saber electrónica 263 ed. argentina

7/24/2019 Saber Electrónica 263 Ed. Argentina

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SECCIONES FIJAS

Sección del Lector 26

ARTICULO DE TAPA

Electromedicina. Los equipos de diagnóstico y tratamiento Tomógrafos y Electrobisturís 3

LIBRO DEL MES

Robótica desde cero 17

MONTAJE

Construcción de proyectos sencillos con PIC en Proteus 27Estetoscopio electrónico 57Unidad de memoria universal 62Manejo de displays de 7 segmentos con PICAXE-40 67

SERVICE

Curso de funcionamiento, mantenimiento y reparaciónde amplificadores de audio digitales - Lección 13Proyecto de un amplificador PWM. Amplificador de salida con TIP 37

CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR

Cómo se repara el teclado de un teléfono celular 49

RADIOARMADOR

Construcción de una antena para ver toda la TV por aire 72

AUTO ELECTRICO

Aplicación de gas licuado en el funcionamiento de los vehículos a nafta 77

Año 22 - Nº 263

JUNIO 2009

Ya está en Internet el primer portal de electrónica interactivo.Visítenos en la web, y obtenga información gratis e innumerables beneficios.

www.webelectronica.com.ar

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S ER

E L E TRON I

EDICION ARGENTINA

I m p re s ió n : W EBEN S .A. - M o re no 1 6 5 - La n ús - Bs .As . - Arg e n t i n aPublicación adherida a la AsociaciónArgentina de Editores de Revistas

Distribución en Capital

Carlos Cancellaro e Hijos SH

Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942

Uruguay

RODESOL SA

Ciudadela 1416 - Montevideo901-1184

Distribución en Interior

Distribuidora Bertrán S.A.C.

Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap.



DEL DIRECTOR AL LECTOR

QUEREMOS OFRECERLELA MEJOR OPCION

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

Últimamente empleo este espacio para dar mi parecer so-b re diferentes aspectos de la actualidad tanto en Arg e n t i n acomo en diferentes países de la región. Quienes me conocensaben que re c o rro el continente y tengo la oportunidad deconocer el pensamiento de los ciudadanos y su opinión sobre

la famosa “globalización”. Los Argentinos estamos sufriendolos efectos del dengue y estamos alertas ante los embates de la gripe porcina (el ya famoso

virus H1N1); lamentablemente me declaro ignorante en el tema y desconozco cuáles son lo re-caudos a tener en cuenta para minimizar los efectos de estas “pestes” pero hay otros temas mástangibles… pero que de igual manera me sorprende y asustan… Anoche miraba un informesobre “las maras” en El Salvador (bandas de delincuentes) y planteaban el tema como un peli-gro instalado, creciente y cada vez más arraigado en dicho país y comentaban que era imposi-ble vivir en dicho país por el nivel de delincuencia; hace 15 días vine de dictar cursos en El Sal-

vador y si bien he notado pobreza y no me caben dudas que hay delincuencia, no he notadomás violencia que en las calles de Bs. As. Claro que hay zonas por donde no se puede circular de noche, pero todos los días he salido a cenar… y entonces me pregunto: ¿será que tuvesuerte o que no hay imparcialidad en la información?

Pero comentando temas que nos tocan más de cerca, desde hace más de un mes que esta-mos asistiendo a la “batalla mediática” por las bancas legislativas. Por un lado hubo un apuroextremo en tratar de adelantar las elecciones y una vez conseguido dicho objetivo fue casi im-posible lograr consenso para la elaboración de las famosas listas. Por un lado se dice “nosotroso el caos” y por el otro se afirma “si ganamos no hay caos, no va a pasar nada” y los dos dis-cursos me dejan sin palabras ya que los primeros afirman que “no sabemos vivir en democra-cia” y que por ende necesitamos que nos guíen sin chistar y los segundos dicen “cambiemospara que nada cambie”. Ahora bien, digo todo esto porque, como siempre, somos los ciu-dadanos los que pagamos el precio de tantas incoherencias, ya sea en la información como enla conducción ya que cada vez que pensamos que las cosas se van a estabilizar “cada vez noscuesta más seguir adelante”. Por eso, cada vez que nos reunimos para decidir los nuevos pro-ductos a lanzar y las “ofertas” que vamos a realizar tanto a nuestros lectores como a los socios

del Club SE, lo primero que deberíamos plantearnos es “cuáles son los recursos mínimos quenecesitamos para salir adelante” y en base a eso tendríamos que hacer nuestra planificación y,en realidad, el planteo debería ser al revés, es decir, “qué es lo que nuestros lectores necesitanpara capacitarse y así estar más preparados para afrontar tiempos de crisis”. Precisamente, co-mo tenemos que tener presente “los tiempos que corren” y como somos una empresa que noposee subvención alguna y las espaldas económicas no son muy anchas, solemos ser cautelosos

y por eso le pedimos su apoyo para que nos diga qué es lo que necesita y cómo desea que selo ofrezcamos. En nuestra web encontrará una encuesta cuyos resultados nos van a ayudar amejorar nuestros servicios para que Ud. encuentre, en Saber Electrónica, la mejor opción en ca-pacitación electrónica.

¡Hasta el mes próximo!Ing. Horacio D. Vallejo

EDICION ARGENTINA - Nº 263

Director

Ing. Horacio D. Vallejo

Producción

José María NievesColumnistas:

Federico PradoLuis Horacio Rodríguez

Peter Parker Juan Pablo Matute

En este número:

Ing. Alberto Picerno

Ing. Ismael Cervantes de AndaIng. Luis Roberto Rodríguez

Enrique Célis

EDITORIAL QUARK S.R.L.

Propietaria de los derechosen castellano de la publicación men-sual SABER ELECTRONICA

Herrera 761 (1295)Capital FederalT.E. 4301-8804

Administración y NegociosTeresa C. Jara

StaffOlga VargasHilda Jara

Liliana Teresa VallejoMariela VallejoDiego VallejoRamón Miño

Ing. Mario LisofskyFabian Nieves

Sistemas: Paula Mariana VidalRed y Computadoras: Raúl Romero

Video y Animaciones: Fernando FernándezLegales: Fernando Flores

Contaduría: Fernando DucachTécnica y Desarrollo de Prototipos:

Alfredo Armando Flores

Atención al ClienteAlejandro Vallejo

[email protected]

Internet: www.webelectronica.com.ar

Club SE:Luis Leguizamón

Editorial Quark SRLHerrera 761 (1295) - Capital Federal


La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notasfirmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son alos efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan respon-sabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción totalo parcial del material contenido en esta revista, así como la in-dustrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas queaparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones le-gales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.

Tirada de esta edición: 12.000 ejemplares.



A RTÍCULO DE T APA

Desde la aparición de la electrónica en la vida cotidiana, los técnicos han tratado de aplicarla en beneficio de la salud y de la investigación del cuerpo humano. Así, el diagnóstico por imágenes ha ido avanzando hasta convertirse en la actuali - dad en un método indispensable para el estudio

y seguimiento de infinidad de tratamientos.Desfibriladores y marcapasos son instrumentos eléctricos (electrónicos) indicados en diferentes tratamientos; los electrobisturís y los láser per - miten cirugías con menores riesgos y equipos como tomógrafos, electrocardiógrafos o ultraso - nidos entregan datos más que importantes para detectar diferentes anomalías en el cuerpo huma - no. Evidentemente, en el desarrollo de los equi - pos que hemos mencionado han participado téc - nicos e ingenieros en electrónica y en todo hos - pital o centro de salud que posea al menos uno

de estos equipos debe haber un técnico que rea - lice mantenimiento y, por ende, tiene que estar capacitado para entender su funcionamiento.Hace un tiempo fui invitado a dictar un seminario sobre la generación de imágenes que permiten realizar diagnósticos y tuve que “estudiar” dife - rentes temas relacionados con electrónica y medicina (biomedicina) para poder explicar diferen - tes fenómenos electroquímicos para que puedan comprenderse con facilidad; esto me ha dado “pie” como para que pueda reunir información y, con ayuda de especialistas, brindárselas a nues - tros lectores. En Saber Electrónica, periódicamente publicamos artículos relacionados con la electromedicina pero ¿qué es en realidad la electromedicina? ¿qué estudia? ¿qué debe saber un técnico electrónico para poder dar servicio y mantenimiento a equipos electromédicos? ¿se pue -

den construir equipos con pocos recursos?. En este artículo damos comienzo a una serie desti - nada a explicar conceptos elementales sobre electromedicina con los que trataremos de dar res - puesta a éstas y otras preguntas que pueden formularse los interesados en este tema. Además,publicaremos proyectos completos de equipos, tratando de combinar el hecho de que sea de fácil construcción con la necesidad de tener prestaciones profesionales. Aquí explicamos qué es una tomografía, cómo deben ser los tomógrafos, en qué se basa el electrobisturí y cómo debe ser un equipo electrónico de estas características.

Informe preparado por Horacio D. Vallejo Con el Asesoramiento de Dr. Aurelio García Llamas y el aporte de Fabián Peralta

Saber Electrónica

3

Electromedicina



Introducción

Como una breve

introducción se puede

decir que la “electrome-

dicina” es la especiali-

dad de las Ciencias de

la Salud que estudia y

analiza el cuidado de la

Salud desde el punto

de vista de la

Tecnología Sanitaria

con el aporte de

Técnicos e Ingenieros

en Electricidad y

Electrónica.

Esta asignatura o

especialidad estudia lacorrecta planificación,

aplicación y desarrollo

de equipos y técnicas

utilizadas para realizar

estudios y tratamientos médicos, normaliza el control de

calidad de los equipos empleados y evalúa el control y

prevención de los riesgos asociados con el empleo de

estos equipos en el cuerpo humano.

Por todo esto, los profesionales de la Electromedicina

son Ingenieros, Físicos, Técnicos y Profesionales de la

Salud especializados en solucionar y facilitar cualquier

problema relacionado con la tecnología eléctrica y elec-

trónica aplicada a la medicina, desde su uso a su adqui-

sición.

Algunos de los equipos o especialidades asociadas a

la electromedicina son:

TomografiaElectrobisturí Desfibrilador Marcapasos Electrocardiograma Resonancia Magnética Electroencefalografía

Ultrasonido Cirugías Láser Terapias Láser para diagnóstico Radioinmunoanálisis

La Tomografía

En medicina, la Tomografía es

el procesado de imágenes de

determinadas zonas del cuerpo

humano por secciones.

El equipo que procesa

estas imágenes se

llama tomógrafo, mien-

tras que la imagen pro-

ducida es un tomogra-

ma. Este método no

sólo se usa en medici-

na, sino que aporta

excelentes resultados

en arqueología, biolo-

gía, geofísica, oceano-

grafía, ciencia de los

materiales y otras cien-

cias. En la mayoría de

los casos se basa en

un procedimiento mate-

mático llamado recons-trucción tomográfica.

Hay muchos tipos de

tomografías aplicadas

a la salud, pero se des-

tacan las tomografías por emisión de positrones y la

tomografía computada o computarizada. Una tomografía

de varias secciones de un cuerpo es conocida como poli-

tomografía.

Tomografía PET

La tomografía por emisión de positrones (PET: por las

siglas en inglés de Positron Emission Tomography), figu-

ras 1 y 2 es un tipo de procedimiento de medicina nucle-

ar que mide la actividad metabólica de las células de los

tejidos del cuerpo. La PET, es en realidad, una combina-

ción de medicina nuclear y análisis bioquímico. Se utiliza

principalmente en pacientes que tienen enfermedades

del corazón o del cerebro y cáncer, la PET ayuda a visua-

lizar los cambios bioquímicos que

tienen lugar en el cuerpo, como el

metabolismo (proceso por el cual

las células transforman los alimen-

tos en energía después de que hansido digeridos y absorbidos en la

sangre) del músculo cardíaco.

La Tomografía por Emisión de

Positrones es una técnica no inva-

siva de diagnóstico e investigación

por imagen capaz de medir la acti-

vidad metabólica de los diferentes

tejidos del cuerpo humano, espe-

cialmente del sistema nervioso

central. Al igual que el resto de téc-

Artículo de Tapa

Saber Electrónica

4

Figura 1

Figura 2



nicas diagnósti-

cas en Medicina

N u c l e a r, la T E P

se basa en detec-

tar y analizar la

distribución que

adopta en el inte-

rior del cuerpo un

r a d i o i s ó t o p o

administrado a

través de una

inyección.

La diferencia

entre este estudio

y otros exámenes

de medicina

nuclear es que la

P E T detecta elmetabolismo den-

tro de los tejidos

corporales, mien-

tras que otros tipos de exámenes de medicina nuclear

detectan la cantidad de sustancia radioactiva acumulada

en el tejido corporal en una zona determinada para eva-

luar la función del tejido.

Esta técnica mide la producción de fotones gamma

como resultado de la destrucción de un positrón. Para

obtener una tomografía PET se inyecta una sustancia

que se desea investigar unida a un isótopo que emite

positrones (radionúclidos), y se evalúa el paso de la sus-

tancia por la barrera hematoencefálica. Se toman imáge-

nes en tiempo real observándose imágenes bidimensio-

nales utilizando técnicas matemáticas de construcción de

imágenes.

Los radionúclidos que se emplean en las PET son

sustancias químicas como la glucosa, el carbono o el oxí-

geno, que son utilizadas naturalmente por el órgano o

tejido en cuestión durante el proceso metabólico. Se

agrega una sustancia radioactiva a la sustancia química

requerida para las pruebas específicas. Por ejemplo, en

las PET cerebrales, se aplica una sustancia radioactiva a

la glucosa (azúcar en la sangre) para crear un radionú-

clido denominado fluorodeoxiglucosa (FDG), ya que elcerebro utiliza glucosa para su metabolismo. La FDG se

utiliza en gran medida en los estudios de PET.

Pueden utilizarse otras sustancias para los estudios

de PET, según el propósito del examen. Si se estudia el

flujo de sangre y la perfusión de un órgano o tejido, el

radionúclido puede ser un tipo de oxígeno, carbono,

nitrógeno o galio radiactivo.

La PET utiliza un dispositivo de exploración (una

máquina con un gran hueco en el centro) que detecta los

positrones (partículas subatómicas) emitidos por un

radionúclido en el

órgano o tejido

que se estudia. La

figura 3 esquema-

tiza el proceso de

captura de la PET.

La posibilidad de

poder identificar,

localizar y cuanti-

ficar el consumo

de glucosa por las

diferentes células

del organismo,

ofrece un arma de

capital importan-

cia al diagnóstico

médico, puesto

que muestra quéáreas del cuerpo

tienen un metabo-

lismo glucídico

elevado. Un elevado consumo de glucosa es, precisa-

mente, la característica primordial de los tejidos neoplá-

sicos.

De esta manera es factible localizar los focos de cre-

cimiento celular anormal en todo el organismo ya que la

TEP no evalúa la morfología de los tejidos, sino su meta-

bolismo y, por ende, se puede detectar un crecimiento

anormal de las células, tema que trata la oncología.

El radionúclido se administra por vía intravenosa o se

inhala como un gas. Luego, el escáner de la PET se

mueve lentamente sobre la parte del cuerpo en estudio.

La descomposición del radionúclido emite positrones.

Durante la emisión de positrones se generan los rayos

gama, que luego serán detectados por el escáner. Una

computadora analiza los rayos gama y utiliza la informa-

ción para crear un mapa de imagen del órgano o tejido

en estudio. La cantidad de radionúclidos concentrados

en el tejido afecta el brillo con el que aparece el tejido en

la imagen e indica el nivel de funcionalidad del órgano o

tejido. Se suelen emplear estos estudios para:

* Para detectar la propagación del cáncer a otras par - tes del cuerpo desde el sitio en que apareció original - mente y para evaluar la eficacia de un tratamiento contra este mal. También para ayudar a controlar y tratar el cán - cer de pulmón mediante la clasificación por etapas de las lesiones y el seguimiento del progreso de las lesiones después del tratamiento.

* Para diagnosticar demencias (trastornos relaciona - dos con el deterioro de la función mental) como la enfer - medad de Alzheimer, así como otros trastornos neuroló - gicos como: Enfermedad de Parkinson (enfermedad pro -

Artículo de Tapa

Saber Electrónica

6

Figura 3



gresiva del sistema nervioso en la que se observa un leve temblor, debilidad muscular y un modo de caminar parti - cular), Enfermedad de Huntington (enfermedad heredita - ria del sistema nervioso que causa demencia progresiva,movimientos extraños involuntarios y una postura anor -

mal), Epilepsia (trastorno cerebral que provoca convul - siones recurrentes), etc.

* Para localizar la zona donde se realizará un proce - dimiento quirúrgico en el cerebro.

* Para evaluar el cerebro después de un traumatismo y detectar hematomas (coágulos de sangre), hemorra - gias o perfusión (flujo de sangre y oxígeno) del tejido cerebral.

* Para identificar y cuantificar lesiones pulmonares o masas detectadas en radiografías o TC de tórax.

* Etc.

La figura 4 muestra un tomógrafo PET típico.

Tomografía Axial Computarizada (TAC)

La tomografía axial computarizada (TAC) es una

prueba de diagnóstico radiológica mediante la utilización

de rayos X y procesamiento de las imágenes por orde-

nador. Mediante el ordenador se reconstruyen los planos

atravesados por los rayos X. La imagen se construye

midiendo la absorción de rayos X por el tejido atravesa-

do.

Al procesar las imágenes se pueden ver como cortes

tridimensionales en un monitor de televisión o en unaradiografía.

Con este método se consiguen imágenes muy preci-

sa del interior del organismo y de sus diferentes órganos,

permitiendo diagnósticos muy precisos.

Para obtener una TAC, el paciente permanece tum-

bado en una camilla, y ésta se desliza dentro del tubo

que genera los rayos X, que gira alrededor del paciente.

No causa dolor ni molestia alguna. Tampoco produce

claustrofobia ni ruido como la RMN (resonancia magnéti-

ca nuclear). El técnico de radiología permanece en comu-

nicación con el paciente cons-

tantemente a través de un siste-ma de comunicación, indicándo-

le los pasos a seguir.

En algunas ocasiones es

necesario el uso de contrastes

radiológicos intravenosos u ora-

les para ver la función de deter-

minados órganos. Si es usted

alérgico a estos productos, debe

advertirlo previamente (aunque

se lo preguntarán antes de

administrárselos). Por ello será necesario firmar un con-

sentimiento escrito de aceptación de los posibles riesgos.

Se recomienda acudir en ayunas, aunque no es

estrictamente necesario. Se lo indicarán al darle la cita.

Si el estudio es digestivo, procurar no comer alimentos

que produzcan "gases" el día anterior, ni que contenganresiduos. Al darle la cita le indicarán una lista de alimen-

tos a evitar. La prueba la realiza un técnico en radiodiag-

nóstico y posteriormente un médico especialista en radio-

logía es el encargado de interpretar las imágenes. Las

TAC más comunes son:

TAC abdominal TAC craneal TAC torácico TAC lumbosacro TAC de órbitas

Para explicar el funcionamiento de esta técnica, diga-

mos que el equipo emite un haz muy fino de rayos X.

Este haz incide sobre el objeto que se estudia y parte de

la radiación del haz lo atraviesa. La radiación que no ha

sido absorbida por el objeto, en forma de espectro, es

recogida por los detectores. Luego el emisor del haz, que

tenía una orientación determinada (por ejemplo, estricta-

mente vertical a 90º) cambia su orientación (por ejemplo,

haz oblicuo a 95º). Este espectro también es recogido por

los detectores. La computadora “suma” las imágenes y

las promedia. Luego, el emisor cambia su orientación

(por ejemplo, a 100º de inclinación). Los detectores reco-

gen este nuevo espectro, lo “suman” a los anteriores y“promedian” todos los datos. Esto se repite hasta que el

tubo de rayos y los detectores den una vuelta completa,

momento en el que se dispone de una imagen tomográ-

fica definitiva y confiable.

En la figura 5 se explica el procedimiento que permi-

te la toma de una TAC. La parte “a” representa el resul-

tado en imagen de una sola incidencia o proyección (ver-

tical, a 90º). Se trata de una representación esquemática

de un miembro, por ejemplo un muslo. El color negro

representa una densidad elevada, la del hueso. El color

Artículo de Tapa

Saber Electrónica

8

Figura 4



gris representa una densidad media, los tejidos blandos

(músculos). El hueso, aquí, deja una zona sombreada.

Los músculos, una zona de penumbra. La parte “b” tam-

bién representa el resultado en imagen de una sola inci-

dencia o proyección, pero con un ángulo diferente (hori-

zontal, a 180º). En la parte “c” se grafica qué hace la CPU

con las dos imágenes. Aquí la zona de sombra ya está

limitada al centro de la figura, pero la imagen presenta

unos perfiles muy diferentes al objeto que se estudia (un

cuadrado en vez de un círculo). En la parte “d” de la figu-ra 5 la CPU dispone de datos de cuatro incidencias: 45º,

90º, 135º y 180º. Los perfiles de la imagen son octogona-

les, lo que la aproximan mucho más a los contornos cir-

culares del objeto real.

Una vez que ha sido reconstruido el primer corte, la

mesa donde el objeto reposa avanza (o retrocede) una

unidad de medida (hasta menos de un milímetro) y el

ciclo vuelve a empezar. Así se obtiene un segundo corte

(es decir, una segunda imagen tomográfica) que corres-

ponde a un plano situado a una unidad de medida del

corte anterior.

A partir de todas esas imágenes transversales (axia-les) la CPU reconstruye una imagen bidimensional que

permite ver secciones de la pierna (o el objeto de estudio)

desde cualquier ángulo. Los equipos modernos permiten

incluso hacer reconstrucciones tridimensionales. Estas

reconstrucciones son muy útiles en determinadas cir-

cunstancias, pero no se emplean en todos los estudios,

como podría parecer. Esto es así debido a que el manejo

de imágenes tridimensionales no deja de tener sus incon-

venientes.

Como casi todos los cuerpos son opacos, la interpo-

sición de casi cualquier cuerpo

entre el observador y el objeto que

se desea examinar hace que la

visión de éste se vea obstaculiza-

da. La representación de las imá-

genes tridimensionales sería inútilsi no fuera posible lograr que cual-

quier tipo de densidad que se elija

no se vea representada, con lo

que determinados tejidos se com-

portan como transparentes. Aun

así, para ver completamente un

órgano determinado es necesario

mirarlo desde diversos ángulos o

hacer girar la imagen. Pero incluso

entonces veríamos su superficie,

no su interior. Para ver su interior

debemos hacerlo a través de unaimagen de corte asociada al volu-

men y aun así parte del interior no

siempre sería visible. Por esa

razón, en general, es más útil estudiar una a una todas

las imágenes consecutivas de una secuencia de cortes

que recurrir a reconstrucciones en bloque de volúmenes,

aunque a primera vista sean más espectaculares.

Electrobisturí

La unidad electroquirúrgica, también conocida como

electrobisturí o bisturí caliente es un equipo electrónicocapaz de transformar la energía eléctrica en calor con el

fin de coagular, cortar o eliminar tejido blando, eligiendo

para esto corrientes que se desarrollan en frecuencias

por encima de los 200.000Hz ya que éstas no interfieren

con los procesos nerviosos y sólo producen calor.

Está compuesta por una serie de unidades individua-

les que en conjunto conforman un circuito eléctrico: la

corriente debe fluir desde un generador hasta un electro-

do activo, a través del tejido, y volver al generador vía

electrodo de dispersión inactivo.

Al ser el electrobisturí un aparato eléctrico, su uso no

está libre de complicaciones. El mayor peligro es la que-madura eléctrica.

Este equipo consta de dos partes, una estéril y una no

estéril. Lo estéril, sería el cable (partiendo desde el apa-

rato) y el mango con la punta del electrobisturí. Lo que no

es estéril es la plancha que va por debajo del paciente a

la hora de utilizar el electrobisturí.

Las puntas, de carga positiva, pueden ser de tipo:

Cuchillo (la más utilizada), Aguja (para zonas de menor

tamaño) o punta bola (para coagular mucosas). Algunas

suelen ser de teflón para que el tejido no quede adherido

Saber Electrónica

9

Electromedicina: Tomógrafo y Electrobisturí

Figura 5



al quemarse. El mango puede ser a pedal o puede tener

botones para operar el electrobisturí. El botón amarillo, es

el del corte. El botón azul, es el de coagulación.

