precisamente hacia fines de los 80, el mercadode computadoras personales de bajo costo co-menzó a crecer rápidamente, por lo que IBMdecidió competir de manera más agresiva en esesegmento de máquinas. Para ello, estableció enFlorida una división especial independiente, queno estuviera sujeta a la estructura burocráticaque representaba la propia organización. Fue asícomo surgió la IBM PC (IBM Personal Computer),en agosto de 1981.

Gran parte del diseño de la PC estuvo influen-ciado por el DataMaster, un modelo anterior deIBM cuyo diseño se basaba en piezas sencillascon display y teclado integrados en la unidad.Pero además, la IBM PC tuvo una considerableinfluencia de los estudios de mercado, pues losdiseñadores analizaron los estándares prevale-cientes, aprendieron de los éxitos de aquellossistemas e incorporaron en su diseño las carac-terísticas tecnológicamente más relevantes y demayor difusión.

Con esto, IBM pretendía aprovechar la diná-mica del mercado y reunir en torno a su proyec-to a fabricantes y tecnologías ya existentes paraimpulsar juntos una plataforma y establecer demanera definitiva un estándar.

Para ello -entre otras medidas-, contrató demanera externa los lenguajes y sistemasoperativos de Microsoft, por entonces una pe-queña firma, y acordó incluir su sistema opera-tivo DOS en los modelos PC.

Originalmente, IBM estableció contacto conDigital Research, creadora del sistema operati-vo CP/M y del actual DR-DOS, pero ambas em-presas no llegaron a ningún acuerdo pues, sedice, el gigante azul tenía fama de imponer suscondiciones y, por su parte, el propietario deDigital no apreció las potencialidades del nuevosistema confiado en el gran éxito que habían

tenido sus productos. Hechos elementales quedieron rumbo a la historia.

La plataforma PC

La IBM PC original incluía un microprocesadorIntel 8088 con 16KB de RAM (expandibles a256KB) y una unidad de disco flexible de 5+ pul-gadas de 160 KB de capacidad. Y aunque la uni-dad de sistema incluía los circuitos para el ma-nejo del monitor y el teclado, estos dispositivosse vendían por separado. Su precio inicial erade alrededor de 3,000 dólares, cifra que en la ac-tualidad puede parecer excesiva, pero no enaquella época al compararla con el costo demáquinas de desempeño similar.

En realidad, el modelo IBM PC no duró mu-cho en el mercado, prácticamente sobrevivió alperíodo de presentación de la plataforma, ya queen poco tiempo se le hicieron algunas mejoras,sobre todo en el manejo de memoria -la canti-dad máxima permisible aumentó hasta 640KB-,en la sustitución de la unidad de floppy de 160KB por una de 360 KB de capacidad y en la posi-bilidad de incluir un disco duro de 10 MB, capa-cidad inimaginable para los estándares de laépoca (figura 5).

Como resultado de estas pequeñas variantes,el estándar tomó el nombre de IBM PC-XT (Per-sonal Computer-Extended Technology); sin embar-go, también cumplía con la principal virtud de laplataforma: su arquitectura abierta.

Figura 5

Uno de los primeros discosduros. Compare su tamaño con

relación al disquete.


Físicamente, la arquitectura abierta ha depen-dido de un bus de expansión en la tarjeta madreal que se pueden conectar tarjetas y periféricosde distintos fabricantes, siempre y cuando res-peten el estándar. Esto permitió que diversascompañías se dedicaran al ensamblado de suspropias máquinas aprovechando el mismo micro-procesador, los mismos chips controladores,unidades de disco similares, etc. Y es así comosurgen los llamados "clones" o "compatibles".

Un clon es una computadora que en todos susaspectos se comporta según el estándar estable-cido por la PC de IBM, pero sin la marca originaly muchas veces con un precio muy moderado.Gracias a estas posibilidades, se abrió un pano-rama muy prometedor en la industria de la com-putación, a lo que contribuyó el desarrollo de laindustria de software mediante programas comoprocesadores de texto, hojas de cálculo, basesde datos, dibujo, imprenta de escritorio, juegosy muchas más categorías.

En la actualidad, cada vez es más difícil pre-cisar el término "compatible" debido a que lasdiferencias que originalmente llegaron a existirhan desaparecido conforme el desarrollo de lasnuevas generaciones de computadoras PC lascuales, incluso, han enriquecido al propio están-dar de IBM. Sin embargo, puede decirse que unacomputadora es compatible si es capaz de eje-cutar los programas que se han diseñado parala IBM PC, si posee una estructura básica similara la XT original y si los protocolos de comunica-ción interna cumplen con los requisitos delestándar.

Cabe mencionar que la PC no es la única pla-taforma de computadoras personales, pero sí esla predominante por su amplia gama de aplica-ciones, a diferencia de otros formatos comoMacintosh, Sun, Amiga y Silicon Graphics, cuyaorientación en la práctica es más especializada,sobre todo en lo referente al tratamiento de grá-ficos, al procesamiento masivo de información,la animación en tres dimensiones, etc. De he-cho, las máquinas PC o compatibles abarcanaproximadamente el 85% del mercado mundialde computadoras.

En resumen: se llama computadora PC o com-patible a aquellas máquinas que están construi-

das siguiendo los lineamientos marcados porIBM -y algunas otras compañías que han contri-buido a enriquecer el estándar-, y que son capa-ces de ejecutar todos los programas que se hanproducido para esta plataforma.

Hay marcas muy reconocidas en el ámbitomundial que garantizan una total compatibili-dad, entre ellas se encuentran la propia IBM,Compaq, Acer, Dell, Digital Equipment, Hewlett-Packard, etc.; no obstante, las máquinas ensam-bladas con componentes independientes en for-ma general también aseguran la compatibilidad.

Generaciones de computadoras PC

Las computadoras PC han evolucionado al rit-mo del desarrollo de los microprocesadores deIntel y de los clones derivados de las propias ge-neraciones de estos circuitos (tabla 1). Como yalo mencionamos, la primera PC incluía un cir-cuito 8088, el cual era muy avanzado para suépoca al permitir el manejo de datos e instruc-ciones a 16 bits cuando lo común eran palabrasde 8 bits y una administración de memoria muysuperior a la de los microprocesadores de otrascompañías.

A pesar de ello, con el tiempo se mostrarondiversas limitaciones para la expansión de la pla-taforma. En el aspecto del manejo de memoria,por ejemplo, el 8088 sólo soportaba un máximode 1 MB de RAM y lo que en principio fue unamagnitud extraordinaria, pronto fue insuficiente.

Hay que mencionar que algunos fabricantesdecidieron producir máquinas compatibles conla IBM PC, pero empleando el microprocesador8086, el cual tenía ciertas ventajas sobre el 8088.Sin embargo, como el núcleo interno del dispo-sitivo es el mismo, estas máquinas se ubicarondentro de la categoría de las XT.

Al poco tiempo que surgió la IBM PC-XT, Intelprodujo un nuevo dispositivo, el 80186, cuyoobjetivo de reemplazar al 8088 resultó un totalfracaso. Si bien, el nuevo circuito poseía algu-nas características que lo hacían superior al8088, entre ellas una mayor velocidad de proce-so, funciones de control construidas dentro delchip (se dice que el 80186 fue el primer intentode producir una “computadora en un solo inte-


grado”, pero resultaba un concepto demasiadorevolucionario para la época) y algunas instruc-ciones adicionales que facilitaban ligeramentela tarea de programación, también es cierto queno solucionaba la principal limitante del 8088; asaber, el límite de 640 KB de RAM que podíanser utilizados por los programas. Por todo loanterior, aunque sí se fabricaron algunascomputadoras cuyo microprocesador central erael 80186, en realidad es un chip que no figura enla historia de la plataforma PC (en la actualidadha habido un resurgimiento de este integrado,aunque su campo de aplicación se ha reducidoa tarjetas controladoras de discos o de protoco-

los de comunicación, y para sistemas de controlindustrial).

El siguiente microprocesador que se empleóen las PC fue el 80286, el cual eliminaba la ba-rrera de 1 MB para llegar a la impresionante can-tidad de 16 MB. Esta característica, sumada auna mayor velocidad, periféricos más efectivosy mayor capacidad de proceso, permitió que laplataforma PC se convirtiera realmente en unaplataforma alternativa de los sistemas informá-ticos avanzados. En esta generación, la capaci-dad de las unidades de disquete aumentó de 360KB a 1.2 MB, mientras la capacidad de almace-namiento del disco duro alcanzó los 40 MB de

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3991 senollim1.3oinuJ(zHM002

)6991edBG4 stib23 stib46

atniuQ)adarojem(

edXMMmuitnePletnI

7991 senollim5.4orenE(zHM002

)7991edBG4 stib23 stib46

atxeS

edorPmuitnePsenolcyletnIropsodacirbafDMAy)2M(xiryC

)6K(

5991 senollim5.5zHM002

ederbmeivoN()5991

BG4 stib23 stib46

Tabla 1


forma típica (si se tenía la disponibilidad de can-tidades ilimitadas de dinero, se podía adquirirun disco de hasta 150 MB, el cual podía costarmiles de dólares).

La tercera generación de computadoras PC sebasó en el microprocesador 80386, el primerode 32 bits y con la capacidad de un manejo dememoria para la ejecución de dos o más aplica-ciones simultáneas y sin interferencia mutua, ca-racterística conocida como "memoria protegida".En esta generación de microprocesadores seapoyaron los ambientes gráficos para su expan-sión, como el mundialmente famoso Windowsde Microsoft y el OS/2 de IBM. También la capa-cidad de almacenamiento de los discos durosaumentó hasta aproximadamente 120 MB deforma típica y las unidades de disquete de 5+ depulgada fueron reemplazados por un nuevomedio de almacenamiento: el disquete de 3+ depulgada y 1.44 MB de capacidad. Al mismo tiem-po apareció el estándar VGA para el manejo degráficos el cual se conserva hasta nuestros díasaunque, obviamente, mejorado.

La cuarta generación de máquinas PC utilizóel procesador 486, una variante del 386 conmayor velocidad y capacidad para manejo dedatos y con un coprocesador matemáticointerconstruido (en las versiones DX), recursoque acelera notablemente determinadas aplica-ciones (CAD, hoja de cálculo, etc.) que recurrena las operaciones de punto flotante.

En esta generación de microprocesadoresIntel, por primera vez, copia algunas caracterís-ticas avanzadas de algunos micros de marcascompetidoras como son las múltiples ramas deproceso, el caché interno, los circuitos de pre-dicción de ejecución, etc., lo que pone a estosmicroprocesadores casi en el mismo nivel de unapequeña estación de trabajo de años anteriores,máquinas especializadas que costaban decenasde miles de dólares y cuya aplicación era muylimitada.

La quinta generación de las PC estuvo basa-da en el Pentium y dispositivos similares de otrascompañías (específicamente, el K5 de AMD y el6X86 de Cyrix), los cuales ocuparían el lugar del586 en la nomenclatura X86. Estos dispositivosmejoran notablemente la estructura de 32 bits

del 386 y 486, acelerando la velocidad de proce-samiento de datos, lo que ha permitido acercara la plataforma PC al desempeño de pequeñosmainframes (computadoras muy desarrolladaspara aplicaciones específicas).

En esta generación también se superó conmucho la estructura inicial de la PC, pues se aña-dieron dispositivos que permitieron a la compu-tadora ofrecer prestaciones adicionales. Concre-tamente, a la estructura básica de la PC (CPU +teclado + monitor + impresora) se le han agre-gado los siguientes elementos: un dispositivoapuntador (ratón o trackball), una palanca de jue-gos o joystick, una tarjeta de sonido para obte-ner audio con calidad de CD, un lector de CD-ROM y un fax-módem.

También se mejoraron extraordinariamentelas prestaciones gráficas del sistema, permitien-do desplegar resoluciones en pixeles por pulga-da de 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768 e inclusosuperiores, con profundidades de color que va-rían entre los 256 colores hasta los 16.7 millo-nes. Precisamente para favorecer el desarrollode esta nueva generación de máquinas“multimedia”, se desarrolló una “generación in-termedia”, consistente en dispositivos conocidoscomo MMX, los cuales poseían instruccionesespeciales para el manejo de aplicaciones conuso intensivo de gráficos y animaciones. Entreestos microprocesadores encontramos al Pen-tium MMX de Intel, al K-6 de AMD, al 6X86MXde Cyrix e IBM y el C6 de Centaur Technologies,y es tan bueno el desempeño de estos dispositi-vos que incluso hasta la fecha se siguen ven-diendo sistemas basados en algunos de estosintegrados.

La sexta generación de computadoras perso-nales (en la cual estamos inmersos hasta la fe-cha) está basada en dispositivos como el PentiumII y el Celeron de Intel (estrictamente hablando,el primer microprocesador de sexta generaciónfue el Pentium Pro, pero este chip no tuvo el éxi-to esperado), el K6-2 de AMD y el M-II de Cyrix.Estos sistemas definitivamente han desplazadocasi por completo a las tradicionales estacionesde trabajo basadas en microprocesadores tipoRISC, y han permitido que por primera vez losfabricantes de grandes mainframes tomen en


serio a la plataforma PC como un rival de consi-deración (incluso compañías que tradicional-mente trabajaban con microprocesadores pro-pietarios, como Silicon Graphics, han anunciadoque comenzarán a vender máquinas basadas enprocesadores X86).

Estas máquinas poseen una potencia de cál-culo tan grande que se calcula que un usuariohogareño, que tenga en su escritorio una má-quina de sexta generación y sus programas aso-ciados tiene en sus manos más potencia de cál-culo que la de todas las computadoras quecontrolaron las misiones Apolo a la luna a fina-les de los 60 y principios de los 70.

Gracias a ello, la moderna PC ha dejado deser exclusivamente una herramienta de apoyo alas tareas de escritorio, para convertirse en unverdadero centro de productividad, entreteni-miento, educación y comunicaciones. Las mo-dernas bases de datos, hojas de cálculo, imprentade escritorio, creación y tratamiento de gráficos,la multimedia y el Internet son solamente unoscuantos ejemplos de las posibilidades que ofre-ce esta máquina.

Como podrá suponer, el manejo de informa-ción tan variada (datos, audio, gráficos y video)ha demandado sistemas cada vez más podero-sos, con capacidades optimizadas para la trans-ferencia de información y con grandes cantida-des de memoria como apoyo al proceso. Estono fue contemplado en la PC original, inclusohasta hace poco tiempo esas posibilidades te-nían un ancla en la estructura rígida de la plata-forma X86 de Intel, la cual sólo podía manejardatos alfanuméricos en operaciones matemáti-cas de baja complejidad (al menos el procesadorcentral) o de alta complejidad con apoyo de uncoprocesador matemático. Sin embargo, la apa-rición de microprocesadores cada vez mássofisticados y el desarrollo de nuevos y comple-jos sistemas operativos para trabajo profesional(como ciertas versiones de UNIX, el OS/2 de IBM,el Windows NT de Microsoft, etc.) han converti-do a la PC en una plataforma sólida para traba-jos cada vez más complejos. Por todo lo ante-rior, parece ser que el futuro de este tipo decomputadoras está ampliamente asegurado pormuchos años.


Primera de dos partesPrimera de dos partes

CIRCUITOS DE

SOLDADURA

SUPERFICIAL

CIRCUITOS DE

SOLDADURA

SUPERFICIAL


De todos es conocido que la industriaelectrónica muestra una fuerte

tendencia a reducir el tamaño de losaparatos. Principalmente, dicha

tendencia descansa en laminiaturización de los dispositivos, así

como en las avanzadas técnicas deinterconexión en las placas de circuito

impreso. Justamente, en el presenteartículo hablaremos de la tecnologíade montaje superficial, en la que se

emplean componentes de muyreducidas dimensiones, mismos que se

sueldan directamente en la placa.

Antecedentes de los circuitos impresos

En los primeros aparatos o sistemas electróni-cos, cuando la base de la electrónica eran lasválvulas electrónicas, la interconexión de susdispositivos se realizaba montándolos sobre za-patas; es decir, en las terminales metálicas indi-viduales de éstas se soldaban las terminales decada uno de los componentes. Y para interco-nectar las terminales de los dispositivos, se te-nían que soldar cables conductores entre las ter-minales de las zapatas. Obviamente que estatécnica provocaba confusiones al momento derealizar las reparaciones, y además se requeríade un cable muy extenso (figura 1).


Con el desarrollo del transistor, el tamaño delos componentes se redujo considerablemente;a partir de ese momento pasó poco tiempo paraque la técnica de montaje en zapatas se hicieraobsoleta, debido a las numerosas conexionesque tenían que realizarse. Se pensó entonces quequizá convenía colocar cables conductores pla-nos sobre una tablilla de material rígido, paraque así el cableado ocupara menos espacio y notuviese que ser tan largo. Estas fueron las pri-meras versiones de lo que ahora conocemoscomo “circuitos impresos”.

Estructura de un circuito impreso

Un circuito impreso está formado por una tabli-lla de material rígido, sobre la cual se dibujanconductores o pistas; éstas permiten la interco-nexión de los dispositivos electrónicos median-te la soldadura en las terminales de montaje opads.

Tipos de circuito impreso

Los circuitos impresos varían de acuerdo con lacomplejidad de los sistemas electrónicos en queson aplicados. Veamos de qué tipo pueden ser:

1) Los más sencillos son los de una cara, en cuyocaso –como el nombre lo indica- las pistas sedibujan sólo sobre uno de sus lados; en lospads se realizan perforaciones, y los compo-nentes se insertan en la cara que queda libre(figura 2B) y se sueldan en la que tiene laspistas –esto es, en el “lado soldadura”- (figu-ra 2C).

2) Cuando se aumenta la complejidad de los cir-cuitos, la cantidad de dispositivos electróni-cos insertados es mayor; y puesto que enton-ces aumenta también el número deconexiones por hacer, es necesario que secoloquen pistas conductoras en ambas carasde la tablilla (lo que amplía la cantidad deposibles conexiones). A los circuitos de estetipo se les llama true-hole.

