Año 23 - Nº 279 OCTUBRE 2010 Ya Ya está está en en Internet Internet el el primer primer portal portal de de electrónica electrónica interactivo. interactivo. Visítenos Visítenos en en la la web, web, yy obtenga obtenga información informacióngratis gratiseeinnumerables innumerablesbeneficios. beneficios. www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.ar SECCIONES FIJAS Sección del Lector 80 ARTICULO DE TAPA Comando multicanal por la red eléctrica 3 DESCARGA DE CD GRATUITA CD: Manejo de puertos de computadoras 19 AUDIO Diseño de fuentes resonantes para equipos de audio 20 TECNICO REPARADOR Cómo reparar fallas en la sección inverter Liberación Samsung full. Tenga 30 programas para todos los modelos 27 57 MANUALES TECNICOS Proyectos de iluminación con LED 33 MONTAJES Sonda para pruebas en etapas de AF y RF Espanta mosquitos personal Relé lumínico selectivo Interruptor programable con retardo 49 51 53 55 LIBRO DEL MES CLUB SE Nº69. Electrónica digital y microcontroladores 67 AUTO ELECTRICO Escáner con ELM327. Cómo comunicar la interfase con la PC por RS232 y USB Distribución en Capital Carlos Cancellaro e Hijos SH Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 Distribución en Interior Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. I m p res ión: Impresiones BARRACAS S. A. ,Osva ldo Cruz 3091, Bs . Ai res, Arg e n t i n a Uruguay RODESOL SA Ciudadela 1416 - Montevideo 901-1184 74 Publicación adherida a la Asociación Argentina de Editores de Revistas SABER ELECTRONICA DEL DIRECTOR AL LECTOR Director Ing. Horacio D. Vallejo Producción José María Nieves Columnistas: Federico Prado Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pablo Matute DERRIBANDO FRONTERAS PARA LA EDUCACION En este número: Ing. Alberto Picerno Ing. Federico Jesús Lugo Velázquez EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA Argentina: Herrera 761 (1295), Capital Federal, Tel (11) 4301-8804 México (SISA): Cda. Moctezuma 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, Edo. México, Tel: (55) 5839-5077 ARGENTINA Administración y Negocios Teresa C. Jara Staff Olga Vargas, Hilda Jara, Liliana Teresa Vallejo, Mariela Vallejo, Diego Vallejo, Ramón Miño, Ing. Mario Lisofsky, Fabian Nieves Sistemas: Paula Mariana Vidal Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Técnica y Desarrollo de Prototipos: Alfredo Armando Flores México Administración y Negocios Patricia Rivero Rivero, Margarita Rivero Rivero Staff Ing. Ismael Cervantes de Anda, Ing. Luis Alberto Castro Regalado, Victor Ramón Rivero Rivero, Georgina Rivero Rivero, José Luis Paredes Flores Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected] Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encon tramos nuevamente en las páginas de nuestra re vista predilecta para compartir las novedades del mundo de la electrónica. El mes pasado, en este mismo espacio, les co mentaba los problemas con los que nos encon tramos para “mantener” el precio de venta al público, tanto de nuestra querida revista como de los productos que ofrece Editorial Quark. Los aumentos no paran… este mes el correo ha aumentado más de un 30% y bien es sabido que es el medio que empleamos para hacerles llegar los pedidos a nuestros lectores. Tal como co mentamos, durante septiembre mantuvimos los precios… tanto de los CDs, como de los Kits y también los gastos originados por el envío de material pero “no sabemos cuánto tiempo más podemos resistir”. Hasta hora hemos apela do a la buena voluntad de los anunciantes de Saber Electrónica y de empre sas amigas pero la situación se está haciendo insostenible… No queremos alarmarlo sino comentarle la realidad que estamos vivien do… En estos día tendremos reuniones importantes con representantes de em presas que nos “ayudarían a subsidiar estos aumentos” y esperamos que por el bien de todos, lleguemos a buen término. Hechas estas aclaraciones (que nunca me gustan hacer) tengo el placer de anunciarles que entre el 14 y el 24 de octubre se llevará a cabo el 6º Congreso Internacional de Electrónica organizado por Saber Electrónica y que se re alizará en Venezuela y México. Si bien aún no podemos confirmarlo, estamos haciendo todo lo posible para que Ud. pueda seguir dicho evento desde su casa, a través de videoconferencias ya que cada tema a tratar puede ser de su interés. De esta manera estaríamos cumpliendo el viejo sueño de “derribar fronteras” para que la educación sea posible para todos aquellos que deseen capacitarse. Director del Club SE: Luis Leguizamón Hasta el mes próximo Editorial Quark SRL Herrera 761 (1295) - Capital Federal www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.mx www.webelectronica.com.ve Ing. Horacio D. Vallejo La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Proponemos varios circuitos que sirven para el comando de dispositivos a través de la red eléctrica. Desde sencillas configuraciones que se pueden emplear como un timbre de llamada sin cables hasta un “radio llamada multicanal” con alcance de hasta 2 kilómetros que se puede usar también para controlar diferentes equipos y/o eventos, cuando en la salida se conecta algún dispositivo de activación adecuado. El objetivo de los proyectos presentados fue el empleo de componentes comunes para que cada sistema sea de fácil implementación y de costo reducido. COMANDO MULTICANAL POR LA RED ELÉCTRICA TIMBRE INALÁMBRICO El primer circuito que vamos a describir puede ser considerado un “timbre” portátil, dado que permite la comunicación entre dos puntos de una red eléctrica, lo que resulta ideal como sistema de aviso para enfermos, para dar señal de que una persona ingresó a un negocio o simplemente como timbre que indica cuando una persona está llamando a nuestra casa. En principio, el sistema solo opera como “intercomunicador para sistema de aviso”, pero nada impide que pueda transmitirse una señal de audio para mantener una comunicación entre dos personas o colocar un relé en la salida del receptor para controlar algún equipo. En principio, podemos decir que este circuito es un “timbre portátil”, porque al ser colocado en una habitación, puede ser trasladado a otro ámbito según los requerimientos que se deseen cumplir, sin tener que instalar cables para su conexión. La ventaja del circuito es que es possible hacer varios receptores que funcionen con un “único” transmisor, o varios transistores que funcionen Saber Electrónica 3 Artículo de Tapa con un único receptor. Además, se pueden construir dos transmisores y dos receptores para que el sistema funcione como intercomunicador. El dispositivo básico entonces, puede ser considerado como un timbre que no precisa cables para su Figura 1. Circuito eléctrico del transmisor por la red eléctrica para ser empleinstalación y está consado como “timbre de aviso” tituido por un pequeño transmisor y un simple que en el momento de accionarlo, sonará la chireceptor que funcionan en una frecuencia de charra del receptor. 100kHz. La señal que genera el transmisor se conduce hacia el receptor a través de los cables de la instalación eléctrica de su casa y funciona con la base de la transmisión de señales por medio de una portadora que puede ser recepcionada por diferentes equipos instalados en varios puntos de la red. Es por ello, que el circuito tiene sus limitaciones, en especial se debe conectar el sistema de manera tal que las masas tanto del transmisor como del receptor queden sobre un mismo conductor de la red, de tal manera que conectando la ficha sobre el toma, simple y llanamente no va a funcionar, por lo cual se deberá invertir la ficha. Dicho de otra manera: si al enchufar el aparato nada capta, la solución es invertirlo. El funcionamiento es sencillo, al accionar este botón se aplicará la tensión de red al capacitor C5, cuya carga limita la tensión que será aplicada al transmisor. La tensión alterna de alimentación es rectificada por los dos diodos DS-3 y DS-4 y se filtra por el capacitor C3. El diodo zener DZ1, en paralelo con C3, estabiliza la tensión de alimentación a un valor de 30V. El transmisor consiste en un oscilador formado por Q1 y sus componentes asociados, como la bobina JAF1, una impedancia de audiofrecuencia EL CIRCUITO TRANSMISOR El sistema está formado por un transmisor y un receptor. El esquema eléctrico del transmisor se muestra en la figura 1. Está constituido por tres transistores y un circuito de alimentación, que no precisa transformador reductor. En serie con la ficha de conexión a la red se conecta el pulsador P1, de tal manera Figura 2. Circuito impreso del transmisor por la red eléctrica para ser empleado como “timbre de aviso” Saber Electrónica 4 Comando Multicanal por la Red Eléctrica Figura 3. Vista de la placa de circuito impreso armada del Tx del timbre de aviso por la red eléctrica. de 1mH y dos capacitores de 4,7nF (C1-C2). Este circuito genera una frecuencia de alrededor de 100kHz, según los valores mostrados. citor C4, se inserta al cable de la red eléctrica de 220V, es decir, que cualquier receptor conectado en la misma instalación la puede captar. El circuito consume corriente sólo al pulsar el botón P1 y su valor no llega a los 10mA. Cabe destacar que, si se desea transmitir una señal de audio, como por ejemplo la voz humana, en lugar del oscilador habrá que conectar un pequeño transmisor de AM de los muchos publicados en Saber Electrónica (Saber Nº 5, Saber Nº 28, etc.), esto reduce su tensión de alimentación por medio de un regulador zener y conectará la salida a las bases de Q2 y Q3. Si desea utilizar el aparato sólo como timbre sin cable, puede armar el transmisor de la figura 1 en una placa de circuito impreso como la mostrada en la figura 2. En la figura 3 se aprecia una vista de la placa de circuito impreso con los componentes. R2 cumple la función de “conectar” el oscilador con la masa del sistema. EL CIRCUITO RECEPTOR La señal de 100kHz generada por Q1, llegará a las bases de los transistores Q2 y Q3 que están conectados en push-pull, y que constituyen la etapa amplificadora final de potencia. En la figura 4 vemos el esquema eléctrico del receptor, en el mismo se usan dos transistores y un integrado CMOS tipo CD4528. Los emisores de Q2 y Q3 tienen una señal de 100kHz con una amplitud del orden de los 25V pico a pico y por medio de la resistencia R3 y el capa- El circuito se conecta a un toma cualquiera de la corriente eléctrica y posee una etapa de alimentación formada por el capacitor C1, la resistencia R2 LISTA DE COMPONENTES de los CIRCUITOS de las FIGURA 1 y FIGURA 4 Lista de Materiales del Transmisor R1 = 100kΩ R2 = 3k3 R3 = 47Ω R4 = 1kΩ R5 = 10MΩ C1, C2 =4,7nF - capacitores de poliéster C3 = 100µF x 25V - capacitor electrolítico C4 = 47nF x 400V - capacitor de poliéster C5=330nF x 400V - capacitor de poliéster D1 a D4 = diodo 1N4007 diodos rectificadores DZ1 = diodo zener de 30V x 1 watt JAF1 = impedancia de 1mH Q1 =NPN tipo BC237 o BC548 Q2 =NPN tipo BC237 o BC548 Q3 =PNP tipo BC328 o BC558 S1 = pulsador normal abierto R4 = 3k3 R5 = 330kΩ R6 = 10kΩ R7 = 120kΩ R8 = 100kΩ R9 = 27kΩ R10 = 22kΩ C1, C6, C7, C8 = 0,1µF - capacitores cerámicos C2 = 47nF - capacitor de poliéster C3 = 47µF x 25V - capacitor electrolítico C4 = 4,7nF - capacitor cerámico C5 = 2,2nF - capacitor cerámico D1, D2 = 1N4007 - diodos rectificadores DZ1 = diodo zener de 15V por 1W L1, L2 = ver texto Q1, Q2 = BC548 - transistores NPN de uso general IC1 = CD4520 - Circuito integrado CMOS divisor por 10. Tr = Transductor piezoléctrico Lista de Materiales del Receptor R1 = 10MΩ R2 = 1kΩ R3 = 47Ω Varios Placas de circuito impreso, gabinetes para el montaje, cables de conexión, fichas para 220V, estaño, etc. Saber Electrónica 5 Artículo de Tapa y los dos diodos rectificadores DS1-DS2. El capacitor electrolítico de filtro C3 y el diodo zener DZ1 estabilizan la tensión de alimentación en 15V. C2 cumple la función de “captar” la señal de 100kHz generada por el transmisor y conducirla hacia la bobina L1. El arrollamiento de L1 está hecho sobre un núcleo toroidal común que tiene un segundo arrollamiento (L2), de forma tal que la señal que está en L1 pasará inductivamente a L2. El arrollamiento secundario hará sintonía con la frecuencia de 100kHz por medio del capacitor C5 de 2,2nF. Figura 4. Circuito eléctrico del receptor por la red eléctrica para ser empleado como “timbre de aviso” La función de Q1 es la de amplificar la señal débil que está en la bobina L2, para aplicarla a la entrada del circuito integrado por medio de su pata 10. Este integrado CMOS se utiliza para dividir por 20 la señal de 100kHz, por lo tanto en su salida (pata 3), se verá una frecuencia audible, que se puede emplear en la chicharra piezoeléctrica marcada en el esquema eléctrico como CP1. El transistor Q2 cumple la función “squelch”, que quiere decir, que desecha todas las interferencias espúreas que están en la línea de red y bloquea el funcionamiento del integrado divisor que no están en la línea de los 100kHz emitidos por el transistor. Si va a utilizar el sistema como intercomunicador de voz deberá cambiar este esquema: conectará en paralelo con C6 un receptor Figura 5. Circuito impreso del receptor por la red eléctrica para ser empleado como “timbre de aviso” Saber Electrónica 6 Artículo de Tapa de AM sintonizado a la frecuencia del transmisor. Para ello, deberá levantar R4 y desechar Q1, IC1, Q2 y todos sus componentes asociados. Figura 6. Vista de la placa de circuito impreso armada del Rx del timbre de aviso por la red eléctrica. Si va a utilizar el sistema como timbre sin cables, puede armar el receptor de la figura 4 en un circuito impreso como el mostrado en la figura 5. Al montar el circuito transmisor de la figura 1 debe tomar en cuenta que Q1 y Q2 son dos NPN clase BC237, y que Q3 es un tipo BC328. Con un osciloscopio, se puede verificar si entre los dos emisores de Q2 y Q3 y la masa, está la señal presente de onda cuadrada de unos 25V pico a pico, de 100kHz. ATENCION: Los componentes están conectados a la tensión de red de 110V/220V en forma directa, de modo que no hay que tocarlos para que no sufra una fuerte descarga eléctrica. Para armar el receptor, lo primero que hay que efectuar es el arrollamiento alrededor del núcleo toroidal de las bobinas L1 y L2. que en todo el circuito impreso circula la corriente de red de 110V/220V, por lo tanto no se deben tocar las pistas con los dedos, luego, girando la sintonía del generador llegará un momento en que se produzca el zumbido del transductor piezoeléctrico. Si el receptor funciona de esta forma, quiere decir que el error está en el transmisor, por lo cual se deberá verificar su funcionamiento. RADIOLLAMADA MULTICANAL POR LA RED ELÉCTRICA GRAN ALCANCE. PARA INSTALACIONES MONOFÁSICAS Y TRIFÁSICAS Para efectuar el arrollamiento se usará cable recubierto de plástico, o alambre esmaltado de 1 mm de diámetro. DE Para la bobina L1 se darán 6 vueltas alrededor del núcleo, para la L2, 16 vueltas alrededor del núcleo. Se aconseja montar IC1 en un zócalo o base. Describimos un sistema simple de llamada (multicanal) para utilización dentro de empresas o de grandes ambientes, sin la necesidad de cableados. Con él es posible localizar a una persona que estando en algún lugar determinado, use una señal de RF que se propaga por la red eléctrica. El sistema posee un gran alcance y puede ser empleado aunque el transmisor y los receptores estén conectados en diferentes fases. Para verificar el funcionamiento del timbre, se debe colocar el transmisor en un tomacorriente y el receptor en otro, dentro de una misma habitación, luego se aprieta el botón de llamada, y se verifica la reproducción en el piezoeléctrico del receptor. Si no se escucha la chicharra, invierta la ficha sobre el toma y vuelva a repetir la experiencia. Si la masa del transmisor y la masa del receptor no están en el mismo cable de la red eléctrica, el circuito no funcionará, luego si se invierte la ficha (sólo la del receptor) pero el sistema igualmente no funciona, quiere decir que hay algún error. Si se tiene un Generador de BF, para verificar el funcionamiento del receptor, se puede aplicar una señal de externa de 100kHz de onda cuadrada en paralelo con la bobina L2. Hay que tomar en cuenta Saber Electrónica 8 Aclaremos que en un sistema de radiollamada existe una estación transmisora que envia señales codificadas que son reconocidas por aparatos previamente programados (receptores). En los sistemas tipo “pager antiguos”, una persona se comunicaba con una central a la cual dejaba un mensaje, luego desde la central se enviaba una señal que hacía sonar un bip, que indicaba que alguien se estaba intentando comunicar. En este caso se debía buscar el teléfono más próximo y llamar a la central con el objeto de Artículo de Tapa escuchar el mensaje. En los sistemas modernos, una vez que la señal es reconocida, el receptor registra el mensaje enviado en forma digital y se le presenta en una pantalla de cristal líquido. De esto se desprende que quien posee el receptor no debe llamar a la central para pedir el mensaje dejado por alguien. Estos sistemas operan en la banda de VHF y poseen un buen radio de alcance, pero tienen las mismas limitaciones de los teléfonos celulares en relación a ciertas zonas donde existen obstáculos grandes o alto nivel de interferencia que impiden que se establezca la comunicación. Para un sistema que dé cobertura a una ciudad, precisamos de un transmisor de alta potencia (varios kilowatt y receptores sensibles). También, podemos contar con versiones de potencia limitada para operación dentro de una empresa. En estos sistemas hasta es posible eliminar la necesidad del uso de un transmisor de radio y, dependiendo de las condiciones locales de propagación, se emplearán otros medios que puedan ser más eficientes. La idea presentada en este circuito es usar una señal que se propague por la red eléctrica