La plancha es de carga negativa. Puede ser de metal,

plomo o autoadhesiva descartable. Se coloca cerca de

donde se va a hacer la incisión antes de que se acomo-

de al paciente en la camilla, quedando por debajo de el

antes de preparar el campo operatorio. Hay que tomar

precauciones con respecto a pacientes con marcapasos,

prótesis, uniones metálicas, entre otros.

En aplicaciones de odontología podemos encontrar

dos tipos de instrumentos que se diferencian en la fre-

cuencia portadora de su generador: Electrobisturís, con

frecuencias hasta 3MHz y los Radiobisturís con frecuen-

cias por encima de 3.5MHz.

En cuanto a las funciones que realizan, existen pocas

diferencias. Todos realizan electrosección pura y combi-

nada, así como electrocoagulación. Algunos incluyentoma bipolar y/u otros fulguración. Todos garantizan

potencias eficaces entre 50W y 100W e incluyen entre

sus accesorios todo lo necesario para funcionar inmedia-

tamente, a excepción de un juego de pinzas bipolares

que es opcional. Tan sólo un accesorio delata claramen-

te el tipo de equipo. El electrodo neutro, que en el caso

del radio bisturí toma el nombre de antena. La antena se

encuentra forrada por un material aislante que impide la

conducción eléctrica a través de ella pero que sí permite

la recepción y emisión electromagnética.

Podemos afirmar que el funcionamiento del electro-

bisturí se basa en las tres siguientes afirmaciones:

La radiación electromagnética aparece siempre que se produce una variación en la posición de los electrones de la materia.

La radiación electromagnética es portadora de ener - gía.

La circulación de corriente eléctrica variable, por lo tanto, permite la radiación de energía.

Como es objeto de esta sección darle a nuestros lec-

tores circuitos de equipos de electromedicina, creemos

aconsejable realizar una breve introducción teórica que

permita explicar el funcionamiento de un bisturí electróni-co.

Adoptando el modelo de Niels Bohrl (1913) podemos

afirmar que la materia está compuesta por átomos con

partículas mínimas elementales, el electrón, el protón y el

neutrón que son a las que se deben todas sus propieda-

des. Estas partículas mínimas se agrupan siguiendo

leyes, para formar estructuras más complejas, precisa-

mente los átomos (figura 6). Los átomos se agrupan entre

sí formando moléculas, que a su vez pueden agruparse

en compuestos más complicados como, por ejemplo, la

doble espiral del ADN (figura 7) que identifica el “genoma

humano”

Si tuviéramos un átomo aislado podríamos identificar

dos partes bien diferenciadas, el núcleo y la corteza. El

núcleo está constituido por protones y neutrones y la cor-

teza por electrones. Al núcleo se debe la identidad de la

materia (Oro, Plata, Hidrógeno, etc.) y su ordenamiento

en la Tabla Periódica de los Elementos (tabla que usamos

en química), y a la corteza o “bandas” se deben sus pro-

piedades químicas, eléctricas y magnéticas.

La corteza del átomo está formada por electrones que

giran en ciertas órbitas alrededor del núcleo. Estos pesan

menos que la milésima parte de un protón aunque ambos

tienen la misma carga y signos opuestos. Dado que la

masa de un neutrón es, aproximadamente igual, a la del

protón, no es difícil con un sistema planetario en miniatu-

Artículo de Tapa

Saber Electrónica

Figura 6

Figura 7



ra, con un enorme núcleo en su centro y unos minúscu-

los satélites eléctricos orbitando a su alrededor (figura 8).

Estos electrones no pueden ocupar, en el espacio del

átomo, cualquier lugar; sino unos determinados por la

propia naturaleza del mismo. A estos lugares se los llama

estados permitidos, son llamados orbitales y provocan

que cada elemento de la naturaleza tenga su propia "hue-

lla dactilar": el espectro atómico.

Todo ello nos permite intuir que la energía de un elec-

trón está cuantificada. De hecho la energía que posee un

electrón se define con cuatro parámetros llamados

"números cuánticos".Un átomo con orbitales vacíos presenta un desequili-

brio eléctrico ya que tendrá cargas positivas en el núcleo

y “vacíos” en las órbitas o bandas. Esto le crea una cier-

ta avidez en captar electrones errantes o ajenos.

Potencialmente tenderá a subsanarlo manteniendo siem-

pre llenos, en orden creciente, los más próximos al

núcleo. Estos son los de menor energía. Cuando aplica-

mos un impulso extra al electrón, éste tiende a ocupar

órbitas más elevadas. Si esta energía es suficiente,

puede incluso abandonar el volumen de influencia del

átomo y salir de él.

A una cierta distancia del núcleo los orbitales posiblesde energía desaparecen y se habla de un "continuo" de

energía.

Las perturbaciones sufridas por los electrones son las

causantes de las radiaciones electromagnéticas.

Para explicar mejor este efecto, recuerde que los

electrones son portadores de energía y además de girar

alrededor del núcleo, lo hacen también alrededor de su

propio eje, particularidad llamada espín y cuyas perturba-

ciones tienen mucha relación con las propiedades mag-

néticas de la materia.

Cuando un electrón pasa de un nivel de energía a otro

lo hace absorbiendo o emitiendo una radiación electro-

magnética dada. Físicamente, para cambiar de nivel

energético se acerca o aleja del núcleo, ocupando un

lugar en otra banda u orbital.

Usando los postulados introducidos por Einstein, aeste paquete de energía radiada (quantum / cuanto de

acción) lo llamaremos fotón. Esto quiere decir que si el

electrón pasa de un nivel energético superior a otro infe-

rior, se liberará energía en forma de fotón. Podemos ima-

ginarnos pues, una radiación, como una sucesión de foto-

nes emitidos en todas las direcciones (figura 9).

Un fotón tiene como característica fundamental una

energía y una frecuencia determinadas que están rela-

cionadas por la conocida expresión E= hf, siendo, E, la

energía del fotón; f, la frecuencia y h, la constante de

Planck.

Observemos que el fotón se emite, como energía dis-creta y única por un electrón, cuando salta de una ener-

gía mayor a una menor. Luego una radiación continua

exige una emisión continua de fotones y por tanto un tra-

siego continuo de uno a otro nivel.

La radiación electromagnética se produce a conse-

cuencia de las perturbaciones sufridas por los electrones.

Esta definición nos dice que si hacemos vibrar un

átomo en su conjunto también se perturbarán los electro-

nes y por tanto habrá emisión de fotones. Esta vibración

radiaría fotones térmicos (calor) principalmente. Lo

mismo es aplicable a una vibración, o rotación, molecular

y a una macromolecular. Curiosamente las estructuras

más complejas también tienen energías “cuánticas”características.

Cuando un electrón se encuentra en un “continuo” es

decir, que no posee una energía cuantificada, lo podemos

someter a perturbaciones por medio de campos eléctri-

cos y magnéticos provocados, haciendo que se despla-

Saber Electrónica


Figura 9

Figura 8



cen a lo largo de un hilo con-

ductor y, por lo tanto, provo-

cando la emisión de radiación.

Podemos afirmar que la

radiación electromagnética es

algo universal, común a todos

los cuerpos radiantes y que se

caracterizan por su energía

fotónica, por su frecuencia y

que siempre se produce por

perturbaciones de carga, bien

sea al desplazarla por un con-

ductor, como en la corriente

eléctrica, o por que salta de un

nivel de energía a otro.

En la figura 10 se puede

observar el espectro de radia-

ción electromagnética. Laenergía de los fotones de

radiación se mide en e.v. (elec-

trón-volt) que es una unidad,

muy apropiada, para estas

escalas de energía.

Por otra parte la velocidad

de transmisión de estas radia-

ciones es siempre la misma,

300.000 km/segundo, sin

importar su frecuencia o ener-

gía (velocidad de la luz).

Ahora bien, supongamos un material conductor de la

electricidad por ejemplo, un cable de cobre. Si se lo pone

en contacto por uno de sus extremos con una sustancia

con avidez de electrones (defecto de electrones), y por el

otro extremo, con una sustancia con exceso de electro-

nes, se producirá entre los mismos una diferencia de

potencial eléctrico (que se mide en volt). El extremo defi-

citario capturará electrones del metal, dejando sus áto-

mos proximales desequilibrados. Estos, a su vez, captu-

rarán electrones de sus vecinos, y así sucesivamente. El

fenómeno es similar al de la difusión de la tinta en el

agua, pero se produce a la velocidad de la luz. Estas cap-

turas se van extendiendo hasta que se alcanza el otro

extremo del cable. Allí, la sustancia con electrones enexceso cede algunos a los átomos desequilibrados que

van apareciendo. El fenómeno es equivalente a conside-

rar un flujo de electrones circulando de una a otra sus-

tancia. A este flujo lo llamamos corriente eléctrica y se

mide en ampere (A). Este proceso se repetirá hasta que

las sustancias de los extremos alcancen un equilibrio

relativo entre sí y la diferencia de potencial se anule.

Las sustancias de que hablamos, bien pudieran ser

las que constituyen una batería o una pila eléctrica

común.

Como se sabe, la corriente eléctrica puede ser conti-

nua o alterna. La primera implica que el flujo de electro-

nes va siempre en un mismo sentido, de un extremo al

otro del conductor. Mientras que la corriente alterna impli-

ca un cambio de sentido del flujo, debido a un cambio de

polaridad.

La corriente continua puede ser, constante o variable.

La constante produce campos magnéticos estáticos y por

ello se utiliza para activación de electroimanes, electro

válvulas, etc. La corriente continua constante no emite

radiación alguna, sólo crea campos magnéticos estáticos

en su entorno.

La corriente continua variable y la alterna sí producen

emisión de radiación. Vemos que estas conclusiones secorresponden perfectamente con lo visto sobre radiación:

Una variación en la distribución electrónica radiará ener-

gía.

Todas estas corrientes las podemos representar gráfi-

camente, incluso cuando tienen formas de lo más compli-

cadas. No obstante, se tienden a representar como ondas

senoidales periódicas con el fin de facilitar la compren-

sión. Se puede demostrar matemáticamente que cual-

quier tipo de onda, de cualquier forma y amplitud se

puede considerar como una suma de ondas senoidales

Artículo de Tapa

Saber Electrónica

2

Figura 10



(series de Fourier). En la figura 11 se pueden ver repre-

sentados dos de los parámetros característicos de una

onda: longitud de onda y amplitud. Se ha elegido, la onda

de vibración de una cuerda común, por ser un ejemplo

muy intuitivo y didáctico, en donde se puede, de forma

sencilla, ver las características de las ondas.

Recordamos en este punto que las ondas tienen propie-

dades similares, sea cual sea su naturaleza. Los cuantos

de vibración sonora son llamados fonones, por ejemplo.

Volviendo a las corrientes eléctricas, sabemos que

estas se propagan por una sustancia en función de su

resistencia. Por ser esta una propiedad de las sustancias

que es fundamental para entender los principios de

actuación del electrobisturí, vamos a extendernos un

poco sobre ella.

La resistencia eléctrica es la propiedad de una sus-

tancia que tiene relación directa con la disponibilidad de

electrones sueltos o con poca energía de unión al núcleo

(región del continuo), en los átomos considerados y se

mide en OHM. Si están muy equilibrados y en orbitales

muy profundos (cercanos al núcleo), la resistencia a la

captura puede ser tan grande que podríamos hablar de

auténtico aislante eléctrico. Esta propiedad también tiene

relación con la temperatura, o sea, con la vibración de los

átomos y con las dimensiones de la sustancia. Si la sec-ción de paso del flujo de electrones disminuye o la dis-

tancia a recorrer por los mismos aumenta, entonces la

resistencia crece.

Resumiendo, la resistencia de las sustancias puede ir

de prácticamente desde cero ohm, llamados supercon-

ductores, a varios millones, llamados aislantes.

El cuerpo humano, que es nuestro objetivo, tiene una

resistencia equivalente entre 5.000 y 10.000 ohm (toman-

do dos electrodos entre las manos, con la piel seca), pero

este valor baja de forma importante en los tejidos húme-

Saber Electrónica

3

Figura 11



dos de la boca (100 a 500 ohm) y drásticamente cuando

hemos traspasado la piel; esto lo debemos de tener en

cuenta siempre (figura 12). Aunque hemos hablado de

aislantes no debemos de olvidar que hay diferencias de

potencial para las que una sustancia deja de serlo.

Incluso el aire, como sabemos puede convertirse en con-

ductor cuando aplicamos miles de volt entre dos puntos

cercanos (se produce un arco voltaico).

Para hacer circular un flujo de electrones debemos

emplear una cierta cantidad de energía. Por el principio

de la conservación de la energía, esta energía no puede

desaparecer. Efectivamente, así se comprobó: la energía

eléctrica se convertía en calorífica. Esta conversión es,

cuantitativamente igual, al producto de la resistencia por

el cuadrado de la intensidad (ley de Joule). Este concep-

to es muy importante para explicar la actuación del bistu-

rí eléctrico sobre los tejidos vivos.

Las corrientes eléctricas y las diferencias de potencialdesempeñan un papel vital en los sistemas nerviosos de

los animales. La conducción de los impulsos nerviosos es

fundamentalmente un proceso eléctrico, aunque el meca-

nismo de conducción es mucho más complejo que en las

sustancias sencillas tales como los metales. A esta natu-

raleza de la transmisión del impulso se debe la gran sen-

sibilidad del organismo a las corrientes eléctricas exterio-

res.

Corrientes del orden de 0.1 amper, muy pequeñas

para generar calentamientos importantes, interfieren con

procesos nerviosos esenciales para funciones vitales

tales como el latido cardíaco.

Corrientes más pequeñas, del orden de 0.01 amper,

producen acciones convulsivas en los músculos y mucho

dolor. Con 0.02 amper (20 miliamper), por ejemplo, una

persona no podría soltar un conductor y llegaría al shock.

Vemos que grandes corrientes, pero también algunas tan

pequeñas como 0.001 amper, pueden producir fibrilación

ventricular. Aquí se ve la importancia de disponer, en la

consulta médica, de una instalación eléctrica segura y fia-

ble que tenga incorporadas las medidas de seguridad

más adecuadas para esta especialidad.

Los efectos de la corriente sobre las personas, es casi

independiente de la frecuencia, hasta unos 1.000Hz, no

importando si ésta es continua o alterna. Por debajo deeste valor aparecen fenómenos térmicos, farádicos y

electrolíticos, principalmente.

Para frecuencias por encima de las 350kHz, las

corrientes no interfieren apreciablemente con los proce-

sos nerviosos y sólo producen calor. Podemos entender

así, cómo y por qué, las corrientes elegidas para la elec-

tro cirugía, se desarrollan en frecuencias, por encima de

los 500kHz (0.5MHz).

A estas frecuencias la conducción eléctrica y la absor-

ción orgánica de las ondas se hace más compleja. A

medida que la frecuencia aumenta, la energía tiende a

ser radiada. Así aparecen dos mecanismos de produc-ción de calor: por efecto Joule, debido a la resistencia

eléctrica, y por absorción de radiación electromagnética,

debido a las estructuras moleculares. Un efecto y otro

tomarán más relevancia a medida que vayamos aumen-

tando la frecuencia. En electrocirugía los dos efectos son

importantes y se emplean frecuencias hasta 1MHz. Para

frecuencias entre 1MHz y 3MHz predomina el efecto elec-

tromagnético. En los llamados Radiobisturís, de 3.5MHz

a 4MHz, sólo la componente radiada adquiere importan-

cia.

Visto todo lo anterior no es difícil deducir que si hace-

mos circular una corriente de gran frecuencia entre dos

electrodos de, por ejemplo 100 centímetros cuadrados y

colocados en buen contacto con la piel, y le damos la

amplitud suficiente, se producirá una cierta cantidad de

calor en la parte del organismo situada entre los mismos,

debido a los efectos explicados. Supongamos que medi-

mos la potencia eléctrica entregada, resultando ser de 70

Artículo de Tapa

Saber Electrónica

4

Figura 12

Figura 13



watt (esa es la potencia que normalmente emite

un ser humano en promedio en todo su cuerpo).

Esto implica que una de las placas transferi-

rá 70 watt en total o 0,7 watt por cada centíme-

tro cuadrado (vea la figura 13). Esta densidad de

energía, no es suficiente para comprometer lostejidos vivos pero si disminuimos la superficie de

contacto a 1 mm cuadrado, por ejemplo, la den-

sidad de energía subirá a 70/0.1 = 800 watt por

centímetro cuadrado, lo que implica una canti-

dad importante.

Esta energía es suficiente como para evapo-

rar o volatilizar 1 gramo de agua de los tejidos en

contacto por cada dos segundo de emisión de

energía. Esto nos da idea de lo que ocurre:

En el corte electroquirúrgico evaporamos el

agua de los tejidos y sustancias en contacto, con tanta violencia que, literalmente, las células explotan.

Además, la temperatura de contacto y el

vapor sobrecalentado producido, aseguran la

esterilización del corte. Estamos ante, lo que en

electrocirugía se llama, corte puro.

Para obtener técnicamente estas condicio-

nes, utilizaremos electrodos de contacto lo más cortantes

y delgados posible; se genera una onda senoidal de alta

frecuencia, por encima de 350kHz, llamada portadora,

con una amplitud suficiente (alrededor de 1.000Vpp) para

suministrar la energía que necesitamos. A esta onda se lallama: onda totalmente filtrada.

Si el efecto que queremos obtener es el de coagular

los tejidos en contacto, debemos rebajar el calor transmi-

tido a los tejidos con el fin de que tan sólo hiervan en sus

propios líquidos y formen coágulo rápidamente.

Para dispersar la energía se usan electrodos de gran

superficie de contacto (bolas y cilindros) y se realizan

ligeros toques sobre los tejidos. Si a la onda generada

para el corte puro se la modula con una semionda parcial

senoidal, aumentando ligeramente la amplitud, obtendre-

mos los efectos deseados. En este caso estamos en lo

que en electrocirugía se llama: coagulación. A esta ondase la llama: parcialmente rectificada.

Si deseamos obtener efectos intermedios entre el

corte y la coagulación emplea una modulación que no

rebaje tanto el calor transmitido. Conseguimos así una

hemostasia en el corte muy importante. A la onda la

modularemos con una semionda completa senoidal,

manteniendo los mismos parámetros que en el caso ante-

rior. Estamos ante lo que en electrocirugía se llama corte

combinado/ corte con coagulación. A esta onda se la

conoce por completamente rectificada.

Si lo que pretendemos es la destrucción superficial de

tejidos por deshidratación, también llamado desecación,

podemos generar una modulación por onda amortiguada

y gran amplitud, más de 2.500V, capaz de ionizar el aire

y, por lo tanto, de crear arcos eléctricos entre el electrodoy los tejidos. Este se aproximará a la zona a tratar y sin

llegar a tocarla (se debe evitar contacto prolongado para

evitar crear agujeros en los tejidos). También podríamos

obtener estos arcos de un generador eléctrico de chispas

(spark gap generator).

A esta técnica en electrocirugía se llama fulguración.

La electrodesecación se pude obtener usando electrodos

apropiados, y en los modos de coagulación eligiendo una

potencia adecuada.

Los aparatos que incluyen salida micro bipolar pue-

den realizar desecaciones sin chispas, lo que es ideal

para ciertas aplicaciones (figura 14).

Diagrama en Bloques de un Electrobisturí

En la Figura 15 se puede ver un diagrama de bloques

interno de este instrumento. La energía necesaria es

tomada de la red eléctrica de 110V ó 220V y transforma-

da por la Fuente de Alimentación interna. Este módulo se

encarga de proveer energía a todos los demás bloques.

El Oscilador de RF se encarga de crear la onda portado-

Saber Electrónica

5


Figura 14



ra y el Oscilador de Coagulación, la señal moduladora.

Estas dos ondas son mezcladas en el Modulador. Luego

son ampliadas en el Amplificador de Potencia, para salir

según selección, por la toma monopolar hacia el mangoporta electrodos, o la toma bipolar, hacia la pinza electro

coaguladora. El circuito se cierra por la toma de neutro o

antena para el monopolar y entre terminales de pinza

para la bipolar. Siguiendo normas, estos equipos deben

avisar con señal luminosa y acústica, la activación de los

electrodos, con el fin de advertir a los operadores cerca-

nos y evitar así accidentes.

También deben disponer de un circuito de descone-

xión de emisión en caso de placa neutra desconectada,

con el fin de evitar quemaduras. En el caso de electrodo

tipo antena el problema se invierte, ya que aquí lo pro-

blemático es que se rompa el aislante y se produzcan con

ello quemaduras de contacto.

Los modernos equipos de electro cirugía presentan

un nivel de seguridad elevado. No obstante se recomien-

da a los usuarios

que sigan detenida-

mente las instruc-

ciones del fabrican-

te para evitar males

mayores.

Una buena costum-

bre es hacer revisar

el equipo todos los

años por un técnico

competente en la

materia con emisión

de informe escrito si

procediera en

donde se hiciera constar las potencias entregadas por el

equipo, las derivas de corriente detectadas y el estado de

electrodos.

En ediciones futuras continuaremos desarrollandoeste tema, explicando el funcionamiento de otros equipos

de electromedicina y brindando proyectos completos para

que monte el equipo de su preferencia. !

Bibliografía:

Young H, Baum R, Cremerius U, et al.: Measurement

of clinical and subclinical tumour response using [18F]-

fluorodeoxyglucose and positron emission tomography:

review and 1999 EORTC recommendations. European

Journal of Cancer, Vol. 35, Issue 13, 1999.

http://es.wikipedia.org/wiki/Electromedicina

Juan Chicón: http://www.geocities.com/madisonave-

nue/4364/bistur01.html

www.deia.com/es

Artículo de Tapa

Saber Electrónica

6

Figura 15



Los tiempos modernos “nos obligan” a programar

material que combinen electrónica con otras disci -

plinas. Es por eso que este mes, se encuentra en los

mejores kioscos del país el tomo Nº 53 de la ColecciónClub Saber Electrónica: “Curso Práctico de Robótica

Industrial”.

Hoy es común hablar de mecatrónica (carrera que

combina técnicas de electricidad, electrónica y mecáni-

ca, entre otras); domótica (electrónica aplicada al

hogar); bioelectrónica, etc. En todos los casos men-

cionados, el uso de automatismos o robots es “moneda

corriente” y por eso programamos este libro, en el que

cada capítulo es una unidad independiente que posee

conceptos teóricos y se detallan montajes prácticos

para sistemas robotizados. Los lectores de SaberElectrónica están acostumbrados a leer artículos sobre

robótica ya que desde el comienzo de nuestra querida

revista, hace casi 22 años, que publicamos material ref-

erente a dicho tema; sin embargo, no nos habíamos

dedicado de lleno a las aplicaciones de robótica en la

industria y, por ello, decidimos encarar la edición de un

libro que “compile” material que hemos publicado,

pero adaptándolo de modo que conforme un curso de

electrónica industrial que arranca desde los conceptos

básicos. Para la elaboración de la misma invitamos a

diferentes autores (Ings. Ismael Cervantes de Anda,

Claudio Rodríguez, Carlos Alberto Téllez, Carlos

Manuel Sánchez González, etc.) y es coordinado porHoracio Daniel Vallejo. En los tiempos que corren es

muy normal escuchar la palabra robótica, oír hablar de

sistemas robóticos, servos, motoroes, sensores, actu-

adores etc. Pero ¿cuántos de nosotros sabemos de qué

se trata?

Es por ese motivo que con varios especialistas en el

tema decidimos desarrollar esta edición de la colección

del CLUB SE, para que Ud. aprenda desde cero ¿ué es

la Robótica, qué es un robot, qué son y para qué sirven

los actuadores?.