Bulbo

Zapata

Cable

Resistor

Montaje decomponentessobre una zapata

Figura 1

Componente

Circuito impreso

Perforaciones

Lado componenteLado soldadura

Pistas

PAD

Soldadura

Montaje de componentes sobre circuito impreso de una cara

A B C

Figura 2


Para que en un true-hole las pistas de una carase conecten con las de la otra, es preciso agre-gar cobre dentro de las perforaciones. De ahíque sea muy común encontrar perforacionessin terminales de componentes, porque lasmismas sirven sólo de puente entre una caray otra del impreso (figura 3).

3) Por último, con la finalidad de reducir el áreaen que se construyen los circuitos impresos,y debido a las numerosas conexiones quedeben hacerse en los circuitos integrados dealta escala de integración (VLSI), se diseña-ron los circuitos multicapa; internamente,éstos constan de varias hojas muy delgadasque contienen a las pistas y que son compri-midas en una sola tablilla rígida; las conexio-nes entre los componentes y las diversas ca-pas de pistas se realizan mediante puntosmultinivel (figura 4).

4) Gracias al desarrollo de la tecnología monolí-tica para la fabricación de circuitos integra-dos, en donde a partir de una curia de silicioy, por medio de técnicas como la fotoli-tografía, la difusión de impurezas y la tecno-logía planar, se desarrollaron componentesmás pequeños; y es por ello que actualmentepueden procesarse al mismo tiempo miles decircuitos. Esto hace que el costo por disposi-tivo sea muy bajo (figura 5).

5) Con componentes más pequeños, las termi-nales de conexión utilizadas para circuitos detipo true-hole se volvieron innecesarias; aho-ra se prefiere soldar los componentes en el

ras de la tablilla, de forma que las terminalesde ésta se unan directamente con los extre-mos de las pistas de conexión. A esta técnicade conexión de dispositivos electrónicos, sele conoce con el nombre de “tecnología demontaje superficial”.

Los dispositivos discretos de montaje superficial(transistores, diodos y resistencias) se constru-yen con tecnología planar, la cual básicamenteconsiste en transferir la imagen de una mascari-

Componente

Perforación deconexión

Montaje de componentes sobre circuito impresode dos caras (true hole)

Figura 3

Circuito integrado multicapa (multilayer)

Tarjeta madre de PC

Figura 4


lla a la oblea o sustrato de silicio; una resina sen-sible a la luz ultravioleta se emplea para crearlas zonas de protección, mismas que a su vezforman las secciones de semiconductor de losdispositivos electrónicos.

Después se sigue un proceso de difusión deimpurezas, con el que se consigue depositar enlas diferentes capas el material P y N. A conti-nuación la oblea es horneada a unos 1,100º C, yse prueba cada uno de los circuitos. Por último,la oblea se recorta y se monta en un encapsuladoespecífico para dispositivos de montaje de su-perficie.

Tecnología de montaje superficial

Podemos afirmar que la tecnología de montajesuperficial es aquella técnica que sirve para su-jetar los componentes y los dispositivos sólo enla superficie del circuito impreso; no se utilizanterminales ni perforaciones en el proceso, sinoque el componente se suelda directamente enlos extremos de las pistas.

Si observamos un circuito impreso de mon-taje de superficie, encontraremos perforaciones;mas éstas no son utilizadas para sujetar a loscomponentes, sino que sólo sirven como co-nexión entre las caras del circuito impreso.

Asimismo, el tamaño tan reducido de los com-ponentes y de los dispositivos ha hecho posibleque tanto unos como otros quepan en una ma-

yor cantidad por centímetro cuadrado, que enningún otro tipo de tecnología.

Es importante señalar que la mayoría de loscircuitos electrónicos de montaje superficialemplean también componentes de tipo discre-to, como los que encontramos en los true-hole.

Encapsulados y matrículas

Para los circuitos de montaje superficial, en elmercado electrónico encontramos una ampliavariedad de productos. A continuación haremosun recuento de éstos, con objeto de que el técni-co de servicio sepa a cuál recurrir para hacer lasustitución de una pieza defectuosa.

Encapsulados para transistores múltiplesLa tendencia de la industria es producir circui-tos impresos de tamaño pequeño y que utilicendispositivos con múltiples funciones.

En el caso de los componentes discretos, hasido posible reducir el área que ocupan en lastablillas; se han encapsulado, a manera de cir-cuitos integrados, varios de estos dispositivos.Esto, a su vez, ha permitido que se reduzcan loscostos del ensamble de los circuitos.

Encapsulado SOIC para montaje desuperficie, modelo 751B

161

Figura 5

Figura 6


Muchos de los dispositivos más populares sepueden conseguir en encapsulados tipo DIP, paramontaje de superficie (a los encapsulados demontaje de superficie se les designa mediantelas siglas en inglés SOIC).

Entre los elementos discretos empleados poreste tipo de circuitos, se puede señalar a los tran-sistores bipolares -para pequeña señal tipo NPN

alucírtaMOECVstloV

OBCVstloV

EFhominíM

@ AmcI zHMTf @ AmcI

A2222QPMM 04 57 04 005 002 02

9632QPMM 51 04 02 001 054 01

A7092QPMM 05 06 05 005 002 05

7643QPMM 04 04 02 005 521 05

5273QPMM 04 06 52 005 052 05

9973QPMM 06 06 003 5.0 06 0.1

4093QPMM 04 06 57 01 052 01

6093QPMM 04 04 57 01 052 01

12

3

12

3

1

23

Encapsulado SOIC para montaje de superficieModelo: 318-07 SOT-23

SOIC Modelo: 318D SC-59

SOICModelo: 318E SOT-223

SOICModelo: 419 SOT-323

12

3

4

1- Base2-Emisor3-Colector

1- Base2-Emisor3-Colector

1-Tierra (-)2-Entrada3-Salida

Figura 7

Tabla 1

y PNP- y a los transistores de efecto de campo(FET) de tipo canal N y canal P.

En la tabla 1 especificamos los dispositivosde montaje de superficie en encapsulado múlti-ple, los cuales están disponibles en configura-ciones NPN y PNP. Su encapsulado se muestraen la figura 6.


laicifrepusejatnomedserotsisnarT

ovitisopsiD acraM OEC)RB(V ominíMcI@EFh

Máxi omAm

TfominíMzHM

NPNopit,70-813odaluspacnE

1TL9908TBMM

1TLA648CB

1TLB648CB

1TL61-718CB

1TL52-718CB

1TL04-718CB

1TLA748CB

1TLB748CB

1TLC748CB

1TLA2222TBMM

1TL4093TBMM

1TL1044TBMM

1TLA848CB

1TLB848CB

1TLC848CB

BK

A1

B1

A6

B6

C6

E1

F1

G1

P1

MA1

X2

J1

K1

L1

08

56

56

54

54

54

54

54

54

04

04

04

03

03

03

001

011

002

001

061

052

011

002

024

001

001

001

011

002

024

003

022

054

052

004

006

022

054

008

003

003

003

022

054

008

0.1

0.2

0.2

001

001

001

0.2

0.2

0.2

051

01

051

0.2

0.2

0.2

051

001

001

002

002

002

001

001

001

002

002

052

001

001

001

PNPopit,70-813odaluspacnE

1TL9958TBMM

1TLA658CB

1TLB658CB

1TLA7092TBMM

1TL61-708CB

W2

A3

B3

F2

A5

08

56

56

06

54

001

521

022

001

001

003

052

574

003

052

0.1

0.2

0.2

051

001

051

001

001

002

002

También podemos encontrar por separado lostransistores para montaje de superficie. En la fi-gura 7 vemos los encapsulados en que se fabri-can estos elementos.

Todos los encapsulados para transistores sonde plástico, pues éste es un material que pro-porciona un excelente rendimiento aun en altastemperaturas y ante ambientes de elevada hu-medad. Estos encapsulados ofrecen además unagran capacidad de disipación de potencia paraaplicaciones de pequeña señal.

Es importante mencionar que, a causa de susreducidas dimensiones, en los circuitos de mon-taje superficial no puede grabarse la matrículacompleta a la que corresponden; por eso se uti-liza un método abreviado que permite identifi-carlos fácilmente, y a este código se le conocecomo “marca”.

Veamos ahora la tabla 2, en la que se descri-ben los modelos más populares de transistores

de montaje superficial; ahí pueden consultarsesus características eléctricas, su tipo de encap-sulado y su “marca” de reconocimiento.

Transistores de propósito generalEn la tabla 3 señalamos transistores de propósi-to general; vea que son diferentes sus encap-sulados y sus características eléctricas.

Se ha diseñado un conjunto de transistores,cada uno de los cuales incluye dos resistores depolarización y es de propósito general; tambiénse indican los valores de los resistores, paraaquellos casos en que no se obtenga el reem-plazo directo. El arreglo puede construirse utili-zando componentes discretos, ya que así se lo-gra su reparación. El diagrama de polarizacióny la tabla de características de estos transistoresse muestran en la tabla 4.

Como transistores de propósito general, tam-bién pueden utilizarse dispositivos JFET de mon-

Tabla 2


larenegotisoporpedserotsisnarT

ovitisopsiD acraM OEC)RB(V ominíMcI@EFh

Má omixAm

TfominíMzHM


1TL52-708CB

1TL04-708CB

1TLA758CB

1TLB758CB

1TL6093TBMM

1TL3044TBMM

1TLA858CB

1TLB858CB

1TLC858CB

B5

C5

E3

F3

A2

T2

J3

K3

L3

54

54

54

54

04

04

03

03

03

061

052

521

022

001

001

521

022

024

004

006

052

574

003

003

052

574

008

001

001

0.2

0.2

01

051

0.2

0.2

0.2

002

002

001

001

052

002

001

001

001

NPNopit,D813odaluspacnE

1TR-106DSM

1TS-106DSM

1TR-206DSM

1TR-8231DSM

RY

CY

RW

RD1

52

52

52

02

012

092

021

002

043

064

042

053

0.2

0.2

051

005

051

051

002

002

PNPopit,D813odaluspacnE

1TR-907BSM

1TS-907BSM

1TQ-017BSM

1TR-017BSM

RA

SA

QC

RC

52

52

52

52

012

092

58

021

043

064

071

042

0.2

0.2

051

051

001

001

002

002

NPNopit,20-914odaluspacnE

1TR-A9181DSM RZ 05 012 043 0.2 001


1TR-A8121BSM RA 54 013 043 0.2 001

noicaziralopedserotsisernoclarenegotisoporpedserotsisnarT

ovitisopsiD acraM OEC)RB(VSTLOVominíM

cI@EFh cIAm

Má omix

1RmhO

2RmhO

NPN PNP NPN PNP ominíM Am

D813odaluspacnE

1T1122NUM

1T2122NUM

1T3122NUM

1T4122NUM

1T1112NUM

1T2112NUM

1T3112NUM

1T4112NUM

A8

B8

C8

D8

A6

B6

C6

D6

05

05

05

05

53

06

08

08

0.5

0.5

0.5

0.5

001

001

001

001

K01

K22

K74

K01

K01

K22

K74

K74

Tabla 3

Tabla 4 3 Salida

1 Tierra

Entrada

2R1

R2


taje de superficie. En la tabla 5A tenemos unalista de JFETs que se utilizan generalmente comoamplificadores de señales de radiofrecuencia enlas bandas de VHF y UHF; en la tabla 5B, un lis-tado de transistores de propósito general quenormalmente se utilizan como amplificadores de

señal pequeña, amplificadores de corriente di-recta, amplificadores de audio, amplificadores debaja frecuencia, interruptores de bajo voltaje yosciladores.

Finaliza en el próximo número

AICNEUCERFOIDARARAPTEFJ

ovitisopsiD acraM

FN V@sfY SD

V SSG)RB(BdpyT

fzHM

sohmmniM

sohmmxaM

stloV

Nlanac,70-813odaluspacnE

1TL903JFBMM

1TL013JFBMM

1TL013UFBMM

1TL6144FBMM

1TL4845FBMM

1TL6845FBMM

U6

T6

C6M

A6M

B6M

H6

5.1

5.1

5.1

2 )3(

0.2

0.2

054

054

054

001

001

001

01

0.8

01

5.4

0.3

0.4

02

81

81

5.7

0.6

0.8

01

01

01

51

51

51

52

52

52

03

52

52

atreupmoC-3,etneuF-2,ejanerD-1lanimreT

LARENEGOTISOPORPEDTEFJ

ovitisopsiD acraM V SSG)RB(

V@sfY SD I SSD

sohmmniM

sohmmxaM

stloVAmniM

AmxaM

Nlanac,70-813odaluspacnE

1TL7545FBMM

1TL9545FDMM

D6

L6

52

52

0.1

0.2

0.5

0.6

51

51

0.1

0.4

0.5

61

Planac,70-813odaluspacnE

1TL0645FBMM E6M 04 0.1 0.4 51 0.1 0.5

atreupmoC-3,etneuF-2,ejanerD-1lanimreT

Tabla 5

12

3

12

3

Encapsulado 318-07 Encapsulado 318E

4

A

B


HORNOS DE

MICROONDAS

HORNOS DE

MICROONDAS


La tecnología electrónica está presenteen el hogar, no sólo a través de los

equipos de audio y video, sino en lalínea de electrodomésticos; es el caso delos modernos refrigeradores y lavadoras,

que incluyen circuitos de control quepermiten un funcionamiento más

eficiente o la inclusión de novedosasprestaciones. Y qué decir del horno de

microondas, que no tiene muchos añosde haber adquirido el grado de hermanomenor de la estufa y ya rivaliza con ella

en la cocción o calentamiento de loscomestibles. Para saber cómo funciona

este moderno aparato con aires delpasado, dedicaremos el presente

artículo.

El calentamiento por microondas

Para iniciar el tema conviene plantearse una pre-gunta: ¿cómo las microondas pueden constituir-se en una fuente de calor, de potencia suficientepara generar temperaturas capaces de llevar elagua al punto de ebullición y de permitir la coc-ción de los alimentos, inclusive sin que el reci-piente se caliente, salvo por la temperatura queel propio cuerpo le transmite?

Para responder a esta pregunta, tenemos querevisar algunos conceptos sobre electricidad ymagnetismo, así como la acción que ejercen es-tas fuerzas sobre las moléculas.

En principio, hay que recordar que las molé-culas de cualquier material que pueda ser ca-lentado por microondas, siempre se encuentranpolarizadas; es decir, en una de sus puntas seconcentra una carga negativa y en otra una car-ga positiva. Por ejemplo, el agua está compues-


ta de hidrógeno y oxígeno, y cada molécula deestos elementos contiene carga positiva y nega-tiva en sus puntas.

En condiciones normales, las moléculas delagua o de cualquier alimento siempre están po-larizadas al azar, como se muestra en la figura1A. Pero si son expuestas a la acción de un cam-po electromagnético, se alinearán como semuestra en la figura 1B (recuerde que signosiguales se repelen y signos contrarios se atraen).Y si la dirección del campo electrostático se in-vierte, la alineación de las moléculas tambiénse invertirá conforme se muestra en la figura 1.C.

Y aún más: si el campo electrostático cambiade polaridad rápidamente, el sucesivoreordenamiento que se induce en las molécu-las, provocará una fricción entre ellas que se tra-

ducirá en calor (como experimento, frote sus ma-nos rápidamente y compruebe cómo seincrementa la temperatura de su piel).

En un horno de microondas por lo general semanejan frecuencias de 2,450 MHz, lo cual sig-nifica que el campo electrostático generado seinvierte y retorna a su posición original 2,450millones de veces por segundo, suficientes parapropósitos de cocimiento. Se ha elegido estenúmero de oscilaciones porque es una de las fre-cuencias de resonancia de la molécula del agua,permitiendo así un rápido calentamiento.

Producción de una señal oscilante

Conviene ahora plantearse otra pregunta: ¿cómogenerar un campo eléctrico que cambie de pola-ridad a una frecuencia tan elevada? Para ofreceruna respuesta, recordemos el principio de ope-ración de dos componentes electrónicos estáti-cos, la bobina y el condensador, así como la ac-ción que se produce cuando se combina el efectode ambos elementos.

Por nuestros estudios básicos, sabemos queun voltaje alterno se puede generar mediante un“alternador“, cuya construcción es similar a lade un motor, con un estator fijo y un rotor gira-torio (figura 2). En el primero podemos tenerunos imanes permanentes y en el segundo unasbobinas; al momento en que el rotor comienzaa girar, el campo magnético variable en su inte-rior genera en la salida de la bobina una señalde AC, cuya frecuencia está dada por la veloci-dad de giro del rotor. Sin embargo, la frecuenciamáxima que se puede obtener con este tipo dearreglos es muy baja (apenas de unos cuantosKHz, en el mejor de los casos), y por lo tantoinaplicable en los hornos de microondas, requi-riéndose por consecuencia de otro proceso.

La corriente alterna también puede ser gene-rada por un “circuito resonante“, el cual se cons-tituye por una bobina de alambre y un capacitorconectados en paralelo. Ambos dispositivos al-macenan energía pero en diferentes formas, detal manera que cuando se conectan entre sí, y asu vez se conecta el conjunto a una fuente deenergía, se genera una corriente alterna. Vea-mos cómo ocurre este proceso.

+

+

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-

-

-

-

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A

B

C

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-

-

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-

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+

+

+

-+ -+

-+ -+

-+

-+-+ -+

-+

-+

-+

-+-

+-

+

-+

-+

Figura 1


Primeramente recordemos que cuando unabobina es alimentada con una corriente eléctri-ca, genera un campo magnético a su alrededor.