y que pueda ser captada en cualquier punto en que exista un tomacorriente (figura 7). De esta manera una persona llevará el receptor consigo y lo conectará en un tomacorrientes del ambiente donde se encuentre. Cuando este usuario precisa ser localizado, se emite una señal desde la central que activará un elemento sonoro en el receptor; el sonido indicará al usuario que lo están buscando. Al “sonar” el señalizador, el usuario sabe que está siendo buscado por la central, se dirige al teléfono más próximo y se informa de qué se trata. Como el circuito opera en una banda bastante amplia de frecuencias, entre 40kHz y 120kHz, se pueden conectar varios receptores a distinta frecuencia o construir un "telecomando por la red eléctrica" multicanal. En general, la sensibilid del sistema es tal que se logra cubrir un alcance considerable cubriendo más de 1.800 metros de cable de recorrido (hemos hecho pruebas con éxito), pero si el receptor se conecta a una fase diferente a la del transmisor, pueden existir inconvenientes. Saber Electrónica 10 El transmisor propuesto posee una potencia de 2,5W y opera en frecuencias comprendidas entre 10 y 120kHz. La frecuencia se varía con el ajuste de circuitos RC. El receptor es del tipo PLL. Ambos circuitos se alimentan directamente con la tensión de la red eléctrica. El transmisor usa un oscilador tipo RC, con el conocido circuito integrado CD4093 para generar una señal en la frecuencia de 40 a 120kHz. Una de las puertas de este circuito integrado es conectada como un oscilador, cuya frecuencia se varía con el ajuste de un pre-set multivueltas. Si imaginamos la existencia de tres canales (para comunicarse con tres receptores distintos, habrá tres trimpots que deben ser ajustados independientemente para frecuencias bien diferentes). La señal resultante se aplica a las otras puertas del circuito integrado 4093, que funcionan como un buffer-amplificador digital. La señal de salida amplificada es llevada a un transistor de potencia que envía la señal modulada a la red eléctrica a través de un transformador construido sobre un bastón de ferrite. El acople con la red se realiza por medio de dos capacitores de poliéster. La fuente de alimentación consiste en un pequeño transformador conectado a la red eléctrica, dos diodos y un capacitor de filtro. No hay necesidad de regulación, pues el circuito funciona bien con tensiones de 6 a 15V. En cada uno de los receptores (en el caso que estamos analizando, tendremos tres receptores iguales pero sintonizados a frecuencias diferentes), tenemos inicialmente un transformador con Figura 7. Conexión del comando multicanal en la red eléctrica monofásica. Comando Multicanal por la Red Eléctrica núcleo de ferrite acoplado a la red eléctrica por medio de un capacitor de poliéster de 10nF. Por este transformador pasan las señales de alta frecuencia que deben ser aplicadas a la entrada de un PLL construido con el circuito integrado CA/LM/NE567. Los dos diodos en oposición conectados en la entrada evitan que picos de alta tensión de la red puedan causar problemas a los circuitos integrados. La sintonía del PLL se realiza con un pre-set, que debe ser ajustado para la frecuencia correspondiente del canal del transmisor seleccionado. En cuanto el circuito integrado PLL no reconoce la señal del transmisor, su salida permanece en el nivel alto y el LED indicador permanece apagado. La señal de salida del PLL se conecta a una de las puertas del CD4093 y como está conectada como inversor, tiene su salida en el nivel bajo. Eso hace que los osciladores montados en torno de CI2b, y CI2c se mantengan desactivados. Cuando el circuito PLL reconoce la señal de la estación transmisora la salida va a estado bajo, la primera compuerta conmuta su tensión y se habilitan los osciladores. El resultado es la producción de una señal de audio intermitente producto de las señales generadas por ambos osciladores y mezcladas en la última compuerta digital. De esta manera, se genera en un buzzer un "bip", cada vez que se activa el transmisor. La frecuencia de los bips es dada por C6 y la intermitencia es dada por C7. La fuente de alimentación consiste en un transformador, dos diodos y un capacitor. La tensión máxima de alimentación es de 10V, dado que éste es el valor máximo que soporta el 567. Como dijimos al comienzo, tendremos problemas de enlace si existe algún medio que derive a masa las señales del transmisor, como por ejemplo un transformador de aislación, un medidor de corriente o, en especial, si el transmisor estuviera conectado a una fase y el receptor a otra de una misma instalación. En un caso como éste, el problema puede ser resuelto con la conexión de un Saber Electrónica 11 Artículo de Tapa capacitor de 120nF x 600V entre las dos fases, conforme a lo sugerido en la figura 8. El capacitor ofrece un camino de baja impedancia para las señales de alta frecuencia que pueden entonces pasar de una red a otra, sin embargo, su resistencia será elevada para los 50HZ (ó 60Hz) de red e incluso, hasta favorecerá la corrección del factor de potencia de la instalación. En la figura 9 tenemos el circuito completo del transmisor. Este transmisor puede ser montado en una placa de circuito impreso, conforme a la figura 10. Vea en la figura 11 cómo queda la placa montada Figura 8. Conexión del comando multicanal en la red eléctrica trifásica. El transistor de potencia puede ser cualquier NPN Darlington de por lo menos 3A de corriente máxima de colector y debe ser montado en un pequeño disipador de calor. Puede también ser usado un FET de potencia sin alteraciones en el circuito. L1 es formada por 8 0 vueltas de alambre esmaltado de 0,8 mm de diámetro en un bas- Figura 9. Circuito eléctrico del Tx por la red eléctrica para ser empleado como “sistema multicanal” Figura 10. Circuito impreso del Tx por la red eléctrica para ser empleado como “sistema multicanal” Saber Electrónica 12 Comando Multicanal por la Red Eléctrica impreso es mostrado en la figura 13. Vea en la figura 14 cómo debe quedar la placa con sus componentes montados. Conviene que el receptor se aloje en un pequeño gabinete plástico de los empleados en fuentes de alimentación portátil que posee el conector para tomacorrientes, de manera que el usuario sólo tenga que conectar "la caja receptora" en un tomacorrientes del ambiente donde se encuentre. Figura 11. Vista de la placa de circuito impreso armada del Tx del sistema multicanal por la red eléctrica. tón de ferrite de 0,8 a 1 cm de diámetro y de 10 a 15 cm de largo. L2 consiste en 180 vueltas del mismo alambre, devanado sobre L1. Los capacitores C3 y C4 deben tener una tensión de aislación de por lo menos 400V. Para la fuente de alimentación, el transformador debe tener un bobinado primario de acuerdo con la red de energía local y una tensión secundaria de 6 + 6V x 1A. En la figura 12 tenemos el diagrama completo del receptor que hace el uso de un PLL. El montaje del receptor en una placa de circuito El transformador de acoplamiento de RF está formado por los arrollamientos L1 y L2. L1 consiste en 150 vueltas de alambre esmaltado de 0,8 mm de diámetro en un bastón de ferrite de 0,8 a 1 cm de diámetro y de 10 cm de largo. L2 es un arrollamiento de 150 vueltas devanado sobre L1. C1 es un capacitor de poliéster de 600V de tensión de trabajo. El transductor es una cápsula piezoeléctrica. Para la fuente de alimentación, es usado un pequeño transformador con nucleo de grano orientado (para disminuir el tamaño) de 6V+6V x 100mA de bobinado secundario. Para los test iniciales de ajuste conecte el transmisor y el receptor en un mismo tomacorriente (emplee un triple). Coloque inicialmente P1 del transmisor para una posición correspondiente a 1/3 de su giro. Después accione S1 que activa el oscilador cuya frecuencia es controlada por P1, y ajuste en el receptor el trimpot hasta captar la señal. Cuando eso ocurre, el LED debe encender y el oscilador entrar en acción. Figura 12. Circuito eléctrico del Rx por la red eléctrica para ser empleado como “sistema multicanal” Tenga cuidado para hacer la sintonía correcta, pues estando cerca, para estar seguro, coloque el receptor en otro toma alejado y verifique la recepción; si no ocurriera, ajuste nuevamente el preset del receptor. Saber Electrónica 13 Artículo de Tapa Figura 13. Circuito impreso del Rx por la red eléctrica para ser empleado como “sistema multicanal” Para hacer el ajuste fino mantenga S1 accionado y coloque el receptor en una sala distante. Ajuste el pre-set para la sintonía correcta. En la figura 15 damos un circuito adicional que puede ser usado para aumentar la sensibilidad del receptor, necesario en los locales más distantes del ambiente de operación. depende en gran medida del largo del bastón de ferrite. Por tal motivo, puede realizar pruebas con bastones más pequeños. Por ejemplo, para un bastón de 5 cm de largo, con un incremento del 15% en la cantidad de vueltas tanto de L1 como de Comprobado el funcionamiento de un receptor, repitiendo los pasos recién explicados, se efectúa el ajuste de otro canal. Con más de 5 canales puede ser difícil fijar la sintonía, pues el sistema PLL puede disparar con cierta facilidad cuando capta frecuencias armónicas de la señal fundamental emitida. Si un canal fuera ajustado a 40kHz y otro a 80kHz, existe la posibilidad de interferencia entre ellos. Las frecuencias ideales de ajuste son: 40kHz, 55kHz, 70kHz y 95kHz para 4 canales y 40, 60 y 95kHZ para el caso de tres canales. Tenga en cuenta que el tamaño del receptor (que deberá llevar la persona que deberá ser localizada), Saber Electrónica 14 Figura 14. Vista de la placa de circuito impreso armada del Rx del sistema multicanal por la red eléctrica. Comando Multicanal por la Red Eléctrica transformador driver en emisor, para inyectar la señal de audio. En el receptor, tuvimos que “desintonizar” levemente el PLL para poder obtener la señal modulada. Figura 14. Modificación a realizar en el sistema multicanal para obtener mayor sensibilidad. L2, hemos conseguido resultados satisfactorios. Al efectuar nuestro montaje, tuvimos dificultad en hacer oscilar el circuito transmisor; dicho inconveniente fue solucionado al colocar un circuito integrado CD4093BP (la terminación BP es importante), con un componente cuya terminación es “BE”, la oscilación se torna inestable. También realizamos pruebas colocando un transistor modulador en el transmisor, con el objeto de poder emplear el circuito como intercomunicador, el resultado fue bueno para un ancho de banda de 2kHz que emplea un BF494B con un La información de audio la obtuvimos por medio de un diodo (1N4148) colocado en pata 8 del 567, con un capacitor de 10nF conectado a masa. Como amplificador de audio empleamos un circuito para autorradio con TDA2002. Cabe aclarar que esta experiencia tiene fines didácticos y si bien los resultados fueron satisfactorios, no creemos recomendable que sean efectuados por hobbistas sin experiencia. Por último, debemos aclarar que por estar presente la tensión de red en algunas pistas de los circuitos impresos, se deberá tener sumo cuidado en la manipulación del sistema, dado que si, por descuido, se tocan dichas pistas, el armador recibirá una descarga eléctrica. El armado no reviste inconvenientes y la construcción de las bobinas no es crítica. INTERCOMUNICADOR POR LA RED ELÉCTRICA Este sistema Tx - Rx permite utilizar el tendido eléctrico domiciliar para transmitir señales de LISTA DE COMPONENTES de los CIRCUITO de la FIGURA 9 y FIGURA 12 Lista de Materiales del Transmisor CI1 - 4093- circuito integrado CMOS Q1- TIP111 o equivalente - transistor darlington de potencia de 3A D1, D2- 1N4002 - diodos rectificadores de silicio. R1- 1MΩ R2, R3, R4- 3k3 R5- 1k2 P1-P2-P3 - pre-set multivueltas de 100kΩ C1- 0,001µF - cerámico o poliéster. C2 - 2.200µF/16V - electrolítico C3, C4 - 0,01µF - poliéster de 600V o más S1, S2, S3 - Interruptores de presión NA (pulsadores para impresos) T1 - Transformador de 220V a 6V+6V x 1A. L1, L2- Bobinas- ver texto D1, D2 - 1N4148 - diodos de uso general D3, D4 - 1N4002 - diodos rectificadores de silicio LED- LED de 5 mm de cualquier color. R1 - 1k2 R2 - 47kΩ R3 - 680kΩ P1 - pre-set multivueltas de 100kΩ C1 - 0,01µF - poliéster para 600V o más. C2- 1.000µF x 16V - electroliítico C3- 4,7nF- cerámico o poliéster C4- 0,022µF- cerámico o poliéster C5- 0,01µF- cerámico o poliéster C6- 33nF- cerámico o poliéster C7- 1µF- electrolítico x 16V C8- 0,1µF- cerámico o poliéster. L1, L2 - bobinas- ver texto T1- transformador de 220V a 6V+6V x100mA BZ- transductor cerámico (ver texto). Lista de Materiales del Receptor Varios: CI1 - NE567 - circuito integrado PLL CI2- 4093- circuito integrado CMOS Placas de circuito impreso, gabinetes para montaje (ver texto), estaño, cables, etc. Saber Electrónica 15 Artículo de Tapa Figura 16. Circuito eléctrico del transmisor de un intercomunicador por la red eléctrica audio desde un punto hacia uno o más parlantes remotos. El alcance promedia los 100 metros efectivos dentro de la misma vivienda o hacia otra que comparta la misma fase eléctrica. En la figura16 se muestra el circuito del transmisor el cual básicamente obtiene la señal proveniente de una fuente estéreo, las suma en una única señal y las coloca sobre el potenciómetro de 10kΩ que hace las veces de control de sensibilidad o volumen de entrada. Un capacitor desacopla la componente de continua que pudiese existir. Posteriormente la señal ingresa al VCO del integrado LM566, el cual se encarga de modular la señal entrante sobre una portadora de 200kHz. Dicha frecuencia es determinada por el resistor de 18kΩ y el capacitor de 82pF. La salida del integrado nos da 6Vpp de señal, que es amplificada por el transistor, el cual la coloca sobre el transformador de acoplamiento T1 y éste sobre la red eléctrica. Este transformador debe ser sintonizado a la frecuencia de portadora (200kHz). Por último los dos capacitores de alto voltaje aíslan el transformador de la red eléctrica. El conjunto opera con 12V estabilizados provenientes de la fuente elaborada a partir de T2, los dos diodos rectificadores, los capacitores y el regulador en serie 7812 que se encarga de estabilizar la tensión. Saber Electrónica 16 Este regulador no requiere de disipador térmico dado que trabaja a muy baja corriente de carga. El transformador de alimentación (T2) es de primario 220V (o la red eléctrica que sea) y secundario 15+15 con 100mA de corriente. En tanto el transformador T1 es de FI (frecuencia intermedia) para 455kHz (lo puede encontrar en radios de AM en desuso y lo identificará por el color amarillo pintado en el núcleo de ferrita ajustable). En la figura 17 se puede observar el receptor, el cual explicamos a continuación. La señal proveniente de la red eléctrica es aislada por los capacitores de alta tensión e insertada al transformador de FI marcado como T1. Este está sintonizado a 200kHz que es la frecuencia de portadora empleada para la transmisión de audio. La resistencia de 3kΩ se encarga de limitar el ancho de funcionamiento para que los posibles transitorios de la línea no pasen a la etapa posterior y desde ella al parlante. Los cuatro transistores se ocupan de elevar la señal en su tensión para así entregarla al circuito detector PLL incluido dentro del circuito LM565. A la salida de este integrado tenemos una señal de audio demodulada lista para ser aplicada a un Comando Multicanal por la Red Eléctrica Figura 17. Circuito eléctrico del receptor de un intercomunicador por la red eléctrica amplificador de audio convencional, el cual le dará la potencia necesaria para mover la bobina de un parlante (bocina) y así producir sonido. El potenciómetro de 10kΩ permite ajustar con precisión la frecuencia de enganche del PLL permitiendo así su correcto funcionamiento. Un error en este ajuste haría que parte de la portadora pase como si fuese audio escuchándose lluvia o ruidos molestos en la salida. Al igual que en emisor, el receptor se alimenta de un transformador de 15V+15V pero en este caso con 250mA de corriente. En tanto el transformador de frecuencia intermedia es idéntico al empleado en el transmisor. Es sumamente simple ajustar el conjunto siguiendo algunos pasos. Inicialmente hay que sintonizar los transformadores de FI para lo cual será necesario conectar a la red eléctrica tanto el emisor como el receptor. No es necesario conectar señal de audio a la entrada del emisor en esta fase de la calibración. Con un voltímetro de CA de alta impedancia (cualquiera digital sirve) medir la tensión presente en el secundario del transformador de FI del receptor e ir ajustando los núcleos de ferrita hasta obtener la máxima lectura posible. Es posible que necesite retocar este ajuste si se coloca el receptor mas allá de los 70 metros del transmisor. Siempre ajustar primero el transmisor y luego el receptor. Repetir esta prueba con más sutileza cada vez hasta obtener la lectura óptima. Con esto quedarán sintonizadas las unidades. Luego ajustar el potenciómetro del receptor hasta obtener la mayor limpieza de señal posible. Este será un punto que se encontrará cerca del centro del recorrido. Habrá que ajustar cuidadosamente este potenciómetro a fin de rechazar la mayor cantidad posible de ruido causado por reductores de intensidad electrónicos para lámparas que suelen interferir bastante RF en el tendido eléctrico. Por último habrá que ajustar el nivel de modulación en el emisor para evitar que una sobremodulación afecte la calidad de audio distorsionándolo. Coloque el potenciómetro marcado Saber Electrónica 17 Artículo de Tapa como VOL en su, extremo cercano a la masa (mínimo) y ahora si inyectar una señal de audio proveniente de una radio o estéreo en las entradas del sistema. Controle que el o los receptores estén encendidos y con volumen para poder percibir cuando el sistema funcione