El capítulo 1 es una introducción al tema, describe

los antecedentes de la robótica y brinda una clasifi-cación sobre las diferentes disciplinas que abarca, en el

capítulo 2 explicamos las bases necesarias para el dis-

eño de sistemas de robótica, en el capítulo 3 anal-

izamos un sistema robótico destacando sus unidades

funcionales, en el capítulo 4 nos referimos a las princi-

pales características de los robots, en el capítulo 5

desarrollamos las configuraciones clásicas, en el capí-

tulo 6 mostramos los actuadores más usuales, en el

capítulo 7 observamos el funcionamiento y caracterís-

Club Saber Electrónica 17



18 Club Saber Electrónica

ticas de los sensores , tanto internos como externos y,

por último, en el capítulo 8 le proponemos el armado

de un sistema multicanal de potencia para uso en

robótica industrial.

Desde ya que éste es sólo el comienzo… que el texto

que comentamos en este artículo sirve como introduc-

ción a un tema que nos permitirá desarrollar informes

técnicos especializados y que oportunamente serán

puesto a consideración de nuestros lectores.

Robótica Industrial

La robótica industrial puede definirse como el estu-

dio, diseño y uso de robots para la ejecución de proce-sos industriales. La forma en que esta disciplina se

desarrolla queda enmarcada en el estándar ISO

(8373:1994) que establece normativas y vocabularios

sobre robots industriales manipuladores. Dicha norma

define un robot industrial como un manipulador pro-

gramable en tres o más ejes multipropósito, controlado

automáticamente y reprogramable.

Hay que diferenciar robótica industrial de cibernéti-

ca quien estudia los procesos de control y comuni-

cación mediante sistemas complejos que se adaptan a

su ambiente externo. Esta capacidad es natural en los

organismos vivos y se ha imitado en máquinas y orga-

nizaciones.

La palabra cibernética proviene del griego kyber-

netes y significa "arte de pilotar un navío”. Se trata de

un término genérico antiguo pero aún usado para

muchas áreas que están incrementando su especial-

ización bajo títulos como: sistemas adaptativos,

inteligencia artificial, sistemas complejos, teoría de

complejidad, sistemas de control, aprendizaje organi-

zacional, teoría de sistemas matemáticos, sistemas de

apoyo a las decisiones, dinámica de sistemas, teoría de

información, investigación de operaciones, simulación

e Ingeniería de Sistemas.

La cibernética es la rama de las matemáticas queestudia los sistemas de control, recursividad e informa-

ción.

Stafford Beer, filósofo de la teoría organizacional y

gerencial define a la cibernética como “la ciencia de la

organización efectiva”. Según sus propias palabras, la

cibernética estudia los flujos de información que

rodean un sistema, y la forma en que esta información

es usada por el sistema como un valor que le permite

controlarse a si mismo: ocurre tanto para sistemas ani-

mados como inanimados indiferentemente. La

cibernética es una ciencia interdisciplinar, estando tan

ligada a la física como al estudio del cerebro como al

estudio de los computadores, y teniendo también

mucho que ver con los lenguajes formales de la cien-

cia, proporcionando herramientas con las que describir

de manera objetiva el comportamiento de todos estos

sistemas.

Mucha gente asocia la cibernética con la robótica,

los robots y el concepto de cyborg debido al uso que se

le ha dado en algunas obras de ciencia ficción, pero

desde un punto de vista estrictamente científico, la

cibernética trata acerca de sistemas de control basados

en la retroalimentación.La cibernética presenta algunas desventajas por

ejemplo:

La creación de máquinas complejas que reemplacen

a los trabajadores provocaría un recorte de personal.

En un futuro ya no se ocuparía personal "viejo" y

contratarían técnicos jóvenes para el mantenimiento

de las máquinas.

Es una tecnología muy potente pero su gran limita -

dor es encontrar la relación máquina-sistema

nervioso; ya que para esto se debería conocer el sis -

tema nervioso perfectamente.

Algunas ventajas son: la reducción de las jornadas

laborales, los trabajos complejos o rutinarios pasarían

a ser de las máquinas. Además, la cibernética brinda un

gran aporte al campo medicinal.

Composición de un Robot Industrial

Un robot se compone básicamente de una unidad de

control, que físicamente es parecido a un armario eléc-

trico y el robot propiamente dicho o parte mecánica del

conjunto.

Unidad de control: La unidad de control la podemos

dividir en:

- Consola de programación, que es el panel desde

donde accedemos a programar, cambiar parámetros,

mover robot.

- Unidad de proceso y memoria, Sería como la CPU



de un ordenador, es donde se gestiona toda la informa -

ción introducida para controlar el robot.

- Cartas de control de ejes, son las que dan potencia

a los motores de robot, también leen la información de

sensores y tacómetros para realizar un control comple -

to sobre cada eje.

- Cartas de entradas y salidas, son las que leen

información de exterior y accionan salidas (ordenes

del robot) o comunicación con el resto de los equipos.

- Unidad de alimentación de todo el conjunto.

- Cartas de seguridad, el trabajar con un robot es

una tarea delicada y compleja, ya que a la mínima se

puede estrellar contra objetos o personas, por eso

re q u i e re de un mínimo de seguridades para que

podamos llevar nuestra tarea a buen puerto.

Los robots pueden tener desde los 2 a los 6 ejes o más

dependiendo si esta montado en un carro de traslación o

controla mas ejes externos como pinzas de soldadura. Un

t robot tipo posee de 3 a 6 ejes de actuación.

Programación básica: Los sistemas de programación

de robots, se parecen bastante el lenguaje de progra-

mación Basic, en el que hay un programa principal y

una serie de subprogramas o subrutinas llamados desde

el principal. Así se van insertando una serie de líneas de

instrucciones que para resumir podríamos decir que

serían básicamente de 4 tipos:

- Instrucciones de movimiento.

- Control de entradas/ salidas.

- Control de programa.

- Gestión de datos.

Para que un robot se desplace de un lugar a otro en

modo automático, necesita tener programados puntos.

Estos puntos son coordenadas en el espacio (del tipo

x, y, z) a partir de un punto de origen o TCP. Este TCP

puede estar situado en la base del robot, en la her-

ramienta o en cualquier punto que le indiquemos.

Forma de programar el movimiento: Se podría

realizar de 2 formas diferentes:

1- Introducir las coordenadas x, y, z manualmente.

2- Mover el robot en manual por medio de un

Joystick y una vez que le tengamos en posición lo mem -

orizamos.

Forma de hacer movimiento: Para hacer un

movimiento de un punto a otro tan solo se necesitan la

definición de 2 puntos.

Formas de trabajo: Automático, en el que el robot

esta supeditado a funcionar según se le ha programado.

Construcción de un Robot Rastreador de Luz

A los fines didácticos queremos mostrarles un robot

rastreador de luz, que si bien no constituye un “robot

industrial por si mismo” puede formar parte de un sis-

tema de robótica industria, diseñado para encontrar un

punto de luz dentro de su ángulo de detección de 180ºfrontales y dirigirse lo mas rápido posible hacia tal

fuente de luz.

Dicho proyecto, cuyo desarrollo completo puede

tomar de www.x-robotics.com, está bajo una licencia

de Creative Commons y no puede ser empleado con

fines comerciales (figura 1).

Dispone de 3 sensores de luz LDR dispuestos en

ángulo de 60º los unos de los otros y metidos en una

bocina dividida en 3 partes y echa al efecto con car-

tulina negra para evitar que la luz ambiente afecte a la

buena detección de la fuente de luz a encontrar, tam-

bién dispone de 3 circuitos comparadores analógicos

de tensión en torno a amplificadores operacionales en

modo comparador y lógica digital programable (a

mano) en torno a circuitos integrados de la serie 74, el

driver controlador de los motores es un ULN2003 con

lo que se controla el encendido de los dos motores


Figura 1




independientemente, al usar el ULN2003 no se dispone

de control de dirección de giro y las ruedas en ningún

caso correrán hacia atrás, por ultimo y terminar con la

descripción, se usa una base móvil con dirección de

giro diferencial (tipo tanque) construida a partir de 2

kits motorizados 4x4 a escala 1/32 de camiones de

mina que comercializa TAMIYA, como los motores

actúan sobre las dos ruedas de un costado e juntado dos

camiones y ahora cada motor de cada camión actúa

sobre un lado con lo que ya tenemos el sistema difer-

encial de dirección. La alimentación de la parte lógica

de control es mediante una pila de 9V y la parte de

potencia y motores es mediante las mismas pilas que

trae cada camión compuesta por 2 pilas LR6 de 1,5V,

estos dos grupos de pilas los e conectado en paralelopara disponer de mas corriente y que se agoten por un

igual los dos grupos de pilas, como puede deducirse los

motores son de 3V cada uno y gastan una media de

400mA aunque el pico de arranque es bastante elevado

y ronda 1 Amper.

El circuito principal del robot contiene la lógica dig-

ital compuesta por circuitos integrados de la serie

74xx, el diseño del circuito es tal que se puede progra-

mar de manera manual y sin tener grandes conocimien-

tos de electrónica digital, mediante cableado entre los

conectores J7 y J6. De esta manera seremos nosotros

mismos los que programemos la actitud del robot

según las condiciones o eventos externos captados por

los sensores, como se verá mas adelante la configu-

ración optima de la parte programable no se describe y

no puede verse en ninguno de los esquemas, no

obstante estará explicado de una forma muy sencilla y

completa el modo de hacerlo y cada cual tendrá que

programarse el robot a gusto ya que de esta manera

será mas satisfactorio el montaje de este robot y de

paso aprenderá un poco sobre circuitos digitales sim-

ples.

La figura 2 muestra el circuito utilizado para poder

ajustar la sensibilidad o histéresis del nivel luz a detec-

tar y de este modo poder dejar fuera de acción a la luz

ambiente u otras posibles fuentes de luz.

La LDR varia su resistencia interna en función de la

luz que incide sobre ella, a mas luz menos resistencia y

viceversa, si nos fijamos en el circuito anterior veremosque lo que se a hecho es un divisor de tensión simple en

base a dos resistencias, una de ellas es la LDR que vari-

ara su valor en función de la luz y la otra es una

resistencia fija de 10k!, al variar la LDR de valor lo

que también hará es variar la tensión en el punto inter-

medio entre las dos resistencias, con lo que ya tenemos

un nivel de tensión proporcional a la luz. Seguidamente

lo que se hace es comparar el nivel de tensión propor-

cionado por el conjunto divisor de tensión LDR-

Resistencia con otra tensión variable esta vez obtenida

de un potenciómetro, el amplificador operacional lo que

hace es activar su salida o desactivarla en función de si

los valores en su entrada positiva es igual o mayor al de

su salida negativa, de este modo podemos ajustar el

Figura 2



nivel de histéresis del circuito es decir con

que valor mínimo de luz se activara su sali-

da.

En la salida del amplificador operacional

se a dispuesto un diodo LED para tener una

indicación de visual del estado de salida del

circuito y de este modo poder ajustar fácil-

mente sin instrumento externo alguno, tam-

bién se a dispuesto un jumper en el caso que

no queramos que los leds luzcan una vez

ajustado el circuito.

El robot consta de dos circuitos idénticos

como este, como cada uno maneja dos LDR

en total serian 4 pero como en este caso tan solo nece-

sitamos 3 sensores LDR podemos dejar sin montarmedia parte de uno de los circuitos si así lo creemos

conveniente.

El circuito de la figura 3 representa la mitad del

corazón del sistema lógico de control que se describirá

en dos partes.

El problema principal que se me planteaba en el dis-

eño de este robot era el uso de 3 sensores LDR ya que

no podía hacerlo tan simple como si hubiese sido con 2

LDR, aunque ni que decir de las ventajas de usar 3 sen-

sores en la práctica. 3 LDR permiten 8 posibles estados

de salida en conjunto,

que en forma binaria

no nos son muy útiles a

no ser que usemos un

microcontrolador o sis-

tema complejo con lo

que la siguiente fase

será convertir los 3 bits

binarios en 8 salidas

independientes y para

tal efecto usaremos el

circuito integrado

74LS138 que es un

conversor BCD-

Decimal de 3 bits, lassalidas de este integra-

do son pull-up y se

activan a nivel bajo

(siempre están a 5V

menos cuando se acti-

va la salida que pasa a

ser 0V o GND).

Note la inclusión de

disparadores trigger schmitt tipo 74LS14 en las

entradas, esto es debido a que los amplificadores opera-cionales LM358 no dan mas que 3,3V a sus salidas y si

los dirigiésemos directamente al 74LS138 este ni se

enteraría de los niveles lógicos y tomaría todo como 0.

La figura 4 muestra la segunda parte del circuito de

control y el problema ahora es que tenemos 8 salidas

del 74LS138 y solo 2 motores que actuar. Vamos a pen-

sarlo al revés, tenemos 2 motores, el control que vamos

a tener sobre ellos va a ser tal que solo podamos acti-

varlos o desactivarlos en una dirección con lo que para

girar el robot mantendrá un lado frenado mientras las


Figura 4

Figura 3




otras ruedas giraran (como un tanque) el radio de giro

de este sistema es mas grande que haciendo girar unlado en un sentido y el otro lado en otro sentido, pero

como es mas sencillo usaremos lo primero. Para con-

trolar los motores usaremos un circuito integrado driv-

er especifico para motores modelo ULN2003 que es

suficiente para pequeños motores de juguetería. Bien

ahora lo tenemos así; el motor tiene 2 cables, uno de

ellos lo llevamos a Vcc y el otro lo hacemos pasar por

el driver que actuara como un interruptor y activara o

no el motor, ahora tenemos 2 cables para el control de

los 2 motores, 2 cables son 4 posibles estados;

Adelante, Giro derecha,

Giro izquierda, Parado, de

esta manera tenemos un

control simple de todas las

posibles acciones del

robot.

Para solucionar el prob-

lema planteado anterior-

mente sobre las 8 salidas y

los 2 motores se coloca un

codificador de prioridad o

conversor Decimal-BCD,

en este caso un 74LS147

que dispone de 9 entradas independientes y una salida

binaria de 4 bits equivalente a la entrada activa, paraactivar los motores usaremos (tal como se ve en el

esquema) solamente las salidas A y B, las entradas del

codificador de prioridad se han puesto a pull-up medi-

ante resistencias y se activaran a nivel bajo,

recordemos que el 74138 activaba sus salidas a nivel

bajo también, con lo que los 2 integrados se acoplan

entre si a la perfección.

En el esquema también podemos ver el regulador de

tensión en torno a un 7805 que regulara a +5V los +9V

obtenidos de la pila que alimenta el circuito.

Montaje

El robot consta en

total de 3 placas de

circuito impreso, dos

para los sensores y

una con la lógica de

control, conectadas

entre si tal como

puede verse en la

figura 5.

También tenemos

que construir una

bocina plana de 180ºen total dividida en 3

sectores a 60º en

donde ubicaremos

las LDR. tal como

puede verse en la

foto de la derecha, en

la figura 6 puede ver

el plano de armado

Figura 6

Figura 5



sugerido por el autor. En mi caso el sector central lo e

estrechado con tiras de cartulina negra para así tener

una mejor detección de lo que realmente es el frente

(en esta foto no están puestas tales tiras). Esto se debe

de probar sobre la marcha una vez el robot ya funcione

y hagamos diferentes pruebas.

Programación

Llegados a esta fase supongo que ya tendréis monta-

do el robot por completo y solo os quedara la progra-

mación del circuito. La tabla de la verdad del circuito

integrado 74LS138 se muestra en la figura 7 y como

puede verse cada combinación de entrada de los sen-

sores LDR equivale a que una de las salidas del inte-

grado tome el valor lógico bajo. Tendremos en cuenta

para la programación que las señales provenientes de

las LDR son invertidas al pasar por el trigger schmitt

con lo que en ausencia de luz captaremos todas las

entradas a nivel lógico alto. Como puede verse hay dos

campos rellenados correspondientes a oscuridad y luz

en todos los sensores, los demás deberán de rellenarlos

cada cual ya que de esta

manera será mas divertido

y satisfactorio el trabajo.

Los números de salidaequivalen a cada pin del

conector J7 del circuito de

control.

En la tabla de la verdad

de la figura 8 podemos ver

la equivalente al circuito

integrado 74LS147 codifi-

cador de prioridad, que

como vemos saca un valor

binario equivalente a la entrada que tiene puesta a nivel

bajo. Como podemos observar las salidas C y D están

representadas en un color mas apagado ya que en no se

usan en este montaje para nada y no se tienen en cuen-

ta. También podemos observar que no está rellenada la

descripción de lo que harán los motores en todos los

casos posibles y como en el la tabla anterior será tarea

de cada uno averiguarlo aunque en este caso es mas

fácil ya que teniendo el circuito alimentado y probando

con un cable conectado a masa podremos ver lo que

hacen los motores cada vez que

pinchamos el cable en una posición

de conector J6 (cuidado de no

poner mas de un cable a masa o

hacer contactos entre pines adya-

centes). La primera posición cuyadescripción es "todas al aire" corre-

sponde al caso en que no tengamos

ningún calecido puesto y estén

todos los pines de J6 al aire con lo

que en realidad estarán a Vcc por

las resistencias de polarización y

por lo tanto los dos motores se

moverán hacia delante.


Figura 7

Figura 8

Figura 9




La figura 9 muestra el circuito impreso correspondi-

ente a la parte de sensores y en la figura 10 la placa de

la lógica de control. Más información sobre éste y otros

temas de robótica puede encontrar en www.x-robot-

ics.com. Creo que es bastante fácil encontrar las com-

binaciones para programar el robot y que haga lo que

queramos pero de todas formas si alguien encontrase

demasiadas complicaciones se puede poner en contac-

to conmigo y le mandaría la forma mas correcta de fun-

cionamiento.!

Figura 11

Lista de Materiales del Sensor

R1,R2 - 220!

R3,R4 - 10k!

C1 - 100nF - CerámicoU1 - LM358ND1,D2 - LED de 5 mm

Varios:

J1,J2 - JUMPERJ3 - CONN-H4 - Conector

LDR1,LDR2 - LDR (cualquiera)RV1,RV2 - 10k! - Pre-set

Lista de Materiales de la

Lógica de Control

R1 - 10k!

C1,C2 - 1nF - Cerámicos

C4 - 10µF - Electrolítico

U1 - 74LS138

U2 - 74LS147

U3 - ULN2003A

U4 - 78L05

U5 - 74LS14

Varios:

J1 - Sensor1-2J2 - Sensor3-4

J3 - Motor Derecho

J4 - Motor Izquierdo

J5 - Tensión de alimentación

J6 - Prog2

J7 - Prog1

J8 - Alimentación del motor

RP1 - 10k! - Pre-set

Cables, estaño, etc.



S E C C I O N . D E L . L E C T O R

Respuestas a

Consultas Recibidas

Para mayor comodidad y rapidez

en las respuestas, Ud. puede realizar

sus consultas por escrito vía carta o por

Internet a la casilla de correo:

De esta manera tendrá respuesta

inmediata ya que el alto costo del co-

rreo y la poca seguridad en el envío de

piezas simples pueden ser causas de

que su respuesta se demore.

Pregunta 1. Amigos de Saber

Electronica, les comento que he asisti-

do al seminario que el Ing. Horacio

Vallejo dicto en la Republica de El

S a l v a d o r, y quiero aprovechar esteespacio para felicitarlo por sus

conocimientos y su capacidad de

enseñanza, ya que sus respuestas

fueron muy fundamentadas y apropi-

adas. Tengo mucho interés en los

temas de microcontroladores y tele-

fonía celular que me he propuesto

aprender y tomar dichos cursos de

Saber Electrónica, pero me gustaría de

acuerdo a su disponibilidad de tiempo

si me podrían responder algunas pre-

guntas que tengo:

1.¿Donde puedo encontrar información

sobre los microcontroladores de las tar-

jetas musicales?

2 . Tengo un celular Nokia modelo

1600c-2b que me enviaron de EE UU

con proveedor AT&T, quisiera saber si

usted puede proporcionarme el manual

de servicio, y la guía necesaria para su

desbloqueo de proveedor (tarjeta SIM).

De antemano, gracias

Ing. Boris Adalberto Chávez

Respuesta 1. Antes que nada

muchas gracias por tus palabras. Te

comentamos que, en la pagina demicrochip tenés la información que

requieres. Se denominan componetes

DSP superficial y el más común es el

12FDS609. Sobre el manual del celu-

lar, lo podes descargar de nuestra pag-

ina web con la clave telcel. Y al celular

podes liberarlo directamente con el

FREIA. !

Seminarios GratuitosVamos a su Localidad

Como es nuestra costumbre, SaberElectrónica ha programado una serie de se-minarios gratuitos para socios del Club SEque se dictan en diferentes provincias de laRepública Argentina y de otros países. Paraestos seminarios se prepara material de apo-yo que puede ser adquirido por los asistentesa precios económicos, pero de ninguna ma-nera su compra es obligatoria para poderasistir al evento. Si Ud. desea que realicemosalgún evento en la localidad donde reside,puede contactarse telefónicamente al núme-ro (011) 4301-8804 o vía e-mail a: [email protected].

Para dictar un seminario precisamos unlugar donde se pueda realizar el evento y uncontacto a quien los lectores puedan recurrirpara quitarse dudas sobre dicha reunión.

La premisa fundamental es que el semi-nario resulte gratuito para los asistentes yque se busque la forma de optimizar gastospara que ésto sea posible.

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Saber Electrónica



onstrucción de Proyectos Sencillos

on PI en Proteus

En Saber Electrónica Nº 262 comenzamos a explicar el uso del programa de simulación electrónica Proteus. Dijimos que hay una gran variedad de paquetes EDA (Herramientas de CAD Electrónico) entre los que podemos citar: TangoPCB, Elegance,Livewire, Proteus VSM, ExpresPCB, Eagle, etc. Si

bien hay algunos de bajo costo, todos son produc -

tos con licencia, algunos de ellos disponen de ver - siones demo que pueden servir para conocer su funcionamiento. Desde hace unos años, nosotros empleamos el Livewire para diseño y simulación y el PCB Wizard para diseño de impresos debido a su

bajo costo comparado con las prestaciones que presentan estas aplicaciones. Sin embar - go, hemos decidido “probar y comentar” el PROTEUS©, ya que se disponen de manuales en español muy buenos, con aplicaciones gratuitas y, lo que es mejor, hasta permite simu - lar el funcionamiento de circuitos microcontrolados. En este artículo veremos cómo se construye un circuito con PIC, cómo se escribe el programa y cómo se realiza la simula - ción. De esta manera, queremos poner en manos del estudiante, lector y hobbysta, las

bases mínimas para poner en práctica diferentes proyectos, por lo tanto, damos una sínte - sis sobre el uso de esta herramienta de diseño y análisis electrónico, dejando para otras

notas la labor de desarrollar en profundidad su conocimiento a fondo.

Autor: Horacio Daniel Vallejo

[email protected]

Introducción

La aplicaciónn PROTEUS© es un

entorno integrado diseñado para la

realización completa de proyectospara construcción de equipos electró-

nicos en todas sus etapas. Proteusel Sistema Virtual de Mo d e l a d o

(VSM) combina el modo mixto la

simulación de circuito de S P I C E,

componentes animados y modelos

completos de diseños basados en

microprocesador para facilitar la co-

simulación del microcontrolador. Esta

herramienta dispone de los módulos

conocidos por: Captura de esquemá-

ticos ISIS, Layout de ARES PCB y

Simulador (ProSpice/VSM). Por pri-

mera vez, es posible desarrollar y

probar diseños antes de construir unprototipo físico.

Tal como explicamos en saber

Electrónica 262, una vez instalado el

programa, se debe iniciar ISIS, se

presenta la suite de diseño en la que

se aprecian dos zonas, a la izquierda

un visor del plano del proyecto, deba-

jo, la ventana para mostrar dispositi-

vos y a la derecha la zona de trabajo

propiamente dicha, en la que el dise-

ñador trazará los circuitos eléctricos

con sus componentes, posteriormen-

te podrá ejecutar un modelo virtual

que simule su proyecto en funciona-

miento.En la columna de la izquierda pul-

samos sobre el botón P que nos

antepone la ventana de librerías, en

esta ventana elegiremos el dispositi-

vo que necesitemos con doble-click,

eligiendo otros componentes del

mismo modo, lo que enviará dichos

dispositivos a la ventana principal, en

la columna de la izquierda donde

aparecen los componentes a usar.