Este campo, a su vez, tiene un polo norte yun polo sur opuestos naturalmente, exactamen-te igual a como sucede en un imán permanente.Si la dirección de la corriente es invertida, la

orientación del campo magnético también se in-vierte, y si la fuente de voltaje se corta súbita-mente, el campo magnético en torno a la bobi-na se colapsa, es decir, se genera un voltaje eneste elemento por un breve lapso, con lo que semantiene fluyendo la corriente en la misma di-rección. De esta manera, la energía almacenada

180˚

0

360˚

90˚

90˚

270˚

0

0

0 90˚

90˚

90˚

180˚

180˚

180˚

270˚

270˚ 360˚

0

0

N

N

N

N

N

S

S

S

S

S

Carga

Inicio

Cor

rient

eC

orrie

nte

Cor

rient

eC

orrie

nte

Cor

rient

e

Posición 1

Posición 2

Posición 3

Posición 4

Posición 5

Figura 2


en el campo magnético retorna al circuito. Y pre-cisamente, a esta capacidad de la bobina paraalmacenar energía se le llama “inductancia“ (fi-gura 3).

Recordemos también que un capacitor ordi-nario está conformado por dos placas metálicascolocadas de manera muy cercana, aunque se-paradas por un dieléctrico que puede ser el pro-pio aire, papel, aceite, mica u otro material ais-lante. Si ambas placas se conectan en lasterminales de una batería o fuente de energía,quedarán cargadas una positivamente y la otrade manera negativa.

De acuerdo con estos efectos, si se conectaen paralelo una bobina con un capacitor se pro-duce el siguiente fenómeno: la energía se alma-cena primeramente en el capacitor, no permi-tiendo el paso de la corriente sino hasta quedarcompletamente cargado, punto a partir del cualadmite el flujo hacia la bobina, almacenándosela energía en el campo magnético que la rodeahasta que el otro elemento se descarga, instanteen el que se produce el colapso en este elemen-to, fluyendo la corriente por un momento máspara volverse a cargar el condensador, aunquecon una polaridad negativa. Ya completamentecargado, el condensador vuelve a descargarse através de la bobina, repitiendo el proceso ante-rior pero en sentido contrario hasta volver a lascondiciones iniciales (figura 4).

Y aunque un condensador y una bobina idea-les podrían quedar oscilando indefinidamente,en realidad ambos dispositivos presentan unapequeña resistencia interna que va disminuyen-do gradualmente la amplitud de las oscilacionesproducidas, hasta detenerlas por completo. Pre-cisamente, para que eso no suceda, debe propor-cionarse al par bobina-condensador una alimen-tación de corriente que compense las pérdidasocasionadas por las resistencias parásitas, lo-grando ahora sí una oscilación continua y uni-forme.

Advierta que el principio de funcionamientode un par bobina-condensador es muy sencillo;de hecho, esta configuración se ha venido utili-zando en forma intensiva desde hace más de unsiglo, en algunas etapas involucradas en la ge-neración y recepción de señales de radio. No

obstante, en el caso específico de los hornos demicroondas se requieren frecuencias muy ele-vadas (2,450 MHz, según mencionamos anterior-mente), las cuales no pueden ser producidas porun simple circuito resonante como el anterior.

S

N

Flujo de electrones

-

+

Polo norte

Campomagnético

Polo sur

Figura 3

Figura 4


En este caso, la inductancia de la bobina y lacapacitancia del condensador deben combinar-se en un solo elemento que produzca tanto elefecto inductivo de la bobina como el capacitivodel condensador; justamente, el dispositivo en-cargado de la generación de las frecuencias re-queridas en un horno de microondas es elmagnetrón.

El magnetrón

El magnetrón es el componente fundamental deun horno de microondas. En la figura 5 se mues-tra una vista seccionada de este dispositivo, asícomo dos fotografías que ilustran su aspectoexterior y las partes en forma separada. Natu-

ralmente, la estructura de cada magnetrón varíasegún el modelo del aparato al que pertenece,aunque en su configuración básica se incluyesiempre un ánodo, un filamento (con su respec-tivo cátodo) y una antena.

Como se muestra en la figura 6, el ánodo esuna pieza ahuecada de hierro con ranuras abier-tas en una cantidad par, formando una especiede aspas o paletas apuntando hacia el filamento(cátodo) desde la pared exterior. La antena, a suvez, va conectada a una de las aspas del ánodo.

Analizando el comportamiento de un par deaspas a muy altas frecuencias, puede deducirseque el material conductor que existe entre am-bas trabaja como si fuera una inductancia, mien-tras que el espacio vacío entre ellas se compor-

Imanes

Antena

Anodo de aspa

Anodo

Filamento

Bobina de CHOKE

Fotografía de magnetrón y figura con una porción en vista de corte,mostrando los componentes internos.

Figura 5

Antena

Anodo

Cavidad

Filamento(cátodo)

Anodo deaspa

Fotografía del ánodo del magnetrón (seccionado a la mitad),y dibujo mostrando sus partes.

Figura 6


ta como una capacitancia (figura 7). Y aunquelos valores de estos elementos son muy reduci-dos, son suficientes para generar una señalsenoidal de muy alta frecuencia. De hecho, cali-brando cuidadosamente la separación y super-ficie entre aspas es posible generar la frecuen-cia deseada, como la de 2,450 MHz.

A su vez, el cátodo está localizado en el cen-tro del magnetrón y posee además un filamentoque excita a los electrones cuando está caliente.Dicho elemento va conectado al polo negativode la fuente de poder.

Todo horno de microondas posee un trans-formador de alto voltaje (figura 8), el cual, juntocon algunos circuitos auxiliares, produce corrien-tes de alrededor de 4,000 voltios que se aplicanal cátodo y ánodo del magnetrón. Esto hace quelos electrones que rodean al polo negativo sevean impulsados hacia el polo positivo, saltan-

do el vacío que los separa y estableciendo unacorriente entre ambas terminales.

La trayectoria circular de los electrones

Como se muestra en la figura 9, los electronesdeberían seguir una trayectoria recta desde elcátodo hasta el ánodo siempre que el potencialde 4 KV actúa sobre el magnetrón. Sin embargo,este dispositivo incluye también dos imanes per-manentes de alta potencia (figura 10), los cualesgeneran un fuerte campo magnético que va des-de la parte superior hacia la inferior (figura 11).

En estas condiciones, los electrones sufrenuna desviación en su trayectoria, tanto más pro-nunciada conforme se incremente la intensidaddel campo magnético aplicado. Si éste es lo su-ficientemente intenso, los electrones viajarán enuna trayectoria circular, volviendo al punto departida sin tocar al ánodo (figura 12A).

A su vez, este movimiento circular de los elec-trones induce una corriente alterna en las cavi-dades del ánodo, en un proceso que se describeenseguida: cuando un electrón se aproxima auno de los segmentos entre dos cavidades, seinduce una carga positiva en el propio segmen-to (figura 12B), pero conforme va pasando y ale-jándose, la carga positiva se reduce, induciendoahora una carga de la misma polaridad en el si-guiente segmento. Justamente, esa inducción decorriente alterna en las cavidades del ánodopuede ser explicada como un conjunto de cir-cuitos resonantes combinados, según se mues-tra en la figura 13A.

Figura 7

Figura 8

Transformador de alto voltaje de un horno de microondas.En la parte superior se alcanza a apreciar el magnetrón.

Figura 9


Durante la operación normal del magnetrón,los electrones se concentran en forma muy com-primida, girando influenciados por la fuerza delalto voltaje y el intenso campo magnético, for-mando entonces un patrón semejante a una rue-da dentada (figura 13B). Y como esta “rueda“ seencuentra en un movimiento permanente, giran-do y acercando sus “brazos“ hacia las aletas delas cavidades, en cada acercamiento de los elec-trones de alta energía, se polariza el par bobina-condensador y se compensan así las pérdidasocasionadas por la resistencia interna. En resu-men, esta “nube“ de electrones giratorios actúacomo una fuente de alimentación de las cavida-des, las cuales generan de esta manera una os-cilación continua y uniforme.

A su vez, la energía de alta frecuencia produ-cida en los circuitos resonantes (cavidades) es

enviada al compartimiento del horno a través dela antena y una guía de onda, con lo que se ge-nera el fenómeno de frotación de moléculas quea su vez produce el calentamiento de los cuerpos.

Funcionamiento del horno de microondas

En la figura 14 se muestra de forma esquemáti-ca la construcción de un horno de microondastípico. En principio, conviene destacar que pro-piamente el horno de microondas es una cavi-dad multifuncional resonante, es decir, un com-partimiento diseñado para “resonar“ con lasmicroondas emitidas por el magnetrón. Los ma-teriales que con mayor frecuencia se utilizan enla construcción de esta cavidad son el aceroinoxidable, el aluminio y pintura metálica sobreplástico inyectado, aunque cada vez se utilizamás el acero porcelanizado.

Según puede observar en la figura anterior,las microondas son emitidas desde la antena delmagnetrón y transferidas hacia la cavidad delhorno a través de la guía de ondas, diseñada jus-tamente para transferir la energía sin pérdidas

En esta fotografía se ejemplifica la potencia de los imanes deun magnetrón. Observe que sostiene sin problemas un arcode segueta.

Figura 10

Imán

Imán

N

S

Figura 11

+-

-

+

-

A

B

Figura 12


de ningún tipo. Cuando las emisiones llegan a lacavidad, son absorbidas directamente por el ali-mento o rebotan en las paredes hasta que final-mente chocan con el cuerpo en cocimiento,absorbiéndose definitivamente.

Este efecto puede traer consigo la formaciónde “puntos calientes“ y “puntos fríos“, dependien-do del grado de exposición a las microondas. Jus-tamente para evitar estos diferenciales de ener-gía, en la parte superior del compartimiento dealgunos hornos antiguos se incluía un ventila-dor de aspas llamado “Stirrer Blade“; aunque enla actualidad en la mayoría de modelos se inclu-ye en su lugar un plato o charola giratoria paraexponer mejor el alimento a las radiaciones, ase-gurando así un cocimiento uniforme, puesto quela trayectoria de la energía está variando cons-tantemente.

Puntualicemos la forma en que se combinanestos elementos para la cocción de comestibles:el magnetrón genera energía electromagnéticade muy alta frecuencia, la cual es dirigida a tra-vés de la guía de ondas (un tubo de metal) haciala entrada de la cavidad del horno, donde a suvez son dispersadas por un agitador rotativo (oaspas), penetrando de esta manera al alimentodesde todas direcciones, el cual por lo generalse encuentra depositado en un plato rotatorio,lo que contribuye a una mejor exposición.

Las microondas quedan totalmente conteni-das en la cavidad, rebotando en sus paredes su-

perior, inferior y laterales (la puerta es una pa-red), lo que a su vez permite la conservación dela energía hasta que finalmente es absorbida porel alimento.

Al penetrar en el alimento, las microondasinducen la fricción de sus moléculas y en conse-cuencia la generación de calor, ya que éstas gi-ran y se frotan millones de veces por segundo.Es por ello que un cocimiento de este tipo es másrápido que el de una irradiación calorífica con-vencional, puesto que el calor se genera desdeel propio cuerpo y no por un elemento calefac-

Empuje de los electrones

Filamento

CC

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

+

+

+

+

+

+

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-

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L

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C

C

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+

+

-

-

-

-

-

-

LL

L

L

L

L

L

L

L

L

L

L

A B

Figura 13

Aspas de dispersión

Alimento

Guía de ondas

Magnetrón

Cavidadabierta

Plato giratorio

Figura 14


tor externo, cuya energía se irradia desde la su-perficie hacia el interior del comestible.

Las microondas penetran desde todas direc-ciones en un espacio de entre 0.75 y 1.25 de pul-gada (dos a tres centímetros). El calor generadose irradia entonces hacia dentro y fuera del ali-mento, cociéndose finalmente desde su interiory no por contacto con aire caliente o calor en-volvente. Incluso, la superficie llega a ser lo últi-mo en cocerse, lo que permite que se manten-gan ciertas propiedades, aspecto y otrascaracterísticas físicas del alimento.

Interruptores de seguridad

Si por alguna razón el aparato llegara a funcio-nar con la puerta abierta, toda la radiación sal-dría de la cavidad con efectos potencialmentepeligrosos para el usuario. Precisamente, paragarantizar que el aparato funcione sólo con la

puerta cerrada se incluyen tres sistemas de in-terruptores, conocidos como “primarios, secun-darios“ y “de seguridad“.

Dichos interruptores son activados por elmovimiento de la puerta (figura 15) y su opera-ción es como sigue: los primarios y secundarioscortan la energía del aparato cuando la puertase abre, mientras que el de seguridad “muestrea“el trabajo de ambos interruptores, quemando elfusible de línea para cortar la energía en caso deque éstos no funcionen.

Prevención de fugas

Puesto que las microondas no pueden disper-sarse a través de las paredes de la cavidad, elúnico camino por el que podrían fugarse es laranura que se forma entre la compuerta y la pro-pia cavidad. Al respecto, para evitar fugas deradiaciones hacia la periferia de la compuerta,

Switch deinterlockprimario

Gancho depuerta

Gancho de puerta

Switch deinterlock primario Tornillo de

montaje

Tornillo de montaje

Switch monitor

Switch monitor

Switch secundario

Switch secundario

Fotografía donde se indica la forma en que la puerta accionaa los switches de “interlock“ (dentro del horno), con un diagramaexplicativo adjunto.

Figura 15


se incluyen tres dispositivos de seguridad adi-cionales (figura 16):1) Un sello capacitivo. Como es necesaria una

tolerancia muy pequeña en la unión de lapuerta con la cavidad, un material dieléctricocubre la superficie de contacto para reducirla posibilidad de arco entre ellas.

2) Sistema de CHOKE de puerta. El CHOKE esuna cavidad que a su vez se dispone dentrode la misma puerta, para actuar como tram-pa de posibles fugas de radiaciones al exte-rior, y cuya magnitud es igual a 1/4 de la lon-gitud de onda empleada. Normalmente, en loshornos de este tipo la longitud de la onda esde alrededor de doce centímetros, por lo queel espacio vacío en el interior de la puerta vie-ne a ser de unos tres centímetros.

3) Banda de goma de ferrita. Alrededor de lapuerta se adhiere una tira de ferrita, un mate-rial capaz de absorber la energía de lasmicroondas que haya escapado entre la puer-ta y el horno. Esta banda ha sido diseñadapara absorber eficientemente frecuencias dealrededor de 2,450 MHz.

La construcción de la ventana

Si la puerta del horno de microondas incluye unaventana por la que se pueden observar los ali-mentos en cocción, ¿cómo es que no se fuganlas microondas por esa zona? Si usted observa

con atención, la ventana no está completamen-te libre, sino que está cubierta por una láminametálica con múltiples perforaciones (figura 17).El tamaño y espaciamiento de estas perforacio-nes son lo suficientemente amplias como parapermitir el paso de la luz visible, debido princi-palmente a su alta frecuencia; sin embargo, lasondas amplias y de baja frecuencia de las emi-siones empleadas para la cocción de alimentosno son capaces de pasar por estos orificios tanpequeños.

Las frecuencia amplias y de alta energía comoson las microondas (comparadas con las fre-cuencias de la luz), pueden ser controladas porel tamaño diminuto de los orificios de la venta-na, mientras que las ondas de mayor frecuenciay poco potentes como las de la luz pueden atra-vesar los mismos orificios sin problemas. Es porello que se puede observar sin riesgo el alimen-to en el interior del horno mientras se cuece, loque se facilita por la lámpara que se dispone enel interior.

Análisis de un circuito típico

La estructura básica de los hornos de microondases prácticamente la misma entre modelos y mar-cas, ya que toda su configuración y funcionalidad

SisitemaChoke

Sellocapacitivo

Bandas deferrita

Vista explotada de una puerta típica, mostrando sus protecciones

Figura 16

Figura 17

Puerta de un horno de microondas donde seobserva con claridad la malla metálica que impide lafuga de las emisiones.


120VAC60Hz B

lanc

o

Ver

de

Neg

ro

Fusible18A

Interruptortérmico Primer

interruptor de interlock

Segundo interruptor de interlock

Lámparadel

horno

Motor delventilador

Motor de charola giratoria

PO H

F

FA

Magnetrón

9MΩ

Capacitor de alto voltaje

Diodo

2000VAC

SO

P120 Transformador dealto voltaje

Sensor de temperatura

(protector térmico)

Steam sensor

CN2

Relevador depotencia A (RY2)

Relevadorde potencia B

(RY2)

CN1

Varistor

CIRCUITO PROGRAMADOR DIGITAL

Transformador debajo voltaje

PRECAUCION:AREA DE ALTO VOLTAJE

CHASIS

TIERRA

NOTA: Puerta cerradaEl aparato no funciona

L MF M

3 35 1 1 4

31

Interruptormonitor

Figura 18

Control electrónico de un horno de microondas.El integrado que destaca es el microprocesador. A la derechase muestra una parte del panel frontal.

A

B


gira en torno al magnetrón. Las diferencias en-tre uno y otro tipo de aparatos tienen que verúnicamente con la potencia, con algunas fun-ciones específicas, con el tamaño de la cavidad,etc. Sin embargo, ninguna de estas posibilida-des altera la estructura básica.

De hecho, una buena parte de las diferenciasapreciables entre modelos y marcas descansa enel sistema de control, el cual a su vez se encargade ejecutar los programas respectivos para lacocción lenta, el descongelamiento, la operaciónno atendida, el control de temperatura, etc.

En el caso concreto de un horno de micro-ondas, el sistema de control está constituido porun circuito integrado digital, al cual van conec-tados directamente el teclado y los sensores (porlo general no pasan de un sensor de temperatu-ra y de un switch de interlock); y también mane-ja en forma directa al display, ya sea fluorescen-te, de LEDs o de cristal líquido (figura 18B). Porotra parte, apoyándose en varios excitadoresauxiliares, el Syscon puede controlar algunosrelevadores que se encargan de activar odesactivar diversas secciones del horno, lo cualpermite, por ejemplo, modificar la potencia decocción, programar el aparato para que ejecuteciertos pasos preestablecidos, etc.

Circuito del horno Panasonic NN-5506Ly similares

Para concluir el artículo, vamos a revisar el cir-cuito de un horno Panasonic, válido para losmodelos NN-5506L / 5556L / 5656L / 6506L /6556L / 6656L / 7506L / 7556L / 7756L.