correctamente. Comience lentamente a subir el nivel de modulación (actuando sobre el potenciómetro VOL) hasta que se comience a escuchar distorsión en el audio. Reducir ahora el cursor hasta el máximo posible sin deformar el audio y éste será el tope de modulación. Este potenciómetro puede ser empleado para bajar o subir el volumen de todos los receptores simultáneamente sin ir uno por uno a moverlos. NOTAS: En algunos transformadores de FI se incluye internamente el capacitor de 1nF, comprobarlo antes de soldar el capacitor previsto en el circuito. De no conseguir los transistores LM se los puede sustituir por los reemplazos que ofrezca el comercio siempre que trabajen dentro de los 200kHz. Saber Electrónica 18 Recuerde que se esta trabajando sobre la red eléctrica la cual es muy peligrosa. Mas allá de tener transformadores aisladores un error en las soldaduras hará que recibamos una descarga que, dependiendo de nuestra resistencia, incluso nos puede matar. Por ello revise varias veces el circuito antes de enchufarlo y luego de hacerlo no conectarlo a un sistema de audio hasta haber realizado las pruebas rutinarias y el ajuste. Como observará, el secundario del transformador de FI posee una derivación no simétrica, que se encuentra más cerca de uno de los extremos que del otro. Para saber cuál es el extremo más cercano bastará con medir con un óhmetro la resistencia entre el centro y los extremos. Hacia donde haya menor valor será el extremo más cercano. En nuestro caso dotamos al sistema de un amplificador de Audio con circuito integradoTDA2002 dado que proporciona 6W sin distorsionar ú ocho con algo de esfuerzo. Si se requiere emplear el equipo en recintos amplios se pueden colocar amplificadores más potentes como el LM12CLK o el LM3886TF. Descarga de CD 242 9/20/10 8:29 PM Página 19 CÓMO DESCARGAR EL CD E X C L U S I V O PA R A L E C TO R E S DE SABER E LECTRÓNICA CD: Manejo de Puertos de Computadora Editorial Quark SRL, Saber Internacional S.A. de CV, el Club SE y la Revista Saber Electrónica presentan este nuevo producto multimedia. Como lector de Saber Electrónica puede descargar este CD desde nuestra página web, grabar la imagen en un disco virgen y realizar el curso que se propone. Para realizar la descarga tiene que tener esta revista al alcance de su mano, dado que se le harán preguntas sobre su contenido. Para realizar la descarga, vaya al sitio: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave “CD-1285”. Deberá ingresar su dirección de correo electrónico y, si ya está registrado, de inmediato podrá realizar la descarga siguiendo las instrucciones que se indiquen. Si no está registrado, se le enviará a su casilla de correo la dirección de descarga (registrarse en webelectronica es gratuito y todos los socios poseen beneficios). Este producto es un CD Multimedia interactivo que se encuentra dividido en los siguientes 7 módulos: Puerto Infrarrojo. Puerto Wirless. Puerto Bluetooth. Display de 7 segmentos. Los drivers, comunicando Hard&soft. Soporte de programación. Módulo 2: Manejo de Simple vs. complicado. MÓDULO 1: Teoría. Puertos de PC. Niveles de trabajo. Descripción de Puertos. Características generales y Adquisición de datos placa MÓDULO 2: Manejo de nociones principales. interna. Puertos de PC. La computadora como sisteAdquisidor externo. MÓDULO 3: Mas Teoría ma de control. E/S en DOS. Recomendada. El puerto de la PC. E/S directa con Windows. MÓDULO 4: Programación Descripción del conector IO.DLL: un recurso más del Puerto Serie. físico. que útil. MÓDULO 5: Programación Acceso al puerto. Ejemplos en Visual Basic. del Puerto Paralelo. Registros. MÓDULO 6: Lenguajes de Protocolo del puerto de Módulo 3: Mas Teoría Programación. impresora. Recomendada. MÓDULO 7: Domótica. Interrupciones con el puerto En este módulo encontrará paralelo. una serie de notas de descripEl contenido de cada módu Velocidad. ción y distintos tipos de dispositilo es el siguiente: Acceso básico al puerto vos y aplicaciones adaptadas a paralelo. los puertos de las PCS. Módulo 1: Teoría. Actividades. Descripción de los Puertos Interfaces básicos de E/S Módulo 4: Programación Puerto paralelo. con el puerto paralelo. del Puerto Serie. Puerto serie. Distinguiendo los sistemas Teoría y práctica de prograPuerto USB. operativos. mación del puerto serie. Módulo 5: Programación del Puerto Paralelo. Teoría y práctica de programación del puerto paralelo. Módulo 6: Lenguajes de Programación. Descripción de los lenguajes más utilizados en la programación de puertos de computadoras. Módulo 7: Domótica. Módulo 7.1 Curso de Domótica. Módulo 7.2 Teoría. Manuales Técnicos. Módulo 7.3 Programas CADE SIMU Circad Demo EcadPlus Demo Elcad ELECTRE NT See Technical WSCAD Demo Saber Electrónica 19 AUDIO Habíamos discutido hace varias ediciones cuál era la mejor topología para una fuente de audio. Y cuando quiero “optimizar” la topología elegida me encuentro con problemas difíciles de resolver. Por eso en esta entrega vamos a plantear un nuevo método de resolver el proble ma con una fuente no pulsada. AUTOR: ING. ALBERTO H. PICERNO [email protected] [email protected] www.picerno.com.ar Introducción Como nuestros lectores saben, ésta es una serie de artículos muy especial. La idea es diseñar juntos una fuente pulsada; es decir que yo aún no tengo la solución mientras estoy escribiendo estos artículos y además ni siquiera me animé a asegurar que pueda llegar a una. Quedamos en que de cualquier modo la aventura de aprender es siempre provechosa y decidimos meternos en el tema con todo. Me animé a escribir porque leí un artículo en una revista española en donde explicaban parcialmente la construcción de una, evidentemente basada en un articulo en Inglés al que no tuve acceso. Pero a medida que fui ingresando en el diseño me dí cuenta de que tenía grandes falencias y no pude resolver la sección del secundario del transformador. Releyendo mis propios artículos sobre fuentes llegué a la conclusión de que las fuentes de alta potencia de mejor rendimiento se utilizaban en los TV de plasma y son fuentes que no se pueden clasificar como pulsadas aunque funcionen con pulsos. Se llaman fuentes resonantes y como es clásico en nuestro curso vamos a estudiarlas a fondo. El Efecto Resonante Mecánico La resonancia mecánica es un efecto sumamente utilizado en muchos dispositivos y debemos estudiarla antes de entender cómo funciona una fuente resonante. El péndulo es la máquina resonante más conocida de todas las épocas y la más didáctica para entender el problema del rendimiento. Vamos a analizar un péndulo con aguja rígida, peso y rulemán en su punto de pivote. Ver la figura 1. Este dispositivo es una máquina transformadora de energía gravitatoria en energía térmica, si consideramos que el rulemán no es ideal y tiene un determinado rozamiento. Las transformaciones que se producen son las siguientes: Service & Montajes 20 Figura 1 - Oscilador a péndulo. A) Se levanta el peso dándole energía potencial gravitatoria y se suelta. B) La aguja hace oscilar al peso que llega al punto central; en ese lugar la energía potencial gravitatoria es nu la porque el peso no puede bajar más allá de esa posición. Toda la energía potencial se transformó en energía ci nética. C) La energía cinética lleva al pe so hacia la izquierda hasta una altura algo menor que la derecha. D) El rulemán se calienta por el ro zamiento, generando una energía tér mica exactamente igual a la pérdida de energía potencial gravitatoria. E) La energía potencial algo redu cida comienza a convertirse en ener gía cinética con dirección contraria a la anterior. Pasa por el punto central y comienza a reducirse aumentando la energía potencial. F) Cuando el péndulo se detiene totalmente lo hace a menos altura que desde donde partió y comienza un nuevo ciclo de descenso. En ese mo mento el martillo golpea al peso y re cupera la energía térmica generada en el rulemán. Note que si el rulemán se oxida, el sistema debe realizar un esfuerzo ma- Amplificadores de Audio Digitales Figura 2 - Circuito básico. yor sobre el mismo y se produce más energía térmica. El péndulo sube menos y el martillo debe dar un golpe mayor para mantener al sistema funcionando a amplitud constante. El Sistema Resonante Eléctrico En la resonancia eléctrica se utilizan las características opuestas del capacitor y del inductor. El hecho de que uno se oponga a las variaciones de tensión y el otro a las variaciones de corriente hace que colocados en serie o en paralelo sean ideales para transferirse la energía de uno a otro generando una oscilación amortiguada (como la del péndulo). Cada circuito busca reponer la energía perdida en cada ciclo de modo que la oscilación se realice en forma permanente. El problema es que los circuitos deben completar la posibilidad entregar la energía perdida en cada ciclo con la posibilidad de retirar potencia continua hacia el amplificador y que la tensión de continua pueda ajustarse permanentemente con un sistema realimentado. En la figura 2 se puede observar el circuito básico que nos ayudará a explicar el funcionamiento. El circuito resonante está consti- Figura 3 - Curva de resonancia del circuito. tuido por la inductancia de primario de T1 que es de 330µHy y el capacitor C5 de 12 nF. El generador que provee energía al sistema es XFG3 que como podemos observar es de onda cuadrada con una amplitud de 310V pap es decir la tensión rectificada por un puente en redes de 220V, 50 Hz o de un circuito doblador en redes de 110V, 60 Hz. La salida de tensión del circuito se obtiene del bobinado secundario con punto medio de T1 que debe tener la amplitud deseada de 32V aproximadamente. Cuando se carga el circuito ocurre lo mismo que en el símil mecánico; la oscilación se atenúa y el generador debe entregar mayor energía al sistema. Esto se puede lograr de dos modos: el primero es trabajando con el período de actividad de las llaves con el circuito driver creado anteriormente con un comparador para que nunca quede un circuito abierto. El otro modo consiste en trabajar fuera de la frecuencia de resonancia para que el circuito sintonizado reciba menos energía debido a que le llega fuera de tiempo. En la figura 3 se puede observar la curva de resonancia del circuito re- Service & Montajes 21 Audio Figura 4 - Señal de los secundarios. sonante serie medida con un medidor de Bode. Este circuito resonante posee una curva de resonancia con una máximo de 30 dB a la frecuencia central de 78kHz. Según la figura, al trabajar a 100kHz, la tensión de salida es menor a lo necesario, pero basta con acercar la frecuencia a unos 90khz para lograr la tensión requerida y luego variar suavemente la frecuencia ante variaciones de la tensión de carga. Demás está decir que una combinación de los dos modos de variar la salida permite obtener un cambio notablemente grande de la misma. Por ejemplo si llevamos la frecuencia a un valor de 80kHz. podríamos cargar la fuente con una resistencia de 4,3 Ohms generando una potencia de salida 10 veces mayor. La forma de señal de salida es realmente algo para analizar. Si el circuito resonante se excita con una señal cuadrada podríamos pensar que la señal de salida del transformador es también una señal del mismo tipo. Pero en la figura 4 podemos observar que no es así que la señal de uno de los secundarios es casi una señal senoidal. Como podemos observar en rojo aparece la verdadera señal de primario como una conmutación de la salida del puente de rectificadores o el doblador es decir con 310V la mitad del tiempo y con una conexión a masa viva el resto del tiempo. Esa señal se aplica al LC formado T1 y C5 que genera el intercambio energético correspondiente a un circuito resonante serie. Aunque la tensión aplicada al circuito sea cuadrada la corriente que circula corresponde a la carga conectada sobre ese generador y no a la se- Figura 5 - Circuito completo del secundario. Nota: los capacitores C1 y C2 lue go serán agrandados considerablemente; no lo hacemos ahora para que no se lentifique la simulación. Service & Montajes 22 ñal del generador. En el límite si el Q del circuito resonante es infinito la forma de señal puede ser cualquiéra que la corriente que circula es siempre senoidal. En nuestro caso como el Q no es infinito, la señal de corriente por el primario no es perfectamente senoidal sino una combinación de senoidal con una pequeña cuadrada. El campo magnético en el núcleo es proporcional a la corriente de primario y por lo tanto varía de la misma forma. Y por último; la tensión de los secundarios Amplificadores de Audio Digitales es proporcional a la variación del campo magnético del núcleo y por lo tanto es senoidal con la misma distorsión que tiene la corriente de primario. Lo importante es que se trata de una señal simétrica y que la variación del pulso positivo es igual a la del negativo que es nuestra principal preocupación. En el circuito básico colocamos como carga del secundario, simples rectificadores de media onda pero el circuito se puede completar con un par de diodos más y realizar un rectificador de onda completa como puede observarse en la figura 5. El Generador de Onda Cuadrada con Llaves Controladas Ahora nos queda por conectar el primario a las dos llaves controladas por tensión que posteriormente serán reemplazadas por transistores MOSFET digitales de potencia. Ver la figura 6. La generación de la onda cuadrada se realiza del siguiente modo. En el primer tiempo se cierra la llave J1 apli- cando la tensión de fuente al extremo superior del transformador. Cuando transcurre el 50% del periodo de la señal la llave J1 se abre y se cierra la llave J2 enviando el terminal superior del transformador a masa. Esto significa aplicar una onda cuadrada de 310V de pico a pico desplazada de cero de modo que el semiciclo negativo coincida con masa. Parecería que se aplica una tensión continua de 155V al primario del transformador, pero esto es imposible porque en serie con el primario está el capacitor C5 que se carga justamente a un valor medio de -155V desplazando la onda cuadrada de primario en forma simétrica a masa. En la figura 7 mostramos el oscilograma de tensión sobre el LC y la tensión del secundario inferior para que el lector lo pueda comparar con el de la figura 5 para demostrar que los circuitos son equivalentes. Ahora vamos a medir la tensión sobre el primario de T1 y la vamos a comparar con la tensión sobre el LC. Ver la figura 8. Como se puede observar la tensión es perfectamente alterna sin nin- guna componente continua superpuesta, pero también podemos observar que el valor de tensión de pico sobre cualquiera de las llaves supera los valores que pueden soportar los MOSFET porque llega a ser de 1500V. En el ítem siguiente indicaremos el modo de solucionar este problema. La Tensión Sobre los Transistores Mosfet Si sobre un circuito resonante serie se quiere reducir la tensión sobre los dos componentes; se debe reducir la energía que los excita o reducir el Q. En realidad hay que realizar las dos cosas al mismo tiempo para no variar la tensión de salida. Para reducir la energía entregada al circuito sólo nos queda reducir el tiempo de actividad, pero tal como lo hicimos anteriormente con un circuito que mantenga baja la impedancia de salida del generador en todo momento; es decir que no vale mantener las dos llaves abiertas al mismo tiempo. Con esto ya se reduce la tensión Figura 6 - Circuito con generador a llaves. Service & Montajes 23 Audio sobre las llaves pero como se va a reducir la tensión de salida es necesario reducir la relación de espiras del transformador para obtener la misma tensión de salida. Esto aumenta la carga sobre el circuito resonante con lo que se reduce aún más la tensión sobre las llaves pero aumenta la corriente que las recorre. Esto es un mecanismo de corrección de errores que debe ser aplicado reiteradamente hasta obtener el resultado deseado. Lo ideal es buscar una tensión de alrededor de 600V para poder utilizar cualquier MOSFET de fuente de TV. Conclusiones Más adelante veremos al circuito pero con el excitador de doble comparador. Reduciremos el tiempo de actividad y ajustaremos la relación de espiras para lograr el diseño del transformador. Figura 7 - Oscilograma de tensión sobre el LC y el secundario inferior con el generador a llaves. Figura 8 - Oscilograma sobre el primario del transformador. Service & Montajes 24 AVISOS 9/20/10 10:10 PM Página 1 EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRÓNICA Herrera 761/763 Capital Federal (1295) TEL. (005411) 4301-8804 EDICION ARGENTINA Nº 130 DICIEMBRE 2010 Distribución: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C., Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap.Fed. U r u g u a y:RODE-SOL: Ciudadela 1416 Montevideo. Impresión: I mp resion es Ba rracas . Cap . Fe d. Bs. A s . Director Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción José María Nieves Producción José Maria Nieves Staff Teresa C. Jara Olga Vargas Luis Leguizamón Alejandro Vallejo Liliana Vallejo Mariela Vallejo Fabian Alejandro Nieves Publicidad Alejandro Vallejo Editorial Quark SRL (4301-8804) Web Manager - Club SE Luis Leguizamón La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firma das. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efec tos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del mate rial contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comer cialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Cuaderno del Técnico Reparador TELEVISORES Y MONITORES DE PANTALLA PLANA Cómo Reparar Fallas EN LA SECCIÓN INVERTER ¿Cómo se repara un circuito de protección y un inverter completo? Por lo general es imposible determinar la condición de las protecciones tratando de hacer funcionar el circuito normalmente. Lo único que se consigue, es ver que no hay generación de tensión para los tubos pero no se sabe si es por un mal funcionamiento del Roger, del Buck Converter del generador PWM o de las protecciones. En este artículo analizaremos diferentes procedimientos para localización y solución de fallas en el invertir. Autor: Ing. Alberto Horacio Picerno H ay que trabajar metódicamente; pero el método de trabajo depende del equipamiento que posea cada técnico. Lo ideal es poseer una fuente regulada de 0 a 30V que entregue una corriente de 4A y trabajar a circuito abierto. El método es similar al que se utiliza para reparar fuentes de alimentación pulsadas de TV. En lugar de alimentar el Royer desde el Buck se lo desconecta y se lo carga con una carga adecuada; luego se alimenta el Roger desde la fuente regulada levantándola desde 0V y se observa el funcionamiento con un osciloscopio o con un medidor apropiado. Si el Roger funciona bien se observa que el Buck genere tensión sobre la resistencia de carga. Si no genera tensión se pasa a observar la presencia de señales emitidas por el generador PWM y potenciadas por el driver. Y si éste no emite se pasa a controlar la realimentación del Roger al generador PWM y las protecciones. Si Ud. no tiene una fuente de 4A debe usar otro método menos específico. Es decir que no podrá reparar buscando la falla paso a paso sino que deberá suponer que ciertas etapas funcionan bien verificando las secciones fáciles de controlar. Supongamos que Ud. solo tiene una fuente de 12V, 1A. Antes de alimentar el inverter verifique con el óhmetro que no esté cortada R29 indicando un valor de 510 Ohm (si estuviera cortada el inverter arranca y se detiene de inmediato). Luego desconecte Q4 para evitar que el Buck arranque y tire abajo a la tensión de la fuente de 12V 1A. Alimente con 12V entre las patas 1, 2, 3 y las 6, 7, 8. ¿Qué tensiones se deben medir en la sección de protección para indicar que ella funciona correctamente? El fabricante no indica las tensiones sobre el plano, así que tuvimos que dibujar el circuito en un laboratorio virtual para poder resolver el problema. Nosotros dibujamos todo el circuito pero en la mayoría de los casos solo hace falta dibujar una parte del mismo. En la figura 1 se puede observar el circuito de protección aislado del resto para estar seguro que él funciona correctamente y no está afectado por el circuito del generador PWM. Lo primero es reemplazar los tubos por un resistor equivalente que soporte 2kV indicado como R1 en el circuito. El primer problema es cómo excitar al circuito y cómo controlar Saber Electrónica 27 Cuaderno del Técnico Reparador sus salidas. Como dijimos todo depende del instrumental que Ud. tenga en su taller. El generador que se necesita realmente y que está dibujado en el circuito no existe en ningún taller pero esperamos diseñarlo en algún momento. Se trata de un generador sinusoidal de 50kHz de 0 a 1500V. Mientras tanto se puede trabajar con un EVARIAC conectado en lugar del generador XFG1 pero modificando el resistor R1 para que por el circuito circule una corriente normal y modificando la conexión del generador. En la figura 2 se puede observar el circuito de prueba incluyendo la medición de las dos salidas con un diodo verde para el corte por poca corriente por los tubos y uno rojo para el arranque suave. Enumeremos los componentes agregados para realizar la prueba y que no forman parte del circuito real: R16) 27k, 5W . Remplaza la carga de los tubos al alimentarlos con 300V R21) 10k , 5W. Limita la corriente por los diodos zener. C1) 0.1µF, cerámico disco. Evita oscilaciones debidas a la rea limentaciónn por R34. R23 Led 1 rojo) Sensor de ope ración del arranque suave. R22 Led 2 verde) Sensor de protección por baja corriente por los tubos. V2) Fuente de 5V, agregada si no se usa la fuente interna. EVARIAC) Fuente ajustable de 0 a 300VCC. Reemplaza al invertir. J4) Para realizar una prueba muy sencilla si no tiene EVARIAC. La prueba de la protección es muy simple y se basa en la utilización del EVARIAC. Comience con el EVARIAC en cero. El led rojo debe estar apagado y el led verde encendido indicando que el generador PWM está cortado porque no circula corriente por los tubos (por Figura 1 Figura 2 ejemplo tubos desconectados). Debido al arranque suave existe la posibilidad de que el sistema no arranque nunca debido a que antes de encender los tubos no consumen. Para evitarlo existe la constante de tiempo R35 C15 de 200 m que retarda el encendido del led verde. Ese retardo se puede observar a simple vista teniendo en cuenta el momento que se conecta la fuente de 5V y el momento en que enciende el led. Si quiere estar seguro del retardo utilice un osciloscopio conectado sobre el colector de Q12 evidentemente la tensión de colector no puede subir a 5V en forma inmediata ya que C15 se deberá cargar mediante R35. Luego comience a subir la tensión del EVARIAC lentamente. Con 2V ya se apaga el led verde porque la tensión sobre el diodo D6 Saber Electrónica 28 alcanza para polarizar la base de Q12 y saturarlo y en consecuencia se corta Q13. El rojo permanece apagado porque sobre R29 no hay tensión debido a que hay que vencer los dos zener de 75V en serie para que circule corriente por la rama de retorno del transformador. Con 150V en el EVARIAC sobre R29 aún no hay tensión; recién cuando la tensión llegue a 220V aparecen algo más de 3V sobre las compuertas de Q11 y Q14 produciéndose el encendido de ambos diodos leds rojo y verde. Subiendo la tensión hasta 300V no se producirá ninguna variante. Si Ud. no tiene un EVARIAC no puede probar el circuito de los zener y la red de entrada D11 R31. Alimente el diodo D6 con una fuente de baja tensión de 5 o 12V. Al cerrar la llave J4 se deben Cómo Reparar Fallas en la Sección Inverter encender ambos leds. El rojo de forma inmediata y el verde con un retardo de 200 ms. En la simulación puede poner el EVARIAC en 12V y operar la llave con un osciloscopio sobre el terminal de drenaje de Q14 (negro) y sobre el colector de Q12 (en gris, rojo en colores). El primer paso; el funcionamiento de las protecciones ya está controlado. Realmente hacer la prueba es bastante complejo pero no hay otra posibilidad si Ud. no tiene una fuente regulada de baja tensión y alta corriente para mover al inverter en reemplazo del generador PWM. Justamente el análisis que vamos a realizar a continuación sobre el método de prueba del generador y el driver PWM nos permite realizar una prueba a lazo abierto que permite generar señal de 1200V a 50kHz. Por supuesto no le aconsejamos usar jamás los tubos reales como carga porque como ya dijimos, son componentes que tienen resistencia negativa luego del encendido. Es decir que encienden con un dado valor de tensión alterna y se ceban de modo que la corriente aumenta enormemente por ellos a la tensión de encendido. Esto requiere una reducción inmediata de la tensión aplicada que no puede hacerse lo suficientemente rápido manejando la tensión del Buck converter a Figura 3 mano. Si no existe el adecuado loop de realimentación no use los tubos del propio TV. Reemplácelos con “tubos simulados” por resistores de potencia y recién después de haber reparado el inverter y haberlo medido adecuada y concienzudamente conéctelo a los tubos reales. Operar de otra forma puede significar quemar uno o todos los tubos o lo que es peor hacerlos explotar cerca de la pantalla destruyéndola. En la figura 3 se puede observar el circuito detallado de la sección generadora de la señal PWN. Como estamos trabajando con la plaqueta separada del TV debemos considerar que no existen señales por el conector de entrada. Recordemos que por el conector J1 ingresan no sólo fuente de 12V y masa, sino dos señales muy importantes que son encendido (indicado on-off en el circuito) y Vbri. La señal de encendido sirve para que los tubos estén apagados en ausencia de video y la señal Vbri es un ajuste de la iluminación de back ligth en función del tipo de señal de entrada que proviene de la plaqueta digitalizadora. En nuestro caso ambas señales deben ser reemplazadas por una llave la primera y por un preset la segunda. Para no cargar la fuente de 12V sacamos el mosfet del buck converter. Esto implica que el diodo D2 se quede sin realimentación. Por eso agregamos un preset más que reemplace la salida del buck converter. Por supuesto es todo muy trabajoso pero es un peaje que tenemos que pagar por no tener una fuente adecuada que permita probar el inverter completo. Observe que además tenemos anulada la protección por baja corriente por los tubos y cortada la realimentación de alterna proveniente de los mismos (equivalente a los tubos desconectados. En estas condiciones y con los presets agregados al 50%, se producen las tensiones indicadas en el circuito. Es decir U2 con salida baja porque en el terminal (-) hay más tensión que el (+). Lo mismo ocurre con U1 haciendo que la salida esté prácticamente a potencial de masa. La reparación de esta sección a nivel de continua es muy simple y consiste en medir los potenciales de los terminales que luego no tienen señal aplicada (los terminales (+). Si no tienen los valores indicados hay que revisar primero la fuente de 5V generados por Q3. La salida es, en realidad, de 4,86V que están dados por el zener D1 que debe estar en 5,6V. Si la base tiene la tensión correcta y el emisor no, quite la carga y vuelva a medir. Luego desconecte la fuente y mida los resistores con el óhmetro. ¿Se puede probar el generador PWM sin excitar los tubos? Se puede y es lo que se debe hacer para evitar que los tubos se quemen o exploten por exceso de corriente. Repetimos, nunca use los tubos como carga. Primero pruebe toda la sección de potencia usando cargas resistivas y cuando está seguro del funcionamiento correcto y de una buena regulación entonces puede probar con los tubos como carga. Para probar la sección PWM se requiere un Generador de audio o un generador de onda rectangular Saber Electrónica 29 Cuaderno del Técnico Reparador que funcione en 50kHz. Lo ideal es un instrumento múltiple que sirva para realizar varias pruebas en TVs a TRC y LCD: un driver simulado del cual existen varias versiones. El autor está diseñando un circuito con un PIC que resuelve el problema general del driver de TV a TRC de 15.625 Hz, 31.250 y 62.500Hz con salida para base del transistor de salida horizontal y para base del excitador; salida de 50kHz tipo PWM para prueba de fuentes pulsadas e inverters y algunas aplicaciones más. Como fuere, ingresando señal de unos 50kHz,10V (teóricamente debe ser senoidal pero podría ser cuadrada aunque es preferible que sea triangular) sobre la entrada de realimentación de CA; con un resistor de 1kΩ en serie se logra excitar al circuito y probar el funcionamiento del generador PWM. En la figura 4 observamos el oscilograma a la salida del primer comparador. Como se puede observar la salida en una señal rectangular; pero lo más importante es que el período de actividad depende de la amplitud de la señal de entrada. En la figura 5 observamos lo que ocurre cuando esa señal la reducimos (poco brillo en los tubos. Y en la 6 vemos qué sucede cuando la aumentamos (mucho brillo). Del mismo modo se puede observar que el ajuste del preset que simula la señal Vbri proveniente de la plaqueta digitalizadora también produce un cambio en el tiempo de actividad ajustando el nivel de brillo de los tubos al tipo de señal de entrada como se observa en la figura 7 en donde el preset se ubicó al mínimo. El segundo comparador opera también como generador PWM porque la señal rectangular del primero se vuelve a integrar en R36 y C4 formando una nueva señal triangular recortada por la señal continua de la entrada positiva, que Figura 4 Figura 5 Figura 6 Saber Electrónica 30 Cómo Reparar Fallas en la Sección Inverter opera como detector de tensión de salida nula del buck converter. En efecto si la entrada de 12V aumenta a valores peligrosos el Figura 7 Figura 8 Figura 9 diodo D2 corta el funcionamiento por exceso de tensión y si la tensión de salida es muy baja también. Es decir que D2 es un diodo de protección contra sobretensiones o tensiones bajas de 12V y se puede comprobar su funcionamiento moviendo el preset R22 en la simulación y observando el corte en el terminal de salida de U1. Posteriormente se observa la llave de encendido del oscilador que tiene una disposición en gate común y entrada por sumidero. Esta disposición es similar a la de base común y entrada por emisor en un transistor bipolar. El circuito se comporta como una llave para tensiones de sumidero altas, pero la tensión del terminal de fuente no puede bajar mas allá del valor de conducción del gate. Con esto se logra que la excitación no llegue a cero sino a un valor de unos pocos voltios y se aleja al mosfet de potencia de tensiones peligrosas entre los electrodos de gate y de fuente. Ver la figura 8. Como el lector puede observar, para la reparación, todo se reduce a realizar un seguimiento de la señal desde el primer comparador hasta el gate del mosfet de potencia del buck converter. Si Ud. no tiene osciloscopio deberá seguir las señales de salida con una sonda de valor pico a pico; pero convengamos que realizar una reparación de 250 dólares sin tener un instrumento que cuesta aproximadamente ese mismo valor no tiene mucho sentido. Si Ud. desea reparar el buck converter le aconsejamos armar una fuente regulada de baja tensión y alta corriente. Por lo general basta con una fuente de 30V, 4A. Vuelva a colocar el mosfet del buck converter cargado con un resistor (R20) de 10 Ohm 10W o de 4,7 Ohm, 25W. Por supuesto el Roger debe estar desconectado y conectado a nuestra fuente de 30V 4A ajustada en su valor mínimo. Para reparar el Roger debe tener en cuenta los siguientes detalles. Saber Electrónica 31 Cuaderno del Técnico Reparador Los tubos fluorescentes deben estar desconectados y reemplazados por 6 resistores de 100kΩ, 1W en serie. El osciloscopio debe estar conectado a uno de los colectores del Roger según la figura 9. NOTA: el circuito real posee dos transformadores con los primarios en paralelo para alimentar dos conjuntos de 2 tubos como el que se ve en el circuito. Es decir que Ud. debe tener 4 resistores de carga de 600kΩ, 6W. Estos resistores debe estar adecuadamente aislados porque son alimentados con algo de 1kV y con corrientes relativamente importantes que puede provocar un paro cardíaco en caso de descarga accidental. El Roger es un circuito muy realimentado y por lo tanto tiene todos los problemas que caracterizan a dichos circuitos: la falla en un componente hace que deje de funcionar el circuito en forma total y el reparador no puede determinar cuál es el componente dañado. Esto hace que deba repararse en bloque y por mediciones considerando la probabilidad de falla de cada material. Sin embargo recomendamos emplear el siguiente método de trabajo: Conecte el osciloscopio pero nunca directamente. El colector se debe medir con una punta divisora por 10 y la alimen tación de los resistores que reemplazan a los tubos con un divisor por 100. También se puede armar una sonda rectifica dora para alta tensión teniendo en cuenta que se deben utilizar diodos recu peradores de TV color que soporten por lo menos 1800V. Por supuesto los capacitores deben sopor tar dicha tensión o deben colocarse varios en serie. Retorne el diodo de la izquierda de los dos dobles diodos a masa. Desconecte la red de realimen tación. Aumente la tensión de la fuente y observe si el Roger arranca. Con un par de voltios ya debería oscilar aunque indicando baja tensión sobre los tubos. Recién a los 6V aproximadamente debe indicar unos 600V que pueden conside rarse como normales. Recuerde que si el Roger no tiene carga es muy probable que no oscile. La carga está compuesta por los resistores de 600kΩ pero el retorno del bobinado es tan importante como la carga misma. En caso de falta de salida desconecte la fuente y mida la red de retorno. No es fácil medirla sin tener los dispositivos adecuados. En principio un simple téster permite medir la barrera directa de los zener. Para realizar una medición completa se debe utilizar el EVARIAC conectado a los zener a través de un resistor de 10kΩ, 1W e ir levantando la tensión mientras se mide con el téster sobre los zener. En cualquiera de los dos sentidos se debe observar que a los 75V se produce una regulación de la tensión. Nota: no aplique más de 100V para no dañar el resistor de 10kΩ. Si el retorno funciona correctamente la falla está en el oscilador. Saber Electrónica 32 Con 6V de alimentación y sin oscilación se debe medir la tensión de ambas bases que debe ser de 600mV. Si obtiene un valor de 6V en algunas de las dos bases significa que ese transistor tiene la juntura abierta. Si al subir la tensión a 6V con el EVARIAC o la fuente regulada los mismos se cortan, entonces existe un cortocircuito y lo más probable es que uno de los transistores esté quemado. Sáquelos de a uno y observe si desaparece el corto. Cuando saque un transistor compruebe que los resistores de base no estén alterados utilizando el téster como óhmetro. Si las dos mediciones dan bien, el problema se circunscribe a un capacitor C9 abierto o a los capacitores C8 y C7 en cortocircuito. Se impone cambiarlos y volver a probar. Por último se debe sospechar del transformador T1. T1 no es un componente que pueda comprarse en una casa de electrónica. Para probarlo se requiere un circuito de conmutación forzada que puede construirse con el mismo Roger. Desconecte el colector de Q10 y conecte un generador de funciones a la base de Q9 mientras observa la señal de colector en el osciloscopio. Utilice una onda rectangular de 1kHz de por lo menos de 5V pap. En el osciloscopio se debe observar una onda amortiguada después del flanco ascendente de la onda cuadrada, cuando se conecta la fuente regulada a 3 o 4V. La señal amortiguada debe tener una frecuencia aproximada de 50kHz (período 20 µs) y debe llegar prácticamente de flanco a flanco. Una amortiguación mayor o una frecuencia mucho más alta significa un cortocircuito en el transforFigura 10 mador. Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:26 PM Página 33 MANUALES TÉCNICOS Proyectos de Iluminación con LED Aunque la teoría de funcionamiento de los diodos emisores de luz (LED) data de la década del 50 del siglo pasado, recién en 1963 aparecen los primeros ejemplares comerciales, a precios muy altos y con rendimiento luminoso extremadamente bajo. En la actualidad los LEDs se producen de a millones, con diferentes materiales, a precios muy bajos y con rendimientos excelentes. Los tipos básicos o comunes como el rojo, el ámbar, el verde y el infrarrojo cuestan casi lo mismo que un con densador, lo que ha dado paso a la fabricación masiva de los diodos LEDs especiales como los bicolores, los de alto brillo, los “Flushing LEDs” (que en su encapsulado poseen un circuito integrado), los LEDs azules y los de luz blanca. Estos dio dos especiales son un poco más caros que los comunes pero su precio está altamente justificado. La idea de utilizar energía renovables y “cuidar” el medio ambiente con el empleo de dispositivos de alto rendimiento ha favorecido la investigación y el desarrollo de los LEDs de luz azul y de luz blanca e, incluso, los diodos intermitentes de 2 a 3Hz que no requieren de un circuito externo para producir el destello intermitente. Entre los últimos desarrollos que comienzan a popularizarse en el mercado podemos mencionar los LEDs de luz ultraviole ta que persiguen producir el mismo efecto que los tubos BLB de luz ultravioleta con la sorprendente ventaja que se pueden alimentar con pilas comunes de pequeño tamaño y el montaje se puede realizar en bases o zócalos comunes, como los que se emplean para cualquier LED. Estos LEDs pueden reemplazar directamente a los tubos de BLB. Todos los tipos de LEDs para alumbrado, con base o zócalo, llevan su resistencia incorporada. En general, para iluminación se emplean los LEDs de luz blanca, de alto poder o rendimiento luminoso que permiten la colocación en la misma base de conexión de un racimo (cluster) de LEDs para obtener mayor iluminación. El alumbrado con LEDs representa una interesante novedad por su característica de alto rendimiento, bajo consumo, casi nula generación de calor, su gran robustez (no explo ta ni se daña con golpes como ocurre con una lámpara incandescente o CCLF de bajo consumo) y su larga duración que puede superar sin problemas las 100.000 horas, o sea, más de 11 años de trabajo ininterrumpido. El LED como elemento de iluminación es, cada vez, mas tenido en cuenta, no sólo por todas las ventajas mencionadas sino también porque su instalación es pequeña y no emiten ningún tipo de disturbio o interfencia (especialmente sónica, como ocurre con los balastros). Informe Preparado por Horacio Daniel Vallejo Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:26 PM Página 34 Manuales Técnicos Introducción El LED (Light-Emitting Diode: Diodo Emisor de Luz), es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN en la cual circula por él una corriente eléctrica . Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia, el LED es un tipo especial de diodo que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz . Este dispositivo semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de mayor resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las lámparas incandescentes. Aunque el plástico puede estar coloreado, es sólo por razones estéticas, ya que ello no influye en el color de la luz emitida. Usualmente un LED es una fuente de luz compuesta con diferentes partes, razón por la cual el patrón de intensidad de la luz emitida puede ser bastante complejo. Para obtener una buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente que atraviesa el LED y evitar que este se pueda dañar; para ello, hay que tener en cuenta que el voltaje de operación va desde 1,8 hasta 3,8 volt aproximadamente (lo que está relacionado con el material de fabricación y el color de la luz que emite) y la gama de intensidades que debe circular por él varía según su aplicación. Los Valores típicos de corriente directa de polarización de un LED están comprendidos entre los 10 y 20 miliampere (mA) en los diodos de color rojo y de entre los 20 y 40 miliampere (mA) para los otros LED. Los diodos LED tienen enormes ventajas sobre las lámparas indicadoras comunes, como su bajo consumo de energía, su mantenimiento casi nulo y con una vida aproximada de 100,000 horas. Para la protección del LED en caso que haya picos inesperados que puedan dañarlo. Se coloca en paralelo y en sentido opuesto un diodo de silicio común. En general, los LED suelen tener mejor eficiencia cuanto menor es la corriente que circula por ellos, con lo cual, en su operación de forma optimizada, se suele buscar un compromiso entre la intensidad luminosa que producen (mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por ellos) y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos). La figura 1 muestra el símbolo del LED. La figura 2 reproduce las partes constituyentes de un LED Existen diodos LED de varios colores que dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo, entre otros. Si bien más adelante vamos a detallar los compuestos específicos de los Leds, digamos que los LED rojos están formados por GaP consiste en una unión P-N obtenida por el método de crecimiento epitaxial del cristal en su fase líquida, en un substrato. La fuente luminosa está formada por una capa de cristal P junto con un complejo de ZnO, cuya Manuales Técnicos 34 Figura 2 Figura 1 máxima concentración está limitada, por lo que su luminosidad se satura a altas densidades de corriente. Este tipo de LED funciona con baja densidades de corriente ofreciendo una buena luminosidad, utilizándose como dispositivo de visualización en equipos portátiles. El constituido por GaAsP consiste en una capa p obtenida por difusión de Zn durante el crecimiento de un cristal N de GaAsP, formado en un substrato de GaAs, por el método de crecimiento epitaxial en fase gaseosa. Actualmente se emplea los LED de GaAlAs debido a su mayor luminosidad. El máximo de radiación se halla en la longitud de onda 660 nm. Los LED anaranjados y amarillos están compuestos por GaAsP al igual que sus hermanos los rojos, pero en este caso para conseguir luz anaranjada y amarilla así como luz de longitud de Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:26 PM Página 35 Proyectos de Iluminación con LED una trampa isoelectrónica de nitrógeno para mejorar el rendimiento. Debido a que este tipo de LED posee una baja probabilidad de transición fotónica, es importante mejorar la cristalinidad de la capa N. La disminución de impurezas a larga la vida de los portadores, mejorando la cristalinidad. Su máxima emisión se consigue en la longitud de onda 555 nm. Vea en la tabla 1 los Compuestos empleados en la construcción de LED. Funcionamiento Físico del LED Tabla 1 onda más pequeña, lo que hace- el método de crecimiento epitaxial mos es ampliar el ancho de la del cristal en fase líquida para for"banda prohibida" mediante el mar la unión P-N. Al igual que los aumento de fósforo en el semi- LED amarillos, también se utiliza conductor. Su fabricación es la misma que se utiliza Figura 3 para los diodos rojos, por crecimiento epitaxial del cristal en fase gaseosa, la formación de la unión p-n se realiza por difusión de Zn. Como novedad importante en estos LED se mezcla el área emisora con una trampa isoelectrónica de nitrógeno con el fin de mejorar el rendimiento. El LED verde está compuesto por GaP. Se utiliza El funcionamiento físico consiste en que, en los materiales semiconductores, un electrón al pasar de la banda de conducción a la de valencia, pierde energía; esta energía perdida se puede manifestar en forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria. El que esa energía se manifieste en (calor por ejemplo) va a depender principalmente del tipo de material semiconductor. Cuando al polarizar directamente un diodo LED conseguimos que por la unión PN sean inyectados huecos en el material tipo N y electrones en el material tipo P; O sea los huecos de la zona p se mueven hacia la zona n y los electrones de la zona n hacia la zona p, produciéndose por consiguiente, una inyección de portadores minoritarios. Ambos desplazamientos de cargas constituyen la corriente que circula por el diodo. Si los electrones y huecos están en la misma región, pueden recombinarse, es decir, los electrones pueden pasar a "ocupar" los huecos, "cayendo" Service & Montajes 35 Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:27 PM Página 36 Manuales Técnicos desde un nivel energético superior a otro inferior más estable. La figura 3 muestra la disposición de portadores de un diodo emisor de luz con la unión polarizada en sentido directo. Cuando estos portadores se recombinan, se produce la liberación de una cantidad de energía proporcional al salto de banda de energía del material semiconductor. Una parte de esta energía se libera en forma de luz, mientras que la parte restante lo hace en forma de calor, estando determinadas las proporciones por la mezcla de los procesos de recombinación que se producen. La energía contenida en un fotón de luz es proporcional a su frecuencia, es decir, su color. Cuanto mayor sea el salto de banda de energía del material semiconductor que forma el LED, más elevada será la frecuencia de la luz emitida. La figura 4 reproduce un diodo emisor de luz con la unión polarizada en sentido directa. Aplicaciones de los LED En la figura 5 podemos ver varios tipos de diodos Led. Los diodos infrarrojos (IRED) se emplean desde mediados del siglo XX en mandos a distancia de televisores, habiéndose generalizado su uso en otros electrodomésticos como equipos de aire acondicionado, equipos de música, etc. y en general para aplicaciones de control remoto, así como en dispositivos detectores. Los LED se emplean con profusión en todo tipo de indicadores de estado (encendido/apagado) en dispositivos de señalización (de tránsito, de emergencia, etc.) y en paneles informativos. También se emplean en el alumbrado de pantallas de cristal líqui- do de teléfonos móviles, calculadoras, agendas electrónicas, etc., así como en bicicletas y usos similares. Existen además impresoras LED. También se usan los LED en el ámbito de la iluminación (incluyendo la señalización de tráfico) es moderado y es previsible que se incremente en el futuro, ya que sus prestaciones son superiores a las de la lámpara incandescente y la lámpara fluorescente, desde diversos puntos de vista. La iluminación con LED presenta indudables beneficios. Se utiliza ampliamente en aplicaciones visuales, como indicadoras de cierta situación específica de funcionamiento y desplegar contadores: - Para indicar la polaridad de una fuente de alimentación de corriente continua. - Para indicar la actividad de una fuente de alimentación de corriente alterna. - En dispositivos de alarma. Ventajas de los LED Fiabilidad, mayor eficiencia energética, mayor resistencia a las vibraciones, mejor visión ante diversas circunstancias de iluminación, menor disipación de energía, menor riesgo para el medio ambiente, capacidad para operar de forma intermitente de modo continuo, respuesta rápida, etc. Figura 5 Manuales Técnicos 36 Figura 4 Así mismo, con LED se pueden producir luces de diferentes colores con un rendimiento luminoso elevado, a diferencia de muchas de las lámparas utilizadas hasta ahora, que tienen filtros para lograr un efecto similar (lo que supone una reducción de su eficiencia energética). Todo ello pone de manifiesto las numerosas ventajas que los LED ofrecen. También se utilizan en la emisión de señales de luz que se trasmiten a través de fibra óptica. Desventajas de los LED Las desventajas del diodo LED son que su potencia de iluminación es tan baja, que su luz es invisible bajo una fuente de luz brillante y que su ángulo de visibilidad está entre los 30° y 60°. Este último problema se corrige con cubiertas difusores de luz. Conexión de los LED Para conectar LED de modo que iluminen de forma continua, deben estar polarizados directa- Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:27 PM Página 37 Proyectos de Iluminación con LED Figura 6 mente, es decir, con el polo positivo de la fuente de alimentación conectada al ánodo y el polo negativo conectado al cátodo. Además, la fuente de alimentación debe suministrarle una tensión o diferencia de potencial superior a su tensión umbral. Por otro lado, se debe garantizar que la corriente que circula por ellos no exceda los límites admisibles (esto se puede hacer de forma sencilla con una resistencia R en serie con los LED). Unos circuitos sencillos que muestran cómo polarizar directamente un LED son los que se muestran en la figura 6. La Física del LED Como dijimos, los diodos emisores de luz visible son utilizados en grandes cantidades como indicadores piloto, dispositivos de presentación numérica y dispositivos de presentación de barras, tanto para aplicaciones domésticas como para equipos industriales, esto es debido a sus grandes ventajas que son: peso y espacio insignificantes, precio moderado, y en cierta medida una pequeña inercia, que permite visualizar no solamente dos estados lógicos sino también fenómenos cuyas características varían progresiva- mente. Como otros dispositivos de presentación, los Leds pueden proporcionar luz en color rojo, verde y azul. El material de un Led está compuesto principalmente por una combinación semiconductora. El GaP se utiliza en los Leds emisores de luz roja o verde; el GaAsP para los emisores de luz roja, anaranjada o amarilla y el GaAlAs para los Leds de luz roja. Para los emisores azules se han estado usando materiales como SiC, GaN, ZnSe y ZnS. El fenómeno de emisión de luz está basado en la teoría de bandas, por la cual, una tensión externa aplicada a una unión P-N pola- Service & Montajes 37 Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:27 PM Página 38 Manuales Técnicos rizada directamente, excita los electrones, de manera que son capaces de atravesar la banda de energía que separa las dos regiones. Si la energía es suficiente los electrones Tabla 2 escapan del material en forma de fotones. Cada material semiconductor en torno al núcleo. Cuando los tiene determinadas características átomos se unen unos con otros y por tanto una longitud de onda para formar un sólido, se agrupan de la luz emitida. La tabla 2 mues- de manera ordenada formando tra las longitudes de onda de algu- una red cristalina. En este caso, debido a la proximidad de los átonos compuestos de Galio. A diferencia de la lámparas de mos entre sí, las órbitas en las incandescencia cuyo funciona- que se encuentran los electrones miento es por una determinada de cada átomo se ven afectadas tensión, los Led funcionan por la por la presencia de los átomos corriente que los atraviesa. Su vecinos. De hecho, dichas órbitas se conexión a una fuente de tensión constante debe estar protegida solapan entre sí, dando lugar a la por una resistencia limitadora, aparición de unas zonas o bandas veremos más adelante algunos continuas en las que se pueden encontrar los electrones, y que ejemplos. reciben el nombre de bandas de energía. Para entender el comportaTeoría de Bandas miento de los materiales en relaEn un átomo aislado los elec- ción con su capacidad de condutrones pueden ocupar determina- cir, nos interesan las dos últimas dos niveles energéticos pero bandas, que son: cuando los átomos se unen para La Banda de Valencia: formar un cristal, las interacciones Está ocupada por los electroentre ellos modifican su energía, de tal manera que cada nivel ini- nes de valencia de los átomos, es cial se desdobla en numerosos decir, aquellos electrones que se niveles, que constituyen una encuentran en la última capa o banda, existiendo entre ellas hue- nivel energético de los átomos. cos, llamados bandas energéticas Los electrones de valencia son los prohibidas, que sólo pueden sal- que forman los enlaces entre los var los electrones en caso de que átomos, pero no intervienen en la se les comunique la energía sufi- conducción eléctrica. ciente. La Banda de Conducción: La teoría de bandas constituye Está ocupada por los electrouna explicación alternativa del comportamiento de los materiales nes libres, es decir, aquellos que semiconductores. Se basa en el se han desligado de sus átomos y hecho de que los electrones de un pueden moverse fácilmente. átomo aislado se distribuyen Estos electrones son los responsegún ciertos niveles energéticos, sables de conducir la corriente denominados órbitas u orbitales, eléctrica. Manuales Técnicos 38 En consecuencia, para que un material sea buen conductor de la corriente eléctrica debe tener electrones en la banda de conducción. Cuando la banda esté vacía, el material se comportará como un aislante. Entre la banda de valencia y la de conducción existe una zona denominada banda prohibida o gap (GAP), que separa ambas bandas y en la cual no pueden encontrarse los electrones. La conducción de la corriente eléctrica según la teoría de bandas La estructura de bandas de un material permite explicar su capacidad para conducir o no la corriente eléctrica. Según esto podemos distinguir tres casos, representados en la figura 7. En los materiales conductores, las bandas se encuentran muy próximas y la banda de conducción está ocupada por electrones libres, desligados de sus átomos, que pueden moverse fácilmente y pasar de unos átomos a otros. Este tipo de estructura de bandas corresponde a materiales que pueden conducir la corriente eléctrica. Sin embargo, en los materiales aislantes la banda de conducción se