Saber Electrónica

27

MONTAJE



Incorpora una librería de más de

5.000 modelos de dispositivos digita-

les y analógicos. En posteriores tuto-

riales se describirá su funcionamien-

to.

ARES PCB es la herramientaque permite la elaboración de placas

de circuito impreso, ARES dispone

de un posicionador automático de

elementos, con generación automá-

tica de pistas. El diseñador con

experiencia ya no tiene que hacer el

trabajo duro, es el PC quien se

encarga de esta tarea.

PROSPICE es la herramienta de

simulación de circuitos según el

estándar industrial. La versión bási-

ca, suministrada con todas las ver-

siones de P r o t e u s, sólo soporta

análisis de transitorios.

VSM es la herramienta integrada

que incluye PROTEUS, se trata de

un completo simulador para esque-

mas electrónicos que contienen

m i c r o p r o c e s a d o r. El corazón de

VSM es ProSPICE, un producto que

combina un núcleo de simulación

analógica usando el estándar

SPICE3f5, con modelos animados

de los componentes electrónicos y

los microprocesadores que com-prenden el circuito, tanto si el pro-

grama se ha escrito en ensamblador

como si se ha utilizado un lenguaje

de alto nivel, permitiendo interactuar

con nuestro diseño, utilizando ele-

mentos gráficos animados realizan-

do operaciones de indicadores de

entrada y salida.

La simulación se realiza en tiem-po casi real, los efectos se pueden

considerar prácticamente como a

tiempo real. Incorpora prácticos con-

troles de depuración paso a paso y

visualización del estado de las varia-

bles. La característica más sorpren-

dente e importante de VSM es su

capacidad de simular el software que

se ejecuta en el microcontrolador y

su interacción con cualquier compo-

nente electrónico digital o analógico

conectado a él.

Si desea conocer más sobre este

programa, puede descargar el

manual de uso publicado en saber

Nº 262. Para ello, puede dirigirse a

nuestra web: w w w. w e b e l e c t r o n i c a .

com.ar, haga click en el ícono pass-

word e ingrese la clave: “mateus”.

Trabajando conMicrocontroladores

Para mi, la característica mássorprendente e importante de VSMes su capacidad de simular el soft-

ware que se ejecuta en un microcon-

trolador y su interacción con cual-

quier componente electrónico digital

o analógico conectado a él.

Veamos un ejemplo sencillo:

Vamos a utilizar un PIC16F84 para

encender un led en el bit RA1 (pata18 del micro) cada vez que acciona-

mos un pulsador conectado en el ter-

minal RB1 (pata 7). Trazamos un cir-

cuito sencillo compuesto por unos

pocos componentes alrededor de un

microcontrolador como el

PIC16F84A. Armaremos un circuito

como el de la figura 1.

En el esquema se observa un

pulsador P1, un LED con su resis-

tencia limitadora R2 de 10k, la resis-

tencia R1 para establecer la condi-

ción de trabajo en el terminal de pre-

disposición y el micro PIC16F84A.

Para armar este circuito, una vez

iniciado el programa, elegimos los

componentes que se van a usar pul-

sando sobre el ícono “P”.

Esto abrirá una ventana como la

que se muestra en la figura 3, en ella

se aprecian distintas posibilidades,

por un lado posee las librerías y al

seleccionar una de ellas con un click

se muestra en la ventana de abajo

los elementos de dicha librería. Esaconsejable que “eche un vistazo” a

cada librería ya que los componen-

tes pueden estar clasificados por el

nombre de su fabricante. Por ejem-

plo, el transistor BCV548 está dentro

de la librería ZETEX. Si tiene dudas,

le sugiero que lea el artículo publica-

do en Saber Nº 262.

Al seleccionar el componente de

la librería adecuada y hacer doble

click sobre él ya lo habremos ingre-

sado a nuestro listado de dispositi-

vos (DEVICE) y aparecerá en la

columna de la izquierda de la panta-

lla principal del programa. Deberá

realizar esta operación tantas veces

como componentes deba seleccio-

nar y cuando no se tiene experiencia

se puede complicar. En nuestro caso

deberá seleccionar un PIC16F84,

una resistencia, un LED y un pulsa-

dor. Es de especial interés que al

elegir un componente (siempre que

MONTAJES

Figura 1

Saber Electrónica

28



sea posible) nos decidamos por el

que disponga de simulación anima-

da, como pueden ser componentes

de entrada (generadores, motores) o

de salida (LEDs, Display, LCD, moto-

res).

La figura 4 puede ayudar al lector

a identificar los elementos esenciales

para localizar, seleccionar, girar yemplazar cada uno de los componen-

tes en un determinado circuito.

En el menú, en la columna

L I B R A RY hay una opción Pick

Device/Symbol con la que podemos

entrar el código del dispositivo dese-

ado y podemos automatizar su bús-

queda, para ello hemos de conocer el

nombre con el que figu-

ra en las librerías dispo-

nibles, en otro caso no

dará buenos resulta-

dos.

El botón “L” de la figura

4 corresponde a un

administrador de las

librerías y muestra elcontenido de las mis-

mas, esto no lo vamos

a ver aquí.

Una vez seleccionados

todos los componentes

necesarios para el

desarrollo del circuito,

procederemos a ubicar-

los en el área de traba-

jo. Para ello, seleccio-

namos en la columna de la izquierda

el componente a ubicar, por ejemplo

el microcontrolador, y hacemos click

en la zona de trabajo, en el lugar

donde lo queremos fijar. En el visor

de arriba a la izquierda, se muestra laposición del componente. Si es nece-

sario mediante las flechas de girar y

rotar podrá adecuar la posición del

mismo con un click en el lugar elegi-

do. Ahora seguirá con los demás

componentes, procurando ubicarlos

en lugares cercanos entre sí para

que estén relativamente juntos.

Luego deberá unir todos los compo-

nentes y para ello sólo se coloca con

el cursor del mouse en el lugar que

quiere colocar un cable, aprieta elbotón izquierdo del mouse y lleva el

cursor hasta el otro extremo.

Para seleccionar los terminales

de masa (GND) y Vcc, selecciona la

librería desde la barra izquierda (figu-

ra 5).

Ahora tenemos que “cargarle” el

programa al PIC, para ello, utilizare-

mos un ejemplo sencillo como el que

se muestra en la tabla 1. Puede usar

el notepad y generar un archivo “.txt”

que luego deberá renombrar a”.asm”.

Si no quiere tipear el programa,puede bajarlo de nuestra web emple-

ando las instrucciones dadas más

arriba.

Para evitar que surjan problemas

derivados de la ruta entre el Proteusy el propio programa en assembler

(asm), es conveniente que éste se

ubique en una carpeta donde esté el

Proteus. Si ya tenemos todo como

se ha descripto, es el momento de

seguir.

Nota importante: Para poder rea-lizar la simulación es necesario que

tenga instalado el MPLAB con todos

sus componentes.

Ya tenemos el circuito terminado.

Si queremos simularlo entonces

debemos proceder de la siguiente

forma. En la barra de menú, vaya a

Source/Add/Remove (figura 6).

Seleccione la opción Add/RemoveSource files y se desplegará la pan-

CONSTRUCCIÓN DE PROYECTOS CON PIC

Saber Electrónica

29

Figura 2

Figura 4

Figura 3



talla de la figura 7, en la que primero

seleccionamos la herramienta para

generar el código (Code Generation Tool ), en este caso MPASM, luego

seleccionamos el fichero

en código “.asm” (en

nuestro caso se llama

progled.asm y se encuen-

tra dentro de una carpeta

de ejercicios) que contie-

ne el programa que dese-

amos ejecutar en el

micro, exactamente el

mismo que deberíamos

compilar para obtener el

archivo progled.hex con

el que cargaríamos al

chip real; esto lo hacemos

con el pulsando el botón

“C h a n g e”, en F l a g s n o

colocamos nada y pulsa-

mos “OK ” para finalizar,

se cerrará la ventana.

De la misma opcióndel menú seleccionamos

Define Code Generation

Tools y se desplegará la

ventana de la figura 8 El

siguiente paso es elegir la

herramienta para definir la

generación del código

(Code Generation Tools...), en la celda de la

persiana “Tool” seleccio-

namos MPASM, el resto no se toca y

para terminar pulsar OK.

En la misma opción “Source” la

opción “Setup External Text Editor”

sirve para indicarle al ISIS si quere-

mos usar nuestro editor habitual, en

otro caso no se toca. Cuando termi-

namos de configurar todo usaremos

la opción “B u i l d”

para que nos gene-

re el archivo HEX,

podría ser que

tuviéramos algún

error en cuyo caso

nos mostrará en

una ventana indi-

cando dónde y cuá-

les son las líneas

que dan el error

para su corrección.

La última opción,

nos sirve para editar

el archivo en ASM,

con el que podre-

mos corregir los

posibles errores. La

figura 9 muestra la

ventana que apare-ce cuando el progra-

ma fue compilado

con éxito.

Llegado el caso de

la aparición de erro-

res, mediante el

MPLAB puede hacer

la depuración del

código. Una vez

solucionado todos

MONTAJES

Saber Electrónica

3

Figura 5 Figura 6

Figura 7

Figura 8



los errores, haga una

copia del programa ter-

minado y reemplace el

que estaba en el

Proteus, ahora ya lo

tiene depurado, Vuelvea seleccionar “Build” y

se genera el código

hexadecimal. Para la

simulación, debemos

indicarle al Proteus que

el micro va a trabajar

con el programa pro-

gled.hex, para ello

seleccionamos el micro-

controlador con el botón

derecho del Mouse, en el esquema

(en este caso PIC16F84A), estaráresaltado en rojo, pulsamos el botón

izquierdo del ratón y se abrirá la ven-

tana de la figura 10.

En “Program File:”, pulsaremos

sobre la carpeta que aparece y bus-

caremos el archivo HEX que se ha

generado (debe estar en el mismo

sitio que el listado ASM, lo seleccio-

namos y pulsamos OK. Si fuera

necesario, antes, cambiamos la fre-

cuencia del reloj )(por defecto está en

1MHz). Con esto, el programa ISIS

ya dispone de la información básicanecesaria para proceder a la simula-

ción virtual del programa.

La Simulación

Las simulaciones interactivas son

controladas por un panel

que se sitúa en el lado

izquierdo inferior de la

pantalla. Si no es visible

se debe seleccionar laopción de Animación deC i r c u i t o del menú de

Gráfico. Hay cuatro boto-

nes con los que se suele

controlar el flujo del cir-

cuito.

- El botón Play , inicia la ejecución continuada del programa.

- El botón de modo PASO simple o paso a paso para seguir con detalle el proceso, lo que nos ayudará a la hora de depurar nuestro programa. Si el botón es presionado y liberado entonces avanzará la simulación un paso, si el botón se mantiene presio - nado, los avances de animación con - tinuarán hasta que el botón sea libe - rado.

- El botón de PAUSA suspende la animación y entonces puede ser reactivada pulsando el botón de PAUSA otra vez, o solo dado un paso

presionando el botón de PASO. El simulador también entrará en el esta - do de pausa si encuentran un punto de interrupción.

- El botón de PARADA indica a PROSPICE deja de hacer la simula - ción en tiempo real. Toda la anima - ción es parada y el simulador es des -

cargado de la memoria.Todos los indicadores son reinicializados a sus estados inactivos pero los actuadores (interrup -

tores etc.) conservan sus ajustes existentes.

Se puede configurar el

incremento de tiempo de

paso simple, en el el cua-

dro de diálogo de

Configuración deCircuito A n i m a d o ( e s

decir la cantidad de tiem-

po avanzado por cada

vez que se presione del botón) que

se encuentra en la opción Systemdel menú (figura 11).

Note que el botón de paso simple

sobre el panel de control de anima-

ción es usado para avances incre-

mentales de sistema, pero no para

pasos simples por el código donde

requieren una regularidad específica.

Durante una animación, el tiempo

de simulación actual y la carga media

de CPU se muestran en la barra de

estado. Si la potencia de la CPU es

insuficiente para controlar la simula-

ción en tiempo real, la lectura mos-trará el 100% y el tiempo de simula-

ción dejará de avanzar en tiempo

real. Aparte de esto, ningún daño a

resaltar de simular muy rápido circui-

tos, como el sistema automáticamen-

te regula la cantidad de simulación

realizada por marco de animación.

Si el programa escribe

en uno de los puertos

del micro, los niveles

lógicos en los circuitos

cambian de acuerdo conesto. Y si los circuitos

provocan el cambio en el

estado de alguno de los

pines del microprocesa-

dor, entonces estos se

visualizarán en pantalla

de acuerdo al programa

ejecutado. Exactamente

como en la vida real.

Los modelos de CPU uti-

CONSTRUCCIÓN DE PROYECTOS CON PIC

Saber Electrónica

3

Figura 9

Figura 10



lizados por VSM emulan

por completo los puertos

de entrada y salida, las

interrupciones, los tempo-

rizadores, los puertos

U S A RT y cualquier otroperiférico presente en

cada uno de los micropro-

cesadores soportados. A

diferencia de un simulador

de software más sencillo,

la interacción de todos estos periféri-

cos con los circuitos externos, se rea-

liza completamente utilizando mode-

los de ondas.

El simulador VSM, si el proyecto

lo requiere, puede simular esquemas

electrónicos que contengan más deun microprocesador. Para lo cual,

simplemente se colocan los micro-

procesadores en el esquema y se

cablean entre sí o con el resto de la

circuitería. VSM es una herramienta

única por su capacidad de ejecutar

simulaciones cercanas al tiempo real

de sistemas completos basados en

microprocesadores. Sin embargo, su

potencia real se descubre al realizar

simulaciones en el modo de ejecu-

ción del programa paso a paso. Es

entonces cuando se comprueba queVSM trabaja justo igual que el depu-

rador de software preferido.

En el circuito que estamos descri-

biendo, al pulsar “Play”. En primer

lugar, el circuito muestra unos puntos

rojos en algunos extremos de ciertos

componentes, si reparamos en ello,

veremos que esto ocurre en los pun-

tos que en un caso real estarían en

nivel lógico alto, el color de los que

están a nivel bajo se representan en

azul, esto no indica en un primermomento, mucha información de los

estados en los puntos que nos intere-

sen controlar, como se puede ver en

la imagen de la figura 12.

Si reemplaza el LED estándar por

un LED “animado”, es decir, que inte-

ractúa, cuando una corriente adecua-

da le atraviesa, el LED modifica su

apariencia mostrando que está acti-

vado como en el mundo real.

Además, se observa que en este

estado, los componentes que confi-

guran el circuito, no pueden ser

modificados, esto es debido al hecho

de estar ejecutándose la simulación.

En la barra de mensajes LOG, se

muestra en verde, la cuenta del tiem-po transcurrido de la simulación.

Por otra parte, si actuamos con el

puntero del mouse sobre el compo-

nente identificado como pulsador,

observamos que el contacto del pul-

sador conectado al micro, cae de

nivel al ser pulsado y esto conmuta el

estado del LED, esto es debido al

código que se está ejecutando junto

con la simulación. Con cada pulsa-

ción, se conmuta el estado del LED.

En definitiva, esto es lo que se espe-

raba en la simulación, lo que confir-maría que el código que hemos escri-

to es correcto y adecuado para nues-

tros requisitos.

Esto es una simulación

simple y como ya está

depurado el programa no

ha habido problemas en

los que hayamos tenido

que entrar a discutir o des-cribir, no obstante, es cier-

to que no siempre será tan

simple, por ese motivo

vamos a contemplar un

caso en el que se tenga

que solucionar un problema, en el

que tengamos que localizar un tramo

de código el cual tengamos que cam-

biar o modificar en algún modo.

Cuando estamos simulando un

programa, se pueden dar dos casos,

uno como el anterior, donde todo vabien, aunque es más probable que se

produzca algún tipo de error, en cuyo

caso sería deseable poder acceder,

en tiempo de ejecución al código que

generamos, para ver in-situ su com-

portamiento. Y en este caso, para

que podamos averiguar qué ocurre y

en qué punto del programa se produ-

ce el resultado indeseado o el proble-

ma por llamarlo de algún modo, se

encuentra la simulación al Paso.

Como puede observar, es muy

fácil… le proponemos que ponga enpráctica estos conocimientos, ya que

en próximas ediciones seguiremos

con otros proyectos concretos. !

MONTAJES

Saber Electrónica

32

Figura 11

Figura 12



Service & Montajes

37

Fe de Errata

Nuestro amplificador de potencia

PWM está basado en dos MOSFET

complementarios; el IRF9540 y el

IRF540. Nosotros hicimos el dibujo

del impreso con el Livewire y su dibu-

jador el PCB Wizard por ser uno de

los más simples de usar. Pero el Li-

vewire no tiene nuestros MOSFET en

la librería y por lo tanto usamos dos

MOSFET genéricos en su lugar.

La simulación la hicimos con el

Workbench Multisim 10 que tiene

ambos componentes y por lo tanto notiene ningún problema, aunque luego

vamos a hablar de las diferencias con

la realidad.

Resulta que los MOSFET genéri-

cos del Livewire tienen las patas dis-

puestas de un modo diferente a las

de los MOSFET IRF. El MOSFET ge-

nérico tiene la compuerta en la pata

central y el IRF en una punta. Mi ayu-

dante se dió cuenta del problema y

consiguió MOSFET similares al IRF

pero con la disposición de patas co-

rrectas para su plaqueta prototipo. Yo

estuve trabajando sobre ella todo el

tiempo sin saber que había un error.

Por supuesto en cuanto los lectores

comenzaron a armar el amplificador

el problema saltó de inmediato y me

escribieron una buena cantidad de

correos indicándome el error en el cir-

cuito impreso.

El otro problema grave son los

componentes que se consiguen en

América Latina comparados con los

promedios indicados en los simulado-res. Los MOSFET y los TIP29 y 30

que se consiguen (por lo menos en

Argentina) están fuera de tolerancia

sin ninguna duda. Los MOSFET tie-

nen una capacidad de compuerta

muy superior a la indicada como má-

xima en la especificación. Es decir, se

trata de componentes muchos más

lentos; seguramente son otros MOS-

FET remarcados. Y los TIP tienen el

beta mínimo debajo del valor de la

especificación.

Por último, como la librería del

Workbench no tiene TIP29 y 30 noso-

tros utilizamos TIP31 y TIP32 que son

para más corriente y tienen menos

beta todavía. Como si nos persiguie-

ra el fantasma de los transistores tru-

chos, el programa de simulación de

estos transistores está mal diseñado

y aparecen con menos beta y más

lentos que los reales. Workbench tie-

ne un centro en Internet donde se

pueden denunciar estos problemas

con la simulación y me confirmaronque estaban modificándola.

Pero en el circuito real, si suma-

mos los dos problemas (beta de los

TIP y baja velocidad de los MOSFET)

los mismos quedan mal excitados so-

bre todo cuando el período de activi-

dad es extremo (alto o bajo) y es co-

mo si el amplificador tuviera un recor-

te de los picos cuando está a máxima

potencia.

Ya existe una notable experiencia sobre nuestro

amplificador PWM y considero que es hora que le realicemos algunos cambios circuitales debido a que en varios países de la región puede existir dificultad a la hora de conseguir determinados componentes.

Por: Ing. Alberto Horacio Picerno

[email protected]

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38

Es decir que se ven afectados los

flancos de la señal de excitación a tal

punto que se llega distorsionar la se-

ñal de salida del modulador.

Por último aparece un problema

de interferencia con radios de AMque implica el agregado de capacito-

res matapulsos cerámicos de 0,1µF

en paralelo con los transistores de

salida y sobre las fuentes.

Hasta aquí explicamos cuál es el

problema. Ahora vamos a hablar de

la solución, la que tiene varios pasos

o posibilidades. En principio podría-

mos lavarnos las manos del proble-

ma de los componentes que se con-

siguen en Argentina y otros países

de América y dejar que el lector se

arregle para conseguir componentes

que cumplan las normas de veloci-

dad y beta. Por supuesto debemos

reconocer el error en el circuito im-

preso y pedirle que cruce las patas

de los MOSFET para compensar el

error. Ver figura 1.Pero nosotros queremos que el

proyecto pueda trabajar con cual-

quier componente más o menos

aceptable y preferimos modificarlo a

conciencia. Nuestros lectores saben

que estamos haciendo punta con es-

ta tecnología y los problemas son es-

perados.

La primera medida que podemos

tomar para compensar el problema

de la baja velocidad de conmutación

es bajar la frecuencia de portadora al

valor mínimo que indica la regla de

Nysquit. Si la máxima frecuencia de

audio que vamos a escuchar es de

20kHz podemos llevar la portadora a

50kHz. Con esto obtenemos una va-

riación de mínimo a máximo del

tiempo de actividad de mayor valor.La razón es que la curvatura de

carga del capacitor equivalente de

compuerta afecta menos cuando

menor es la frecuencia de la portado-

ra PWM porque los pulsos se repiten

con mayor separación.

Ahora debemos analizar por qué

son más lentos los MOSFET. El pro-

blema que encontramos está relacio-

nado con la capacidad de compuerta

a fuente (Cgs). El pico de corriente

para cargar este capacitor de com-

puerta no varía con la frecuencia dela portadora. Auque la frecuencia la

reduzcamos a la mitad, los picos de

carga y descarga del capacitor equi-

valente de compuerta pueden tener

un valor exagerado. Y ese valor exa-

gerado fuerza el push-pull de excita-

ción que debe ser capaz de entregar

el pico de carga. Esto implica una

elevada corriente de excitación de

base en los transistores o transisto-

res de elevado beta.

Si Ud. puede conseguir transisto-res TIP29 y TIP30 originales de RCA

seguramente no va a tener proble-

mas. En caso contrario le aconseja-

mos tratar de conseguir un superalfa

NPN y un PNP en lugar de los TIP.

Con los superalfa no es necesario

realizar cambios en el circuito impre-

so. Muchos lectores me preguntan si

no conviene usar el TIP29C y el

TIP30C suponiendo que la letra indi-

ca el beta. Pero en realidad no es

así: la letra indica la tensión de traba-

jo, la C significa 150V y sin letra 50V;es decir que con un A que es de 70V

es suficiente.

Y si no puede conseguir los su-

peralfa puede fabricarlos Ud. mismo

combinando TIP29 con un BC548 y

TIP30 con un BC558.

Pero debemos reconocer que

son todos parches del diseño origi-

nal. La solución real consiste en mo-Figura 2 - Circuito básico de excitación y salida.

Figura 1 - Cruzamiento de patas de los IRF.



Cambios Circuitales

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39

dificar el circuito agregando un tran-

sistor excitador conectado a la fuente

negativa que debe estar regulada pa-

ra evitar el problema del zumbido de

fuente.

En lo que sigue vamos a tratar eltema de la excitación de un semi-

puente de MOSFET con mayor pro-

fundidad que la que vimos hasta el

momento para mejorar nuestro dise-

ño y hacerlo universal en el sentido

de que funcione con cualquier tran-

sistor que se pueda conseguir por

allí; bueno malo o regular.

Es decir que proponemos un nue-

vo diseño que podríamos llamar “Am-

plificador de audio” DIGI2, para el

cual diseñaremos una nueva plaque-

ta de circuito impreso, esta vez únicapara salida y modulador PWM

Características de los IRF540 y IRF9540

Se trata de MOSFET que pueden

manejar 100V y 22A permanentes

con una resistencia de conducción

Rds(on) de 0,1 Ohm y que poseen

una característica de entrada por la

compuerta que se puede resumir co-mo un capacitor de 1000pF. La ten-

sión para la cual cambian del corte a

la conducción plena es de 3V máxi-

ma con el signo correspondiente al ti-

po. El IRF540 positiva y el IRF9540

negativa.

En verdad es una gran capacidad

y se consiguen MOSFET de 250pF

pero son especiales, caros y no ma-

nejan tanta corriente. Una carga ca-

pacitiva de este valor requiere una

fuente de excitación de baja impe-

dancia que generalmente es unpush-pull de transistores comple-

mentarios. Cuanto más baja es la im-

pedancia de salida más rápidamente

se pueden cargar y descargar los ca-

pacitores de entrada y se puede usar

una frecuencia de portadora mayor y

un índice de modulación más profun-

do que llegue a pulsos más finos de

excitación en los picos de la señal de

Figura 3 - Oscilograma de compuerta y de salida.