El diagrama de la sección del magnetrón semuestra en la figura 18A. Puede notar que en elextremo izquierdo se encuentra la entrada devoltaje de AC, y que los primeros elementos queencuentra esta línea son el fusible principal de18 amperes y un interruptor térmico adosado enel magnetrón. Siguiendo la línea superior, en-contramos el primer interruptor de interlock, elcual, como ya se explicó, sirve para desactivarla operación del magnetrón en caso de que seabra la puerta del horno; y de ahí la alimenta-ción puede llegar al embobinado primario deltransformador de alto voltaje.

Note también que tanto el motor del ventila-dor como el de la charola giratoria se encuen-tran detrás del interruptor de interlock primario,pero la lámpara del horno se ubica antes de él;esto significa que si, por ejemplo, la lámpara delhorno enciende, pero la charola no gira y no ca-lienta, podemos sospechar de dicho interruptorcomo causante del problema.

Observe también que, en paralelo con elembobinado primario del transformador de altovoltaje, está el interruptor monitor, el cual seencarga de poner en corto la alimentación deAC en caso de que se abra la puerta y que, poralguna razón, falle la operación del interruptorde interlock primario. Es así como se tiene unadoble protección para el usuario.

Observando el otro extremo del embobinadoprimario, aparece el relevador principal, el cuales accionado por el circuito de control del hornopara poner en operación al magnetrón. Esterelevador es el encargado de controlar la poten-cia de cocción, abriéndose y cerrándose en unciclo de trabajo cuidadosamente calculado, loque permite al usuario aplicar fracciones de lapotencia total al alimento, para conseguir unacocción según cada necesidad. Note también queexiste un segundo relevador (RY2), el cual seencarga del encendido de la lámpara del horno,del ventilador y de la charola giratoria.

Finalmente, note la presencia de un segundointerruptor de interlock, el cual llega directamentea la sección de control para indicar almicroprocesador que la puerta se ha abierto, pro-duciéndose así las órdenes respectivas (porejemplo, abrir el relevador de potencia princi-pal).

Localice el extremo secundario del transfor-mador de alto voltaje y note que el embobinadoproduce una tensión de 2000 Vac, misma que esrectificada y filtrada por el diodo y el condensa-dor de alto voltaje, de modo que al cátodo delmagnetrón se aplica un voltaje de aproximada-mente 3000 Vdc

Note también que el voltaje del filamento delcátodo (aproximadamente 3 Vac) está “monta-do” sobre la tensión de 3000 Vdc, así que resultaimposible medir este voltaje estando el aparatoen operación.


CONSEJOS PARA EL

SERVICIO A HORNOS

DE MICROONDAS

CONSEJOS PARA EL

SERVICIO A HORNOS

DE MICROONDAS


Para complementar el artículoanterior, enseguida vamos a

describir los métodos de prueba másusuales en los diversos elementos

que forman un horno típico. De estaforma, tendremos las bases

suficientes para realizar la deteccióny corrección de un buen porcentaje

de las fallas con que llegan estosaparatos al centro de servicio.

Prueba de los switches de interlock

En la figura 1 vemos la estructura básica de unhorno de microondas típico, considerando al cir-cuito de control como una “caja negra”. Podemosnotar que antes de que la energía de la línea dealimentación llegue hasta el transformador dealto voltaje que alimenta al magnetrón, hay unaserie de dispositivos de protección que puedenimpedir por completo la correcta operación delhorno cuando éste se encuentra funcionandoinadecuadamente.

Primero observamos uno o dos fusibles de lí-nea, cuyo valor suele ser elevado (15 o más am-


peres). Siempre que llegue a sus manos un hor-no inoperante, uno de los primeros puntos quedebe revisar es precisamente que dichos fusiblesno estén abiertos; si lo están, reemplácelos porpiezas de idéntico valor y características.

A continuación, aparece una serie de interrup-tores cuya presencia fue solicitada por los dis-

tintos organismos de seguridad en el mundo. Setrata de los interruptores de interlock, mismosque se encargan de evitar que la energía de lalínea de AC llegue hasta el magnetrón, a menosque se reúnan algunas condiciones; en este caso,que la puerta frontal del horno esté convenien-temente cerrada.

De forma típica existen tres interruptores deinterlock, dos de ellos normalmente abiertos yuno más normalmente cerrado. Estos interrup-tores se alojan en la cavidad a donde llegan lospequeños “ganchos” que se usan para asegurarla puerta en su sitio; cuando ésta se encuentrabien cerrada, acciona a los tres: abre al que es-taba cerrado y cierra a los que estaban abiertos.Si la puerta está ligeramente desalineada o al-guno de ellos se ha salido de su posición correc-ta, es posible que uno de los dos que están abier-tos no se cierre (con lo que tendremos un hornoque no calienta), o que el que está cerrado no seabra (con lo que se fundirá de inmediato el fusi-ble de entrada, inhabilitando al aparato).

Esto significa que si usted detecta que en unhorno se ha fundido el fusible de entrada, antesde pensar en reemplazarlo le conviene probarla operación de los interruptores de interlock.Para ello siga estos pasos:

1) En primer lugar, y como precaución que nun-ca sale sobrando, desconecte el horno de lalínea de AC; recuerde que estaremos efectuan-do mediciones directamente en el trayecto dela energía hacia el resto del aparato.

2) Para localizar los interruptores de interlock,retire la cubierta del horno e inspeccioneexactamente en el punto donde entran losganchos que sujetan a la puerta cuando estácerrada. En el artículo anterior ya ilustramosel aspecto típico de esta área; se observa queen uno de los ganchos hay dos interruptores,y en el otro sólo uno.Al contrario de lo que podríamos pensar, lamayoría de los fabricantes han distribuido losinterruptores de modo que en el gancho enque haya dos interruptores tendremos unonormalmente abierto y otro normalmente ce-rrado; mientras, el que está solo normalmen-te es de tipo abierto.

AC 120V/60Hz

N LL.V.TRANS

H.V. TRANS

Figura 1


3) Tome un multímetro y póngalo en la escalade ohms (o en el medidor de continuidad si lees más cómodo); enseguida, encontrándoseabierta la puerta del horno, haga la mediciónentre aquellas terminales en que lleguen loscables de conexión; si todo está normal, no-tará que para dos de los interruptores elmultímetro marca “circuito abierto”; para eltercero deberá indicar un corto. Esta situa-ción debe invertirse en el momento de cerrarla puerta del horno; esto es, los dos interrup-tores que marcaban “abierto” ahora marca-rán “continuidad”, y el que estaba en corto seabrirá; así se demostrará que la operación delconjunto es correcta.

Si se encuentra con un aparato en el que al ce-rrar la puerta no se logra la inversión exacta dela situación de puerta abierta, significa que setrata de un caso en el que algún interruptor deinterlock está mal colocado o defectuoso. Algu-nos hornos permiten desplazar ligeramente laposición mecánica de los interruptores, dejandoun margen para que se ajuste la correcta aper-tura y cierre de los mismos. Sin embargo, en al-gunos modelos los interruptores vienen en unaposición fija, de modo que si uno de ellos no secomporta como debe, no queda más remedio quereemplazarlo o tratar de alinear la puerta fron-tal (que suele ser mucho más complejo).

Operación de los switches de interlockLa secuencia de operación de estos interrupto-res es la siguiente: una vez que la puerta se abre,conforme ésta se va cerrando el primer interrup-tor que se acciona es el que normalmente estácerrado; es decir, se abre (switch tipo monitor);a continuación, se cierra el interruptor de inter-lock secundario, y finalmente se cierra el inte-rruptor primario.

Esta secuencia es de fundamental importan-cia, pues garantiza que en ningún momento seestablezca un cortocircuito directo entre las ter-minales de la línea de AC (si se abre primero elinterruptor monitor, tendremos tres switchesabiertos, y al cerrarse los interruptores 2 y 1, laenergía de la línea de AC llega sin problemas alresto del horno).

Al abrir la puerta, la secuencia de operaciónes exactamente la inversa: primero se abre elinterruptor primario, luego el secundario y final-mente se cierra el monitor. Revise que estas con-diciones se cumplan.

Si es necesario reemplazar alguno de los in-terruptores de interlock, fíjese bien en las carac-terísticas eléctricas del original; no olvide queestos dispositivos suelen manejar una magnitudelevada de corriente entre sus terminales (unhorno de 1000 watts puede consumir fácilmentemás de 10 amperes de corriente). Verifique tam-bién que el nuevo interruptor posea todas lascaracterísticas mecánicas del anterior. Si biencasi todos los hornos utilizan interruptores uni-versales para realizar esta función, en ciertasmarcas encontramos que son accionados poruna placa metálica.

Una vez colocado el nuevo interruptor, vuel-va a realizar la prueba de los interruptores. Si apesar de todo el problema no se soluciona, lomejor es tratar de alinear la puerta frontal; se-guramente eso es lo que está impidiendo la co-rrecta operación de los interruptores.

Una última recomendación: NUNCA OMITALA PROTECCION DE LOS INTERRUPTORES DEINTERLOCK; es decir, no debe poner en cortoaquellos que sean del tipo normalmente abier-to, ni abrir el que normalmente está cerrado.

Estos interruptores tienen como objetivo im-pedir que el usuario accione el horno cuando lapuerta está abierta; por lo tanto, si elimina laprotección que brindan, se expone usted y ex-pone a su cliente a recibir una carga elevada ydesagradable de radiación de microondas quepuede provocar daños serios e irreversibles.

Si recibe un horno que emplee interruptoresde tipo especial imposibles de conseguir en sulocalidad, es preferible lo devuelva de inmedia-to al cliente; nunca intente “truquear” el aparatopara que funcione sin la protección de los inte-rruptores.

Prueba de los interruptores térmicos

Si los interruptores de seguridad están en bue-nas condiciones y trabajan correctamente, po-dremos notar –como se observa en la figura 1-


que en serie con ellos, y antes de llegar alembobinado primario del transformador de altovoltaje, aparecen dos o más interruptores de tipotérmico (figura 2); la función de éstos es sensarconstantemente la temperatura de distintas par-tes del horno (de forma típica, el magnetrón, laguía de ondas y la cavidad de los alimentos); sialguno de ellos sufre de sobrecalentamiento, elinterruptor se abrirá y, en consecuencia, el hor-no será desactivado.

Para probar si estos elementos son la causade que el horno no caliente, simplemente midala impedancia entre sus terminales (recuerdedesconectar el horno de la línea de AC); cuandoel dispositivo está a temperatura ambiente, debemarcar continuidad; de lo contrario tendremosun interruptor térmico abierto, al que será nece-sario reemplazar. En estos interruptores se apli-ca exactamente la misma recomendación queen el caso anterior: NUNCA OMITA LA PROTEC-CION QUE PROPORCIONAN ESTOS ELEMEN-TOS; si lo hace, puede provocar sobrecalenta-miento en alguna pieza del horno y ladestrucción de sus partes fundamentales (porejemplo, el magnetrón).

Prueba del relevador de potenciay encendido

Para controlar el encendido del horno y la po-tencia de cocción, se emplea uno o dos releva-dores (vea nuevamente la figura 1); su funciónes dejar pasar o interrumpir la energía eléctricahasta el transformador de alto voltaje (y por con-secuencia al magnetrón). Aquí conviene recor-dar que un horno de microondas no puede fun-cionar a fracciones de su potencia nominal, sinoque siempre trabaja a plena potencia.

El grado de calentamiento en estos hornos secontrola mediante la aplicación de un ciclo de“encendido-apagado” al magnetrón; esto requie-re un cálculo preciso de los tiempos de opera-ción y de apagado, por lo que el sistema de con-trol debe poseer un mecanismo para encender yapagar al magnetrón; y aunque normalmenteesta tarea es realizada por uno o dos relevadoresde potencia, algunos fabricantes incorporantriacs como elemento controlador.

Aquí encontramos la primera dificultad al rea-lizar las pruebas, ya que resulta imposible pro-bar la operación de un relevador sin que el apa-

Figura 2


rato esté energizado. Cuando sospeche que losrelevadores no están funcionando adecuada-mente, desconecte el horno de microondas, apli-que a la placa de control una alimentación deAC externa y dé las órdenes pertinentes para queel aparato inicie su funcionamiento. En ese mo-mento, la resistencia entre las terminales delrelevador deberá caer a un valor cercano a cero;en caso contrario, trate de limpiar los contactosdel relevador (un caso muy común de falla enhornos, es que estos contactos se han carboni-zado o ensuciado; así que una buena limpiezagarantiza que volverán a operar correctamen-te). Si el problema persiste, lo mejor es cambiarel relevador.

Prueba del transformador de alto voltaje

Si todos los elementos que se interponen entrela línea de AC y el primario del transformador yahan sido verificados y aún no se descubre la cau-sa de la falla, es el momento de verificar los ele-mentos involucrados directamente en la opera-ción del magnetrón: el transformador de altovoltaje, el condensador de alto voltaje, el diodorectificador y el magnetrón mismo.

Probar si el transformador de alto voltaje estáfuncionando adecuadamente, resulta más difícilde lo que parece; tenga en cuenta que este ele-mento produce a su salida una tensión de di-mensiones considerables (más de 3000 voltiosde forma típica). Así que, a menos que cuentecon un medidor especial para este tipo de vol-tajes, lo que conviene es no tratar siquiera demedir dicho valor; sin embargo, sí puede haceralgunas pruebas estáticas para saber de forma muyaproximada si el transformador funciona o no:

1) Lo primero es desconectar el horno de la ali-mentación de AC y dejarlo reposar un par deminutos.

2) Luego descargue el condensador de alto vol-taje. Para ello, basta con que consiga un ca-ble grueso, que ponga un extremo en contac-to con el chasis del aparato y que toque conel otro las dos terminales que salen del con-densador; entonces cualquier vestigio de altovoltaje que hubiera guardado este elemento

será descargado inofensivamente a tierra, ypodrá efectuar mediciones sin peligro de des-cargas (figura 3).

3) Mida la resistencia de los embobinados pri-mario y secundarios del transformador. En elextremo primario se tendrá un valor muy bajo,mientras que en el secundario habrá uno ex-tremadamente pequeño (correspondiente alembobinado que alimenta al filamento den-tro del magnetrón) y otro de valor apreciable(el embobinado donde se produce el alto vol-taje, figura 4). Si las tres mediciones estáncorrectas, podremos asumir que el transfor-mador está en buenas condiciones; pero sialguna marca un circuito abierto, significa quetenemos un transformador dañado. Hay quereemplazarlo forzosamente, porque no con-viene intentar rebobinarlo (los resultados nosuelen ser satisfactorios).

Prueba del diodo rectificador

Para probar si el diodo rectificador está en buenestado, se sigue el mismo procedimiento quepara probar cualquier otro diodo, con una sal-

DiodoCorto

Capacitor de alto voltaje

Figura 3


vedad: como los dispositivos de este tipo estándiseñados para trabajar con muy altos voltajes,tienen un voltaje de caída muy superior a los 0.7voltios a que estamos acostumbrados. De hecho,pruebas experimentales indican que para podermedir adecuadamente la operación de estosdiodos, debemos utilizar un multímetro que estéalimentado por una fuente de más de 6V, y utili-zando la escala más elevada de ohms con la quecuente.

Si se cumplen ambas condiciones, al medirla resistencia del diodo en directa marcará un

valor bajo; y al medirla en inversa, marcará infi-nito (a menos que tenga conectado en paralelouna resistencia de descarga, con lo cual mediráel valor de dicha resistencia). Si en ambos senti-dos se mide un valor bajo, es síntoma de quehay un diodo en corto; si en ambos sentidos semide infinito, quiere decir que un diodo estáabierto (figura 5). Aquí es cuando resulta impor-tante el aspecto de la alimentación delmultímetro, ya que algunos aparatos alimenta-dos por dos pilas de 1.5V marcan infinito enambos sentidos a pesar de que el diodo esté enbuenas condiciones.

Prueba del condensador de alto voltaje

La prueba del condensador de alto voltaje es muysimilar a las que llevamos a cabo con loscondensadores convencionales:

1) En primer lugar, desconecte el aparato de lalínea de AC.

2) Descargue el condensador (siga el procedi-miento ya citado) y utilice el multímetro en laescala más alta de ohms para medir la impe-dancia entre terminales. Como en cualquiercondensador, al principio marcará un valorpequeño; pero éste irá creciendo poco a poco,hasta que al cabo de pocos segundos la lec-

Escala0Ω-1ΩRX1

Escala0Ω-1ΩRX1

80Ω-120Ω

05-008

Terminales delembobinadoprimario

Terminales delembobinadoque alimentaal filamento

Terminales delembobinadosecundario

Figura 4

Escala más alta en ohms

Nota: El óhmetro debe tener mínimo una batería de 6 Volts

Reversa

∞Ω

Avance

Varios cientosde KΩ

Figura 5


tura llegue casi a infinito. Si tal es el caso,puede considerar que el condensador está enbuen estado (figura 6).

3) Sólo como precaución adicional, mida la re-sistencia entre ambas terminales del conden-sador y el bote metálico externo; en amboscasos debe medir un valor de infinito. Si nose cumplen estas condiciones, significa queel condensador tiene un corto interno; hay quereemplazarlo.

Prueba del magnetrón

Aunque aparentemente debería ser muy senci-llo probar la operación de este elemento, la ver-

dad es que lo único que podemos hacer es me-dir la resistencia de su filamento (debe tener unvalor de alrededor de 1 ohm, figura 7). Si esto escorrecto, hay que poner a funcionar el aparato yhacer una prueba dinámica que nos permita cal-cular la potencia que emite el dispositivo:

1) En un recipiente de vidrio coloque exactamen-te un litro de agua limpia a temperatura am-biente (alrededor de 20ºC). Agite el agua conun termómetro y anote el valor de la tempe-ratura.

2) Coloque el recipiente en el centro del platogiratorio y haga que el horno funcione a todasu potencia durante 63 segundos (no utiliceel reloj del aparato, sino un cronómetro ex-terno).