encuentra vacía, pues no hay electrones libres, de modo que no pueden conducir la corriente eléctrica. La banda que está ocupada en este caso es la banda de valencia, pero estos electrones no pueden moverse libremente. Los materiales semiconductores tienen una estructura de bandas semejante a la de los aislantes, es decir, la banda de conducción está vacía (y, en consecuencia, no conducen la corriente eléctrica). Sin embargo, en este caso la banda prohibida es muy estre- Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:27 PM Página 39 Proyectos de Iluminación con LED Figura 7 cha, de forma que la banda de valencia se encuentra muy próxima a la de conducción. Esta situación permite que, si se comunica una pequeña cantidad de energía al material, algunos electrones de la banda de valencia puedan «saltar» a la de conducción, lo que quiere decir que se desligan de sus átomos y se hacen libres. Al tener ocupada la banda de conducción, el material se comportará como conductor. Entonces, repitiendo, en los aislantes la banda inferior menos energética (banda de valencia) está completa con los e- más internos de los átomos, pero la superior (banda de conducción) está vacía y separada por una banda prohibida muy ancha (~ 10 eV; aproximadamente 10 electrón volt), imposible de atravesar por un electrón (e-). En el caso de los conductores las bandas de conducción y de valencia se encuentran superpuestas, por lo que cualquier aporte de energía es suficiente para produ- cir un desplazamiento de los electrones. Entre ambos casos se encuentran los semiconductores, cuya estructura de bandas es muy semejante a los aislantes, pero con la diferencia de que la anchura de la banda prohibida es bastante pequeña. Los semiconductores son, por lo tanto, aislantes en condiciones normales, pero una elevación de temperatura proporciona la suficiente energía a los electrones para que, saltando la banda prohibida, pasen a la de conducción, dejando en la banda de valencia el hueco correspondiente. En el caso de los diodos Led los electrones consiguen saltar fuera de la estructura en forma de radiación que percibimos como luz (fotones). Composición de los Leds Vamos a retomar la explicación de los compuestos de los diferentes LED a efectos de poder reali- Figura 8 zar una introducción matemática Led rojo Formado por GaP consiste en una unión p-n obtenida por el método de crecimiento epitaxial del cristal en su fase líquida, en un substrato. La fuente luminosa está formada por una capa de cristal p junto con un complejo de ZnO, cuya máxima concentración está limitada, por lo que su luminosidad se satura a altas densidades de corriente. Este tipo de Led funciona con baja densidades de corriente ofreciendo una buena luminosidad, utilizándose como dispositivo de visualización en equipos portátiles. El constituido por GaAsP consiste en una capa p obtenida por difusión de Zn durante el crecimiento de un cristal n de GaAsP, formado en un substrato de GaAs, por el método de crecimiento epitaxial en fase gaseosa. Actualmente se emplea los Led de GaAlAs debido a su mayor luminosidad. El máximo de radiación se halla en la longitud de onda 660 nm. La composición la puede ver en la figura 8. Para una mayor comprensión sobre la respuesta de cada dispositivo, es decir, la longitud de onda de la señal que emite, puede consultar la figura 9. Led anaranjado y amarillo Están compuestos por GaAsP al igual que sus hermanos los rojos pero en este caso para con- Service & Montajes 39 Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:28 PM Página 40 Manuales Técnicos Figura 9 seguir luz anaranjada y amarilla así como luz de longitud de onda más pequeña, lo que hacemos es ampliar el ancho de la “banda prohibida” mediante el aumento de fósforo en el semiconductor. Su fabricación es la misma que se utiliza para los diodos rojos, por crecimiento epitaxial del cristal en fase gaseosa, la formación de la unión P-N se realiza por difusión de Zn. Como novedad importante en estos Leds se mezcla el área emisora con una trampa isoelectrónica de nitrógeno con el fin de mejorar el rendimiento. Led Verde El Led verde está compuesto por GaP. Se utiliza el método de crecimiento epitaxial del cristal en fase líquida para formar la unión PN. Al igual que los Leds amarillos, también se utiliza una trampa isoelectrónica de nitrógeno para mejorar el rendimiento. Debido a que este tipo de Led posee una baja probabilidad de transición fotónica, es importante mejorar la cristalinidad de la capa N. La disminución de impurezas a larga la vida de los portadores, mejorando la cristalinidad. Su máxima emisión se consigue en la longitud de onda 555 nm. Criterios de Elección de un LED para un Proyecto Dimensiones y Color del Diodo. Los Leds tienen diferentes tamaños, formas y colores. Tenemos Leds redondos, cuadrados, rectangulares, triangulares y con diversas formas. Los colores básicos son rojo, verde y azul, aunque podemos encontrarlos Manuales Técnicos 40 naranjas, amarillos incluso hay un Led de luz blanca. Las dimensiones en los Led redondos son 3mm, 5mm, 10mm y uno gigante de 20mm. Los de formas poliédricas suelen tener unas dimensiones aproximadas de 5x5mm. Ángulo de vista Esta característica es importante, pues de ella depende el modo de observación del Led, es decir, el empleo práctico de aparato realizado. Cuando el Led es puntual la emisión de luz sigue la ley de Lambert, permite tener un ángulo de vista relativamente grande y el punto luminoso se ve bajo todos los ángulos, tal como se ejemplifica en la figura 10. Figura 10 Luminosidad La intensidad luminosa en el eje y el brillo están intensamente relacionados. Tanto si el Led es puntual o difusor, el brillo es proporcional a la superficie de emisión. Si el Led es puntual, el punto será más brillante, al ser una superficie demasiado pequeña. En uno difusor la intensidad en el eje es superior al modelo puntual. Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:28 PM Página 41 Proyectos de Iluminación con LED Tabla 3 Consumo El consumo depende mucho del tipo de Led que elijamos, en la tabla 3 podemos observar el consumo para los dispositivos más comunes. Estructura de un Led Ya hemos visto que los Led están formados por el material semiconductor que está envuelto en un plástico traslúcido o transparente según los modelos. En la figura 11 podemos observar la distribución interna. El electrodo interno de menor tamaño es el ánodo y el de mayor tamaño es el cátodo. Los primeros Leds se diseñaron para permitir el paso de la máxima cantidad de luz en dirección perpendicular a la superficie de montaje, más tarde se diseñaron para difundir la luz sobre un área más amplia gracias al aumento de la producción de luz por los Leds. Cuando la corriente aplicada al diodo es suficiente para que entre en conducción, emitirá una cierta cantidad de luz que dependerá de la cantidad de corriente y la temperatura del Led. La luminosidad aumentará según aumentemos la intensidad pero habrá que tener en cuenta la máxima intensidad que soporta el Led. Antes de insertar un diodo en un montaje tendremos que saber cuál es el color del diodo para saber qué caída de tensión tendrá entre sus contactos y cuál es la corriente que podrá circular, a los fines de poder realizar cálculos posteriores. En la tabla 4 puede tomar los parámetros eléctricos necesarios, en función del diodo seleccionado. Circuito Básico en Continua La resistencia de limitación del circuito de la figura 12 la puede calcularse a partir de la fórmula: V - Vled R = ––––––– I Si expresamos V en voltios e I en miliamperios el valor de la resistencia vendrá directamente expresado en kiloohm. También hay que tener en cuenta el calor disipado por en la resistencia, se calcula por la Ley de Joule. Potencia = I2 R Figura 11 Donde I es la intensidad que atravesará al diodo y R la resistencia calculada en el apartado anterior. Tabla 4 Service & Montajes 41 Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:28 PM Página 42 Manuales Técnicos Asociación de Leds Serie Los diodos se pueden conectar en serie siempre que la suma de las caídas de tensión sea menor que la tensión de alimentación. La fórmula a utilizar para el cálculo de la resistencia limitadora es: V - (N . Vled) R = –––––––––––––– I Donde N es el número de Leds conectados en serie. Para comprender esta disposición, vea la figura 13. Paralelo Para conectar varios Leds en paralelo solo tendremos que calcular el valor para un Leds y luego los ponemos como se muestra en la figura 14. En este caso habrá que tener cuidado con la intensidad de la fuente de alimentación que deberá ser superior a la suma de todos los Leds. Ejemplo: Supongamos que la tensión de alimentación es de 12 volt y vamos a utilizar un diodo Led de color rojo por el que circulará una corriente de 5mA. La resistencia limitadora será: queda P = 0.055W, es decir, 55mW; por tanto, basta con utilizar una resistencia de 1/4 de watt (250mW) de 2k2 en serie con el diodo Led. Comportamiento con Corriente Alterna Si queremos conectar un Led a un circuito en alterna tendremos que tener en cuenta que en la corriente alterna existen tensiones positivas y negativas que se van alternado en una duración que será la mitad de la frecuencia, este punto es importante debido a que los diodo tienen una tensión de funcionamiento en polarización directa y otra en la inversa y podremos sobrepasarla para no destruir la unión semiconductora. Para ello tenemos dos opciones: 1ª Solución: Consiste en colocar un diodo en oposición al Led, de forma que cuando no conduzca el Led conduzca el diodo, y a la inversa, lo que supone una caída de tensión de 0,7 volt en el diodo, no superando los 3 volt de ruptura del Led. Con esto evitamos la destrucción cuando está polarizado inversamente, pero tendremos que limitar la tensión y eso lo podremos conseguir con una resistencia en serie que calcularemos con la fórmula que utilizamos cuando des- 12V - 1,3V R = ––––––––––– = 2,14kΩ 0,005A Utilizaremos un resistencia normalizada (ver lista normalizada) de valor 2k2, con esta resistencia la intensidad real que circulará es de 4,86mA. Valor lo más próximo al teórico. El cálculo de la potencia lo vamos a realizar con la Ley de Joule con lo que resultado Manuales Técnicos 42 Figura 12 Figura 13 cribimos el circuito básico en continua. La potencia podremos calcularla con la Ley de Joule, utilizando el circuito de la figura 15. Vamos a calcular un pequeño ejemplo práctico: Sea un diodo Led con una caída de tensión de 1,2 volt y un intensidad máxima de Figura 14 Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:28 PM Página 43 Proyectos de Iluminación con LED Figura 15 20mA, que se desea conectar a una tensión alterna de 220 volt. dad cuando el condensador está descargado ya que se produciría un pico considerable que no soportaría el Led, como valor máximo de pico que puede soportar el Led tenemos: Ipico = 220V / 1kΩ = 220mA. 220V - Vdl1 R = ––––––––––––– Idl1 Por tanto el valor de la resistencia será: 220V - 1,2V R = –––––––––––– = 22kΩ 10mA 220V Rs = ––––––– = 1kΩ 220mA La potencia será de: VRs = 1kΩ x 10mA = 10V Rs = 1kΩ, 1/4W P1 = VR1 x Il1 = P1 = (220V -1,2V) x 10mA » 3W Un inconveniente de esta solución es que la resistencia será muy voluminosa al tener una potencia considerable. 2ª Solución: Para evitar poner un resistencia de 3W podremos colocar un condensador que se comportará como un resistencia al estar frente a una tensión alterna. Al igual que en el circuito anterior tendremos que limitar la intensidad del circuito, como ejemplo vamos a utilizar los datos anteriores y el circuito de la figura 16. En este caso Rs nos sirve para limitar la intensi- 1 C = –––––––––––– = 2 x π x f x Xc 1 C = ––––––––––– = 150nF 100 x π x 22 x 103 Podemos ver que con esta solución reducimos el valor de la resistencia sustituyéndola por un condensador de 150nF que tenga una tensión de trabajo de 400V al ser los 220 eficaces. Como ventajas tenemos que no es tan voluminoso y al haber sustituido la resistencia de 3W no tendremos una disipación de calor tan grande. ********************************** Circuitos de Iluminación con LED Para calcular el valor del condensador se tendrá en cuenta que la tensión en el condensador está desfasada 90º con respecto a la tensión en la resistencia y en el diodo así que aplicando cálculos tendremos que: VC = [( 220V)2 - (VR + VLED)2 ]1/2 = VC = [( 220V)2 - (11,2V)2 ]1/2 = VC = 219,7V Siendo la intensidad del condensador Ic = 10mA. La resistencia capacitiva será, tomando un valor normalizado: La alimentación de un LED, de modo que por él circule una corriente, produce en él una consecuente disipación de potencia, y por ello una elevación de su temperatura. En la elaboración de proyectos pueden emplearse desde circuitos simples de alimentación (cuando la potencia disipada es reducida) hasta fuentes de alimentación conmutadas y de potencia, cuando la disipación es grande. Por ello, al tener que diseñar circuitos de iluminación con LED tenemos que tener en cuenta diversos aspectos que trataremos a continuación. Xc = 22kΩ Figura 16 219,7V Xc =––––––– = 10mA La capacidad del condensador será: Displays de Múltiples LEDs de Baja Intensidad El circuito básico de alimentación de un LED se compone de una fuente de alimentación, una resistencia limitadora de corriente, y el LED, tal como se muestra en la figura 17. Service & Montajes 43 Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:28 PM Página 44 Manuales Técnicos VBAT = VLED + ILED.R Donde VLED es una función de ILED (curva de transferencia del LED). Un modelo más cercano a la realidad de la curva exponencial de respuesta de un LED puede lograrse con un diodo ideal (con caída en directa nula), una resistencia interna RLED, y un voltaje umbral VTH (que depende del color del LED), tal como podemos ver en la figura 18. La tensión en un diodo infrarrojo, la tensión VTH puede ser algo más que 1V, y en uno azul cerca de cuatro volt; en cuanto a RLED, un valor típico en diodos de baja potencia, es de cerca de 10 ohm. Cuando se desea excitar más de un LED, la solución consiste en replicar el circuito previo tantas veces como LEDs haya que excitar. En la figura 19, si la salida A va a una tensión positiva, mayor a VTH, el diodo D1 se enciende. Si el voltaje es menor a VTH no circula corriente y el LED D1 no emite luz. Un caso típico de LED múltiple es el de un display numérico de 7 segmentos + punto, donde 8 LEDs se montan en un solo encapsulado, de modo de representar los números 0 a 9, el punto decimal, y otras combinaciones especiales. Los displays de 7 segmentos se caracterizan por unir todos los cátodos (como en la figura 20, donde se dice que es un display de cátodo común), o todos los ánodos (ánodo común). Estos displays también se caracterizan por el color de los LEDs empleados, y por su tamaño. Para representar números y letras también pueden encontrarse displays de 14 segmentos o matrices (el caso más común es el de matrices de 35 LED organizados como 7 filas de 5 LED). El uso de una línea de control y una resistencia por cada LED lleva a circuitos innecesariamente complejos, por lo que es usual emplear técnicas más elaboradas pero que producen soluciones más económicas. Por ejemplo, tomando como ejemplo el circuito de la figura 21, si en el caso previo del circuito con dos LED se sabe que sólo uno va a estar encendido por vez. En este caso, si la salida A está a VBAT (tensión de alimentación o tensión de batería) y B está a 0V (GND), sólo se encenderá el LED D1. Aquí debemos hacer una consideración importante en relación al LED D2. Como el ánodo de D1 está al voltaje VBAT, su cátodo estará al voltaje (VBAT-VTH), al igual que el cátodo de D2. Pero como el ánodo de D2 está a GND, resulta que D2 Figura 17 Figura 18 Figura 19 Figura 20 Manuales Técnicos 44 queda polarizado en inversa. Es importante tener cuidado en que la tensión -(VBAT-VTH) no supere la tensión de ruptura en inversa del LED, debido a que casi todos los LED suelen tener una tensión de ruptura inversa reducida (nótese que si la salida B se dejada abierta o en alta impedancia, este problema desaparece). Figura 21 Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:28 PM Página 45 Proyectos de Iluminación con LED Circuitos de Múltiples LEDs Cuando se desea excitar muchos LEDs de baja potencia lo usual es el empleo de circuitos de multiplexado. En este caso cada LED se enciende o no por la aplicación de pulsos de tensión, con una frecuencia de repetición dada y una relación de trabajo. En este caso debemos tener en cuenta lo siguiente: La frecuencia de repetición aprovecha el efecto de “persisten cia de una imagen en la retina”, es decir, por más que una imagen se muestre en forma pulsada, parece como permanente si la frecuencia de repetición es mayor a 25Hz (junto a la capacidad de procesar imágenes del cerebro, este efecto produce la aparente sensación de movimiento del cine o la televi sión). La frecuencia de repetición más recomendable depende de la aplicación, también si el display y el observador están quietos o se mueven, pero en general suele ser desde 50Hz a unos pocos cien tos de Hertz; para fre cuencia mucho mayores la respuesta del ojo decae y las pérdidas eléctricas por conmutación del cir cuito de multiplexado aumentan. Figura 22 Figura 23 El período de repetición puede usarse para actuar sucesivamen te sobre distin tos LEDs, y en ese caso cada LED sólo dis pone de una fracción del tiempo total. Esta relación de trabajo (tiempo dispo nible para prender o no el LED dentro del período de repetición) permite simpli ficar los circui tos pero a su vez plantea exigencias de sobre-excita ción del LED en ese tiempo, de modo de mantener un brillo adecuado. A su vez, controlando el ciclo de actividad o relación de trabajo podemos controlar el brillo del LED. El circuito de la figura 22 