Figura 4 - Oscilograma de corriente por los excitadores.

Figura 5 - Oscilograma de corriente con resistor limitador.



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4

audio. En la figura 2 se puede obser-

var un circuito típico de excitación.

Evidentemente las compuertas están

excitadas al menor nivel de resisten-

cia posible para que la capacidad

equivalente no afecte la forma de se-ñal. Si observamos la señal de salida

y la de compuerta superior veremos

que prácticamente no hay desfasaje

entre ellas.

El sistema es el más rápido posi-

ble pero luego veremos los proble-

mas que genera. Ver la figura 3.Podemos observar dos pequeños

sobrepulsos sobre la tensión de com-

puerta. Ellos se producen porque evi-

dentemente debe estar circulando

mucha corriente por el zener de pro-

tección y el diodo de polarización.

Trabajando con el WB10 se pue-den colocar sondas de corriente ajus-

tadas a 1mV/mA para

saber cuánta corriente

se toma del push-pull.

Y aquí nos llevamos la

sorpresa indicada en el

oscilograma de la figu-

ra 4.

Con las sondas ajusta-

das a 1mA/mV, es decir

1A/V, observamos que

prácticamente se ob-

servan pulsos de 5Apor Q1 y de 10A por Q2

que aunque disipan po-

ca potencia pueden

quemar los transistores

por superar la corriente

máxima de 3A y eso

usando transistores

TIP31 y TIP32. Es evi-

dente que se requiere

una limitación de co-

rriente aunque eso va-

ya en detrimento deltiempo de conmutación

de los MOSFET por la

generación de una

pendiente en la señal

de excitación.

En la figura 5 se agre-

gó un resistor de 4,7

Ohm que limita la co-

rriente a un valor de 1 A

perfectamente compa-

tible con los TIP31 y

TIP32.

Ahora la corriente esde 1A (en realidad ele-

gimos el resistor R2 pa-

ra lograr ese valor). Pa-

ra que funcione cual-

quier transistor T I P

consideramos que el

Beta de los mismos es

de 10.

Eso significa que la co-

Figura 6 - Amplificador de audio DIGI2.

Figura 7 - Agregado de capacitores de 470pF para realizar una prueba límite.



rriente de base será de 100mA en los

picos y ese valor es demasiado alto

para el modulador. Se impone utilizar

un transistor preamplificador que

puede ser un simple BC546 que so-

porta 75V y 100 mA continuos y tieneun Beta de 500 para la categoría C.

Ver la figura 6.

Observe el sencillo circuito del

preamplificador con el transistor Q1

que por precaución se debería reem-

plazar por un BC546, que admite

100V, o por lo menos un BC547 que

es de 50V. El BC 548 es de 30V y las

fuentes sumadas son de 24V por lo

que difícilmente exista algún proble-

ma, pero es mejor realizar diseños

con un buen factor de seguridad. Los

transistores utilizados en la simula-ción son los TIP41C y TIP42C que

tienen menos beta que los TIP31 y

TIP32 para tomar un margen de se-

guridad. Ud. debe usar TIP31A y TI-

P32A (o B o C). El resistor R8 debe

entregar una corriente de 1A dividido

por el Beta mínimo esperado de los

TIP, que puede ser de 20 ya que el

manual de RCA indica un beta míni-

mo de 30. Como el lector puede ob-

servar, tomamos todas las precaucio-

nes posibles para evitar un mal fun-

cionamiento. Además para la prueba

del circuito tomaremos una precau-ción extra. Vamos a colocar dos ca-

pacitores de 470pF en paralelo con

los 1.000pF máximos declarados pa-

ra las compuertas de los MOSFET.

Ver la figura 7.

Además, al utilizar el WB10 para

realizar las pruebas, podemos usar el

circuito completo con modulación

PWM que elegimos como de 1000Hz

de señal triangular para analizar el

funcionamiento del recorte en los pi-

cos con señales de mínimo tiempo

de actividad. En realidad, cuando sepretende comenzar la simulación, el

programa indica un error en la predis-

posición de los parámetros de simu-

lación y se detiene. Pero un instante

después ofrece analizar los paráme-

tros y modificarlos automáticamente

(cosa el WB9 no hacia) para que la

simulación pueda llevarse a cabo. Si

se acepta la modificación automática

demora un par de minutos y termina

indicando que ahora el programa

puede correr sin problemas, pero que

tal vez lo haga a menor velocidad re-

lativa.En nuestro caso, con la frecuen-

cia horizontal del osciloscopio ajusta-

da para ver la portadora de 50kHz se

podrá observar el comportamiento de

la excitación para los diferentes tiem-

pos de actividad como si fuera un di-

bujo animado del cual le brindamos

sólo cuatro cuadros correspondien-

tes a diferentes períodos de activi-

dad. Ver la figura 8.

En la figura 9 se puede observar

la señal de salida completa super-

puesta sobre la señal PWM que exci-ta al filtro (entre la unión de los MOS-

FET y masa).

Vamos a explicar, a continuación,

para qué sirve cada uno de los com-

ponentes del circuito que aún no ana-

lizamos. C6 es el capacitor de desa-

cople de base. El electrodo común

del transistor Q1 es el emisor que se

encuentra conectado a la fuente re-

gulada de 12V. La tensión de reposo

del modulador es de 0V ya que se

trata de una etapa balanceada quegenera una PWM que varía entre -12

y +12V (en realidad algo menos). El

capacitor C6 se carga entonces al ali-

mentar el circuito con 12V y acopla

ambas etapas evitando la circulación

de CC.

El diodo D2 conduce cuando la

señal del modulador se hace negati-

va y la juntura BE cuando se hace

Cambios Circuitales

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4

Figura 8 - Secuencia de señales PWM y sus correspondientes salidassobre el parlante

Figura 9 - Superposición de la señal sobre el parlante y la salida PWM.



positiva generando los dos estados

de excitación de base sin que cambie

demasiado la carga de C6. R9 limita

la corriente de base de Q1 y directa

del D2.

U1 y U2 regulan la tensión de 32Vhasta obtener 12V para alimentar a la

etapa excitadora y al modulador. La

tensión de entrada máxima es de

35V y en este caso lo estamos ali-

mentando con 32V. El consumo del

excitador es de 100mA y por lo tanto

cada regulador disipa 20Vx100 mA =

2W es decir que trabajan tibios.

Los capacitores C1 y C2 acoplan

la alterna del excitador a las com-

puertas de la etapa de salida de mo-

do que las mismas puedan variar su

tensión entre los niveles correspon-dientes al corte y la conducción. Q5

tiene ese nivel en 32V - 3V = 29V y

Q6 en -32V + 3V = 29V. El diodo D4

no permite que la tensión de com-

puerta supere los 32V aproximada-

mente cargando a C2.

Como la salida del excitador es

de 24V pap esto significa que la se-

ñal de la compuerta superior debería

variar entre 32 y 32 - 24 = 8V, pero el

zener D1 no permite que se reduzca

mas allá de 32 - 12 = 20V protegien-do la compuerta. D3 cumple una fun-

ción similar para Q6. En realidad la

barrera en directa de D1 podría efec-

tuar la función del diodo D4, pero no

lo hace con gran eficiencia y por eso

se recurre a agregar un diodo muy

rápido.Los transistores Q5 y Q6 generan

una señal rectangular de 50kHz con

32Vpp con los flancos muy abruptos.

Esta señal posee una gran cantidad

de armónicos que caen sobre la ban-

da de onda media de 530 a 1600kHz.

Dentro de esta banda se puede escu-

char una interferencia cada 5 esta-

ciones de radio. El modo de evitar es-

ta interferencia es con el agregado

de los capacitores C4 y C5 que sua-

vizan los flancos cortando las armó-

nicas superiores a la décima; quecae en 500 KHz es decir casi al prin-

cipio de la banda donde las interfe-

rencias son más altas.

Al mismo tiempo estos capacito-

res evitan que las componentes de

orden superior recorran un camino

muy largo porque lo cierran inmedia-

tamente alrededor de los generado-

res de la interferencia. El camino más

largo es precisamente el de las fuen-

tes de 32 y -32V que son externas al

equipo cuando se realiza una pruebay entonces el cable de masa y vivo se

transforma en una hermosa antena

de AM. El agregado de C4 y C10 fil-

tran la fuente a masa y evitan la irra-

diación por la antena/fuente.

El choque de filtro PWM es un ca-

so aparte que trataremos en el apar-tado siguiente porque es también

una de las fuentes de irradiación más

importantes de acuerdo a su cons-

trucción y un problema a resolver pa-

ra aquellos que no se dedican a la TV

y no pueden desarmar un fly-back. Y

más ahora que la inductancia debe

llevarse al doble del valor anterior pa-

ra filtrar 50kHz y no 100kHz como te-

nía el diseño original.

El Filtro PWM

Muchos lectores nos escribieron

indicando dificultades para construir

el inductor L1. Nosotros indicamos la

construcción con un núcleo de fly-

back de un TV color o un monitor. En

la entrega 3 le indicamos cómo cons-

truir un inductor con un núcleo de fly-

back para TV color o para monitores

con el entrehierro original. Bobinando

21 vueltas de alambre aislado, saca-

do de par telefónico para interiores,llegamos a una inductancia de

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42

Figura 10 - Modulador con control de balance.



100uHy y como la inductancia varía

con el cuadrado del número de espi-

ras, para obtener el doble de induc-

tancia deberíamos aumentar la canti-

dad de vueltas en un factor de 1,41

veces es decir 29 espiras. Por lo tan-to indicamos construir un inductor de

30 espiras.

Pero si el lector sólo se dedica al

audio no tiene una fuente simple de

núcleos de fly-back y entonces debe

recurrir a otro tipo de núcleo. El inten-

to de comprar algún núcleo fue in-

fructuoso en la República Argentina

(me imagino que en otros países de

América Latina ocurre lo mismo). Por

lo tanto se me ocurrió probar con una

bobina con núcleo de aire.

En forma matemática podemosdecir que una bobina en donde el lar-

go sea mucho menor que el diámetro

se puede demostrar que:

L (µHy) = 0,043 . r . n2

r : radio de la bobina en cm

n : número de espiras

Una bobina con un radio de 5 cm

tendrá una inductancia:

L = 0,22 . n2

de aquí deducimosque nuestro inductor de 220µHy de-

be tener:

n2 = 220/0,22 = 1000

y entonces:

n = 31 espiras

Es decir que si Ud. toma un cilin-

dro de 10 cm de diámetro y bobina 31espiras de alambre esmaltado de

0,40 mm a granel, va a obtener la bo-

bina buscada de 220µHy. Luego de

sacarla del cilindro puede envolverla

en cinta aisladora. Queda más profe-

sional si la envuelve con cinta de en-

mascarar y luego la sumerge en bar-

niz para motores eléctricos. También

puede encargarla en un taller de re-

bobinado de motores. Es un poco vo-

luminosa pero nuestro amplificador

es tan pequeño que lo que sobra en

el gabinete es espacio.Su mayor problema es que se tra-

ta de un irradiante casi perfecto por-

que el campo magnético no está con-

finado a un núcleo sino que se cierra

por el aire. Si el gabinete del amplifi-

cador es metálico el campo quedará

blindado por el gabinete y la solución

es adecuada. Para gabinetes de

plástico no hay más remedio que uti-

lizar algún núcleo.

Algunos lectores me preguntaron

si se podía usar laminación de hierrosilicio para transformadores y la res-

puesta es lamentablemente negativa

porque la pérdida por histéresis es

función de la frecuencia y esos nú-

cleos son adecuados sólo para 50Hz.

Tal vez se podría usar laminación de

grano orientado para transformado-

res de audio que se utiliza para fabri-

car transformadores de distribución

de audio, pero no es algo muy fácilde conseguir.

Desbalance de losTransistores MOSFET

En la simulación, la tensión de sa-

lida cuando no hay señal de audio es

siempre nula como debe ser. En la

realidad es posible que transistores

MOSFET o excitadores desparejos

puedan generar una tensión continua

de reposo inadmisible.La tensión continua de reposo ge-

nera calentamiento en la bobina, pe-

ro sobre todo genera distorsión en el

parlante. En efecto, para que el par-

lante no distorsione la bobina móvil

debe estar inmersa en un campo

magnético de densidad constante

producido por el imán. Si el cono

abandona la posición de reposo ade-

cuada, por la tensión continua, pro-

ducto del desbalance, el parlante dis-

torsiona.En realidad habíamos diseñado

un sistema de ajuste de la corriente

de reposo sobre el circuito modula-

dor, pero lo habíamos desestimado

basados en el funciona-

miento de nuestro prototi-

po. Dados los informes de

los lectores, es hora de

que volvamos a incluirlo

en el circuito y a indicar el

modo de ajuste.

Si el circuito modulador es

simétrico, cuando el audioes nulo, el período de acti-

vidad de la señal de entra-

da a la sección de poten-

cia es exactamente del

50%. Pero si el amplifica-

dor de potencia no es si-

métrico hay que modificar

el tiempo de actividad pa-

ra compensar el desba-

Cambios Circuitales

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43

Figura 11 - Corriente por los MOSFET con resistores limitadores.



lance y generar una continua nula so-

bre el parlante.

Simplemente corte el audio de

entrada poniendo la entrada a masa.

Conecte un téster sobre el parlante y

modifique el ajuste del preset de ba-lance de la figura 10 para que el tés-

ter indique tensión nula.

Si ajustamos el control de balan-

ce de punta a punta se obtiene una

medición con el téster sobre el par-

lante de -12V a +12V. Si desea reali-

zar un ajuste más suave puede llevar

los resistores R12 y R13 a 2K2 para

que la salida varíe de -6 a +6V. Nota:

el ajuste de sensibilidad afecta el

ajuste de balance así que deben

ajustarse iterativamente.

Recuerde que el preset R1 no esun control de volumen sino un ajuste

de sensibilidad fijo. El control de volu-

men está previsto en un control de to-

no por octavas que estamos comen-

zando a diseñar.

En el circuito de la figura 10 reem-

plazamos el generador de señal cua-

drada con el 555 con un generador

de funciones, para favorecer la simu-

lación, que ya es bastante lenta.

También anulamos el circuito de pro-

tección contra cortos en el parlantepor la misma razón pero el circuito

contempla ambos sistemas.

Funcionamiento con elParlante en Cortocircuito

Muchos lectores me preguntaron

sobre la protección del circuito contra

cortocircuitos en el parlante, que por

lo general es el problema de todos

los amplificadores analógicos.

Mi respuesta es siempre la mis-

ma. Un circuito debe ser autosufi-

ciente contra cortocircuitos en la car-

ga porque no hay un modo seguro de

proteger a un semiconductor con nin-

gún circuito de protección. En efecto,un semiconductor se puede quemar

en tan poco tiempo de sobrecarga

que cuando actúa la protección ya es

demasiado tarde.

En general las protecciones se

colocan para evitar que el circuito si-

ga funcionando en condiciones de

sobrecarga o para una sobrecarga

adaptada que haga aumentar la co-

rriente al doble de lo normal o más.

Nuestro circuito es autosuficiente

porque un cortocircuito sobre el par-

lante no modifica prácticamente lacorriente del par de MOSFET, debido

a la existencia del inductor de filtro

PWM que aísla al parlante de los

MOSFET.

Nuestra protección controla la co-

rriente sobre las fuentes y opera si di-

cha corriente supera el límite prefija-

do. Pero sólo cortamos la excitación

y no protegemos las fuentes contra

cortocircuitos de algún transistor de

potencia.

Si el lector lo desea debe agregarrelés sobre las salidas de fuente ope-

rados con la tensión de apagado del

555. Pero de cualquier modo encon-

tramos que es conveniente agregar

resistores de pequeño valor en serie

con los MOSFET, para evitar corrien-

tes pulsantes muy altas durante el

único momento que conducen los

transistores de potencia que es du-

rante la conmutación.

Si ambos transistores son de la

misma velocidad nunca van a estar

funcionando los dos al mismo tiempo

y los resistores son innecesarios. Pe-

ro si uno tarda en apagarse mientras

el otro ya comienza a conducir la

energía se disipa en los resistores.

En la figura 11 se puede observar lacorriente por los MOSFET medida

con sondas de corriente ajustadas a

1A/V.

Como se puede observar las co-

rrientes más importantes ocurren du-

rante la conmutación, durante el

tiempo de conducción apenas se vis-

lumbra la corriente que se dirige ha-

cia el inductor de filtro.

Conclusiones

En esta entrega le presentamos

un nuevo proyecto de amplificador di-

gital PWM con todas las modificacio-

nes necesarias para que sea un pro-

yecto que funcione con cualquier

componente que se pueda comprar

en América Latina. Si Ud. ya había

armado el DIGI1 tiene las indicacio-

nes para modificarlo. Si no lo armó

espere hasta la próxima entrega en

donde ya tendremos diseñado el

nuevo circuito impreso para el DIGI2con todas las correcciones.

Le pedimos disculpas por los pro-

blemas, pero Ud. debe comprender

que estamos por un camino muy po-

co transitado y es lógico que los cir-

cuitos se modifiquen a medida que

los lectores se van animando a ar-

marlos y me comentan sus experien-

cias.

Yo no echo en saco roto ningún

comentario y si hay que reconocer un

error no tengo reparos en hacerlo. !

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44



Cuaderno del Técnico Reparador

Mantenimiento y Reparación de Celulares

Cómo se Repara el Teclado de un Teléfono Celular En general, uno de los componentes que suele pre - sentar mayores fallas en un teléfono celular es el teclado; ya sea porque el equipo se mojó, porque recibió un golpe o por exceso uso del mismo. Sin importar la marca y el modelo del equipo, las técnicas de construcción de los teclados no

difieren mucho, en algunos casos posee membrana y en otros simplemente la acción de una tecla es por variación de cargas estáticas pero, en todos los casos, un teclado sucio puede ocasionar fallas. En este artículo mencionaremos cómo se limpia un teclado y de qué manera se debe encarar la reparación para dos casos típicos: cuando no anda una tecla o cuando no funciona un grupo de teclas (o directamente no funciona).Trabajaremos en dos fallas reales, en un equipo Motorola y en otro genérico

Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejoe-mail: [email protected]

Es común que un teléfono

celular se moje y cuando se

cae al agua “no precisamente

lo hace en agua destilada”. Cuando

esto ocurre, de inmediato hay que

quitar la batería, desarmar el telé-

fono y limpiarlo. Si no lo hace, es

probable que el aparato se dañe y

que no se pueda recuperar. La

mayoría de las unidades poseenun indicador que nos dice si el telé-

fono se ha mojado; dicho indicador

es de color blanco y suele estar en

el compartimento de la batería

(figura 1) y su acción es similar a la

de un papel de tornasol utilizado en

química: “si está frente a un medio

alcalino se pone rojo y si está en

presencia de un medio ácido vira al

color azul o morado”.

En general el agua sucia (el

agua de la calle, el que se encuen-

tra en el piso, etc.) suele ser alcali-

na por lo cual, cuando el teléfono

se moja, dicho indicador se pone

rojo (figura 2) y si quitamos la bate-

ría, limpiamos a consciencia las

partes eléctricas y lo secamos, al

armar el equipo funcionará sin pro-

blemas. Ahora bien, muchas veces

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49

Figura 1



el usuario prende igual al celular y

es probable que algunos compo-

nentes o pistas del circuito impreso

estén mojadas con dicho agua

alcalina y en ese caso se produce

un efecto “similar” al de la electróli-sis, es decir, tenemos dos electro-

dos (componentes) recorridos por

corriente y que están sumergidos

en un electrolito (agua sucia). Este

fenómeno, como sabemos, produ-

ce la corrosión de un electrodo, lo

que implica que el componente o la

pista de circuito impreso se dañe,

produciéndose un vapor ácido que

hace que el color del testigo vire al

azul o morado.

El técnico sabe que si el indica-

dor está morado, es porque en elteléfono se ha producido una elec-

trólisis y le advierte al cliente que

es muy probable que no se pueda

reparar. Ahora, si el testigo está

rojo, tampoco es garantía de que la

reparación sea sencilla.

Cuando un teléfono se moja el

teclado suele quedar sucio y pre-

senta fallas tiempo después de

haberse mojado, es por eso que se

recomienda limpiar las partes eléc-

tricas de la placa del teclado y para

ello no se recomienda el uso de

aguas o alcoholes de ningún tipo;

se debe limpiar en una cuba (tina,

recipiente) de ultrasonido, ya que el

ultrasonido es un poderoso desen-

grasante y produce la limpieza sin

ningún peligro.

Ya sea que haya que limpiar al

teclado o tengamos que repararlo,

al teléfono se lo debe desarmar y

para ello se debe contar con las

herramientas apropiadas a saber

(figura 3):

Destornillador (desarmador) con puntas Thor o estrella de varias medidas (Nº 3 a Nº 6 por lo menos).

Set de herramientas de peque - ño porte.

Bruselas o pinzas de agarre.Desarmadores de puntas varias

de pequeño porte.Adhesivo de contacto

Adhesivo ins - tantáneo.

Cuba de ultraso - nido con agua desti - lada.

También un ele-

mento sumamente

necesario para rea-

lizar el manteni-

miento a un teléfo-

no celular es su

Manual de Servicio,

ya que en él se

tiene una gran can-

tidad de datos

i m p r e s c i n d i b l e s

para el técnico, como ser las ins-

trucciones de desensamble, puntosde prueba, circuito eléctrico, fallas

comunes, señales eléctricas, etc.

Sin el manual se corre un serio

riesgo de dañar al equipo cuando

se lo intenta desarmar y por ello

recomendamos que NO LOINTENTE si no posee las instruc-

ciones, por más experiencia que

posea en el mantenimiento de

equipos electrónicos.


Service & Montajes

5

Figura 2

Figura 3



Si bien he tenido la oportunidadde realizar el mantenimiento a

varios teclados, para hacer este

informe voy a explicar los pasos

que he seguido para arreglar un

teléfono Motorola T720 y otro

genérico (de tecnología 3G, con TV

y 4GB de memoria) marca Foston

de los cuales hay muchos en el

mercado pero con diferentes mar-cas (ipone, C702, trialB, etc.).

El T720 presentaba la falla en

una tecla: “no se podía acceder al

menú” y fallas intermitentes en

varias otras teclas mientras que en

el Foston había que apretar muchí-

simo a 4 teclas para que pudieran

operar y, aún así, a veces tampoco

lograban hacer contacto. Lo prime-ro que hice fue “hacerme” de los

manuales de servicio. Para el

Motorola fue fácil pero para el

Foston tuve que recurrir a varios

manuales hasta encontrar el ade-

cuado, un “Honckua 702”. En

dichos manuales se encuentra la

explicación, paso a paso, de cómo


Service & Montajes

5

Figura 4

Figura 5 Figura 6




se debe desarmar cada celular (en

inglés) de modo tal que siguiendo

las instrucciones no he tenido pro-

blemas para hacerlo.

En la figura 4 se muestra una

secuencia de 6 páginas del manual

Motorola T720 en la que se puede

apreciar que los pasos a seguir se

muestran en detalle.

En primer lugar se quita la bate-

ría, para lo cual se debe quitar la

tapa accionando la traba corres-

pondiente (figura 5). Hecho esto se

retira la batería accionando desde

el lugar de los contactos eléctricos

(figura 6) para evitar que se dañen.Habiendo quitado la alimenta-

ción, ahora retiramos la antena

desenroscándola en sentido

antihorario hasta que quede fuera

de la unidad (figura 7). Acto segui-

do tomamos el desarmador con

una punta Thor Nº6 y quitamos los

tres tornillos que unen al gabinete

(figura 8). Al respecto aclaramos

que todas las empresas recomien-

dan NO REUTILIZAR los tornillos

cosa que en América Latina (al

menos) es muy difícil de cumplir

por la falta de oferta de estos com-

ponentes, es decir, generalmente

se vuelven a utilizar los mismos tor-

nillos.