3) Transcurrido ese lapso, saque el recipiente yvuelva a agitar el agua con ayuda del termó-metro; mida nuevamente la temperatura.

4) Reste el valor inicial (paso 1) al valor obteni-do en el paso 3 y multiplique el resultado por70 (si es que está usando un termómetro engrados centígrados) o por 38.75 (si está usan-do un termómetro en grados Fahrenheit).Entonces tendrá una buena aproximación delvalor de potencia que efectivamente está ge-nerando el magnetrón. La fórmula quedaríacomo sigue:

Potencia del magnetrón = (Temp. final – Temp.inicial) x 70 (ºC)

= (Temp. final – Temp. inicial) x 38.75 (ºF)

Consulte la hoja de datos del modelo especí-fico, y vea si está dentro de lo esperado (es acep-table un rango de ± 10%). Pero si la potencia estáinusualmente baja, es muy posible que nos es-temos enfrentando a un magnetrón dañado; loúnico que nos queda es reemplazarlo.

Como ha podido apreciar, aunque la pruebade todos y cada uno de los elementos relaciona-dos con la operación del magnetrón parece lar-ga y tediosa, en realidad puede hacerse en po-cos minutos; pero lo más importante es quesiempre nos permitirá detectar y corregir de for-ma casi inequívoca el punto de falla.

∞ΩEscala más altaen ohms

Escala más altaen ohms

Capacitor dealto voltaje

Figura 6

Antena

Base de la antenaTerminal deenfriamiento

Cubículo delmagnetrón

FA

Terminales delfilamento

Escala0Ω-1ΩRX1

∞Ω

F

Escala másalta en ohms

Figura 7


Primera de dos partesPrimera de dos partes

SERVICIO A

REPRODUCTORES DE

AUDIOCASETES

MODERNOS

SERVICIO A

REPRODUCTORES DE

AUDIOCASETES

MODERNOS

El servicio de reparación de unreproductor de audiocasetes puede

dividirse en dos partes: la electrónicay la mecánica. En esta primera partedel artículo abordaremos el tema de

la sección electrónica, y dejaremospara el próximo número la sección

mecánica.

Alvaro Vázquez Almazán

Introducción

Como seguramente es de su conocimiento, lasección electrónica de un reproductor de audioca-setes se subdivide en un proceso de grabación yen un proceso de reproducción. Dar mantenimien-to correcto a estos sistemas, requiere contar conlos fundamentos teóricos suficientes para resol-ver el problema de una forma práctica y senci-lla; con este propósito, primero veremos el pro-ceso a que es sometida la señal de audio durantela grabación y luego durante la reproducción.


Proceso de grabación

Grabación en cinta magnéticaEsta operación se basa en el fenómeno de lahistéresis magnética que experimentan las sus-tancias ferromagnéticas. Con el siguiente ejem-plo, expliquemos brevemente tal fenómeno.

Vamos a suponer que a un material ferromag-nético le enrollamos un alambre de muchas es-piras, y que en los extremos de este último aplica-mos un voltaje para hacer circular una corrienteeléctrica (misma que se mantendría aumentan-do progresivamente en su valor); como resulta-do, notaríamos que en el material se induce una“tensión” magnética V producida por la fuerzamagnetizante H, que es directamente proporcio-nal a la corriente que circula por el alambre.

A medida que aumente la corriente que cir-cula por la bobina, aumentará la fuerza H (y conésta, la inducción V). Cualquier variación de Hdesde un valor de 0 (cero) hasta un valor máxi-mo H, provocaría una variación de V. Si H au-menta al llegar al punto m, V crecerá sólo enpequeñas proporciones; entonces se dice que elmaterial ferromagnético ha alcanzado la satu-ración magnética.

Si se aplicara la corriente eléctrica en sentidoinverso, la curva obtenida tendría la misma for-ma que la anterior aunque también sería opuesta.

Si al llegar al punto m reducimos la fuerzamagnetizante H, el flujo o inducción V no segui-rá la curva anterior; lo que sucede es que cuan-do H llega a cero, el flujo V adquiere un determi-nado valor al que se le denomina “magnetismoremanente”.

Cuando aplicamos una fuerza magnetizanteen sentido opuesto a la arriba descrita, la induc-ción V disminuye hasta hacerse cero. La fuerzamagnetizante necesaria para eliminar el campomagnético V, se llama “fuerza coercitiva”.

En caso de seguir aumentando el valor de Hhasta saturar nuevamente al material ferromag-nético pero en sentido inverso, y luego comple-tar el proceso mediante otra reducción del valorde H, se habrá cumplido el ciclo de histéresis deun material magnético (figura 1).

La cabeza magnéticaLas cabezas magnéticas son dispositivos trans-ductores, capaces de transformar el campo mag-nético en una señal eléctrica y viceversa. Talcomo sabemos, dicho campo se encuentra con-tenido en una cinta cuya base -de papel o plásti-co- está revestida con una emulsión magnética.Estas cabezas pueden clasificarse en tres gran-des grupos:

a) Cabezas grabadoras. Son transductores queconvierten las señales eléctricas que reciben,en variaciones magnéticas que pueden trans-mitirse a un medio magnetizable (la cintamagnética).

b) Cabezas reproductoras. Son transductores queconvierten las variaciones magnéticas en va-riaciones eléctricas.

c) Cabezas de borrado. Al igual que las dos an-teriores, es un elemento transductor; su fun-ción es borrar la información contenida en lacinta.

Una cabeza de grabación o reproducción es unabobina devanada sobre un núcleo que tiene laforma de dos letras “C” puestas frente a frente,con lo cual se integra un anillo con sus entre-hierros diametralmente opuestos entre sí (a losque se conoce como “entrehierro frontal” y“entrehierro posterior”). El entrehierro se relle-

Curva de histéresis de un material ferromagnético

Curva normal

-V

-H

V

H

Figura 1


na con material no magnético (por ejemplo, plás-tico y papel), mismo que sirve para separar losdos polos (figura 2).

Para grabar la información de audio, la cintamagnética se acerca al entrehierro de modo quelas líneas de flujo magnético tengan un caminofácil, pues esta última viene recubierta con óxi-dos ferromagnéticos.

Para entender mejor lo que acabamos de de-cir, hagamos una analogía con resistencias. Elflujo magnético estará representado por unacorriente eléctrica, y las reluctancias tendrán susequivalentes en las resistencias. La alta resis-

tencia del entrehierro quedará en paralelo conla baja resistencia de la cinta (figura 3). Comopuede advertir, la mayor parte de la corrientepasará por la cinta; la razón es que este caminoofrece menos resistencia.

N S

N S

N SN S

N SN

SN

SN S

N SN S

N SN S

N S

N S N SN S

N SN S

Entrehierro

Corrienteoscilante

Embobinado

Cinta magnética

Líneas de flujomagnéticoinducido

Magnetismoremanente en la cinta(información grabada)

Partículas magnéticas desordenadas Partículas magnéticas ordenadas

A

B

Figura 2

3R

1R

I

Figura 3

Para lograr la característica lineal entre la información de audio y la señal grabada en la cinta, se le agrega a la cabeza una corriente de polarización.

Punto de polarización

Zona lineal

V

H

Figura 4


PolarizaciónLa portadora de polarización se encarga de ha-cer que el núcleo de ferrita de la cabeza graba-dora trabaje en su zona lineal en cuanto se re-fiere a sus características de imantación. Estopuede lograrse si se agrega a la señal de audiouna corriente de polarización continua, de modoque la cabeza de grabación trabaje en la zonalineal (figura 4).

Al analizar con cuidado esta figura, descubri-remos que la mitad de la curva se desaprove-cha. Para aprovechar los dos tramos lineales, espreciso utilizar una señal de polarización de co-rriente alterna que es sumada a la informaciónque se desea grabar en la cinta magnética (figu-ra 5).

En resumen, la corriente de polarización apli-cada a la cabeza grabadora tiene tres importan-tes características:

a) No es un proceso de modulación, sino el re-sultado de sumarla con la señal que va agrabarse.

b) Su amplitud depende de la curva de histéresisde la cinta; debe ser lo suficientemente gran-de, para alcanzar de centro a centro las zo-nas lineales de la curva.

c) Aunque su frecuencia no es crítica, tiene queser por lo menos 3.5 veces mayor que la fre-cuencia más alta que se desee grabar.

Descripción de etapasEn la figura 6 se presenta un diagrama a blo-ques de la sección de grabación de un tocacintasmoderno, en donde se puede observar el cami-

La polarización mediante una señal de corriente alterna,permite utilizar los dos tramos de la curva de histéresis.

V

H

Figura 5

Teclado

Controladordel motor

Microcontrolador Sensores

Solenoides

Oscilador deportadora depolarización

Interruptor de grabación

Selector defunciones

Auxiliar

C.D.

Sintonizador

Tocacintas

Hacia la etapade audio

Cabeza de borrado

Cabeza de Grabación

Amplificador degrabación

M_

Diagrama a bloques del proceso de grabación

Figura 6


no que sigue la señal de audio en su procesopara llegar a la cabeza de grabación y, finalmen-te, a la cinta.

Todo empieza cuando el usuario le indica almicrocontrolador -a través del panel frontal odel control remoto- que quiere utilizar la sec-ción de tocacintas. El microcontrolador recibela información y la procesa, para entonces en-viar señales de control a los circuitos respecti-vos del tocacintas y así ponerlos en estado deespera.

El microcontrolador también recibe señalesde los sensores de casete, tipo de cinta y graba-ción, para saber si puede o no activar el motor.Cuando determina que todas las condiciones deoperación se cumplen, sólo necesita recibir lasórdenes del usuario (grabación, reproducción,avance rápido, rebobinado) para activar a los sole-noides y, por supuesto, al motor; es así como ésteempieza a recorrer la cinta y da inicio a -porejemplo- la grabación; para ello, el microcontro-lador envía un pulso a un interruptor para indi-carle que debe alimentar al circuito oscilador dela portadora de polarización (con el objeto deque este último genere su señal y la aplique tan-to a la cabeza de borrado como a la de grabación).

El propósito de la cabeza de borrado es pre-parar la cinta para el momento de la grabación,

independientemente de que la cinta haya sidograbada antes o no.

Por otra parte, la cabeza de grabación tam-bién recibe la señal de audio proveniente delamplificador de baja potencia; a su vez, éste re-cibe la señal del selector de funciones.

Cuando la cabeza de grabación recibe las se-ñales de polarización y de audio, las convierte envariaciones magnéticas que se aplican a la cinta.

Proceso de reproducción

En la figura 7 vemos el camino que sigue la se-ñal en su proceso de reproducción. Vemos queel microcontrolador envía una señal de controlal interruptor de grabación, a fin de que éste“sepa” que debe suspender la alimentación alcircuito generador de portadora, pues ya no sedesea grabar la cinta sino reproducirla. Por lotanto, la señal se toma ahora de la cinta y, desimple información magnética, pasa a ser unaseñal eléctrica a través de la cabeza de repro-ducción; esta señal eléctrica atraviesa un ampli-ficador, para adquirir el nivel adecuado y asíhacerse manejable; además, se le retira la señalde polarización.

Luego la señal pasa por un circuito de ecuali-zación (Dolby), donde se elimina en lo posible el

Teclado

Controladordel motor

Microcontrolador Sensores

Solenoides

Selector defunciones

Auxiliar

C.D.

Sintonizador

Hacia la etapade audio

M_

Sistema reductor de ruidos

Amplificadorde señal de cabezas

Cabezareproductora

Diagrama a bloques del proceso de reproducción

Figura 7


R CH

L CH

AZIMUHT ADJ.

Q

RELAY - 2 C . B

DECK 2RPEH

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

7

8

EH

SER451SER452

REC / PBFREQ.

RESPONSEADJ.

S

S

S

R

D

G

S Q352

PD 5.5VREC 4.9V

Q354

4

32

PB SENS. ADJ.

Q356 Q358

LHT20/9.5

SER451 47K

C451220P

C452220P

SFR45247K

R45

11M

Q451 ISS131

C45

310

00P

C3450.022

85KH

zC

rO2 A

C 22V

LH A

C 20V

C4551000P

Q4542SA1015GR

BIAS BEAT SW R46512K

C45647/25

C46

382

00P

L451BIASOSC

CRO2 7.0VLH 6.4V

+R

455

8.2

R45718K

Q452 2SC3331T Q451, 452 BIAS OSC

C4602700

Q357, 358 DECK PB. SELECT

R

C45

927

00

R45618K

Q4512SC3331T

C45

70.

01

C45

827

00

R4524.7K

R4532.7K R460

2.7K

R4614.7K

R464220 1N4148M

D452

Q353, 354PB/REC SW

Q355,356EQ SW R462 10K

2 / 2

L451

BIAS FREQ. ADJ.

S

S

S

Q451 ISS131

Q4542SA1015GR

BIAS BEAT SW R46512K

C45647/25

C46

382

00P

L451BIASOSC

CRO2 7.0VLH 6.4V

+

R45

58.

2

R45718K

Q452 2SC3331T Q451, 452 BIAS OSC

C4602700

R

C45

927

00

R45618K

Q4512SC3331T

C45

70.

01

C45

827

00

R4524.7K

R4532.7K R460

2.7K

R4614.7K

R464220 1N4148M

D452

Q353, 354PB/REC SW

Q355,356EQ SW R462 10K

L451

BIAS FREQ. ADJ.

Q456DTC143XS

BIAS SW

Q456DTC143XS

BIAS SW

Verifique la señal del control del transistor que trabaja como interruptor.

Si no existe señal de polarización,sospeche de un transformador defectuoso.

A

B

Figura 8


ruido de fondo (el llamado “hiss“). Después deeste circuito, la señal es enviada hacia el selectorde funciones; y desde ahí es enviada a la etapade amplificación, para que adquiera el nivel ade-cuado con el que será posible llevarla hasta lasbocinas.

Localización de fallas

El procedimiento de localización de fallas enla sección electrónica de un tocacintas, se divi-de en tres partes:

Cuando el amplificador de grabaciónno está alimentado o ha sufrido

daños, no hay señal de audio en lacabeza de grabación.

+

1615

1413

1211

109

12

3

12

3

45

67

8RECIN

RECIN

GND

PBIN

REC / PB

PBOUTPBOUT1 . 5VREC

OUT

VCC

PBIN

VREF

ON / OFF

5 . 5V 5 . 6V

TP6

(LCH

)

5.6V

C5031200P

C504 1200P

R5032.2K

R5042.2K

C502

10/50

C501

10/50

RL

++

R502

470

R501

470

TP6

(RC

H)

10.9VC

5071000P

R505

100

C505

1/50

C517

C508

1000P

0.47 / 50

++

+

+

+

+

+0.47 / 50C

518 C506 1/50

R506

100

C509

470/6.3

C355 47/25

R509

470

5.5V

5.5V

5.5V

5.5V

5.5V

5.6V

5.6V

C5150.22/50

R507

4.7K

1.3V

IC501 HA 12134ADOLBY

RL

R512

18KC

5160.22/50

SFR

571 10K

R576

18K

R571

100K

R572 100K

R573

47KR

57447K

R578

22K

R577

22K

68

-+2/2

71

IC571N

JM4558L

234

1/2

L + 12

VO

CA

LFA

DE

R

R575

15K

L

C572

0.018

C571

0.033

C570

0.033

R625

100KR

626100K

11.3V/0.1V

ss

RG

5

Figura 9


Figura 10

DECK 1PH

R CH

L CH

R CH

L CH

CON301

1

2

3

1

2

3

AZIMUHT ADJ.

P

RELAY - 1 C . B

AZIMUHT ADJ.

Q

RELAY - 2 C . B

PIN

301

C31

3 Q

.022

PIN

351

DECK 2RPEH

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

7

8

EH

CON351

SER451SER452

REC/PBFREQ.

RESPONSEADJ.

C30

3 1

80p

C309 0.01

C310 0.014

3

95

21 / 2+

-

R30147

R30

3,22

0K

R32

5, 3

90K

SF

R30

11K

S

S

C30

5

0.00

82

R305390K

R30922K

R3118.2K

R31

36.

8K5.

7

DTC 144ES X4

R3074.7K

R32

1 22

K

R32

3 10

0K

R33

0 6.

8K

R

RR

R

Q303Q301

0.1/

11.5

V

S

S

S

S

C311 0.015PB.AMP

6

7

8

+

-

2 / 2

Q304Q302

C31447/25

+

LHI

C361 0.01

C362 0.01Q351, 352REC, SW

R351 100K

C351150P

Q35

125

K24

6BL Q353

R35

310

0K

C35

3 27

0P

R35547

R35

7 22

0K

6

7

95

8S

FR

351

1K

R37

1

5

60

1 / 2

R361 802K

R359390K

C3570.0082

R36

96.

8K

R

R

R37547K

R37

3 4

7K

R36

7 4

.7K

25A

933S

IC351 NJM206850

EQ AMP

Q355 DTC44ES5.6V

R45447K

D

G

S Q352

Q35325A933SR

PD 5.5VREC 4.9V

Q354

4

32

PB SENS. ADJ.

Q356 Q358

LHT20/9.5

SER451 47K

C451220P

C452220P

SFR45247K

R45

11M

Q451 ISS131

C45

310

00P

C3450.022

85KH

zC

rO2 A

C 22V

LH A

C 20V

C4551000P

Q4542SA1015GR

BIAS BEAT SWR46512K

C45647/25

C46

382

00P

L451BIASOSC

CRO2 7.0VLH 6.4V

+

R45

58.

2

R45718K

Q452 2SC3331T Q451, 452 BIAS OSC

C4602700

Q357, 358 DECK PB. SELECT

R

C45

927

00

R45618K

Q4512SC3331T

C45

70.

01

C45

827

00

R4524.7K

R4532.7K R460

2.7K

R4614.7K

R464220 1N4148M

D452

Q353, 354PB/REC SW

Q355,356EQ SW R462 10K

2 / 2

Verifique que la señal proveniente de las cabezas reproductorasentre y salga del amplificador de cabezas.