permite controlar cuatro LEDs usando dos resistencias y cuatro puertas de control. Si la salida A está a VBAT (tensión de alimentación) y la salida B está a 0V (GND), poniendo a GND las salidas C y D hará que se enciendan los LEDs D1 y D3. Si es la salida B la que está a VBAT, mediante las salidas C y D se controla a los LEDs D2 y D4. En este caso, cada LED sólo dispone de un 50% del tiempo total para estar o no prendido, con lo que la intensidad media emitida es sólo la mitad, lo que debe ser compensado con mayor corriente de excitación. Un ejemplo habitual del uso de LEDs multiplexados se presenta en los displays numéricos. En el circuito de la figura 23, con ocho resistencias, tres líneas de selección de dígito y ocho líneas de selección de segmentos y punto decimal, es posible representar un número de tres cifras (21 LEDs) empleando sólo once líneas de control. El circuito emplea pocos componentes, pero necesita mayor corriente de excitación de los LEDs (cuya relación de trabajo máxima pasa a ser de 33%) y una lógica que realice la tarea de multiplexado (ya sea una circuito dedicado o una rutina de software de un microcontrolador). Otra forma de multiplexar el control de LEDs es usando diodos en oposición. Este tipo de configuración es típico en LED bicolores y se muestra en la figura 24. Si la salida A está a VBAT y la salida B a GND se prende el LED D2; si la salida A está a GND y la salida B a VBAT se prende el LED D1. Y si Service & Montajes 45 Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:28 PM Página 46 Manuales Técnicos ambas salidas están a idéntico potencial (no importa cuál) no se enciende ningún LED. En este circuito, mientras un LED está encendido el otro está polarizado en inversa, lo cual no suele generar problema ya que la caída de tensión en un LED en directa es inferior a la tensión de ruptura inversa del otro LED; este caso puede ser riesgoso si en vez de sólo un LED se conecta en cada rama varios LEDs en serie. Multiplexado Usando las Salidas en Modo Push-pull y en Tri-state Las puertas de entrada/salida de los microcontroladores, en general, se pueden configurar como salida (en '0' o en '1') o como entrada (cuando son entradas presentan alta impedancia. En la figura 25 se muestra cómo, con sólo tres resistencias y usando tres líneas de entrada/salida A, B y C, es posible multiplexar seis diodos LED, lo que implica una relación de trabajo máxima de 1/6, es decir de cerca del 17%. Si, por ejemplo, la salida A está a VBAT, la salida B en alta impedancia y la salida C a GND, la corriente circula por R1, D5 y R3. Por R2 no puede circular corriente porque la salida B está en alta impedancia, los diodos D3, D4 y D6 están polarizados en inversa y, si bien D1 y D2 están polarizados en directa, la suma de sus tensiones de umbral duplica la del diodo D5, por lo que no se encienden. Dados los posibles caminos y sentidos de las corrientes, las resistencias R1, R2 y R3 deben ser de igual valor y ser calculadas para que regulen la corriente que circula por los LED, es decir, en cada resistencia la caída de tensión debe ser: Tabla 5 ILED x R = (VBAT-VLED)/2 La tabla 5 muestra las distintas combinaciones de A, B y C y los LED que se encienden en cada caso. De las 27 combinaciones posibles (tres salidas con tres valores), hay sólo 6 de utilidad para excitar un LED por vez. Este tipo de multiplexado suele denominarse “charlieplexing”, haciendo referencia a Charlie Allen, un ingeniero que propuso su uso como técnica de multiplexado. Más allá de los problemas de corriente pulsante que aparecen cuando la relación de trabajo máxima disminuye, lo valioso de este método es el uso limitado de líneas de control. Como fórmula útil, con N líneas de control y usando N resistencias, esta técnica de multiplexado permite controlar [N . (N-1)] diodos LED. Por ejemplo, la figura 26 muestra cómo es posible manejar hasta 12 LED usando sólo 4 líneas de control [12 = 4 x (41)]. Si bien este circuito puede ser útil, su mayor limitación es que la relación de trabajo máxima de cada LED es de 1/12, es decir ape- Manuales Técnicos 46 nas un 8,3%. Manteniendo la eficiencia de uso de líneas de control, el problema de la disminución de la relación de trabajo del charlieplexing puede reducirse con el agregado de N transistores (PNP en este caso). La figura 27 muestra cómo es posible controlar 6 LEDs pudiendo prender de hasta Figura 24 Figura 25 Figura 26 Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:28 PM Página 47 Proyectos de Iluminación con LED Figura 27 dos por vez (con lo que la relación de trabajo máxima se duplica, de 1/6 a 1/3). Para entender la operación del circuito, tómese por ejemplo R1 y Q1, si la salida A está a VBAT y por ello entregando corriente, la caída de tensión en R1 polariza al transistor Q1 en inversa, con lo que permanece cortado, sin influir en el circuito. Si, en cambio, A está a GND (absorbiendo corriente), al circular corriente por R1 la juntura baseemisor de Q1 queda en directa, y una vez que la caída de tensión en R1 llega a cerca de 0,7V el transistor comienza a conducir, derivando la corriente a GND a través de su colector; por esta razón, el emisor de Q1 queda Tabla 6 “enclavado” a 0,7V, independientemente de la corriente que circule. Si se desean encender dos LEDs a la vez (por ejemplo D1 y D4) las salidas A y C deben estar a VBAT y la salida B a GND. Con ello el emisor de Q2 queda en 0,7V, y las resistencias R1 y R3 definen la corriente que circula por D1 y D4, respectivamente. En este caso, para calcular el valor de R1, R2 o R3 se debe usar: VBAT = VLED + ILED.R + 0,7V La tabla 6 muestra las combinaciones de A, B y C y los LED que se encienden. De los 27 casos posibles (tres salidas con tres valores), ahora hay 6 útiles para encender de a un LED y tres para prender de a dos LED por vez. Las ventajas de esta solución son mayores al aumentar la cantidad de LED: en forma general, usando N salidas de control la relación de trabajo máxima queda acotada a 1/N y pueden ser prendidos entre 1 y N-1 LED a la vez. En el ejemplo de la figura 26, con sólo agregar 4 transistores la relación de trabajo máxima crece de 8,3% a 25% disminuyendo en igual proporción las corrientes de pico por los LED y del circuito en general. Soluciones de Hardware Para excitar displays de pocos LED es posible usar las técnicas de multiplexado y las puertas de entrada/salida de los microcontroladores. Sin embargo, hay casos en que conviene el uso de circuitos especializados: Cuando crece la cantidad de LED: es el caso de un cartel alfa numérico de muchos caracteres, por ejemplo; en este caso es necesario usar circuitos auxiliares, y existen dispositivos especializa dos con muchas funciones auxilia res. Cuando la potencia aumenta: en display de alta potencia es importante el uso eficiente de energía, para simplificar los pro blemas de sobrecalentamiento y disipación de energía. Cuando se usan LED azules o blancos: por su elevada caída de voltaje en directa. El Circuito Integrado TLC5916/5917 El TLC5916 de Texas Instruments proporciona una solución simple para la excitación de hasta 8 LED con corrientes reguladas, la posibilidad de detectar LED fallados (abiertos) y sobrecalentamiento. El TLC5916/TLC5917 contiene un registro de desplazamiento de 8 bits y memorias adicionales, mediante los cuales convierten datos ingresados en forma serie a paralelo. Los datos pueden ser ingresados en forma serial mediante las líneas SDI y CLK a Saber Electrónica 47 Manual Iluminacion con Led.qxd 9/20/10 10:28 PM Página 48 Manuales Técnicos una velocidad de hasta 30 Megabit por segundo, lo que es de importancia en display complejos, transferidos a la memoria paralela mediante la línea LE. Una línea adicional (OE) permite habilitar o no a las fuentes de corriente. Estos valores lógicos controlan 8 fuentes de corriente regulada, para excitar los LED con gran uniformidad, sin necesidad de una resistencia en serie con cada LED, y sin que esa corriente dependa de VBAT (que puede valer hasta 17V). El valor de corriente es ajustado entre 5mA y 120mA con una resistencia de programación Rext. Además del modo de operación normal, el TLC5916 posee un modo “especial” de operación (al que se ingresa combinando las líneas LE, OE y CLK) en el cual es posible: etapa de registros. Es importante notar que este dispositivo NO posee memoria interna, sino que el control de multiplexado es realizado externamente. El Circuito Integrado TLC5940 Este integrado permite controlar 16 LED por dispositivo, con una gran gama de prestaciones programables de alta performance (la figura 14 muestra un ejemplo simple, donde dos TLC5940 son usados para controlar 32 LED). Sus características más destacables son: Tiene una EEPROM interna para almacenar 6 bits por cada LED, para compensar las diferen tes respuestas de los LED en 64 pasos. Puede controlar la relación de trabajo de cada LED desde un Detectar si algún LED se 100% hasta el 0% en 4096 pasos, encuentra abierto, y copiar al shift- de modo de poder generar gamas register el estado de los LED. de brillo (“grayscaling”). Ajustar en forma digital la Programables en forma serie corriente programada con Rext en sincrónica a una frecuencia de 256 pasos, de 1/12 a 127/128, hasta desde 30MHz. para ajustar con precisión de La corriente máxima por LED hasta 1% la dispersión entre dis - es de 120mA, con voltaje de positivos en display de muchos entrada de 3.0V a 5.5V. LED. La repetibilidad de comporta miento es de un 2,7% (típico) entre dispositi El Circuito Integrado vos, y de 1% TLC5920 entre distintos En casos en que se desea canales del excitar un display multiplexado, el mismo disposi TLC5920 proporciona 16 fuentes tivo. de corriente simultáneas de hasta 30mA y 8 manejadores del punto De más está común, de hasta 480mA. Con un decir que lo TLC5920 es posible controlar dado en este hasta 128 LED organizados como manual es sólo una matriz de 16 arreglos de 8 una inrtroducLED con cátodo común. El ingre- ción al tema. so del estado SI/NO de cada fuen- Por razones de te de corriente es realizado en espacio no forma serial, y luego los 16 bits podemos repropueden transferirse a la vez a otra ducir todo el Manuales Técnicos 48 material... hay mucho para describir y analizar, como por ejemplo el diodo láser, diodos de alto brillo, etc. Si Ud. desea ampliar sus conocimientos, puede descargar de nuestra web un curso básico de 6 lecciones sobre “Proyectos de Iluminación con LEDs”; para ello, debe dirigirse a www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave: proyled. Simplemente, con fines ilustrativos, en la figura 28 se muestra un secuenciador de potencia microcontrolado. Bibliografía Alexander Ventura http://www.iearobotics.com/per sonal/ricardo/articulos/diodos_led/ index.html Ricardo Gómez González aka EagleMan http://www.kalipedia.com/geo grafia-colombia/tema/teoria-ban das.html?x=20070822klpingtcn_1 23.Kes&ap=3 http://www.lamarihuana.com/fo ros/faq-f22/conceptos-ilumina cion-leds-knna-t90701.html http://www.elkonet.com/iweb/fi les_registracion/25czoyMjoiZXhj aXRhY2lvbitkZStsZWRzLnBkZiI7 .pdf Figura 28 MONTAJE Sonda para Pruebas en Etapas de AF y RF Este dispositivo contiene dos funciones de gran utilidad en el banco de trabajo del técnico en Electrónica y del aficiona do. Se trata de un amplificador de gran ancho de banda que sirve para probar el funcionamiento de diferentes circuitos ya que actúa como seguidor de señales tanto de audio como de RF. Al ser alimentado por una batería de 9V, es compacto, sensible y muy fácil de usar. Por: Horacio Daniel Vallejo [email protected] H ay momentos en que precisamos disponer de un amplificador sensible para una prueba de micrófono, cápsula fonográfica e, incluso, de pequeños circuitos de audio que no proporcionan potencia suficiente de salida para excitar un parlante. De la misma forma, un recurso importante en la reparación de receptores de radios y aparatos de audio en general, es el acompañamiento de la señal por las diversas etapas hasta el punto en el que el mismo desaparece, cuando, entonces, quedará localizado el problema. Estos dos puntos críticos del trabajo del técnico reparador o montador pueden ser resueltos con el sensible amplificador y seguidor de señales que describimos en este artículo. Alimentado por pilas, y usando un único integrado, es sensible, barato, fácil de montar y mucho más fácil de usar. Las principales características de nuestra sonda son las siguientes: o Tensión de alimentación: 9V o Corriente de reposo: 10mA (típ) o Potencia de salida: mayor que 250mW o Impedancia de entrada: 50k o Ganancia de tensión: 200 Figura 1 Saber Electrónica 49 Montaje Figura 1 El LM 386 es un amplificador completo en un único circuito integrado de National Semiconductor. Este pequeño amplificador puede ser alimentado con tensiones de 4 a 15V, por lo que resulta indicado para aplicaciones donde la fuente está formada por pilas o batería. Su potencia depende de la tensión de alimentación, pero la principal característica de este componente es que el mismo precisa muy pocos componentes externos para realizar su función. En nuestro caso, conectamos nuestro circuito integrado como un amplificador de ganancia máxima (200) dada por el capacitor C5 entre los pines 1 y 8. Sin este capacitor, la ganancia se reducirá a 20. El elemento de salida es un pequeño parlante que, para mayor fidelidad de reproducción, recomendamos tenga, por lo menos, 10 cm. El control de volumen se hace por un potenciómetro común que en el proyecto puede tener incorporado el interruptor general SW1. En la entrada tenemos una llave que selecciona el tipo de señal con que vamos a trabajar. Según la posición en que la llave queda conectada a la entrada de audio, la señal pasa directamente al circuito. En la posición en que D2 sea conectado al circuito, podremos tra- bajar con las señales de RF a ser decodificadas. Esta posición será usada cuando trabajemos siguiendo señales en etapas de RF y FI de radios de AM y FM. Para usar el aparato como amplificador de prueba en el taller hacemos las conexiones de entrada en audio, y la llave SW2 estará en la posición correspondiente. En la figura 1 tenemos el diagrama completo de nuestro aparato. Su montaje en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 2. Para el circuito integrado sugerimos la utilización de un zócalo DIL de 8 pines, lo que evita el calentamiento del CI en el proceso de soldadura y facilita la sustitución del componente, en caso de que sea necesario. Para las pilas, recomendamos el uso de soporte. Pueden usarse 4 pilas pequeñas, medianas o grandes, o bien, para mayor potencia, 6 pilas medianas o grandes. El uso de batería de 9V no es aconsejable dado su agotamiento rápido por el elevado consumo del amplificador en potencia más alta. Sería interesante que el lector dispusiera de un cable blindado de 1 metro de largo, teniendo en un extremo un conector plug para conexión al aparato y, en el otro, dos pinzas cocodrilo para conexión a los componentes en prueba. El circuito se puede montar en un Saber Electrónica 50 gabinete pequeño en el cual debe estar disponible el conector para el cable blindado que servirá como elemento o punta de prueba. La llave SW2 también debe quedar en lugar accesible y con la identificación de sus funciones. Para probar el equipo basta conectar su alimentación, abrir el volumen, conectar la punta de prueba en el conector de audio y tocar en la entrada con los dedos. Debe escucharse el ruido normal de la señal de red. Para usar el aparato, sólo queda conectar la fuente de señal en la entrada y utilizar SW2 de acuerdo con la función pretendida. El volumen debe abrirse hasta el punto en que no haya distorsión. Si hubiera ronquidos, invierta la conexión de los cables de entrada. Lista de Materiales CI1 - LM386 - circuito integrado D1 - 1N34 ó equivalente - diodo de germanio B1 - 6 ó 9V - ver texto PTE. - 4 u 8 x 10cm. - parlante (bocina) de 2” a 3” S1 - interruptor simple S2 - llave de 1 polo x 2 posiciones deslizante P1 - 10k - potenciómetro (llave opcional) R1 - 10 x 1/8W - resistor C1 - 470nF cerámico o de poliéster C2 - 100nF cerámico o de poliéster C3 - 220µF electrolítico x 25 C4 - 100µF electrolítico x 25 C5 - 10µF electrolítico x 25 Varios: Placa de circuito impreso, batería, jack de salida, cable blindado, estaño, etc. MONTAJE Espanta Mosquitos Personal El ruido emitido por este pequeño oscilador de bajo consumo ahuyenta mosquitos y otros insectos. Se lo puede alimentar con una batería de 9V y, debido a su bajo consumo, tiene una autonomía de varias horas lo que permite que si lo lleva consigo en un día de camping, los mosquitos no se le acercarán. Por: Federico Prado E s sabido que el ruido producido por un mosquito hembra, que es el único que pica, ahuyenta otras hembras de la misma especie. Así, osciladores que imitan tales insectos han sido utilizados casi universalmente como "espanta mosquitos" . Figura 1 Evidentemente, su eficiencia depende de varios factores que deberán ser tenidos en cuenta durante el montaje, como, por ejemplo, la especie de insectos que se quiere espantar, las condiciones de operación y, claro (usando un poco de sentido del humor), esperando que entre los bichitos no exista un "sordo" que no escuche el aparato. Nuestro proyecto consiste en un oscilador de audio de bajísimo consumo, ya que utiliza un circuito integrado temporizador con 555 que alimenta un transductor piezoeléctrico. Alimentado por pilas, el consumo estará entre 0,5 y 1mA, lo que garantiza una durabilidad extremadamente prolongada para la batería, aun cuando el oscilador se mantenga permanentemente conectado. Un ajuste de frecuencia permite encontrar un tono que tenga mayor efecto sobre los insectos. Las principales características de este dispositivo son las siguientes: o Tensión de alimenta ción: 9V (batería) o Consumo: 