Una vez quitados los tornillos,

con un desarmador de punta plana

de 3 mm se deben desmontar las

pestañas en ambos costados del

gabinete (figura 9) de forma que

escuchará un

pequeño “click”

que indica que la

contratapa se had e s t r a b a d o ;

luego se levanta

con suavidad

unos 15 a 30

grados la misma

(con mucho cui-

dado) desde la

base del teléfo-

no (figura 10), se

realiza un

pequeño giro antihorario y notará

que la tapa se destraba automáti-

camente.

Tomamos una pinza de agarre

tipo brusela (como las que suelen

utilizar los dentistas) y retiramos la

placa de circuito impreso que con-

tiene los componentes principales

del teléfono (figura 11). Con el des-

tornillador tipo pala de 3 mm quita-

mos el conector que une el flexible

del display con la placa del teclado

Service & Montajes

52

Figura 7 Figura 8

Figura 9 Figura 10

Figura 11




y ya podemos retirar la placa (figu-

ra 12). Una simple inspección ocu-

lar nos permite ver que la membra-

na del teclado está algo gastada enel área donde se encuentra la tecla

con problemas y decidimos despe-

garla. Para ello tomamos nueva-

mente la pinza de agarre y tiramos

desde el borde de la membrana en

la zona que se observa gastada; de

inmediato la membrana se despe-

ga (figura 13) y deja al descubierto

una hojuela metálica que actúa de

contacto con la placa impresa,

notamos que la misma no tiene

buena flexibilidad y decidimos cam-biarla; para ello agudizamos nues-

tro ingenio buscando un teclado en

desuso que posea un componente

similar, tomamos una que esté en

buen estado y la reemplazamos

(recuerde que lo ideal sería cam-

biar la placa del teclado completa

o, al menos, la membrana, o sim-

plemente colo-

car una hojuela

nueva pero

como no conse-guimos las par-

tes tenemos que

c o n f o r m a r n o s

con el procedi-

miento descrip-

to) Colocamos

la nueva hojuela

en la posición

correcta (figura

14) y volvemos

a pegar la membrana. No se

requiere adhesivo ya que el exis-

tente en la membrana es suficien-

te.Antes de armar el teléfono deci-

dimos limpiar las placas de circuito

impreso y para ello no usamos ni

alcohol, ni pincel, ni sopladora de

aire… NADA DE ESO.

Improvisamos la campana de

un porta CDs de 50 unidades como

cuba, le agregamos agua destila-

da, en su interior le colocamos el

transductor de un generador de

ultrasonido, lo ponemos en funcio-

namiento e introducimos las placasde circuito impreso (figuras 15 y

16), dejamos actuar durante 3

minutos, retiramos la placa con una

pinza y con un secador de cabello

las secamos, tomando la precau-

ción de colocar un pedazo de papel

de cocina en la toma de aire del

secador para que actúe como filtro

y así asegurarnos de no bombar-

dear a la placa con aire contamina-

Figura 4

Service & Montajes

53

Figura 12 Figura 13

Figura 14 Figura 16

Figura 17




do con polvo. Aclaramos que el

tiempo de actuación no es algo

estricto, en alguna oportunidad

dejé la placa en ultrasonido un fin

de semana por olvido y al montar el

c e l u l a r, funcionó sin problemas.

Fíjese si será bueno este método

que los mecánicos de automóviles

lo emplean para limpiar los eyecto-

res de combustible.

El ultrasonido es ideal para lim-

piar los contactos de un celular. En

Saber Nº 239 Publicamos el circui-

to del generador que yo empleo

para mis prácticas. Ud. puede bajar

dicho circuito de nuestra web:w w w. w e b e l e c t r o n i c a . c o m . a r,

haga click en el ícono password e

ingrese la clave: “circuiultra”.

Dos Celulares, la Misma Falla

La falla que voy a describir se

me presentó en 2 celulares y,

casualmente, fueron debidas al

mismo componente.

En un teléfono genérico Foston,

como el de la figura 15, cada vez

que se accionaban las teclas “0, # y

*” la respuesta era errática y en

general había que ejercer mucha

fuerza para obtener resultados. Lo

mismo ocurría con la tecla de

encendido. Casi al mismo tiempo,

en uno de los Motorola V3 que

poseo para el dictado de semina-

rios, también tuve respuestas anó-

malas cada vez que apretaba una

tecla, a veces funcionaba bien y

otras no.Fue curioso tener ambas fallas

simultáneas (en realidad el V3 ya

me venía fallando desde hacía un

tiempo y el Foston me lo prestaron

para “que juegue” un poco con él

para que conozca su tecnología y

de paso ver si podía encontrar la

falla).

Conseguir el manual del V3 fue

sencillo, de hecho en nuestra web

tenemos manuales de unos 5000

celulares pero hacerme del manual

del Foston me costó un poco más

de trabajo. Para encontrarlo bus-

qué entre diferentes teléfonos

genéricos de procedencia china

aquellos que tenían una apariencia

similar y hallé el de un “Honckua

702” que resultó ser el mismo que

el del que yo precisaba.

Un tiempo antes de llegarme el

Foston, como lo había hecho varias

veces, desarmé el V3, realicé una

inspección ocular, quité la chapa

del teclado, desmonté el flexible, lo

medí con un multímetro (el flexibleretirado de su conector) “y nada”…

Decidí colocarle el teclado de otro

teléfono y creí que la falla había

estado resuelta pero al poco tiem-

po comenzó a presentar el mismo

problema. Como la falla a veces

estaba y otras no y al teléfono no lo

usaba seguido, “me despreocupé”.

Al llegarme el teléfono genéri-

co, de inmediato lo relacioné con el

Service & Montajes

54

Figura 15 Figura 16

Figura 17 Figura 18




V3 y decidí efectuar una “inspec-

ción” para intentar su reparación.

Como es costumbre, retiré la tapa

porta batería, quité la batería (figu-

ra 16) y comencé el despiece. Esteteléfono posee 6 tornillos pequeños

(desconozco la medida ya que en

el manual la misma figura en un

idioma que no domino) como los

que suelen encontrarse en los len-

tes para sujetar el marco, los quité

(figura 17) y posteriormente tuve

que desarmar unas pequeñas tra-

bas colocadas en los costados

(figura 18). Conocer este procedi-

miento me llevó un poco de tiempo

pero al final entendí que debía rea-

lizar una suave presión sobre

dichas trabitas para que las tapas

se separen.

Una vez hecho esto, con un el

mismo destornillador tuve que

desarmar un par de trabas por

encima y por debajo del teléfono

(siguiendo las instrucciones del

manual a través de sus fotografí-

as), tal como

muestra la figura

19 y ya pude

separar ambas

partes del teléfo-

no. Sobre una

tapa quedó una

parte del circuito

eléctrico y sobre

la otra el resto

(figura 20). Lo

primero que

noté es que el

teclado no fun-

cionaba por intermedio de mem-

brana con hojuelas metálicas o

goma conductora sino que el prin-

cipio de funcionamiento se basa en

difusión de cargas estáticas. Al qui-tar el teclado de la placa, retirando

suavemente su conector me pare-

ció ver una rajadura en el conector

hembra (figura 21). Decidí que ésa

podía ser la falla y como sabía que

podía ser complicado conseguir

dicha parte intenté su reparación;

para ello simplemente eché una

gotita muy pero muy pequeña de

adhesivo instantáneo (apenas si

humedecí la zona donde estaba la

rajadura, figura 22) y luego con una

pinza de puntas pequeñas ejercí

una presión pequeña sobre el

conector durante un par de minutos

(figura 23), esperando que la raja-

dura quede subsanada.

Dejé actuar al adhesivo durante

24 horas y al día siguiente armé el

celular y éste funcionó perfecta-

mente.

Lógicamente mi temor era quela falla vuelva a presentarse de

inmediato ya que si estando nuevo

se rajó (y me aseguraron que el

Service & Montajes

55

Figura 19

Figura 20

Figura 21 Figura 22




Service & Montajes

56

teléfono no tuvo ningún golpe) ¿por

qué no se iba a volver a rajar?. Al

momento de escribir esta nota ya

habían transcurrido 5 meses del

arreglo y el móvil todavía seguíafuncionando, aún cuando era utili-

zado en forma continua.

Cuando descubrí esta falla, me

pregunté si mi V3 no podía tener

una falla similar y al desarmarlo,

quitar el conector (figura 24) y rea-

lizar una inspección ocular sobre elconector, noté una pequeña rajadu-

ra por lo cual asumí que las fallas

eran idénticas. Por supuesto apli-

qué el mismo procedimiento y hoy

sigo utilizando el V3 para realizar

las prácticas en seminarios y cur-

sos de reparación de celulares quesuelo dictar en el marco del Club

Saber Electrónica. !

Figura 23

Figura 24



Saber Electrónica

57

Los amantes de la música nunca

podrán olvidar la famosa pieza

musical de Pink Floyd que co-

mienza con un efecto muy particular:

El latido de un corazón bastante am-

plificado, efecto sobre el que progresi-

vamente se mezcla la melodía musi-

cal. La amplificación de los latidos car-díacos ha sido solicitada en varias

ocasiones por nuestros lectores. Este

proyecto responde, como en muchas

ocasiones, a diversas peticiones. De

hecho algunos lectores, deseosos de

oír los latidos del corazón, han pensa-

do que es suficiente conectar un pe-

queño micrófono a un amplificador.

Enseguida han constatado que de es-

ta forma no es posible escuchar los la-

tidos, ya que los latidos cardíacos,

aunque son fácilmente perceptibles altacto, no son detectables a través de

un micrófono común.

Estos mismos lectores nos han es-

crito para que les propongamos una

solución. La solución no es tan inme-

diata como se podría pensar a prime-

ra vista, ya que cuando es preciso am-

plificar una señal de bajo nivel sonoro,

como la generada por los latidos del

corazón, la dificultad estriba en lograr

reproducir únicamente el sonido que

interesa, excluyendo el ruido de fon-do.

Para conseguir el resultado busca-

do, en primer lugar es indispensable

contar con un transductor apropiado.

Después de nume-

rosas pruebas he-

mos localizado una

cápsula piezoeléc-

trica que permite

conseguir una ópti-

ma respuesta en

frecuencia, gene-

rando un sonidolimpio y exento de

ruidos.

Además de un

transductor adecua-

do para obtener una

buena reproduc-

ción, también es ne-

cesaria una ade-

cuada filtración de

LX1655

Estetoscopio ElectrónicoEn este artículo presentamos un “estetoscopio”,es decir un dispositivo que permite escuchar los latidos del corazón notablemente amplificados.Con este instrumento se pueden distinguir perfec - tamente los diferentes tonos cardíacos, aunque también puede tener otras utilidades, como la rea - lización de efectos sonoros.

MONTAJE

Figura 1 - Con el estetoscopio LX1655 se pueden visualizar en la PC las pulsaciones cardíacas.Quien disponga de un editor de audio puede registrar, editar y escuchar las señales captadas.



Saber Electrónica

58

Montaje

la señal, de forma que se reproduz-

can únicamente las frecuencias apro-

piadas, y en el caso que nos ocupa

entre 20Hz y 400Hz. Con estas pre-

misas hemos desarrollado el Estetos-

copio electrónico LX.1655, que aquí

presentamos. Este dispositivo ha sido

proyectado principalmente para am-

plificar el sonido de los latidos cardía-

cos, aunque también puede ser utili-

zado para otras aplicaciones: Auscul-

tación de la inspiración y de la expira-

ción del aire, de la deglución, de la

tos, etc.

Gracias a este instrumento un es-

tudiante de Medicina puede practicar

la auscultación del corazón en los pa-

cientes, aprendiendo a distinguir losdiferentes tonos.

Además se puede registrar el so-

nido con un grabador o con un orde-

nador personal, y crear un archivo

con diferentes patologías cardíacas

que puede resultar muy útil para me-

jorar el aprendizaje.

No está lejos el tiempo en que,

con la llegada de la Telemedicina, se

transmitan al médico vía Internet las

pulsaciones del corazón, y realizar de

esta forma un chequeo rápido, tran-

quilizando al paciente sobre su esta-

do de salud en el momento.

Latidos Cardíacos

Con el Estetoscopio electrónico

LX.1655 se pueden distinguir cómo-

damente los diferentes tonos cardía-

cos, es decir los sonidos que constitu-

yen los latidos y que son producidos

por el rítmico cierre de las válvulas

del corazón.

El primer tono que se advierte en

la pulsación cardíaca, un “tum” muy

bajo y algo prolongado, es causado

por el cierre de las válvulas mitral y

tricúspide, mientras que el segundo

tono, un “ta” más alto y más breve, escausado por el cierre de las válvulas

aórtica y pulmonar (vea la figura 8).

En los individuos jóvenes y nor-

males también es posible advertir un

tercer tono, más bajo, ocasionado por

la irrupción de la sangre durante el rá-

pido llenado del ventrículo. A título de

curiosidad, la duración del primer to-

no es de unos 0,15 segundos y tiene

una frecuencia entre 25 y 45Hz,

mientras que el segundo tono tiene

una duración de unos 0,12 segundos

y una frecuencia de unos 50Hz. Ade-

más, quienes dispongan de un orde-

nador personal que incorpore tarjeta

de sonido, pueden registrar los lati-

dos cardíacos y visualizarlos en pan-

talla.

Para realizar esta operación hay

que conectar la salida de los auricula-

res del Estetoscopio LX.1655 a la en-

trada de la tarjeta de sonido del orde-

nador personal mediante un cable do-

tado de dos conectores jack macho. A

continuación hay que ajustar a mediorecorrido el potenciómetro de volu-

men del Estetoscopio. Para efectuar

la grabación se puede utilizar el acce-

sorio “Grabadora de Sonidos”, inclui-

do en todas las versiones de Win-

dows, o programas más potentes co-

mo Nero.

Para utilizar la Grabadora de So-

nidos hay que hacer click en el botón

Inicio del escritorio de Windows. A

continuación hay que seleccionar

Programas, Accesorios, Entreteni-

miento y, por último, Grabadora de

Sonidos. Al seleccionarlo se abrirá

una pequeña ventana, similar a la

mostrada en la figura 9.

Ahora, después de haber situado

el transductor en la región cardíaca,

hay que pulsar el botón Grabar.

Cuando se quiera finalizar la graba-

ción basta con pulsar el botón Dete-

ner (ver figura 10). Si se desea se

Figura 2 - El primer estetoscopio construido por Laennec estaba for - mado por un cilindro de madera de haya dentro del cual practicó un agu -

jero pasante de unos 2 mm. Con este instrumento su inventor fue capaz de diagnosticar muchas patologías y realizar importantes análisis de los sonidos cardíacos y pulmonares.

Figura 3 - Esquema práctico de montaje del circuito impreso (derecha) en el que se pueden apreciar claramente los conectores para los auriculares y para el transductor piezoeléctrico. Fotografía del circuito impreso con todos los com - ponentes montados e instalado dentro del mueble contenedor (izquierda).



Saber Electrónica

59

Estetoscopio Electrónico

puede salvar la grabación en un archi-

vo seleccionando la función Guardar

del menú Archivo.

Esquema Eléctrico

La señal procedente del disco pie-

zoeléctrico es mandada a la Puerta

(Gate) del FET FT1, componente con-

figurado para adaptar la impedancia

del sensor piezoeléctrico a la impe-

dancia de entrada del operacional

IC1/A.

La señal presente en el Drenador

de FT1 se aplica a la entrada no inver-

sora de IC1/A, que junto a los conden-

sadores C3-C4 y a las resistenciasR6-R7 constituye un filtro paso-alto

configurado para bloquear todas las

frecuencias inferiores a 20Hz.

Del terminal de salida de IC1/A la

señal es transmitida a la entrada no

inversora de IC1/B que, junto a las re-

sistencias R10-R11 y a los condensa-

dores C6-C8, constituye un filtro paso-

bajo que bloquea todas las frecuen-

cias superiores a 400Hz.

Cómo Nació el Estetoscopio

René Théophile Hyacinthe Laen-

nec (1781- 1826), genio francés de la

Medicina, descubrió en 1816 el este-

toscopio, como muchas veces en la

historia de la ciencia, por casualidad.

Así lo expuso en su “Tratado sobre la

auscultación indirecta”, obra publica-

da en el 1819.

Un día acudió a su consulta una

paciente que presentaba síntomas decardiopatía, por lo que tuvo la necesi-

dad de auscultarle el corazón, opera-

ción que se realizaba en aquellos

tiempos acercando directamente la

oreja al pecho del paciente. Al tratarse

de una mujer joven trató de evitar la

“incomodidad” que esta maniobra ha-

bría provocado. Recordó un fenóme-

no físico conocido: El efecto que se

ocasiona cuando acercando a la oreja

a un objeto sólido, por ejemplo un la-

do de una vara de madera, es posiblepercibir claramente el sonido en el

otro lado de la vara. Intentando solu-

cionar el problema con esta estratage-

ma cogió un cuaderno que tenía a su

alcance y lo enrolló, apoyando un ex-

tremo en el tórax de la paciente y el

otro extremo en su propia oreja. Des-

cubrió, con gran sorpresa, que el soni-

do de los latidos del corazón se trans-

mitía perfectamente por el tubo de

cartón, y además notablemente ampli-

ficado. Este acontecimiento inespera-

do despertó su curiosidad, por lo quedecidió estudiarlo en profundidad. En-

seguida se dio cuenta que este fenó-

meno no sólo era de gran ayuda para

mejorar la auscultación de los latidos

cardíacos, sino también para explorar

problemas respiratorios pulmonares.

Aquel primer rudimentario instrumento

dio paso a un tubo en cartón de unos

30 centímetros de longitud. Luego lo

perfeccionó sustituyéndolo por un ci-

lindro de madera en el que realizó unagujero pasante. Con este prototipo

realizó numerosas pruebas, modifi-

cando su longitud, ancho, espesor y el

diámetro del agujero central. Así llegó

a realizar un instrumento que permitió

una notable amplificación acústica y

que llamó estetoscopio, del griego

stethos (pecho) y skopein (observar),

lo que constituyó una importante con-

tribución al estudio de numerosas pa-

tologías como la tuberculosis pulmo-

nar, el enfisema, el edema pulmonar,etc. Con el mismo instrumento Laen-

nec fue capaz posteriormente de diag-

nosticar la pleuresía pulmonar. Dado

lo evidente de la mejora que aportó

para reailzar diagnósticos el instru-

mento de Laennec se difundió rápida-

mente en Francia, luego en Gran Bre-

taña y después al resto del mundo.

Con el paso del tiempo el estetosco-

pio se ha ido perfeccionando hasta lle-

gar al instrumento actual, en el que la

amplificación del sonido ha sido au-

mentada y se ha potenciado su preci-sión mediante la utilización de una

membrana cuya función es recoger

las vibraciones generadas por la débil

señal acústica procedente del cuerpo

del paciente y transmitirla al instru-

Figura 4 - Esquema eléctrico del Estetoscopio electrónico. El integrado IC2 amplifica unos 30dB la señal procedente del transductor pie -

zoeléctrico. En la salida se pueden conectar auriculares cuya impedancia esté comprendida entre 8 y 32 ohmios.



mento, haciéndolas perfectamente

perceptibles para el médico.

Después de contribuir de forma

decisiva a la diagnosis médica y a la

observación de las enfermedades pul-

monares Laennec murió en el 1826,

con tan solo 45 años. Murió a causa

de la misma tuberculosis que estudiódurante tanto tiempo, dejando como

herencia a sus colegas este insustitui-

ble dispositivo, que es considerado a

todos los efectos como el primer dis-

positivo de diagnóstico de la Medicina

moderna.

Como se puede apreciar obser-

vando el esquema eléctrico, tanto

IC1/A como IC1/B son amplificadores

con ganancia unitaria. La amplifica-

ción de la señal es realizada por el in-

tegrado TDA7052/B (IC2), que ampli-

fica la señal unos 30dB.

En los terminales 5 y 8 del integra-

do IC2 está presente la señal de sali-

da, que es aplicada al conector jack

hembra, en el que se conectan unos

auriculares corrientes (impedancia en-tre 8 y 32 ohmios).

El potenciómetro R14, conectado

al terminal 4 de IC2, permite regular el

volumen. Por otro lado el transistor

TR1 tiene la función de limitar la señal

en la salida, de forma que en caso de

choques accidentales del disco pie-

zoeléctrico no se alcanzan nunca ni-

veles intolerables para el oído.

La alimentación es proporcionada

por una pila común de 9 voltios. El in-

terruptor S1 está incluido en el poten-

ciómetro del volumen R14. El diodoLED DL1 señala el encendido del dis-

positivo.

El montaje de este circuito es tan

sencillo que no presentará ningún pro-

blema. Aconsejamos comenzar el

montaje con la instalación, en el cir-

cuito impreso LX.1655, de los zócalos

correspondientes a los integrados IC1

e IC2, como siempre teniendo cuida-

do en respetar la orientación de lasmuescas de referencia. A continua-

ción se puede proceder al montaje de

las resistencias, controlando su valor

a través del código de colores, y del

potenciómetro R14 (1 megaohmio)

que incluye un interruptor, utilizado

para encender el estetoscopio y para

regular el volumen. Es el momento de

instalar los condensadores, comen-

zando por los de poliéster y conti-

nuando con los electrolíticos, teniendo

cuidado en estos últimos en respetarla polaridad de sus terminales, para lo

que se ha de tener en cuenta su ter-

minal más largo que corresponde al

polo positivo. Ahora se puede montar

el FET FT1, el transistor TR1, orien-

tando el lado plano de sus cuerpos tal

como se indica en la figura 3, y el dio-

do LED DL1, respetando la polaridad

de sus terminales (el ánodo corres-

ponde al terminal más largo).

Los siguientes componentes a sol-

dar en el impreso son los terminales ti-

po pin utilizados para conectar el por-tapilas de 9 voltios y al conector jack

hembra de 2 mm utilizado para la co-

nexión del transductor piezoeléctrico.

Por último sólo queda montar el

conector jack hembra de 3 mm utiliza-

do para la conexión de los auriculares

e instalar los integrados IC1 e IC2 en

sus correspondientes zócalos, orien-

tando sus muescas de referencia tal

como se muestra en la figura 3.

El circuito impreso, con todos sus

componentes ya montados, ha de ins-talarse en el pequeño mueble de plás-

tico (vea la figura 3), fijándose con los

tornillos incluidos en el kit. Hay que

hacer salir el conector de los auricula-

res a través del agujero central del

mueble.

A continuación hay que instalar el

mando de regulación de volumen en

el eje del potenciómetro R14 y conec-

tar los cables del portapilas a los ter-

Montaje

Saber Electrónica

6

Figura 6 Para montar el disco piezoe - léctrico en el soporte de plástico cilín - drico hay que soldar el hilo central del cable apantallado en el centro del dis - co y la malla metálica en el borde exte - rior. Una vez realizada la soldadura hay que fijar el disco al soporte utilizando pegamento.

Figura 7 Hay que introducir el cable apantallado en el agujero realizado en el cilindro de soporte, hasta llegar al nudo, que se ha de cerrar para que el cable quede bloqueado y permitir que se aloje dentro del cilindro. Se puede utilizar una brida en lugar del nudo pa - ra bloquear el cable.

Figura 5 - Conexiones de los integrados LM358 y TDA7052B, vistas desde arriba. Las co -

nexiones del FET BF245 y del transistor BC.547 se muestran vistas desde abajo.



minales tipo pin del impreso, respe-

tando la polaridad.

Por último hay que instalar el co-

nector jack hembra de 2 mm utilizado

para conectar el transductor piezoe-

léctrico en el agujero correspondientedel mueble y soldar sus contactos a

los dos terminales tipo pin del circuito

impreso.

En el kit se proporciona un disco

piezoeléctrico, un trozo de cable

apantallado de, aproximadamente, 1

metro de longitud y un cilindro de plás-

tico perforado y perfilado, utilizado co-

mo soporte para el transductor. En pri-

mer lugar hay que pelar el cable apan-

tallado descubriendo el hilo central y

dejando también al descubierto 1,5cm de malla metálica. A continuación

hay que realizar un pequeño nudo en

el cable, cerca del extremo y sin apre-

tarlo mucho, tal como se muestra en

la figura 6. Observando el disco pie-

zoeléctrico se puede apreciar que pre-

senta un lado metálico brillante, en el

lado contrario se encuentra el material

piezoeléctrico rodeado por un borde

de latón. Es en este lado en el que se

ha de soldar el cable apantallado.