1615 14 131211

10

9

12 34 5

6

7

8

MUTE

FUN

C-L

CH

R61

2 4

7KR

611

47K

F - A

F - B

TUN

TUN

R63

312

KR

634

12K

CD

AUX

AUX

R66

3 15

k

R66

4 1

5K

PH

ON

O

LP

HO

NO

R61

3 1

00

IC604GD4052B10.6V

2.6V

LR

R

FUNCIONSELECTOR

+

C62

8 4

.7/5

0

Si no existe audio del tocacintas, sospeche deun circuito selector de funciones defectuoso.

1. Sección de grabación.Cuando un tocacintas tenga un problema en lasección de grabación, verifique que el interrup-tor de grabación-reproducción alimente al oscila-dor de polarización (figura 8A). También asegú-rese de que este último se encuentre trabajandocorrectamente; de no ser así, resultará imposiblegrabar información en la cinta (figura 8B).

Si el oscilador de polarización funciona ade-cuadamente, verifique que la señal de audio lle-gue a la cabeza de grabación mezclada con laseñal de polarización; si la señal de audio nohace esto, revise el camino que sigue desde elselector de funciones y su paso por el amplifica-dor de grabación (figura 9).

Una vez comprobado que la señal (polariza-ción + audio) llega a la cabeza de grabación,verifique la continuidad en ésta.

2. Sección de reproducción.En caso de que no exista audio en reproducción,será necesario asegurarse de que la señal co-rrespondiente esté presente en la entrada y enla salida del amplificador de cabezas (figura 10).

Verifique que esta señal entre y salga del cir-cuito reductor de ruidos (Dolby) y del selector defunciones (figura 11).

Si en determinado momento la señal entra aun circuito pero no sale de él, antes de pensaren la sustitución del elemento activo -transistoro circuito integrado- compruebe que éste sea co-rrectamente alimentado.

3. Sección de controlEn esta sección es importante verificar que lossensores estén perfectamente limpios (figura12A); si no es así, enviarán señales erróneas al

Figura 11


1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

R53

747

K

R53

847

K

R53

947

K

R54

247

K

R54

347

K

R54

147

K

R54

0

47K

CON502CON501

LHI

MO

TOR

CS

T1

DN

0

AU

TO

SO

L1

CA

M1

PIN 501

IC1

DN

6851

SW4(C.02)

SW5(CST)

IC1

AUTOSTOP AMP

SW6(STOP)

N DECK - 1 C . B O DECK - 2 C . B

RE

3

RE

4

LH

2

MO

TO

R

CS

T2

DN

0

AU

TO

IC1

DN

68

51

2

SO

L2

CA

M2

R1100K

PIN 502

TAPE SPEED

SELECTOR

Q125A9335

R38.7K

SER13.3KR2

3.9K

SER1TAPE SPEED ADJ.

SW

6(S

TO

P)

SW

5(C

ST

)SW

4(C

r02)

SW

3(R

EC

A)

SW

1(R

EC

B)

M5(DRIVE MOTOR)

H L

N

S

IC1

AUTOSTOP AMP

MO

TO

R

CS

T2

DN

0

AU

TO

IC1

DN

68

51

2

SO

L2

CA

M2

R1100K

PIN 502

TAPE SPEED

SELECTOR

Q125A9335

R38.7K

SER13.3KR2

3.9K

SER1TAPE SPEED ADJ.

SW

6(S

TO

P)

M5(DRIVE MOTOR)

H L

N

S

Si el motor gira a unavelocidad errónea, verifique el circuitocontrolador de velocidad.

Si los sensores están dañados o sucios, el microcontrolador no mandará la orden de arranque al motor

B

A

M

M

Figura 12


microcontrolador y entonces éste no podrá en-viar las órdenes correspondientes a los distintoscircuitos del tocacintas.

Si el motor no gira, revise que el microcontro-lador envíe la orden hacia el controlador delmotor y que éste, a su vez, alimente al propiomotor (figura 13).

Cuando el motor gire fuera de lo normal, máslenta o más rápidamente, verifíquese el estadode la resistencia variable que se encarga de con-trolar su velocidad; es una pieza que podría es-tar desajustada o abierta (figura 12B).

Situación aparte es la de los motores que seajustan de manera interna, por lo que no quedamás remedio que sustituirlos cuando empiezana fallar (figura 14).

Si el sistema no realiza las funciones de avan-ce rápido o de rebobinado, asegúrese de que elmicrocontrolador envíe los pulsos necesarios alos solenoides. También verifique el estado deéstos, midiendo su impedancia (alrededor de 20

R

Q500,503MOTORDRIVEMOTOR

Q50

0D

TA12

4EK

Q502

SOL2

DRIVE

SOL2

Q501

SOL1

DRIVE

SOL1

Q503

25C3266GR

25A952K 25A952K

Q501 R53410K

R5332.2K

Q502R53210K

D501155181

C5130.1

C508100/16

R5312.2K

Si el motor no gira, verifique el controlador del motor

Figura 13

Orificio para ajuste de velocidad del motor

Motor

Figura 14

a 30 ohms); cualquier abertura o alteración enlos mismos, constituye un impedimento para laejecución de dichas funciones.

Concluye en el próximo número


DISPOSITIVOS

SENSORES EN

VIDEOGRABADORAS

DISPOSITIVOS

SENSORES EN

VIDEOGRABADORAS

Carlos García Quiroz

En este artículo dirigido a quieninicia sus estudios sobre

videograbadoras, explicaremos cómotrabajan los distintos sensores que se

requieren en la operación de dichasmáquinas. Concluiremos el tema con

algunas recomendaciones sencillas,relacionadas con el servicio a tales

dispositivos.

El sistema de control

Actualmente, las videograbadoras centralizan susistema de control en un circuito integrado (ge-néricamente llamado microprocesador); este dis-positivo totalmente electrónico ha desplazado alos sistemas mecánicos que empleaban las pri-meras videograbadoras, principalmente aquellasque utilizaban teclas en sus funciones de opera-ción.

Como el nombre lo indica, por medio del sis-tema de control se monitorean y se controlantodas las funciones de la videograbadora (figura1). Para ello, emite todas las órdenes y recibe einterpreta toda la información que ingresa en lavideograbadora por medio del control remoto,interruptores o sensores; y es así como hace fun-cionar ciertos sistemas y dispositivos en una se-cuencia requerida (figura 2).


Cabe señalar que, en algunos microprocesa-dores, puede ser necesario expandir la capaci-dad de entrada y salida del sistema, agregandoetapas que cumplen la función de expansoresde entrada y salida (I/O = Input/Output), dondese involucra generalmente la función de variossensores (figura 3).

¿Que es un sensor?

Desde el punto de vista tecnológico, es un dis-positivo que en respuesta a las variaciones deuna magnitud (luz, energía acústica, energía

radioeléctrica, presión, etc.) produce una señaleléctrica útil para fines de medida, de control ode recopilación de información (figura 4). En elcaso de las videograbadoras, estos sensoresconstituyen circuitos auxiliares que le indican alsistema de control si la operación mecánica serealiza sin ningún contratiempo.

Sensores de inicio y fin decinta (S end y T end)

La cinta magnética de un videocasete posee alprincipio y al final un tramo transparente de

Circuitosdel servo

Sistemade

control

Sensoresde autostop

Control demotores de

carretes

Interruptoresdel

mecanismo

Luces deindicación

panel frontal

Motor decarga de cinta

Interruptores de carga y descarga

Temporizador automático

de grabación

Botones defunción de

panel frontal

Sintonizador

Control ON/OFF

Comandos detransmisor decontrol remoto

El sistema de control y su diagrama a bloques

Figura 1

SW

SW

SW

Detector

Detector

Circuitológico

Motor A

Motor B

Solenoide A

Solenoide B

Lámparas

Syscon

Figura 2


poliéster. Esta parte de la cinta actúa conjunta-mente con un circuito de protección que, en com-binación con un diodo emisor de luz (led) de tipoincandescente o infrarrojo y dos fototransistores,detecta tanto el inicio como el final de la cinta(figura 5).

Durante el proceso de reproducción normalde una cinta, el diodo led (D001 en la figura 6)emite una luz infrarroja que es controlada por eltransistor Q501; dependiendo de la señal de sa-lida de la terminal 68 del microprocesador(IC501) del sistema de control, el transistor se

coloca en ON para que el diodo emita luz y enOFF para que no la emita. Por lo tanto, la luz delled permanece bloqueada normalmente por lacinta magnetizada, por lo que los fototransistoresQ001 y Q002 -que tienen la característica de sermuy sensibles- también permanecen en OFF.

Cuando la cinta llega a su fin, la parte trans-parente permite el paso de la luz del diodo y al-canza al fototransistor Q001, que en ese momen-to cambia a ON, provocando que el movimientode la cinta se detenga. El proceso de deteccióndel inicio de cinta es similar, pero ahora se acti-

Controldesistemas

Clock

Datos

Datos

Datos

Datos

ExpansorI/O

Sensor de humedad

Sensor de rotación del tambor

Sensor fin de cinta

Botón de play

Botón de rewind

Botón de record

Llave de encendido

Sensor rotación carretes

Botón de avance rápido

Parada de memoria

Sensor de seguridad de grabación

Botón de pausa

Fin de carga de la cinta

Comienzo de rotación del tambor

Selector REC´/PB

Control fuente

Control motor de carrete

Expansores de entrada y de salida Figura 3

Figura 4Dos tipos diferentes de sensores (fototransistores)


va el fototransistor Q002 ubicado en el lado de-recho de la videograbadora (figura 6).

En la tabla 1 se muestran las característicasde este sistema y sus modos o estados de cam-bios o conmutación.

Detector de rotación de los carretes

Los sensores de rotación se encuentran ubica-dos debajo de los portacarretes. Al girar los ca-rretes, la luz del emisor pasa a través de una rue-

SensorS END

SensorT END

LED Casete

Ubicación de los sensores de inicio y fin de cinta Figura 5

MD BOARD UN SW 5V

Q002

S ENDSensor

D001

S Sensor

D005

R002 C002

2.6V

R007

R008

R009

R010

R004

2.4

5

67-

+

-+

CN02S Sens3 57

13 56CN001

T Sens

Q001T Send

UN SW5V

R001

C001D004

IC002(1/4)

9

10

8

68 Lamp

T ENDSensor

R023 Lamp VCC

END LED

14

15

CN002

R515

UN REG 17V

R533

C531

+

Q501

Aprox. 2 mseg

Bias voltage is applied so thatthe comparator output becomes “L“when there is not pulse input.

IC 501

Circuito de control de una videograbadora SLV-X60 en su sección de sensores de inicio y fin de cinta.Figura 6


da dentada emitiendo así la señal FG (fre-cuencygenerator). Esta señal genera a su vez seis pulsospor cada giro que dé la rueda (figura 7).

Para corroborar que la frecuencia detectadaes la correcta, el microprocesador compara losciclos recibidos con una tabla grabada en su me-

ednoicidnoCatnicaledotneimivom

75NIP105CI)SNESS(

65NIP105CI)SNEST(

noicatumnocedodoM

etnemlamronerroC )L(woL )L(woL lamronotneimivomlednoicatumnoC

atnicedniF osluP )L(woL )DNIWER(atnicedosecorteR

atnicedoicinI )L(woL osluPoslupyahoneuqatsahlamronnoicceridneerrocatnicaL

)POTS(orapledseupsed65NIPleneadartneed

atcetedoN osluP osluP noislupxE

atoratnic,atniC )tcejE(

Tabla 1

MD BOARD

R005PH002T REEL FG

PH002T REEL FG

1

2 3

4

1

2 3

4

D007

D006

T REEL FG

T REEL FG

UN SW 5V

UN SW 5V

UN SW 5V

R004R011

R012 3

2

1

IC002(1/4)

CN001

CN001

R013

R014

C005

+

R016

R015

12

13

+-

+-

14

IC002(1/4)

45

44 T-REEL

S-REEL

IC501

MTR12V

CN001

12

PH001 or 002Collector

IC501 44 or 45

4V

0V

4V

0V

Rueda dentada donde embonan los carretes ysu ubicación de el circuito IC501 de una videograbadora SLV-X60.

Figura 7

Modos de conmutación del sistema de detección de fin e inicio de cinta


moria y que cuenta con ciertos rangos de valo-res (tabla 2). Cuando el ciclo contado es másgrande que los valores establecidos en la tabla,la base del carrete es colocada inmediatamenteen el modo de paro.

Cuando el movimiento de los carretes es de-tenido por este sensor, no conmuta a otros inte-rruptores, sino sólo al interruptor de encendido,y puede ser activado el interruptor de expulsión.

Los sensores de rotación, se incluyen con elfin de detectar el caso de que una cinta llegue aenredarse en el mecanismo e impedir que una uotro se dañen.

Detección de rotación del tambor

Para detectar que el tambor de cabezas gire a lavelocidad requerida (1800 rpm), la videograba-dora cuenta con un sensor (CYL FG COIL) encar-gado de generar una señal pulsante por cada ro-tación.

Normalmente el tambor genera doce pulsospor cada giro. Cuando el intervalo del pulso dela señal FG del tambor que entra en la terminal61 del IC501 es mayor que 1.5 segundos, el mi-croprocesador reconoce que la rotación es anor-mal y envía la orden de alto (figura 8).

Control del tambor para una acción rápidaEl tambor mantiene su rotación aun cuando nose esté reproduciendo o grabando una cinta, conel fin de acortar el tiempo de acción cuando sele ordene reproducción/grabación. Pero si es elcaso en que no recibe ninguna indicación, eltambor se detiene transcurridos cinco minutos;esto sucede ya sea después de haber cargado uncasete, de haber cambiado el modo de reproduc-ción, grabación, retroceso o adelantado al modode alto, o bien, si después de haber encendido launidad no se realiza ninguna función.

Determinación del tamaño delcentro del carrete

Esta función es llevada a cabo por los mismossensores que controlan la rotación de los carre-tes; lo que cambia es la duración de los pulsosen función de la cantidad de cinta que haya encada carrete, todo esto con el fin de controlar latensión de la misma durante su movimiento encualquier modo.

edodoMnoicarepo

CER/BP1X-/1X

2X-/2X VER/EUC WER/FF WOLS

PL 4 2 2. 5. 001

PS 3.1 56. 2. 5. 33

Tabla 2

CYL.FG(+)

CYL.FG(-)

CYLFGCOIL

+

CN001

IC004

-

+

19

20

18

17 19

D505

5V

IC501protective diode

MD BOARDMA BOARD

61DRUMFG

IC501

5

7

Diagrama de un equipo SLV-X60 donde se ubican los sensores de detección de rotación del tambor

Figura 8

Tiempo transcurrido en la detección de rotación delos carretes (unidades:segundos)


Durante los modos de avance y retroceso rá-pido o alta velocidad en REW, el tamaño del cen-tro del carrete es detectado en el modo de CUE/REWIND, y entonces la cinta es colocada en elmodo de alta velocidad.

Una vez que el tamaño del centro del carretees detectado, sus datos son retenidos hasta queel casete se expulsa. Estos datos son colocadosen modo de RESET cuando el conector de AC sedesconecta.

En la detección del tamaño del centro del ca-rrete, el tiempo (Ns) requerido para generar seispulsos de FG en el carrete S y el tiempo (Nt) re-querido para generar seis pulsos de FG en el ca-rrete T, son contados bajo las condiciones de quela cinta corra de una manera estable (figura 9).

Sensor de humedad

Otro de los sensores importantes que se incor-poran en las videograbadoras, es el sensor dehumedad del equipo, ya que un exceso de aguacondensada puede provocar que la cinta se ad-hiera al tambor y se complique su funcionamien-to normal.

Este sensor, que es un elemento resistivo, de-tecta el exceso de humedad y detiene el funcio-namiento del equipo. En condiciones de operaciónnormal, la resistencia presenta una impedanciaelevada que, al incrementarse la humedad en elmecanismo provoca que la impedancia dismi-nuya y sea detectado por el microprocesador, elcual, como medida de precaución, ordena el paroy la expulsión de la cinta.

Por lo general, se permite un porcentaje deentre el 10% y 75% de humedad ambiente.

Algunas recomendacionespara el servicio

Para cerrar el artículo, haremos algunas reco-mendaciones muy sencillas relacionadas con elservicio.

La mayor parte de los problemas del sistemade control, son resultado de un ciclo que no fuecompletado, por lo tanto, es esencial que todoslos sensores trabajen apropiadamente.

Si usted observa que la videograbadora fun-ciona momentáneamente y enseguida se detie-ne, es muy probable que un sensor esté envian-do la orden de paro, lo que podría significar doscosas:

1) Algún sensor ha detectado determinado des-perfecto en el equipo y por ello manda a STOPla máquina. En este caso, deberá verificar siexiste exceso de humedad o si todos los mo-tores se mueven.

2) Si todo es correcto, es probable que algúnsensor está fallando, y hay que verificar en-tonces cuál de ellos tiene problemas. Al res-pecto, le recomendamos que cheque las se-ñales que entran al sistema de control y queanalice si éstas tienen la forma y el niveladecuando; dicha medición la tiene que ha-cer rápidamente, antes de que la máquina sevaya a paro.

S REEL

T REEL

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

I

I

Nt

Ns

Pulsos FG para la detección del tamaño del centro del carrete

Figura 9


DESCRIPCION

DEL SETUP

DESCRIPCION

DEL SETUP


El Setup o configuración inicial es unprograma que se ejecuta cada vez que se

enciende la computadora. Esta aplicacióndetermina cómo trabaja el sistema, ya que un

Setup bien administrado optimiza elrendimiento de una computadora, al permitiruna rápida operación y un acceso adecuado a

sus componentes; y al contrario, sideterminada máquina no tiene una

configuración de Setup correcta, por máspoderoso que sea el hardware que incluya,

trabajará lentamente o incluso podrápresentar conflictos. En este artículo

explicaremos qué es el Setup, para qué sirvenlas líneas de este programa y cómo optimizar

dicha configuración. El tema corresponde aun capítulo del volumen TECNICAS

AVANZADAS de la obra REPARACION YACTULIZACION DE LA PC, editado por Centro

Japonés de Información Electrónica.

¿Qué es el Setup?

En computadoras PC se conoce como Setup aun programa por medio del cual hacemos unaconfiguración tanto en el nivel de hardware comoen el de software. Y es que aquí “avisamos“ alsistema, por ejemplo, qué tipo de unidad de dis-quete posee, la estructura lógica del disco duro,cuáles son los tiempos de acceso, los ciclos dereloj, la activación y desactivación de bloquesenteros dentro del propio sistema, etc. Por ello,es evidente la enorme importancia de este pro-grama de configuración y lo fundamental queresulta una buena administración de sus recur-sos para garantizar una operación sin compli-caciones.

Expliquemos cuál es la posición específica queguarda el Setup en el arranque de una computa-dora. Durante el proceso de encendido de una


PC se suceden varios pasos bien establecidos (fi-gura 1):

1) Lectura de la rutina POST de prueba inicial.2) Lectura y comprobación del Setup para revi-

sar la configuración inicial a nivel hardwaredel sistema.

3) Búsqueda del sistema operativo, ya sea en eldisco duro o en la unidad de disquete.

4) Lectura de los archivos de arranque y confi-guración en el nivel de software, lo que final-mente presenta al usuario el ambiente de tra-bajo y deja a la máquina lista para trabajarcon las diversas aplicaciones.

La privilegiada posición del Setup, inmediata-mente después de la rutina de autoprueba POST,sirve para indicarle al BIOS las características quetendrá la operación de la computadora. De he-

cho, el Setup interactúa de forma directa con larutina POST, ya que durante esta autoprueba ini-cial, la ROM-BIOS verifica la presencia de los ele-mentos de hardware dados de alta en el Setup ycomprueba no sólo que estén conectados, sinoque también funcionen adecuadamente, por lomenos aquellos que forman parte de la estruc-tura básica de esta plataforma (figura 2).

Así mismo, el Setup indica a la ROM-BIOS as-pectos importantes como la cantidad de memo-ria RAM instalada, el tipo de unidad de disquetesque se está utilizando, la estructura y capacidadde los discos duros, la fecha y la hora manejadapor el reloj de tiempo real, etc. Sin esta informa-ción, el sistema básico de entradas y salidas al-macenado en la memoria ROM, no podría comu-nicarse adecuadamente con estos dispositivos, porlo que se complicaría el manejo de los compo-nentes conectados en la computadora.

Cuando se enciende una computadora, el microprocesador recibe un pulso de inicialización, mismo quearranca a la rutina de diagnóstico POST, a la lectura y comprobación del Setup y a la carga de las rutinas

básicas de entrada y salida (BIOS).

Pulso de reset

Figura 1

2048 cilindros16 cabezas63 sectores

ROM-BIOS

CMOS-RAM.

.

.

¿Existe unidad de disquete A?

¿De que tipo y capacidades?

Proceso de prueba dela unidad de disquete

Proceso de pruebadel disco duro

¿Existe disco duro?

¿Arquitectura interna?

(Consulta al Setup)

(Consulta al Setup)

(Consulta al Setup)

(Consulta al Setup)

Sí

3 1/2" 1.44MB

Sí

RutinaPOST

Para ejecutar la rutina POST,la ROM-BIOS consulta

frecuentemente a la CMOS-RAMa fin de conocer la configuración

del sistema, y poder probar asísus distintos componentes.

.

.

Figura 2


Esto significa que dicha utilería necesita deuna manipulación cuidadosa por parte del fabri-cante, ensamblador o personal de servicio yaque, de lo contrario, se pueden generar proble-mas que van desde una pérdida mínima en eldesempeño de la máquina, hasta computadorasque se bloquean durante el arranque y que sonincapaces de realizar tarea alguna.

Por todo esto, un conocimiento adecuado delos parámetros susceptibles de ser modificadosen el Setup, resulta básico para lograr la optimiza-ción de una PC.

Cómo entrar al Setup

Debido a que el Setup sólo se lee durante elarranque, una vez que se ha ejecutado ya no sepuede modificar nada en su interior pues se co-rre el riesgo de afectar seriamente la integridadde la computadora. Resulta obvio que para mo-dificar los datos contenidos en este programa,se tiene que entrar antes de que se lea su infor-mación. Por ello, el momento ideal para entraral Setup y hacer los cambios convenientes esprecisamente durante el arranque.

Si ha analizado cuidadosamente el proceso deencendido de una computadora y ha observadolos mensajes que aparecen en la pantalla delmonitor, habrá notado que en casi todos los clonesensamblados, prácticamente desde el inicio(cuando se está haciendo el conteo de la memoriaRAM), aparece un letrero que dice algo similar a:

“Press <DEL> if you want to run Setup“

Si en el momento en que está dicho mensaje enla pantalla se presiona la tecla DEL (SUPR enteclados en español), se puede acceder a la pan-talla inicial del Setup, el cual, como puede veren la figura 3, presenta un menú inicial que ofre-ce varias opciones y niveles de configuración.Este método para entrar al Setup se aplica enBIOS de AMI y Award (los más utilizados entrefabricantes de clones ensamblados); pero lasmáquinas de marca suelen utilizar algunas com-binaciones de teclas como CTRL + ALT + ESC enel caso de las computadoras Acer, la tecla F10en máquinas Compaq, etc. En todo caso, y si se

enfrenta a una máquina de marca de la cual noconoce la forma de entrar al Setup, un métodoque ha resultado muy efectivo para que el mis-mo sistema le indique la forma de acceder a estautilería es el de simplemente retirar el tecladodel sistema, y en al momento de arrancar la má-quina aparecerá un mensaje de error indicandoque se debe entrar al Setup para corregir la fallay muestra la tecla o teclas que se deben presionar.

Cabe aclarar que, como ejemplo, en este ca-pítulo utilizaremos una tarjeta madre de quintageneración con ROM-BIOS marca Award, la cualpresenta un Setup en modo texto. Sin embargo,algunos fabricantes como AMI han incorporadouna interface gráfica que puede manejarse conel ratón de modo similar a como trabaja Win-dows; pero las opciones que presentan ambasinterfaces son prácticamente idénticas, lo únicoque varía es la forma de manejo. En este artícu-lo sólo se describirán las líneas del Setup enmodo texto, de tal manera que cuando usted lo

Figura 3


requiera pueda extrapolar las explicaciones ha-cia el Setup gráfico.

Tomaremos como ejemplo un BIOS Awardincorporado en una tarjeta madre de quinta ge-neración (tipo Pentium), con chipset Intel TritónTX (i430TX, el último chipset que desarrolló Intelpara máquinas con el Socket-7). Sólo se descri-birán con detalle aquellas líneas que sean co-munes en prácticamente cualquier marca y mo-delo tanto de BIOS como de chipset.

Para entrar en cualquiera de las opciones quepresenta el menú inicial del Setup, basta conutilizar las flechas de cursor. Con ellas trasladela línea resaltada hasta la opción que quiera ypresione Enter. En ocasiones aparece una pan-talla de advertencia previniendo al usuario quecualquier modificación a esta configuración ini-cial puede provocar graves problemas en la ope-ración de la máquina, incluso bloquearla. Enestos casos, presione nuevamente Enter y po-drá acceder al nivel de configuración deseado.Veamos estas opciones una por una.

Standard CMOS Setup

Los primeros parámetros corresponden a la fe-cha y hora que almacena el reloj de tiempo real.Aquí es donde podemos modificar el día y la horapara sincronizarla con la de nuestra localidad(figura 4).

Siempre que desee modificar algún paráme-tro, lleve el punto resaltado hasta dicha opción(se puede hacer por medio de las flechas de

cursor); por medio de las teclas PageUp-Page-Down (AvPág-RePág en teclados en español),introduzca el valor correcto. Notará que no pue-de modificar el dato del día de la semana en quese encuentra; esto se debe a que el BIOS poseeuna base de datos interna que le permite identi-ficar el día correcto.

El segundo punto que podemos encontrar esla arquitectura de disco o discos duros que es-tén instalados en el sistema. Algunas tarjetasmadre sólo traen posiciones para disco duro C:y D:, mientras que sistemas más modernos(como el mostrado), poseen directamente la op-ción de configurar los cuatro discos que normal-mente podemos colocar en interface IDE (PrimaryIDE master, Primary IDE slave, Secondary IDEmaster y Secondary IDE slave). Puede notar queen cada una de estas líneas hay ocho parámetrosa configurar: tipo (Type), tamaño (Size), cilindros(Cyls) , cabezas (Head), precompensación(Precomp), zona de aterrizaje (LandZ), sectores(Sector) y modo (Mode). Veamos para qué sirvecada uno de ellos:

La línea TypeDefine el tipo de disco que se está utilizando.Casi todos los Setup poseen más de 40 tipospredefinidos que van desde un disco pequeñode 10 MB (casi siempre ocupando la posición 1),hasta discos grandes de varios cientos demegabytes; y hay una línea especial que indicaque no se posee un disco duro.

Si la unidad tiene una estructura interna quecoincide con cualquiera de los discos listados,lo único por hacer será indicar dicho número enla línea de Type, para que de forma automáticase llenen todos los demás parámetros. Anterior-mente, el problema surgía cuando determinadaunidad no coincidía con ninguna de las listadasen el Setup, en tal caso, lo que quedaba por ha-cer era elegir la más parecida, perdiendo algu-nos megabytes de la capacidad de almacena-miento.

Como dicha solución no resultaba satisfacto-ria, todos los fabricantes de Setup incorporaronal final de la lista de discos estándar una posi-ción a la que denominaron User (usuario). Pormedio de ella se podían introducir manualmen-Figura 4


te los parámetros correspondientes a cilindros,cabezas y sectores, con esos datos el Setup cal-culaba la capacidad total del disco.

También se podían configurar las líneas dePrecomp y LandZ, aunque en ocasiones se deja-ban en blanco sin que ello afectara el desempe-ño del sistema.

Finalmente, en máquinas recientes, se ha in-corporado una nueva opción denominada Autoo detección automática. Con ella, cada vez quearranca el sistema, busca en sus puertos IDE lapresencia de discos, en caso de encontrarlos losconfigura de manera automática; de este modo,el usuario no tiene que introducir ningún datoadicional, ya que el mismo Setup llena los hue-cos dependiendo de la unidad de disco encon-trada. Si su máquina posee un Setup con estaopción, y su disco o discos son de tipo IDE, lomás sencillo es colocarlo en Auto; ello ahorra elproblema de identificar el disco, extraer sus da-tos, introducirlos, etc.

La línea SizeEs aquí donde el Setup muestra la capacidad deldisco duro en megabytes, la cual calcula a partirde los datos de cilindros, cabezas y sectores (re-cuerde que en cada sector podemos grabar has-ta 512 bytes, así que la capacidad total se calcu-la multiplicando los tres parámetros mencionadosentre sí y luego por 512).

Conviene no perder de vista que, en la prácti-ca, se habla de megabytes como si fueran dosmedidas distintas: 1 millón de bytes y 1 millón48,576 bytes (2 elevado a la potencia 20). Estoes pertinente considerarlo porque para el Setup,un megabyte es igual a 1 millón 48,576 bytes; loque significa que por ejemplo, si tiene un discode 420 MB, al configurarlo, el Setup indicará queel disco es de una capacidad de sólo 406 MB.

La diferencia de 14 MB se debe a la distintamanera de medir los megabytes, por lo que esnormal que el tamaño mostrado por el Setup sealigeramente inferior al reportado por el fabricante(si desea encontrar el tamaño efectivo en millo-nes de bytes, simplemente multiplique el valorobtenido en el Setup por 1.0486, y obtendrá elvalor especificado por el fabricante del discoduro).

Las líneas Cyls, Head, SectorCon estos tres parámetros, los más importantesde un disco fijo, se le indica al Setup la arquitec-tura interna del disco duro para que la máquinay el sistema operativo “conozcan“ la disposiciónde celdillas donde se guardará la información.Casi siempre basta con llenar estos puntos paraque la unidad quede correctamente configura-da.

Las líneas Precomp y LandzEstos parámetros se incorporaban en discos an-tiguos para optimizar la transferencia de datosentre el CPU y el disco duro.

Dicha función se efectuaba por medio de unaprecompensación en la escritura y el estableci-miento de una “zona de aterrizaje“, para quecada vez que se apagara la máquina, las cabe-zas pudieran desplazarse a un cilindro (el cualno se utiliza para guardar datos). De este modose evitaba que cualquier daño ocasionado por elcontacto entre cabeza y plato, afectara algunainformación.

En discos modernos, estos parámetros ya noson importantes, ya que en discos IDE, se dejael punto Precomp en cero ó 65,545 y las unida-des tienen prefijada de fábrica una zona de ate-rrizaje y un mecanismo de auto-aparcado, asíque se pueden dejar en blanco estos espaciossin que ello afecte el desempeño del sistema.

La línea ModeEste parámetro se introdujo recientemente entarjetas madre. Se refiere al tipo de control detransferencia de datos entre el CPU y el discoduro. Hay varios tipos de intercambio: el PIO1,PIO2, PIO3 y PIO4 (recuerde que PIO son las si-glas de Programmed Input Output, un método demanejo de datos que permite un flujo de alta ve-locidad sin necesidad de recurrir a DMAs). Tam-bién hay una opción de AUTO, que de forma auto-mática detecta la manera ideal de comunicacióncon el disco duro y la fija durante el arranque.

A continuación de las líneas donde se confi-guran los discos duros, se encuentra un par deopciones donde se le indica al sistema qué tiposde unidades de disquete se tienen instaladas


como A y B. Todas las tarjetas madre tienen cua-tro o cinco opciones de donde escoger: 5.25 pul-gadas y 360 KB; 5.25 pulgadas y 1.2 MB; 3.5 pul-gadas y 720 MB; 3.5 pulgadas y 1.44 MB y,finalmente, 3.5 pulgadas y 2.88 MB. Obviamen-te, aquí se deberá escoger el tamaño y capaci-dad de sus unidades de disquete.

Debajo de estas líneas aparece una opcióndonde se indica el tipo de monitor (tarjeta de vi-deo) que se está utilizando. Las opciones quetiene prefijadas son: Monochrome, Color 40x25,VGA/PGA/EGA, Color 80x25 y No installed. Aquídeberá colocar el tipo de controladora de videoque se tenga instalada en el sistema en cues-tión.

La última opción de usuario es la de Halt On.En ella se indica al Setup detenerse en caso deencontrar determinados errores durante el arran-que: All errors (todos los errores); No Errors (nin-gún error); All But Keyboard (todos, menos el te-clado); All But Diskette (todos menos unidad dedisquete) y All But Disk/Key (todos menos tecla-do y unidad de disquete). Para el servicio, con-viene mantener esta línea en All Errors, aunquehay ocasiones en que un teclado presenta pro-blemas para ser reconocido durante el arranque,lo mismo puede suceder con algunas unidades dedisquete, fuera de eso funciona perfectamente.

En tales casos, para evitar que el usuario sealarme sin motivo, puede elegir alguna de laslíneas que impiden la detención del proceso dearranque al detectar un error en estos elementos.La opción que definitivamente debe evitar es la deNo Errors, ya que se podría no detectar proble-mas serios durante el encendido y la confiabilidadde la computadora no estará garantizada.

Hay también un recuadro en el que se indicala cantidad de memoria RAM instalada; pero elusuario no puede acceder a estas opciones, puesel BIOS cuenta automáticamente la memoriacada vez que enciende el sistema. En caso depresentarse alguna incongruencia entre el valorencontrado y el grabado en la CMOS, solicita alusuario que entre a esta utilería y vuelva a salirluego de grabar los datos, con lo que se habrá ac-tualizado este parámetro. En tarjetas modernasno es necesario hacerlo, ya que de forma auto-mática se actualiza el valor de la CMOS-RAM.

Con esto hemos terminado un recorrido porel Setup básico. Veamos otras opciones del menúinicial.

BIOS Features Setup

En esta pantalla se pueden fijar algunos pará-metros que son de vital importancia para el des-empeño general del sistema. Veamos para quésirve cada línea (figura 5).

Virus WarningEsta línea sólo se puede habilitar o deshabilitar.No significa que el BIOS posea un antivirus inte-grado; lo único que hace esta línea es monitorearlos accesos hacia el sector de arranque (BootSector) del disco duro, con la confianza de queuna vez que se han realizado las particiones,formateado el disco en alto nivel y cargado sis-tema operativo, ninguna otra aplicación debeintentar el acceso a dicha porción del disco duro.

En caso de que algún programa trate de mo-dificar la información ahí contenida, lo más se-guro es que se trate de un virus, de ser así, elBIOS bloquea el intento y avisa al usuario de laanomalía.

Si desea, puede habilitar esta línea (la mayorparte del tiempo pasa inadvertida), pero si va aactualizar el sistema operativo o a utilizar algúnprograma que usted sepa que tiene que accederal sector de arranque del disco duro, antes de-berá cancelarla.

Figura 5


CPU Internal CacheEn esta línea se puede habilitar o desactivar elcaché interno del microprocesador. Si se tratade una máquina 486 o superior, esta opción de-berá estar habilitada para conseguir la mayorvelocidad posible.

External CacheOpera igual que en el caso anterior, pero ahora setrata de la memoria caché colocada externamen-te al microprocesador. Esta línea se puede en-contrar a partir de máquinas 386DX. Si un tarje-ta madre posee chips de memoria SRAM, deberáestar habilitada (pruebas que realizó el autor conuna máquina de quinta generación a la que sedesactivaron ambos tipos de caché, disminuyeronsu velocidad en un 90%, dejándola con una po-tencia de cómputo equivalente a una 386 lenta).

Quick Power On Self TestCon esta línea se habilita o se deshabilita la ca-racterística de prueba rápida al sistema cada vezque se enciende la máquina. Si se activa, la ruti-na POST se acelera notablemente, ya que se “sal-ta“ algunas pruebas que no se consideran fun-damentales; sin embargo, esto podría redundaren que una falla en alguno de estos componen-tes no se probara durante el arranque, y comen-zara a ocasionar problemas durante la opera-ción normal del sistema.