El hilo central del cable apantalla-

do se ha de soldar a la zona centraldel disco piezoeléctrico, mientras que

la malla metálica del cable se suelda

al borde de latón.

ATENCIÓN: Es aconsejable utili-

zar en las soldaduras muy poca canti-

dad de estaño y proceder con mucho

cuidado. Una vez realizadas no hay

que doblar el cable apantallado ya que

el disco cerámico es bastante frágil y

podría romperse si el cable es someti-

do a torsión. A continuación hay que

introducir el cable apantallado en el

agujero realizado a tal efecto en el ci-

lindro de soporte, hasta llegar al nudo,

que se ha de cerrar para que el cable

quede bloqueado y permitir que se

aloje dentro del cilindro.

NOTA: Se puede utilizar una bridapara bloquear el cable en lugar del nu-

do. Después hay que proceder a fijar

el disco piezoeléctrico a la superficie

del soporte. Para realizar esta opera-

ción hay que utilizar unas gotas de pe-

gamento, teniendo mucha precaución

en depositarlo tal como se indica en la

figura 6.

Después de fijar el disco piezoe-

léctrico en el soporte hay que soldar el

otro extremo del cable apantallado al

conector jack macho de 2 mm incluido

en el kit. Una vez conectado el trans-

ductor piezoeléctrico, los auriculares e

instalada la pila de 9 voltios el Este-

toscopio LX.1655 está listo para ser

utilizado. !

Estetoscopio Electrónico

Saber Electrónica

6

Figura 9 - Para grabar los latidos del corazón se puede utilizar la Grabado - ra de Sonidos de Windows. La graba - ción se inicia pulsando directamente en el botón GRABAR (círculo rojo).

Figura 10 - Para terminar la graba - ción hay que pulsar el botón DE - TENER (rectángulo gris).

Figura 8. Los latidos cardíacos se componen fundamentalmente de dos tonos. El primer tono se produce por el cierre de las válvulas mitral y tricúspide, mientras

que el segundo tono se produce por el cierre de las válvulas aórtica y pulmonar.

LISTA DE COMPONENTES

R1 = 1k!R2 = 1M!R3 = 1k!R4 = 4,7k!

R5 = 4,7k!

R6 = 56k!R7 = 100k!R8 = 10k!R9 = 10k!R10 = 82k!R11 = 82k!R12 = 10k!R13 = 10!R14 = Potenciómetro 1M!C1 = 10µF electrolíticoC2 = 10µF electrolíticoC3 = 100nF poliéster

C4 = 100nF poliésterC5 = 10µF electrolíticoC6 = 6,8nF poliésterC7 = 470nF poliésterC8 = 3,3nF poliésterC9 = 100nF poliéster

C10 = 100µF electrolíticoC11 = 1µF poliésterC12 = 100nF poliésterC13 = 100µF electrolíticoDL1 = Diodo LEDDS1 = Diodo 1N.4150FT1 = FET BF.245TR1 = Transistor NPN BC 547IC1 = Integrado LM 358IC2 = Integrado TDA 7052/BS1 = Interruptor (sobre R14)SENSOR = Cápsula piezoeléctricaAuriculares estéreo 32!



lo. El módulo básicamente consiste

de 4 contadores síncronos 74HC193

conectados en cascada y de un inte-

grado de memoria RAM o flash.

Funcionamiento

Como podrá observar, la salida

de los contadores alimentan las

patas de direccionamiento de la

memoria desde A1 hasta A16. Los

restantes (A0, A17 y A18) se selec-

cionan directamente. Observe que

para enganchar alguna localidad en

los contadores se coloca en “cero” la

pata LOAD. También se dispone de

una entrada para borrar el dato en

los contadores, dicha pata es la

entrada CLR. Observe que A1 y A9son comunes, igual que las patas

sucesivas hasta A8-A16.

Esto significa que debemos colo-

car la parte baja de la dirección y

luego engancharla en los contadores

de dirección baja (A1-A8) por medio

de LD_L. Enseguida debemos colo-

car la dirección alta y enganchar de

nuevo, pero en los contadores de la

dirección alta (A8-A16) por medio de

LD_H. Es posible direccionar la

memoria de dos maneras: paralelo y

serie.

Direccionamiento Paralelo

A continuación se muestran los

pasos que se debe seguir para

grabar un dato en la memoria en

modo paralelo:

1) Poner _WR (Write) y _OE (Output Enable) en “uno” lógico.

Esto hace que la memoria quede en modo lectura (por lo pronto) y que la salida de datos pase a tercer esta - do (alta impedancia).

2) Colocar en D0-D7 el dato que se desea grabar.

3) Colocar en A0, A17 y A18 el dato apropiado de la localidad deseada.

4) Colocar la parte baja de la dirección deseada en A1/A9 …A8/A16.

5) Enviar un “cero” en LD_L. Esto enganchará la dirección baja.

6) Colocar la parte alta de la dirección deseada en A1/A9 …A8/A16.

7) Enviar un “cero” en LD_H.Esto enganchará la dirección alta.

8) Colocar _WR en “cero” por un

instante. Esto grabará el dato.

A continuación en la tabla 1 se

muestra el código en ensamblador

de Microchip para grabar un dato, en

este caso el dato es “40”.

Supongamos que el dato está

disponible en el PUERTOB y las

direcciones A1-A16 en el puerto C.

Para el siguiente código se debe

definir con anterioridad la asignación

de las patas que corresponderán a

A0, LD_L, LD_H, _OE y _WR. A17 y

A18 no se utilizarán, ya que supon-dremos que la memoria es de 128K

(Igual a la utilizada en la placa

IGTV). El dato lo grabaremos en la

localidad 255 (FF). Probablemente

se estará preguntando por qué en la

parte baja se grabó FE en lugar de

FF. Recuerde que A0 ya se había

colocado con anterioridad a “uno”. El

código para leer un dato es seme-

Unidad de Memoria Universal

Saber Electrónica

6

Figura 1 - Diagrama en bloques



Montaje

Saber Electrónica

64

jante, sólo que para leer habilitamos

_OE en lugar de _WR y leemos el

dato en el puerto B, el cual debemos

habilitar como entrada.

DireccionamientoSerie o Secuencial

La ventaja del direccionamiento

en paralelo es la velocidad cuando se

requiere acceder en forma aleatoria a

la memoria, ya que simplemente se

engancha la dirección en los conta-

dores. La desventaja es que requierede muchas patas para su fun-

cionamiento (datos, direcciones y

control).

Existe otro método, el cual utiliza

menos patas y en algunas aplica-

ciones es mucho más eficiente, dicho

método es el direccionamiento

secuencial.

Supongamos que de un sensor

obtenemos cada cierto tiempo un

dato y deseamos almacenarlo en

la memoria. Con este método ini-

ciamos borrando los contadores

colocando un “uno” momen-

táneamente en la pata CLR.

Enseguida, y cada vez que

tengamos un dato disponible

lo grabamos colocando un

“cero” momentáneamente

en _WR. Luego para la

siguiente localidad simple-

mente aplicamos un pulso

en la pata UP (Arriba). Con cada dato

disponible lo haremos de esta ma-

nera hasta agotar las localidades.

Simple, ¿no cree usted, estimado lector?

Seguramente estará imaginando

cómo se implementará este método

en nuestro osciloscopio. Cada dato

disponible en el convertidor analógi-

co digital se grabará colocando _WR

a “cero” seguido de un pulso en UP

para seleccionar la siguiente locali-

dad del siguiente dato.

Como podrá observar, estimado

lector, este método es muy rápido, loque nos permitirá una mayor veloci-

dad para el muestreo de nuestro

osciloscopio.

Aunque el acceso para lectura

aleatoria con este método es relativa-

mente lento, realmente para leer los

datos en la aplicación de oscilosco-

pio no requerimos de una velocidad

alta, no así en la grabación, donde

entre más velocidad tengamos,

mayor será la frecuencia de

muestreo.

De cualquier manera, nuestro

módulo opera de los dos modos, lo

que nos brindará flexibilidad en apli-

caciones futuras.

Diagrama Esquemático

Observe que la pata de dirección

A0 es accesible directamente. Esto

es así con el fin de que si unimos

esta pata con la entrada UP obten-

dremos mayor velocidad de direc-

cionamiento en serie, ya que no ten-

dremos que esperar la división por 2

del primer contador para empezar adireccionar.

Circuitos Integrados 74HC Y 74LS

Aunque se recomienda el uso de

integrados lógicos HC, es posible

usar la serie LS. Aunque la velocidad

de la serie HC es mucho más alta, no

siempre se consiguen en el mercado

local.

De cualquier manera, en la ma-yoría de los casos puede sustituir los

contadores 74HC193 por 74LS193

sin ningún problema.

Memoria RAM y FLASH

Es posible utilizar cualquiera de

los dos tipos de memoria, RAM o

flash en nuestro módulo.

Afortunadamente los fabricantes

se pusieron de acuerdo y práctica-mente todas las marcas de memo-

rias de este tipo son compatibles

en cuanto a disposición de

patas.

Todas son de 32 pines y se

puede colocar cualquiera de

las 3 capacidades

disponibles (128K, 256K y

512K).

La memoria flash tiene

GRABAR MOVLW 40 ; Cargar W con el número 40.

MOVWF PORTB ; Mover W al puerto B (Dato a grabar).

BSF A0 ; Poner A0 a “uno”.

MOVLW 0xFE ; Poner la parte baja de la dirección en W.

MOVWF PORTC ; Mover W al puerto C.BCF LD_L ; Enganchar la parte baja de la dirección.

BSF LD_L

CLRF PORTC ; Dirección alta en puerto A.

BCF LD_H ; Enganchar la parte alta de la dirección.

BSF LD_H

BCF _WR ; Escribir en la memoria el dato.

BSF _WR

Tabla 1 - Direccionamiento paralelo



Unidad de Memoria Universal

Saber Electrónica

65

Figura 2 - Diagrama esquemático.



Montaje

Saber Electrónica

66

la ventaja de que conserva la

información al desconectarse de

la energía, sin embargo su escrit-

ura, (y frecuentemente su lectura)

es mucho más lenta que en la

RAM, aunque esta diferenciatiende a disminuir con el avance

tecnológico.

Construcción

Usted puede optar por armar

el módulo en un par de tarjetas

“protoboard” o “perfoboard”. En

las figuras 3 y 4 se muestra el di-

seño del circuito impreso en caso

de que desee construirlo. Elimpreso es de dos caras y la figu-

ra 5 muestra el diagrama pictórico.

Yo utilicé un par de tarjetas “proto-

board” sin mayor problema.

Los condensadores deben

colocarse lo más cerca posible de

los integrados, ya que su función

es filtrar la alimentación de éstos

debido a lo largo del cableado.

La conexión a la tarjeta será

por medio de un cable plano con

conectores DIP de 28 patas en los

extremos, uno de los cuales seinsertará en el módulo en J1.

Si no consigue conectores de

28 patas puede usar de 24 pines

corridos a la derecha.

En la mayoría de las aplica-

ciones no utilizaremos A17, A18 y

CUP, por lo que sólo deberemos

agregar un cable para VCC en

caso de usar conectores de 24

patas.

Comentarios Finales

En el próximo artículo continuare-

mos con la construcción de nuestro

osciloscopio donde agregaremos

este módulo con el fin de poder

grabar una muestra de datos muy

amplia, debido a la alta capacidad de

memoria disponible en nuestro

módulo.

Al mismo tiempo, al utilizar este

módulo obtendremos una velocidad

de muestreo más alta, ya que el

direccionamiento en serie permite

mayor velocidad de grabación de los

datos.

Recuerde que hasta ahora la

memoria que hemos utilizado es la

disponible internamente en el micro-

controlador, la cual aparte de ser de

baja capacidad (192 bytes), el soft-

ware de acceso es muy lento.

Compare esta capacidad con la que

tendrá nuestro módulo… ¡128 kilo-

bytes! Bien, es todo por este mes.

¡Hasta la próxima!

Figura 3 - Cara superior del circuito impreso

Figura 4 - Cara inferior del circuito impreso

Figura 5 - Localización de componentes



Saber Electrónica

67

Si nos ponemos a contabilizartodo el conjunto de informaciónque tiene que salir por el puer-

to correspondiente de algún micro-controlador para manipular un dis-p l a y, necesitaríamos de una grancantidad de líneas que se reservenpara ese uso exclusivo. De hecho noalcanzarían todas las líneas que tu-viera disponible el microcontrolador,razón por la cual tenemos que em-plear una técnica que nos ayude asolventar esta problemática.

En este ejemplo haremos uso dedisplays de 7 segmentos para asíaprender a enviarles la información a

éstos.La técnica que emplearemos es

la de múltiplexación de la informa-ción, por lo que procederemos a ex-plicar, en primera instancia, el circui-to que se empleará con los displaysde 7 segmentos, el cual incluye un to-tal de 3 displays cátodo común.

El circuito de los displays recibeel nombre de “Display de 3 dígitos”.El principio de operación es muy bá-

sico: se le hacen llegar 4 bits que sonlo que generan el código BCD ade-más de 3 bits que son los que indican

qué número es el que se estará des-plegando, esto es, se controla el en-cendido del display correspondientecon las unidades, decenas o cente-nas.

Si se requiere mostrar el valor“578” entonces se requiere enviarleal circuito del “Display de 3 dígitos” lacombinación “1000” (8) y después elbit que enciende el display de las uni-dades, después se tiene que enviarel “0111” (7) posteriormente despuésel bit que enciende el display de las

decenas y por último el “0101”. Co-mo paso siguiente se tiene que en-viar posteriormente después el bitque enciende el display de las cente-nas. Este proceso se tendrá que re-petir muchas veces, dando la impre-sión de que siempre están encendi-dos los displays.

Lo que se pretende con esta notaes adquirir el conocimiento de cómose tiene que generar la información

en un microcontrolador PICAXE, pa-ra que posteriormente ésta sea en-viada a las terminales de su puerto

de salida. Por lo tanto, y de acuerdoa la descripción líneas anteriores quese hizo de la manera en cómo funcio-na el circuito auxiliar denominado“Display de 3 dígitos”, se tiene lo si-guiente:

De alguna manera ya se debecontar con datos, los cuales tuvieronque ser adquiridos previamente poralgún proceso por el microcontrola-dor PICAXE (por ejemplo la lectura através del convertidor ADC descritoanteriormente en esta serie). Una vez

procesados estos datos y de acuerdocon nuestra aplicación puede sermuy importante desplegar un datonumérico, porque a lo mejor estamosdiseñando un voltímetro digital, porejemplo.

En la figura 1 se muestra la ma-nera de conectar el circuito auxiliar“Display de 3 dígitos” a la tarjeta en-trenadora, por lo que ahí se observanlas líneas de conexión entre las ter-

Manejo de Display de 7 Segmentos con

PICAXE-40

Existen ocasiones en que se requiere desplegar resultados sobre un display, que además tiene que ser de 7 segmen - tos. Por lo tanto, a continuación mostraremos la manera en que se tiene que programar al microcontrolador PICAXE – 40 (sobre la “Tarjeta Entrenadora PICAXE-40” cuya clave es ICA-026), para que la información sea desplegada en un displador conformado por 3 displays de 7 segmentos.

Autor: M. en C. Ismael Cervantes de Anda Docente ESCOM IPN

[email protected]

MONTAJE



minales de salida del puerto de latarjeta entrenadora que van hacia lasterminales de entrada del circuito au-xiliar. Cabe aclarar que ésta es tansólo una sugerencia de cómo hacer-lo, ya que cada quien puede realizarlas conexiones de la mejor maneraposible y así optimizar los recursosde la tarjeta entrenadora.

Sobre la misma figura 1 no se ha-ce mención de la conexión de la

energía al Display de 3 dígitos, peroésta se puede tomar de las termina-les disponibles sobre la tarjeta entre-nadora que tienen la identificaciónde +5VCD, y hacer llegar este volta- je al borne identificado como +Bat.

Una vez descrita la disposiciónde la circuitería procedemos a expli-car el desarrollo del programa del mi-crocontrolador PICAXE.

Para este desarrollo, como ya sehabía establecido en líneas anterio-res, la información que será desple-gada de alguna manera ya fue ad-quirida o procesada por el microcon-trolador por lo que la única tarea quese tiene presente es la de mostrarlaa través del display.

Supongamos que se requieredesplegar la información “246” a tra-vés del display por lo tanto, en pri-mera instancia se tiene que leer eldato de una localidad de memoriatemporal que ahí fue alojado para su

posterior utilización. El dato a serdesplegado lo tenemos que seccio-nar en tres partes para su mejor ma-nejo por ello se tiene que el númerocuenta con las siguientes partes: uni-dades, decenas y centenas, por ser3 las cifras que componen al númerototal. En esta ocasión, y como suge-rencia, el dato de las unidades seencontrará ubicado en la localidadde memoria temporal representada

por el registro del microcontroladorPICAXE b0, el dato de las decenasse encontrará en el registro b1 y lascentenas en el registro b2.

En el programa que se va a des-cribir observe la figura 2. Los prime-ros bloques muestran la manera decómo se guarda un dato en los regis-tros antes mencionados (b0, b1 yb2), este fragmento del programapuede omitirse o reemplazarse total-mente dependiendo de la aplicación,y nuevamente recordamos que estaparte del programa es para uso es-pecífico de esta aplicación.

El comando “let” permite la asig-nación de valores a variables. Estaasignación se puede dar de una for-ma directa como está expresado enesta aplicación, o también se puedeefectuar la asignación del resultadode una operación aritmética (+, -, *, /)ó por el resultado de una operaciónlógica (and, or, negación, etc.). En

este ejercicio se está empleando elcomando de asignación de maneradirecta sobre los registros para alojarlos valores que corresponden a lasunidades, decenas y centenas enb0, b1 y b2 respectivamente.

Antes de continuar con la expli-cación del desarrollo del programa,regresemos por un instante al circui-to de la figura 1 para saber de quémanera están organizados los datos

que salen por el puerto de salida delmicrocontrolador PICAXE, ya queasí será más sencillo seguir el desa-rrollo del programa. En la figura 1 semuestra la forma de conectar el dis-play a la tarjeta entrenadora y del cir-cuito se observa lo siguiente: las ter-minales de salida S0, S1, S2 y S3 re-presentan los 4 bits que generan lasdiferentes combinaciones BCD (Bi-nary Codde Decimal o en españolCódigo Binario Decimal) de acuerdocon la tabla 1.

De la tabla 1 podemos obtener elpeso específico de cada uno de losbits que generan el valor numéricoBCD, siendo S0 el bit menos signifi-cativo (bms), mientras que S3 repre-senta el bit más significativo (BMS).Esta información BCD se hace llegara los 3 displays al mismo tiempo, ra-zón por la cual se tiene que indicarcuál de estos displays estará activode acuerdo con la cifra que se quie-

Montaje

Saber Electrónica

68

Figura 1. Tarjeta entrenadora PICAXE–40 y tarjeta del Display de 3 dígitos.



re desplegar, ya que de otra maneralos 3 se encenderán con la misma in-formación. La solución a lo anterior-mente descrito se encuentra en el cir-cuito de la figura 1, en donde se ob-

serva que las terminales S4, S5 y S6corresponden al control de las cifrasde las unidades, decenas y cente-nas, respectivamente, de acuerdocon la información que se encuentraen la tabla 2. Una vez que hemos vi-sualizado la manera en cómo se en-cuentra ordenada la información delpuerto de salida del microcontroladorPICAXE, ahora procederemos a ex-plicar la manera de cómo se envíanlos datos al circuito del display de 3dígitos.

Recapitulando se mencionó en lí-neas anteriores que en esta aplica-ción solamente se desplegará la in-formación que se encuentre conteni-da en los registros b0, b1 y b2 quepara un programa de un procesocompleto de alguna manera estos re-gistros tendrán que ser manipulados,por lo tanto consideramos que esaactividad ya se realizó y los datos yase encuentran en los registros antesmencionados. Como siguiente paso

procedemos a la acción de enviar ca-da una de las cifras del número com-pleto a los displays y que en estaocasión se trata del valor “246”, por loque comenzamos con el armado dela información que será enviado alpuerto de salida del microcontroladorPICAXE. La primera cifra que sufrirála manipulación es la correspondien-te con la de las unidades, razón porla cual en primera instancia emplea-remos un nuevo registro, el “b3”, ahí

alojaremos un dato de manera direc-ta a través del comando de asigna-ción “let” tal como se ilustra en la figu-ra 3, el valor que se está guardandoen el registro b3 es el 16(10) que

equivale a la combinación binaria0010000(2), que es precisamente la

que controla el encendido del displayde la unidades. Posteriormente paraenviar la información completa alpuerto de salida del PICAXE, se ha-

ce uso nuevamente del comando deasignación “let”, pero en esta ocasiónel resultado de esta asignación la en-focaremos directamente a las termi-nales de salida por lo que se selec-

ciona después del comando “let” eldestino “pins”, ahora tenemos queunir el dato que se encuentra en elregistro b0 (unidad cuyo valor es 6)con el que se encuentra en el registrob3 (control del encendido del displayde la unidades), por lo que emplea-mos el operador lógico conocido co-mo OR (O en español), cuyo símboloes “|”, el resultado de la operación ló-gica se da de la manera como se ilus-tra en la tabla 3.

En la figura 3 se muestra el blo-que que genera la operación lógicaOR y como el resultado lo envía a lasterminales de salida del microcontro-lador PICAXE, y de esta forma aun-que el valor numérico 6 está llegandoal mismo tiempo a los 3 displays, só-lo se encenderá el que tiene la cifrasignificativa de las unidades, mien-

tras que los otros 2 displays (dece-nas y centenas) permanecerán apa-gados.

En la figura 4 se ilustran los blo-ques que se han implementado has-

ta este momento, y que controlan elencendido del display de las unida-des.

Como paso siguiente al envío dela información para encender el dis-play de las unidades, ahora se tieneque proseguir con el dato correspon-diente a la siguiente cifra significativaque es la decena, recordando que elvalor numérico que se quiere desple-gar es el “246”. Por tanto continúa elturno del valor 4. Para ello, a travésdel registro temporal b3, almacenare-mos la información correspondienteal encendido del display de las dece-nas. Sobre este registro alojaremosnuevamente un dato de manera di-recta utilizando el comando de asig-nación “let” tal como se ilustra en lafigura 5, el valor que se estará guar-dando en el registro b3 es el 32(10)que equivale a la combinación bina-ria 00100000(2), que es precisamen-

te la que controla el encendido del

display de las decenas. De nueva

Tarjeta Entrenadora PICAXE-40

Saber Electrónica

69

Tabla 1 Números BCD y su equiva - lente decimal.

Tabla 2 Activación y desactivación de los displays.

Figura 2 Bloques de asignación de valores a los registros b0, b1 y b2.



cuenta se tiene que complementar lainformación que será enviada alpuerto de salida del microcontroladorPICAXE, para lo cual hacemos usouna vez más del comando de asigna-ción “let” dirigiendo el resultado direc-tamente a las terminales de salida delPICAXE, por lo que en el comando“let” marcamos el destino a donde di-rigiremos la información que es a lasterminales denominadas “pins”. Pos-teriormente unimos el dato que seencuentra en el registro b1 (decenascuyo valor es 4) con el que se en-cuentra en el registro b3 (control delencendido del display de las dece-nas), por lo que nuevamente emplea-mos el operador lógico conocido co-

mo OR (O en español), cuyo símboloya lo habíamos expresado y que es“|”, el resultado de la operación lógicase da de la manera como se ilustraen la tabla 4.

En la figura 5 se muestran los blo-ques correspondientes al control delos displays de las unidades y las de-cenas, lo que nos da la posibilidad demostrar el dato “46” faltando tan sóloel control del display de las centenasque a continuación explicamos.

Por último corresponde controlarla tercera cifra significativa que es lacentena, por lo que el valor numéricoque falta por desplegar es el “2”. Pa-ra ello, en el registro temporal b3 al-macenaremos la información corres-pondiente al encendido del display delas centenas, que de manera directautilizando el comando de asignación“let” guardamos el valor 64(10) en el

registro b3 que es el que equivale ala combinación binaria 01000000(2),

y que es precisamente la que contro-la el encendido del display de lascentenas.