Es preferible mantenerla deshabilitada (ade-más así se le a tiempo a algunos periféricos len-tos para que arranquen por completo antes deque el BIOS trate e inicializarlos, lo que minimi-za los errores al momento del encendido).

Boot SequenceAquí se indica a la computadora en qué unidadde disco deberá buscar inicialmente el sistemaoperativo, en A o en C. Para efectos de servicio,lo mejor es que primero se busque el sistemaoperativo en A (condición indispensable parauna correcta detección y erradicación de virusinformáticos); pero una vez que haya realizadoel servicio, lo mejor es dejar esta opción comoC, A, para evitar que un disquete inadvertida-mente dejado en A bloqueé el arranque. En losSetup modernos, incluso podemos elegir para el

arranque una unidad SCSI, una unidad LS-120,un disco ZIP o un CD-ROM.

Swap Floppy DriveEsta línea sólo aparece en tarjetas madre mo-dernas. Permite intercambiar la identificaciónlógica de las unidades de disquete; esto es, launidad A pasará a ser B y viceversa. Esta opciónresulta conveniente cuando encontramos unamáquina en donde, por ejemplo, la unidad A esde 5.25 pulgadas, y todas nuestras utilerías ven-gan en discos de 3.5 pulgadas.

En condiciones normales, tendríamos queabrir el sistema y cambiar los cables de las uni-dades de disquete; pero si el Setup brinda estaopción, basta con habilitar esta línea para queel BIOS haga el cambio de forma automática.

Boot Up Floppy SeekSi dicha línea está activada durante el arranque,el BIOS hará una búsqueda más completa en lasunidades de disquete, las cuales emitirán un so-nido característico. Esta opción puede estar ac-tivada o desactivada; en realidad no influye ma-yormente en la operación normal del sistema.

Boot Up Num Lock¿Ha advertido que cada vez que enciende unacomputadora en el teclado queda activado el LEDde NumLock (BloqNum en español)? Esto suce-de por opción predeterminada, en cuyo caso laporción derecha del teclado queda activadacomo números y no como cursores. Si prefiereque al momento del arranque la porción numé-rica del teclado funcione como cursores,desactive esta opción.

Boot Up System SpeedFija la velocidad con la que arrancará el siste-ma. La opción predeterminada es High (Alta),pero si por cualquier razón, alguna persona de-sea que su máquina arranque a velocidad lenta(equivale a desactivar el Turbo), puede cambiaresta línea.

Gate A20 OptionEn esta opción se indica al sistema cómo fun-cionará el microprocesador en modo real y si el


cambio entre modo real y protegido estará con-trolado por el mismo chipset (Fast) o por el te-clado (Normal). Como opción predeterminadaesta línea debe estar en Fast.

Typematic Rate SettingEsta línea y las que siguen servirán para progra-mar cómo se comportará el teclado en aplica-ciones DOS (Windows posee su propio maneja-dor de teclado).

Si esta primera línea está desactivada, no im-porta lo que se ponga en las siguientes, pero siestá habilitada se puede fijar el número de ca-racteres por segundo que se escribirán si semantiene presionada una tecla (Typematic RateChars/Sec) y el tiempo que esperará el sistemaoperativo para comenzar a repetir un carácteruna vez que se ha mantenido presionada unatecla (Typematic Delay Msec).

Security OptionCon ella se le indica al Setup en qué momentoactuará la contraseña, si la solicitará cada vez

que se encienda la máquina o sólo cuando setrate de entrar al Setup.

Video BIOS ShadowCon esta opción se indica al Setup si el BIOS devideo se cargará residente en memoria RAM, loque acelerará el intercambio de informaciónentre el CPU y el monitor. Esta línea deberá es-tar activada a menos que su habilitación inter-fiera con algún otro elemento.

XXXXX-XXXXX ShadowEstas líneas sirven para cargar en memoria RAMel contenido de la memoria ROM de alguna tar-jeta periférica adicional, como podría ser unatarjeta de red, una controladora SCSI, etc.

Estas son las opciones del Setup avanzado.Veamos qué podemos encontrar en las otras lí-neas del menú inicial del Setup.

Concluye en el próximo número


CONSTRUCCION DE

UN OSCILOSCOPIO

DIGITAL

CONSTRUCCION DE

UN OSCILOSCOPIO

DIGITAL


Este pequeño osciloscopioexperimental, está formado por una

matriz de diez por diez leds(formando un total de 100), en la

que se despliegan formas de ondasencillas. También tiene la capacidad

de crecer, ya sea para aumentar eltamaño de la pantalla o para

aumentar la frecuencia máxima dedespliegue. En este proyecto

desarrollaremos la versión mássencilla.

Introducción

Como seguramente es de su conocimiento,el osciloscopio es un instrumento que se utilizapara graficar las variaciones de voltaje de unaseñal electrónica en una pantalla, generalmen-te de tipo TRC (tubo de rayos catódicos).

En sus inicios, los osciloscopios eran pura-mente analógicos y con funciones básicas de tra-zo de señales. Las variables que se podían monito-rear eran, por ejemplo, la frecuencia y la amplitudy tal vez una entrada para señal de disparo ex-terna, pero nada más. Esencialmente eran utili-zados para mostrar la presencia de una señal ysu forma de onda sin cuantificar su valor.

Con el tiempo, y al apreciar el potencial deestos instrumentos, se fueron incorporando nue-


vas características: se mejoró la precisión en laslecturas; se aumentó el rango en escalas paravisualizar la señal, tanto en periodo (tiempo)como en amplitud; se aumentó la velocidad dedespliegue, permitiendo mostrar dos señales dis-tintas al mismo tiempo y compararlas (funciónconocida como “de doble trazo”); se incrementóel ancho de banda y se le dotaron de otras pres-taciones, por ejemplo, la compatibilidad con lascomputadoras personales (figura 1).

Conviene tener presente que en los oscilos-copios de doble trazo, hay dos pares de conec-tores por medio de los cuales se acopla cada unade las señales para el despliegue; a estas entra-das de señal se les conoce como canal 1 y canal2, respectivamente (figura 2). Igualmente, cabemencionar que el ancho de banda es la capaci-dad máxima en frecuencia del equipo para mos-

trar la señal; actualmente encontramos instru-mentos con una capacidad superior a los 300MHz, los cuales generalmente son utilizados encircuitos de comunicaciones. Aunque para finesde reparación de circuitos electrónicos comer-ciales, como electrodomésticos, es suficiente conun osciloscopio desde 10 MHz.

Precisamente, con el aumento del ancho debanda, los osciloscopios comenzaron a utilizarelementos digitales, aumentando así su preci-sión. También empezaron a emplearse otras téc-nicas para el despliegue de señales en lugar delconvencional TRC; concretamente, surgieron lososciloscopios con pantalla de cristal líquido o deplasma (figura 3).

La ventaja de los osciloscopios digitales es-triba en que se puede obtener una mayor canti-dad de datos de una señal electrónica con unmínimo esfuerzo por parte del usuario. Por ejem-plo, en una misma pantalla se muestra la formade onda de la señal, el periodo en su valor nu-mérico, la frecuencia, los valores de intensidad(eficaz o RMS), etc.

Además puede generar una copia impresa delo que se muestra en pantalla a través de unaimpresora térmica.

ADC (Convertidor analógico/digital)

La conversión de una señal analógica en unanumérica, es la parte inicial del proceso de des-pliegue de los osciloscopios digitales. Recorde-mos que, en una señal analógica se tiene una se-rie infinita de posibles valores intermedios entreun rango definido de intensidad. Esta señal trans-

Señal extraídade unavideograbadora.Observe laspuntas delosciloscopiopertenecientesa los canales1 y 2

Figura 1

Figura 2

Como una respuesta a las necesidades modernas de procesarinformación, el ociloscopio digital puede ser compatible concomputadoras personales.


formada en su equivalente digital corresponde-rá a una serie de valores perfectamente defini-dos y finitos que representan la señal original.

Para realizar la conversión de una señal ana-lógica en una digital, se utilizan circuitos opera-cionales en su función de comparadores de vol-taje; al respecto, cada uno de los comparadoresse dispara con un nivel de voltaje fijo diferente(figura 4).

La salida de cada comparador, se activa cuan-do el voltaje de la señal de entrada alcanza elvalor de intensidad para el cual fue asignadopreviamente. Con las salidas de los distintoscomparadores, se obtiene una serie de posiblessalidas que se resumen en la tabla 1. Cada valorposible en la tabla puede codificarse en un valorbinario, de forma que a cada valor muestreadopor los circuitos comparadores corresponderá unúnico valor binario.

La capacidad de despliegue de un osciloscopiodigital está determinada por la cantidad de mues-treos (comparaciones) que el circuito de entra-da puede realizar. Cuanto más grande sea elnúmero de muestras, más fiel será la represen-tación digital.

Hay que recordar que las señales analógicasson continuas en el tiempo, mientras que las

señales de tipo digital son discretas, es decir, tie-nen valores definidos; y entre más pequeñossean los intervalos, mejor estará representadala señal analógica.

Los osciloscopios modernos digitales son muyprácticos, ya que presentan mediante una seriede menús cada una de las funciones especiales,facilitando el trabajo y guiando al usuario demanera muy intuitiva hasta obtener los resulta-dos deseados.

También despliegan valores en formato alfa-numérico, con ayuda de un puntero en pantalla;e igualmente, permiten conocer el valor exactode voltaje en algún punto específico de la señaltrazada en el osciloscopio.

Estos equipos ofrecen la capacidad de alma-cenar en memoria las formas de onda obtenidasde circuitos electrónicos, para ser consultadas

Figura 3

Osciloscopio portátil digitalde Hitachi

Vcc

-

+

-

+

-

+

-

+

-

+

-

+

-

+

-

+

Vcc

D

Voltaje deentrada analógico

R

R

R

R

R

R

R

R

11

12

13

14

15

16

17

18

( )

C bel

A

B

C

Salidacodificadaen binaria

Saturación

Comparadores

Co

dif

ica

do

r

Figura 4


posteriormente, función que es inexistente en losequipos analógicos.

Construcción de un osciloscopiodigital de bolsillo

El osciloscopio digital que proponemos para suconstrucción requiere de pocos componentes. Enla tabla 2 se muestra la lista.

El circuito está formado por una matriz de diezpor diez leds (formando un total de 100), en laque se despliegan formas de onda sencillas. Tam-bién tiene la capacidad de crecer, ya sea paraaumentar el tamaño de la pantalla o para au-mentar la frecuencia máxima de despliegue. Eneste proyecto desarrollaremos la versión mássencilla.

Funcionamiento del circuito

Para entender el funcionamiento básico del cir-cuito, observemos el diagrama de la figura 5.

Al acoplar una señal de entrada al circuitoconvertidor analógico/digital, se genera un va-lor alto en sólo una de sus líneas de salida; estaseñal se utiliza para activar al circuito vertical,de modo que, según sea el valor de la señal deentrada, dicho circuito activa la línea que le co-rresponda en la matriz de leds.

Por otra parte, el circuito horizontal es el en-cargado de generar el desplazamiento en el tiem-po. Para ello, activa de manera secuencial unalínea en la matriz de leds y, mediante un circuitocontador de tipo CMOS, inicia su cuenta en elextremo izquierdo y la termina en el extremoderecho.

La intersección de las líneas verticales y hori-zontales en la matriz va formando una imagenaproximada de la señal de entrada. Por su parte,el reloj se encarga de generar un pulso constanteque sirva de tiempo base para el desplazamientode la cuenta del circuito horizontal. La frecuenciade dicho reloj se controla manualmente para po-der ampliar la imagen de la señal mostrada.

Diagrama esquemático

De la misma forma que un osciloscopio conven-cional, nuestro prototipo del circuito deosciloscopio digital requiere de una pantalla (for-mada por la matriz de leds) para mostrar las for-mas de onda de las señales. Vea en la figura 6 eldiagrama esquemático.

En la matriz, los leds están interconectadosde tal manera que sus cátodos se unen en formade líneas horizontales y sus ánodos en forma de

dadiroirpedrodacifidoC

sadartnE sadilaS

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0

0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0

0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0

0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0

0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1

11 12 13 14 15 16 17 18 a b c tuoC

Tabla 1 NOICPIRCSED AICNEREFER

odargetniotiucriCroditrevnoc(4193ML

)latigid/ocigólana

odargetniotiucriCedrodatnoc(7104DC

)SOMCopitadaced

laenilortemoicnetoP 1R

ttaw2/1asmholiK1edaicnetsiseR 2R

mhogeM1edteserP 3R

ttaw2/1asmholiK1edaicnetsiseR 4R

ocimarecoocitílortceleroticapaCsoidaraforcim10.0ed

1C

odargetniotiucriC )rodaziropmet(555EN

odargetniotiucriCatreupmoc(1104DC)sadartnesodDNAN

soritsodolopnurotpurretnI 1WS

euqepsdel001 oñ s noiccelearoloC

ocinofeleterbmalA

otiucricarapadarofrepallilbaToserpmi

opitotorP

Tabla 2


líneas verticales. De esta manera, si se alimentauna línea horizontal cualquiera y una vertical,sólo un led se encenderá a la vez; esto significaque, mediante la activación de líneas horizonta-

les y verticales, se puede hacer que cualquier ledespecífico encienda por coordenadas (figura 7).

Como ya mencionamos, nuestro osciloscopiodigital dispone de dos elementos de control: uno

( )Convertidor

A/DCircuitovertical

Matrizde led´s

Base detiempos(Reloj)

Circuitohorizontal

Señal de entrada

VIN

t

Diagrama a bloques del circuito osciloscopio Figura 5

LM3914

9

10

11

12

13

14

15

16

18

1

17

3 2 4 7 10 1 5 6 9 11

3A

2

1

15

CD4017

16

R3

R4

C1+

6

7

21

3

13 814

NE555

Osciloscopio digital

Señal de entrada

8 4

5

6

7

2

8

4

R1

R2

3

+V

CD4011

5

6

144

7

9

+V

SW1

b

B

Diagrama esquemático

Figura 6


horizontal y otro vertical. El horizontal se en-carga de realizar el barrido en el eje (X, es decir,en frecuencia) y el vertical dibuja la forma deonda de la señal en amplitud en el eje Y.

La salida del circuito vertical LM3914, un cir-cuito convertidor A/D, se activa en 1 (lógico bi-nario positivo) y la salida del circuito horizontalCD4017, contador de década, se activa en 0 (ló-gico negativo).

El efecto de esto es el mismo que se obtieneal conectar en las líneas verticales la terminalpositiva de una batería y en las líneas horizon-tales la terminal negativa, ya que se provoca queel led correspondiente se encienda.

El CD4017 es un circuito contador de década,lo cual significa que cuando los pulsos de relojllegan a la terminal 15 del circuito, éste inicia sucuenta progresiva haciendo que de manerasecuencial -de izquierda a derechase active enbajo una línea del circuito.

Los pulsos de reloj son proporcionados por eltemporizador NE555, que se encuentra en con-figuración de astable, es decir, siempre está ge-nerando pulsos de reloj cuya frecuencia quedadeterminada por el arreglo de resistencias R3,R4 y capacitor C1.

La variación de la resistencia de R3, provocaaumento o disminución de la frecuencia del cir-cuito. El aumento de frecuencia de los pulsos de

reloj provoca una mayor velocidad en el barridohorizontal.

LM3914 actúa como convertidor analógico/digital, para cada valor que toma la señal deentrada. Este circuito activa una de sus diez sa-lidas, siendo la elegida aquella que representael nivel más aproximado de la línea de entrada.Con la variación de R1 se calibra la relación devoltajes de entrada con líneas de salida.

Extensión del circuito

Este circuito se puede ampliar en cuanto a sucapacidad de pantalla y de barrido, conectandocircuitos similares en cascada. Esto es, para elcircuito de control vertical se deberá conectaren cascada otro circuito LM3914, de tal formaque ahora la capacidad de la pantalla sea de 20líneas horizontales, con lo que podemos incre-mentar la amplitud visible.

Para el circuito de control horizontal, se de-berá conectar otro contador de década en cas-cada, con lo que se completa la pantalla cuadra-da de 20 x 20 leds.

La frecuencia determinada por R3, R4 y C1 sepuede variar mediante el potenciómetro R3. Aquídebemos considerar que la frecuencia máximade operación de nuestro osciloscopio digital es-tará determinada no tanto por el reloj, ya que sise requiere podemos implementar un osciladorcon cristal; en realidad, depende de la frecuen-cia máxima de operación de los chips de controlhorizontal y vertical. Esta puede ser una prácti-ca interesante para quien le guste experimentarcon los alcances máximos de operación de losdispositivos y de la conexión en cascada de ele-mentos para crear dispositivos con mayor capa-cidad.

Conclusión

Si bien el presente circuito puede servir como unaherramienta para observaciones sencillas (porejemplo, las señales de un control remoto), tam-bién nos ayuda a comprender conceptos comola forma en que operan los teclados en matriz.En este caso, tenemos un arreglo de 10 x 10 conla posibilidad de controlar 100 interruptores.

Matriz deleds

Forma de ondadesplegada

t

VIN Simulación de operación

Voltaje de entrada

Figura 7


PROXIMO NUMEROPROXIMO NUMERO

Búsquela con

su distribuidor

habitual

Enero 1998

Ciencia y novedades tecnológicas

Perfil tecnológico• Los superconductores

Leyes, dispositivos y circuitos• Dispositivos de montaje de superficie.

Segunda parte

Qué es y cómo funciona• El control remoto

Servicio técnico• Fallas resueltas y comentadas en hornos de

microondas

• Servicio a reproductores de audiocasetemodernos. Segunda parte

• Mecanismos modernos de audiocasete

Electrónica y computación• El programa Electronics Workbench

Proyectos y laboratorio• Circuito intercomunicador

Diagrama de hornos de microondasPanasonic

electronica y servicio 10--hornos de microondas

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