Como ya se ha explicado detalla-damente la forma de cómo se arma eldato que será enviado al puerto desalida del PICAXE, procederemos acontrolar el display de las centenasde una manera más simplificada quelas anteriores cifras significativas.

Por medio del comando “let” uni-remos el dato que se encuentra en elregistro b2 (centenas cuyo valor es 2)con el que se encuentra en el registrob3 (control del encendido del displayde las centenas), empleando el ope-rador lógico OR. El resultado de laoperación lógica se ilustra en la tabla5.

En la figura 6 se muestran los blo-ques completos al control de los 3displays que corresponden al de lasunidades, decenas y centenas, por loque ahora sí contamos con el poderde mostrar cualquier número comple-to de 3 cifras. Con las notas anterio-res ya estamos en posibilidad de di-señar una aplicación en la que esté

involucrado un teclado y un displaypara desplegar los datos que se vangenerando. Recuerden que necesita-mos del programa llamado “PICAXEProgramming Editor”, por lo que nue-vamente hacemos la invitación deque lo descarguen de nuestra páginade internet que es www.webelectro-nica.com.ar y empleen la clave “pi-caxe”, en su defecto también lo pue-

den adquirir en la página www.pica-xe.uk.co. Una vez que ya se tiene elprograma en basic posteriormentedescargamos el programa al micro-controlador PICAXE que se encuen-tra instalado en tarjeta programado-

Montaje

Saber Electrónica

7

Tabla 3 Resultado de la operación lógica OR entre los registros b0 y b3.


Figura 3 Bloques de asignación de valores al registro b3 y terminales de salida del PICAXE.

Figura 4 Bloques de asignación a los registros b0, b1, b2 y b3 además de las terminales de salida del PICAXE.



ra.. Sobre esta tarjeta entrenadorapara un PICAXE – 40 se tiene la po-sibilidad de desarrollar un sinnúmerode proyectos los cuales iremos abor-dando poco a poco, motivo por elcual los invitamos a que sigan estaserie de ejemplos de utilización para

que estos tips de programación lessean útiles a todos.

Hasta la próxima. !

Tarjeta Entrenadora PICAXE-40

Saber Electrónica

7


Figura 5 Bloque de control de los dis - plays de las unidades, y decenas.

Figura 6 Diagrama de flujo completo.

Figura 7 Programa en código Basic.

Lista de componentespara utilizar la tarjetacontroladora PICAXE–40

Tarjeta entrenadora PICAXE–40.Módulo Display de 3 dígitosVarios: Cable de programación, ócable serie y adaptador, cables deconexión, pila de 9 VCD.



Introducción

¿Para qué se usa la banda de UHF desde los 250MHz hasta 1GHz?

Hasta el momento sólo se usabapara la transmisión de señales de TV

analógicas, similares a las señales dela banda I y III de VHF. Una frecuenciade 250MHz está algo por encima delcanal 13 de TV y todos los TVs y vi-deos pueden captar desde el canal 14hasta el 99 de UHF.

¿Qué puedo observar en mi TV si coloco una antena de UHF en el techo de mi casa?

Todo depende de dónde se en-cuentre ubicado su domicilio, de la ga-nancia de la antena que está utilizan-do y de la altura de su techo. En lamayoría de las ciudades más impor-tantes de la Argentina existen emiso-ras locales de TV con informacionespropias o retransmitidas. Muchas deesas transmisiones son libres, perootras están codificadas formando par-te de un sistema de TV pago por aire.

Experimentar en forma personal ysolo con el ánimo de aprender sobreel tema de transmisión y recepción de

señales de TV no es delito. Si una se-ñal llega hasta su casa por el aire Ud.puede recibirla, amplificarla, decodifi-carla, convertirla y observarla todaslas veces que quiera en forma priva-da. Es totalmente lógico que si recibe

una señal la abra para saber de quése trata. Pero si en función de loaprendido, Ud. fabrica un equipo y loexplota comercialmente obteniendoun beneficio económico o lo regala olo presta de modo que alguien puedaobservar señales codificadas porotras personas o empresas, está co-metiendo un delito penado por la ley yque podríamos calificar como “robo deseñal de TV”.

Codificar una señal de TV y trans-mitirla por aire o por cable no es undelito en sí mismo en tanto la informa-ción de video transmitida no esté pro-tegida por algún derecho de autor. Sipor ejemplo Ud. la captó con su cáma-ra, puede disponer libremente de ellay transmitirla por cable a quien Ud. sele ocurra en tanto el cable no utilice te-rrenos privados o postes privados pa-ra su tendido. En ese caso deberá so-licitar los correspondientes permisospor escrito. El espacio aéreo encima

del territorio nacional de cada país espropiedad de ese país y esto incluyeel uso de ese espacio aéreo para lastransmisiones electromagnéticas. SiUd. desea realizar una transmisión deese tipo debe solicitar la debida auto-

rización a la Secretaría de Comunica-ciones, salvo que se trate de unatransmisión de muy baja potencia queno utilice antenas externas fijas. Porejemplo las transmisiones de teléfo-nos inalámbricos no requieren autori-zación porque se supone que no lle-gan más allá de su propia casa.

Lo que se Puede Recibircon una Antena de UHF

Todo depende de dónde se en-cuentre su domicilio. Como criterio ge-neral, donde hay muy poca densidadde población, un sistema por cable sevuelve muy costoso y entonces esmás conveniente colocar un sistemacodificado por aire de UHF. Por esa ra-zón en el interior de nuestro país exis-ten innumerables ciudades que cuen-tan con este sistema de transmisión ytodos los días aparece uno nuevo.

Construcción de una Antena

para ver Toda la TV por Aire SIN NECESID D DE P G R UN PROVEEDOR

Los lectores de Saber Electrónica saben que se pueden captar muchas señales de canales de TV por UHF y que hacerlo NO ES DELITO. Se puede fabricar una antena casera de UHF que tenga una ganancia aceptablemente buena para captar señales libres o codificadas cortada aproximadamente para los canales del centro de banda.

Autor: Ing. Alberto H. Picerno

[email protected], [email protected]

R ADIOARMADOR

Saber Electrónica

7



¿Como pedirle a nuestros lectores que compren una antena de alta ga - nancia para probar si se recibe algo en su casa?

Es algo que no concuerda con los

problemas económicos reinantes. Espor eso que recordé un excelente tra-bajo de un amigo que el mismo bauti-zó como antena CUADRI.

Las pruebas las puede realizar en-tonces con una antena CUADRI de fa-bricación casera cuya construcciónserá explicada en este mismo artículo.Utilicé un amplificador de antena (vul-garmente llamados booster) marcaIcusi o similar por ser los de mejor ca-lidad. Tanto la antena como el boos-ter deben montarse sobre un mástil de

6 metros amurado al tanque de aguao en la mayor altura de su casa,aproximadamente una altura de 8 me-tros. Una experiencia bien realizadaimplicaría un arduo trabajo de orienta-ción de la antena en todas las direc-ciones para cada uno de los canalesde la banda de UHF. Nosotros acon-sejamos dirigir la antena con una brú-

jula en los 360 º de 10 en 10 grados ydejar que el TV haga búsqueda auto-mática.

Qué Tipo de Experiencia sePuede Realizar en Cada Zona

En el momento actual Ud. puedeexperimentar en el tema de la recep-ción de señales de TV por UHF, deco-dificación de señales de TV por aire,codificación y decodificación de seña-les de TV, transmisión de señales co-dificadas de TV, distribución de seña-les de TV por cable, etc.

Si le interesa el tema, un buenplan de trabajo podría ser el siguiente:

1) Investigar las posibilidades de recepción de UHF desde su zona y con su sistema de antena/booster.

2) Construir e instalar un decodifi - cador de las señales codificadas reci - bidas.

3) Construir un transmisor casero de TV por UHF o VHF.

4) Codificar las señales de TV an - tes de transmitirlas.

5) Decodificar las señales emiti - das por su transmisor.

6) Distribuir señales de VHF y/o

UHF.

Por supuesto que todo dependede su lugar de residencia. Comoejemplo podemos indicar lo que sepuede llegar a hacer con nuestro kit“Curso de codificación y decodifica-ción de señales de TV”.

Imaginemos que Ud. vive en unpueblo del interior de nuestro paísdonde no llega ningún operador decable y donde no hay oferta de TV poraire de VHF o UHF o la oferta local se

encuentre bloqueada por algún acci-dente geográfico (una montaña quebloquea el paso de las ondas del ca-nal de VHF local). Su pueblo tiene qui-zás 500 habitantes y no es precisa-mente un lugar codiciado por las em-presas explotadoras de cable.

Lo mínimo que pretenden los habi-tantes de un pueblo así, es construirun sistema comunitario cooperativopara poder observar por lo menos uncanal de TV.

¿Cuánta potencia se necesita pa - ra que una transmisión de TV llegue con buena señal en un radio de 2 ó 3 km?

Se requiere muy poca potencia.Tan poca que me animo a decir quebasta con la potencia del moduladorde canal 3 ó 4 de videograbador o talvez el videograbador con el agregadode un booster de recepción.

¿Hay que usar un sistema de an - tena especial para transmisión?

En realidad podemos decir que noexisten las antenas específicamentede transmisión. Una buena antena re-ceptora, es además, una buena ante-na transmisora.

En cada abonado se colocará unaantena receptora y su equipo de re-cepción modificado con una placa co-di/deco usada como deco. La plaque-ta de modificación se puede agregar a

un TV, una video o un conversor consalida audio/video.

Como el lector puede observar, elsistema no puede hacerse más eco-nómico y todos los abonados pueden

observar un canal de TV codificadacon la misma definición que cualquiersistema profesional. Cuando un abo-nado deja de pagar simplemente se ledesmonta el microprocesador al deco.

Veamos los problemas y la legali-dad de este sistema. Los abonados sedeben constituir en una sociedad dehecho del tipo cooperativa y debensolicitar los correspondientes permi-sos en la Secretaría de Comunicacio-nes para explotar una frecuencia deTV. El único equipamiento que deben

adquirir especialmente es el pequeñotransmisor de UHF. Por supuesto quesi va a difundir algún canal comercialdeberán solicitar el correspondientepermiso. Por lo general este tipo decooperativas comienza difundiendopelículas grabadas en DVD, algúnprograma de noticias locales grabadocon un camcorder y una repetición dealgún canal comercial de la zona. Elresponsable de la cooperativa debesaber que para que el sistema sea ab-

solutamente legal debe tener la auto-rización de la Secretaria de Comuni-caciones por el espacio radioeléctrico,el permiso de la compañía cinemato-gráfica para difundir la película y elpermiso del canal local para autorizarla repetición.

La Antena “CUAGUI” paraRecepción de Señales de UHF

Vamos a ir revisando cada uno delos pasos necesarios para que Ud.pueda instalar un sistema de codifica-ción y decodificación de señales deTV. El primer paso es formarse unaexperiencia en la recepción de seña-les de VHF/UHF. En principio no esnecesario que estas señales estén co-dificadas, la experiencia de recibir se-ñales de VHF/UHF no codificadas sir-ve para recibir posteriormente las se-ñales codificadas.

Construcción de una Antena para Ver Toda la TV por Aire

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Radioarmador

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Si Ud. compró el kit que fabrico ar-me la plaqueta, pruébela con una se-ñal de cable y guárdela hasta que ten-ga instalado el sistema de UHF. Luegole explicaremos los pequeños cam-

bios que debe realizar sobre ella parausarla en los diferentes sistemas deUHF vigentes en la actualidad y quepueden codificarse con nuestro kit.

El primer componente de la cade-na receptora, y tal vez el más impor-tante, es la antena. La recepción de laseñal debe ser impecable. En efecto,si una señal no codificada puede lle-gar a admitirse con una relación señala ruido del 30%, cuando se trata deuna señal codificada el ruido debe serdespreciable porque los pulsos de rui-

do desenganchan el microprocesadorque requiere un par de segundos paravolver a enganchar. Si hay ruido, la re-cepción de señales codificadas esprácticamente inaceptable.

La antena más conocida para re-cepción de TV y la madre de todas lasotras antenas es la Yagui. Entre todaslas disposiciones estudiadas por Ya-gui, la más difundida es la Yagui conun dipolo, un reflector y varios directo-res. Otra antena muy conocida desde

la época de la radio de AM es la ante-na de cuadro. La antena que experi-mentamos es una combinación deambas antenas y su diseño es unaadaptación de una antena para fre-

cuencias más bajas realizada por elseñor Guillermo Necco. La construc-ción del prototipo fue realizada conuna gran habilidad manual por el se-ñor Eduardo Rico LU7DOA (SK) aquien enviamos un agradecimientopóstumo por su colaboración desinte-resada.

¿Cuánto puede costar la antena Cuagui para UHF?

Puede tener un valor prácticamen-te nulo si Ud. sigue al pie de la letra

nuestros consejos ya que los materia-les necesarios para su construcciónpueden encontrarse en cualquier tallerde reparaciones o pueden ser solicita-dos en algún taller de rebobinado demotores. En la figura 1 se puede ob-servar una fotografía de la antenaCuagui que es muy ilustrativa de suconstrucción.

Al primer golpe de vista pareceuna antena difícil de construir pero enrealidad es muy simple y económica.

Comencemos con el botalón que es labase de toda antena y el lugar dondese montan los elementos activos y pa-sivos. Esta construido sobre un cañode plástico del tipo para agua fría y ca-

liente de aproximadamente 35 mm dediámetro por un metro cuarenta de lar-go.

Los directores son simples trozosde alambre de cobre de 2,5 mm dediámetro aproximadamente y los cua-dros están hechos con el mismo mate-rial formando un cuadro de 12,5 cm delado. El cuadro reflector forma una es-pira cerrada en tanto que el cuadroactivo está abierto y conectado direc-tamente al cable coaxil entre el con-ductor central y la malla.

Por último sólo queda analizar elsoporte que está realizado con chapade hierro de 1mm de espesor y unavarilla roscada de 1/4 de pulgada. Elsoporte admite muchas variantes de-pendiendo de las habilidades mecáni-cas del lector. En realidad toda laconstrucción de la antena puede sermodificada de acuerdo a la habilidaddel constructor y a los materiales quepueda conseguir más fluidamente.

Primero intente conseguir el alam-

bre de cobre de 2,5 mm aproximada-mente del cual va a necesitar aproxi-madamente unos 3 metros. Si consi-gue un alambre entre 2 y 3 mm sirveperfectamente bien ya que el diámetrosólo afecta a la fortaleza mecánica dela antena. Los directores podríanconstruirse de aluminio pero el cuadroactivo y el cuadro reflector requierensoldaduras y por esos elegimos unalambre de cobre.

¿Dónde se consigue una pequeña cantidad de alambre de cobre esmal - tado de ese diámetro?

Lo mejor es hacerse amigo de al-gún bobinador de motores y/o trans-formadores ya que este alambre seusa para bobinar transformadores demáquinas de soldadura. En los comer-cios dedicados a material para bobi-nadores se puede conseguir alambrede cobre esmaltado fraccionado.

Una vez obtenido el cobre consiga

Figura 2 Antena Cuagui

con soporte central.

Figura 1 Aspecto general

de la antena Cuagui.



placa completa. En la figura 5 se pue-de observar un detalle de los dos cua-dros en la misma fotografía y cómo serealiza el cierre del cuadro reflectormediante un rollito de alambre queposteriormente se estaña para mejo-rar la resistencia de contacto.

Sólo nos queda indicar las posicio-nes y el largo de cada uno de los ele-mentos de la antena para una fre-cuencia centrada en la banda de UHF.En la figura 6 se pueden observar di-chas posiciones medidas con referen-cia al cuadro reflector y el largo de ca-da elemento director. Por separado seobserva el plano en planta de ambosmarcos.

Conectando la Antena

El primer paso está dado. Ud. yatiene fabricada su antena de UHF y to-dos sus amigos están pendientes dela pruebas que va a realizar. Ahoraviene el segundo problema.

¿Cómo conectar la antena al TV o la video? Las señales de TV que pre-tende recibir están en la gama de los

500MHz. A esas frecuencias no todoslos cables coaxiles de 75 Ohms fun-cionan correctamente.

Los cables coaxiles se caracteri-zan por su impedancia característica ysus pérdidas a alta frecuencia. Exte-riormente se observa que hay cablesmuy gruesos y otros muy finos. Am-bos son de 75 Ohms pero el másgrueso tiene menos pérdidas a altasfrecuencias. Eso de “grueso” o “fino”es el modo en que habitualmente sereconoce el cable, pero en realidad selo debe comprar por su verdaderonombre. El que Ud. necesita se llamaRG59 o RG6 y es el mismo que seusa para la TV satelital.

Ese cable no es fácil de conseguiry además es bastante más caro que elcable común. En realidad aún no po-demos asegurar que el cable comúnno sirva para su zona. Es necesariohacer una primer prueba para teneruna idea más clara de la situación. Si

Ud. tiene la antena sobre una terrazano sería mala idea llevar el TV a lamisma. De ese modo reduce el largodel cable y tal vez con un coaxil co-mún se puedan observar señalesfuertes. Por otro lado, para orientar laantena es conveniente mirar directa-mente la pantalla.

Para este trabajo es necesariousar el TV desde el control remoto ysolicitar canal por canal con el tecladonumérico hasta que la antena esté de-bidamente orientada. Recién despuéspodrá utilizar la prestación de búsque-da automática de canales para quelos canales de UHF de su zona que-den habilitados para el zaping.

Conclusiones

En este artículo le dimos todas lasindicaciones como para que los lecto-res puedan construir sus propias ante-nas de UHF y comenzar a explorar elespacio redioeléctrico de su zona. Noespere un resultado excelente a la pri-mer prueba. Es posible que las seña-les sean débiles.

Las diferentes alternativas paraamplificar las señales las vamos a irdando a medida que transcurren losartículos pero siempre con el criteriode no gastar nada más que lo impres-cindible para que Ud. pueda investi-gar el tema sin mayores inversiones.

Más adelante le indicamos cómopredisponer nuestra plaqueta codi/de-co para tomar las señales que puedencaptarse en las principales ciudadesde cada país. Nuestra intención esque Ud. tenga funcionando su decodi-ficador para luego incursionar en latransmisión de señales codificadas.Es decir que vamos a ir por pasos, pri-mero necesitamos saber si nuestraplaqueta codi/deco funciona bien co-

mo decodificadora o si tiene algúnproblema de armado a pesar de la cla-ridad de las indicaciones entregadascon el kit. Luego, cuando se obtengauna adecuada recepción de señalescodificadas de aire, vamos a incursio-nar en el tema de la transmisión deseñales codificadas de TV con nues-tra plaqueta codi/deco usada comocodificadora.

¡Hasta la próxima! !

Radioarmador

Saber Electrónica

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Figura 6. Dimensión de la antena para el centro de UHF.



E

n la figura 1 se ve un esque-

ma, el vehículo normalmentese equipa con dos botellas de

combustible, el GLP en

estado líquido se con-

duce por unas tuberías

de cobre recocido hasta

una llave de paso que

selecciona una u otra

botella (conmutador).

después pasa un filtro

para seguir a un reductor

de presión gasificador.

De éste en estado de

gas pasa a otro reductorde presión que lo sumin-

istra a la espita o surtidor

del carburador a una

presión inferior a la

atmósfera, de forma que

si los cilindros no aspiran

el gas, éste no sale, de

igual forma que el nivel

de la cuba es inferior al

de surtidor de la gasolina

y si no hay vacío en el colector de

admisión ésta no sale (el vacío evi-dentemente se genera con el giro

del motor, a motor parado no hay

vacío).Se observa como entra el GLP

Saber Electrónica

Aplicación de Gas Licuadoen el Funcionamiento de los Vehículos a Nafta

La transformación de un vehículo propulsado por un motor de gasolina a otro que utilice el GLP (Gas Licuado del Petróleo) no es complicada, además, se hace de tal forma que el vehículo mantenga todos los elementos necesarios para seguir funcionando "también" con gasolina y que el conductor con tan sólo accionar un

interruptor (conmutador) pueda elegir qué combustible usar en el momento deseado, inclusive estando el

vehículo en marcha. Es por ello que al instalar el equipo de GLP no modificamos en nada la estructura interna del vehículo; solo le añadimos un nuevo equipo. En esta nota explicamos algunos aspectos eléctricos de este sistema.

Sobre un Artículo de www.automecanico.com

A UTO ELÉCTRICO

Figura 1



en estado líquido al gasificador /

reductor y una válvula accionada

por un flotador (igual a la cuba de

un carburador) cierra el paso cuan-

do llega a un nivel máximo de com-

bustible. Este recipiente está rodea-do por otro que contiene agua del

sistema de refrigeración del motor,

el GLP en estado líquido toma de

aquí el calor de vaporización que es

bastante considerable. A c o n t i -

nuación el gas pasa al reductor de

presión de gas, cuando el gasto

hace bajar la presión y la cantidad,

baja el flotador y pasa el GLP en

estado líquido. Al alcanzar el gas

una determinada presión en esta

cámara, por no haber gasto, cesa lavaporización del líquido coexistien-

do las dos fases de líquido-gas. En

la figura 2 podemos observar la dis-

posición de componentes de un sis-

tema de gas licuado en un vehículo

propulsado con un motor a gasolina

o nafta.

El reductor de presión de gas

que es un doble reductor, y cuya

estructura interna puede ver en la

figura 3, posee el primer reductor

accionado por un resorte helicoidal

y el segundo por una membrana,también incorpora una electroválvu-

la de paso de forma que el gas llega

a ésta y de aquí al primer reductor

(vea la figura 4).

Para vaporizar el GLP se pre-

cisa gran cantidad de calor, por ello

sobre todo en tiempo frío, los

vehículos equipados con este sis-

tema se ponen en marcha con

gasolina y cuando están calientes

pasan a funcionar con GLP.

Actualmente este paso de gasolinaa GLP puede ser automático, el

selector tiene 3 o 2 posiciones,

según fabricantes y equipos: gasoli-

na, gas y automático. En la última

posición siempre que no haya una

temperatura adecuada y gas para

el arranque, éste se hace a gasoli-

na. El selector hace imposible que

los dos combustibles puedan ali-

mentar a la vez, las electroválvulas

Figura 2

Figura 3

Figura 4

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Auto Eléctrico



que dan paso a uno u

otro combustible están

cerradas cuando no se

activan, de forma que

un fallo de corriente

deja al vehículo sin ali-mentación, para pre-

venir esto, en la de

gasolina hay un paso

en derivación para

puentearlo en caso de

avería.

La figura 5 muestra

un equipo para alimen-

tar un motor con GLP.

El gas pasa del tanque

(que lleva su válvula de

cierre) al filtro / electro-válvula de paso y de allí al reductor

gasificador (que comprende en este

caso el gasificador y los dos reduc-

tores) y por fin el gas se transfiere

al colector de admisión donde se

carbura la mezcla. Se cuenta tam-

bién con una derivación del GLP

que va después de la mariposa

para mantener el ralentí del motor.

El reductor gasificador es calentado

por medio de las tuberías de refri-

geración del motor. La alimentación

de gasolina (nafta) sigue intacta

con su electroválvula de mando y la

válvula en derivación de mando

manual. Los detalles de la figura

son los siguientes:

1 - Tubo de gas licuado (GLP)2 - Tuberías de cobre 3 - Unión flexible de tuberías 4 - Reservorio, conducto

5 - Válvula eléctrica de paso de gas 6 - Reductor gasifi - cador 7 - Tubería de conduc -

ción al carburador 8 - Carburador 9 - Filtro de aire 10 - Derivación para ralenti 11 - Colector de admisión 12 - Colector de escape 13 - Conducto de agua de refrigeración 14 - Radiador de líqui -

do refrigerante 15 - Inyección de gasolina o nafta

16 - Válvula eléctrica de paso de gasolina

17 - Llave manual de derivación de líquidos

Los motores con sistemas de

inyección gasolina también pueden

adaptarse para el uso de GLP. Se

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Figura 5

Figura 6

Aplicación de GLP en Vehículos a Gasolina

saber electrónica 263 ed. argentina

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