0,5 a 2mA o Frecuencia: 500 a 5000Hz (ajustable) La base del circuito es Saber Electrónica 51 Montaje un integrado TLC7555, que Figura 1 consiste en una versión CMOS del conocido timer 555. Lo que caracteriza a a este espanta mosquitos es su bajísimo consumo (menos de 1 miliampere), dado por la tecnología CMOS de integración. En nuestro caso, conectamos este circuito integrado como oscilador, donde la frecuencia depende de R1, R2, P1 y del capacitor C1. En el trimpot P1 podemos ajustar esta frecuencia de modo de imitar el sonido de un insecto y, así, obtener el efecto deseado. El circuito integrado excita directamente un transductor piezoe- mente compacto como para caber en una caja plástica muy pequeña léctrico de buen rendimiento. Para el circuito integrado sugeriEn realidad, el mayor rendimiento mos la utilización de zócalo DIL de 8 de estos transductores está, justapines. mente, entre 3 y 5kHz, que es la El trimpot es común, para montabanda que corresponde al sonido del je vertical en placa de circuito imprebatir de las alas de los insectos picaso. dores. El transductor es del tipo piezoeLa alimentación del circuito puede léctrico, y debe ser ubicado de modo hacerse con tensiones de 3 a 9V, lo que su sonido salga de la caja, por lo que permite el uso de pilas o batería. En la figura 1 vemos el diagrama que deben ser previstos orificios para esta finalidad. completo del Espanta Insectos. Para probar el aparato sólo basta La figura 2 muestra la disposición de los componentes en una placa de conectar su alimentación. Debe apacircuito impreso. Luego de instalado, recer la emisión de un zumbido por el junto con las pilas o la batería, este transductor. Luego, ajuste VR1 hasta lograr un montaje podrá quedar lo suficiente- Lista de Materiales CI1 - TLC7555 - circuito integrado CMOS R1 - 4,7k R2 - 2,2k VR1 - trimpot de 100k C1 - 22nF o 47nF - cerámico o poliés ter C2 - 01µF - cerámico o poliéster C3 - 220nF - cerámico o poliéster Varios: SW1 - Interruptor simple B1 - 3 a 9V - pilas o batería BZ1 - Transductor piezoeléctrico Metaloplástica o equivalente Placa de circuito impreso, caja para montaje, zócalo para el circuito inte grado, soporte para las pilas o conec tor de batería, cables, soldadura, etc. zumbido semejante al batir de las alas de un insecto. Hecho este ajuste, sólo resta usar el aparato. El uso es simple: manténgalo conectado en las proximidades del lugar donde estuvieran los insectos y éstos no se acercarán . Para espantar otros tipos de insectos y animales, se puede emplear un circuito como el de la figura 3, cuyo funcionamiento y disposición en placa de circuito impreso desarrollaremos en la próxima edición. Este circuito es más complejo, tiene mayor potencia y es ideal como “espanta roedores”. Figura 2 Saber Electrónica 52 MONTAJE Relé Lumínico Selectivo Este circuito permite que un relé cierre sus con tactos sólo en una banda determinada de inten sidades de luz incidente sobre una resistencia variable con la luz (LDR). Puede utilizarse tanto para detectar un exceso de iluminación como su ausencia en un lugar específico. Con un ajuste adecuado puede emplearse como detector para el nivel de luz en una cámara de secado, exposi ción de películas o en otras aplicaciones. Por: Horacio Daniel Vallejo E ste circuito está basado en el uso de dos amplificadores operacionales utilizados como comparadores de tensión. Los dos comparadores están conectados como un discriminador de ventana con abertura controlada externamente, y, además, tenemos un control de sensibilidad que posi- ciona esta ventana en la banda de iluminación deseada. El relé sugerido es para 2A pero puede sustituirse por un G1RC1 o G2RC2 en el caso de tener que controlar cargas mayores, de 4 hasta 10A. La alimentación se hace con tensiones de 6 ó 12V, según el relé que se utilice, y también la aplicación. Como sensor, podrá usarse cualquier LDR común. La gran sensibilidad del circuito permite su operación con intensidades de luz muy pequeñas, lo que facilita su utilización como alarma. En la condición en la que el relé se encuentra desarmado, el consu- Figura 1 Saber Electrónica 53 Montaje mo de corriente del aparato es muy bajo. Las características más importantes de este relé selectivo son las siguientes: * Tensión de alimenta ción: 6V a 12V * Corriente con relé disparado: 100mA (12V) * Corriente de reposo: 10mA (típ) Los dos comparadores de tensión en el proyecto están conectados de modo de formar un comparador de ventana. En este circuito tenemos dos tensiones de referencia, establecidas en los comparadores mediante una red divisora formada por R1, VR2 y R3. VR2 permite que la separación entre las tensiones de referencia sea ajustada entre 0 y un máximo muy próximo a la tensión de alimentación. Este ajuste va a influir en el ancho de la "ventana" del comparador. La señal del sensor se aplica a las otras dos entradas, que corresponden a los pines 2 y 3 de cada operacional. Obsérvese que una de las entradas es inversora y la otra no. El circuito de entrada está formado por el LDR más un potenciómetro (VR1) de control de sensibilidad. En este circuito, la tensión aumenta cuando la intensidad de luz en el LDR también aumenta. Así, partiendo de una condición de poca iluminación en el LDR, tendremos una baja tensión de entrada en el comparador. Si esta tensión fuera menor que la referencia en el pin 3 del primer operacional y, también, menor que la referencia en el pin 2 del segundo AO, las tensiones en las salidas de Figura 2 los comparadores serán positivas y el transistor se saturará en el sentido de cerrar los contactos del relé. Si la tensión de entrada fuera intermedia entre los valores de referencia, entonces la salida será tal que tendremos el corte del transistor. Esto se va a producir hasta que el nivel de la señal de entrada supere la referencia en el pin 3 del primer AO. Cuando esto sucede, nuevamente las salidas serán tales que el transistor irá a la saturación y el relé será nuevamente energizado. Una banda "negativa" de actuación podrá obtenerse cambiando de posición el LDR respecto de VR1. El circuito puede alimentarse con una fuente de alimentación que entregue una tensión comprendida entre 9V y 12V con una corriente de consumo de 100mA. En la figura 2 se observa la placa de circuito impreso. Sugerimos la utilización de Saber Electrónica 54 zócalos para el integrado y también para el relé. Los otros dos comparadores del circuito integrado pueden usarse con otra finalidad, como, por ejemplo, un oscilador de audio modulado para un sistema de aviso. El transistor admite equivalentes y el LDR puede ser de cualquier tipo redondo común. Si el cable de conexión al LDR fuera largo, éste deberá ser blindado a fin de evitar el accionamiento errático por la captación de zumbidos. Para la prueba y uso del relé programable, basta variar la intensidad de luz sobre el LDR y ajustar tanto VR1 como VR2 para tener el accionamiento del relé en la banda indicada. Para un accionamiento "invertido" puede utilizarse un transistor en la activación del relé. Lista de Materiales CI1, CI2 - CA741, circuitos integrados operacionales Q1 - BC548 o equivalente - transistor NPN de uso general D1 - 1N4148 - diodo de uso general R1, R2 - 22k R3 - 12k R4 - 1k VR!, VR2- potenciómetros de 1M C1 - 100µF - capacitor electrolítico de 16V LDR - LDR redondo común K1 - MCH2RC1 (6V) o MCH2RC2 (12V) - Relé Metaltex o equivalente Varios: Placa de circuito impreso, fuente de alimentación, perillas para los poten ciómetros, zócalos para los integra dos, cables, soldadura, etc. MONTAJE Interruptor Programable con Retardo En tareas de laboratorio o en algunas aplicaciones prácti cas, resulta conveniente contar con una llave que permita la activación de un sistema con algún retardo. El circuito pro puesto es la solución a este problema. Se trata de un dispo sitivo muy sencillo de armar y con un ajuste sencillo. Por: Federico Prado E xisten ocasiones en las que necesitamos conectar un dispositivo eléctrico (un electrodoméstico, por ejemplo) con algún retardo. Esto puede hacerse automáticamente con el dispositivo que describimos en este artículo y que admite cargas de hasta 2A, con el Figura 1 relé MC2RC2, y de 6A, con el G2RC2. En algunos experimentos de electrónica, o en los laboratorios, aparecen circunstancias en las que precisamos conectar algún dispositivo con un cierto tiempo de retardo, el suficiente para que nos ubique- mos delante de un instrumento para ver lo que ocurre con una medición justo en el instante de la conexión, o para que podamos actuar sobre un determinado control cuando esto sucede. Como es imposible estar en dos lugares al mismo tiempo, la conexión debe h a c e r s e mediante algún sistema automático y es eso, justamente, lo que describimos en este artículo. El circuito que proponemos puede producir retardos de hasta más de media hora y tiene una configuración bastante simple. Montado en una caja apropiada, consiste en un recurso de gran utilidad para el Saber Electrónica 55 Montaje Figura 2 laboratorio de electrónica, para el hogar o, también, para un laboratorio de investigaciones. A continuación detallamos las características sobresalientes del interruptor: * Tensión de alimentación: 110/220V * Consumo: 5W (típ.) * Corriente máxima de carga: 2 ó 6A, según el relé * Banda de tiempo de retardo: entre 10 segundos y media hora Cuando conectamos el aparato, el capacitor C2 comienza a cargarse lentamente mediante el potenciómetro VR1 y el resistor R1, hasta alcanzar la tensión de disparo del transistor unijuntura. Cuando esto ocurre, el transistor dispara y produce un pulso de corta duración, correspondiente a la descarga parcial de C2, el que va directamente a la compuerta del SCR. Con el pulso, el SCR dispara y permanece así, conectando entonces, el relé que alimenta la carga. Aún después de haber desaparecido el pulso de disparo del unijuntura, el SCR se mantiene disparado y la carga alimentada. Para desconectar la carga es preciso desconectar el circuito a través de SW1. Una lámpara de neón indica que el circuito está conectado pero en fase de temporización (carga desactivada). La fuente de alimentación para el circuito es simple y consiste en un transformador, dos diodos y un capacitor de filtro. La figura 1 muestra el diagrama completo del aparato. En la figura 2 se observa la disposición de los componentes en una placa de circuito impreso. El SCR no necesita disipador de calor. El transformador tiene arrollamiento primario de acuerdo con la red local. Los resistores son todos de 1/8W y los capacitores electrolíticos son para 16V o más. El relé puede ser el MC2RC2 para 2A x 12V o el G2RC2 para 6A x 12V, dependiendo de las cargas que se desee controlar. El SCR puede tener tensión de trabajo a partir de 50V; desde ahí no importa el sufijo. Los diodos son 1N4002 o equivalentes y el fusible es importante para garantizar el funcionamiento del circuito. Para temporizaciones mayores, puede aumentarse VR1 hasta 2,2MΩ; en este caso, se llega cerca de los 45 minutos. No se aconseja aumentar C2, dado que las fugas pueden restar estabilidad al funcionamiento del aparato. Conecte como carga una lámpara común. Ajuste VR1, para el tiem- Saber Electrónica 56 po deseado (la escala puede hacerse con la ayuda de un cronómetro o reloj). Accione SW1 y espere. La carga debe conectarse después del tiempo ajustado. El relé K1 posee dos contactos reversibles que pueden usarse para otras finalidades, además del accionamiento de la carga externa. Lista de Materiales Q1 - BF 244C ó 2N2646 - Transistor unijuntura común SCR - TIC106 - Tiristor D1, D2 y D3 - 1N4002 - Diodo rectifi cador D5 - Diodo LED de 5mm R1 - 10k R2 - 470 R3 - 100 R4 - 220k VR1 - 1M - potenciómetro C1 y C2 - 1000µF - Electrolítico x 25V SW1 - Interruptor simple T1 - Transformador con primario según la red local y secundario de 12 + 12V x 500mA K1 - MC2RC2 - relé Metaltex de 12V Varios: Placas de circuito impreso, zócalo para el relé, toma de salida, cable de alimentación, caja para montaje, soporte para el fusible, cables, solda dura, perilla para VR1, etc. Cuaderno del Técnico Reparador LIBERACIÓN DE TELÉFONOS CELULARES Liberación Samsung Full TENGA 30 PROGRAMAS PARA TODOS LOS MODELOS En los últimos meses, varios de los operadores de telefonía celular más importantes de América Latina más comenzaron a realizar ofertas en su servicio, entregando móviles Samsung a precios muy bajos y hasta de regalo con la contratación de terminados planes. Por tal motivo, en los último días he recibido un “aluvión” de mails solicitando programas para la liveración de teléfonos celulares de dicha marca pero, lo más impactante es que la mayoría de los modelos sobre los que se me consulta tienen 5 años y hasta más... lo que me ha hecho pensar en la publicación de esta nota en la que listo una serie de programas y cómo se los em plea para liberar celulares Samsung de Baja y Media Gama. Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejo e-mail: [email protected] H ace más de 4 años, en Saber Electrónica Nº 229 publicamos cómo liberar móviles Samsung X426 y X636, entre otro modelos. Desde esa época hasta hoy, generamos más de 20 manuales y guías de liberación de teléfonos Samsung (incluso los 3G como el A767, el i8510 o el SGH i617) que fueron enviadas gratuitamente a los socios del Club Saber Electrónica en el Newsletter que editamos mes a mes. En nuestra querida revista, la última guía la publicamos hace unos meses, en Saber Nº 270, explicando cómo liberar celulares por código, utilizando como ejemplo al Samsung OMNIA e indicando que en nuestra web encontrarían más ejemplos para liberación de celulares de alta gama con este método, es decir, la liberación por código es sencilla y n o requiere del uso de programas de difícil adquisición. Es más, en Internet encuentra una gran cantidad de programas que, en su mayoría, introducen virus en la computadora y es por eso que preparamos el presente informe que complementa al que publicamos en Saber Electrónica Nº 250 y que hace referencia a la liberación de teléfonos celulares Samsung de baja y media gama. Repitiendo Conceptos En primer lugar aclaramos que en Saber Electrónica Nº 250 publicamos un informe completo en el que se propone la construcción de 8 cables para liberar celulares Samsung de diferentes modelos y tecnologías. También se enseña a utilizar la caja de trabajo RS232, que actúa como “interfase universal” para conectar a casi cualquier teléfono con la computadora y se ofrece la descarga de 3 programas para liberar la mayoría de los móviles de esa época. Hace un buen tiempo que no repetimos conceptos que todo técnico que se dedique al mantenimiento de celulares debería saber. Y como sabemos que en general se van incorporando lectores, creo oportuno repetir algunos conceptos Saber Electrónica 57 Cuaderno del Técnico Reparador que para “los viejos lectores” no vendrá mal repasar. En primer lugar demos algunas definiciones: 1) Liberar: Hacer que un teléfono GSM reconozca chips de cualquier compañía. 2) Desbloquear: Hacer que el teléfono alcance el máximo de sus prestaciones. 3) Flashear: Programar el teléfono para cargarle un sistema operativo. 4) Flexar: Programar el teléfono para cambiar el programa de su BIOS. 5) Cajas de Liberación: Cajas que permiten conectar a un teléfono con la computadora para poder comunicarlos por medio de un programa. 6) Cables de Programación: Cables que en general ya poseen el circuito de adaptación. 7) Caja de Trabajo RS232: Circuito Universal que permite conectar a casi cualquier teléfono con el puerto serie de una computadora. 8) Soluciones para Celulares: Paquete compuesto de cables y programas para que el técnico pueda realizar el servicio técnico a un celular. 9) SUIT: Conjunto de programas que permiten realizar todas las funciones de programación en un teléfono móvil. Hay suits para técnicos y hay suits para usuarios. 10) ¿Se precisan cajas costosas para liberar celulares?: NO!!!, en general con la caja de Trabajo RS232, los cables de conexión del teléfono a la caja y los programas de gestión es suficiente. 11) ¿Se consiguen fácilmente todas estas herramientas? En general SI… salvo para algunas excepciones (el Nokia 6131, por ejemplo) los programas están disponibles en Internet y si quiere contar con programas “creíbles” se los consigue pagando precios económicos. Ahora bien, mis viejos colegas saben que ésta es mi frase de cabecera: “el principal problema con que se encuentra el técnico es la falta de información”. Es más, muchas de las personas que realizan el mantenimiento y la reparación de móviles, además, carecen de formación teórica que le permita comprender qué está haciendo cuando usa una cajita de liberación que suele ser muy costosa (cualquier caja como la smart, red box, tornado, dongles, etc. las cobran más de 300 dólares). Sin embargo, todos los teléfonos celulares son en esencia iguales, ya que todos pueden comunicarse entre sí por medio de la red de telefonía celular y, por más que cambie la tecnología, lo que distingue a los móviles entre sí es la cantidad de tareas adicionales a la comunicación que cada uno hace (sacar fotos, reproducir videos, comunicarse a Internet, ejecutar juegos, reproducir música, etc.). La liberación de un teléfono celular para permitir que el móvil GSM pueda reconocer a un chip de cualquier compañía debe ser, entonces, muy similar para cualquier celular. La liberación consiste en quitar un candado que las empresas operadoras colocan en una posición de la memoria de usuario y para ello muchos programadores realizan aplicaciones (programas) para escribir los datos en dicha memoria que permitan quitar el mencionado candado. Todo esto que estamos diciendo puede resultarle familiar… ya que lo repito una y otra vez y no dejaré de decirlo hasta que sea algo tan normal como decir que las resistencias se miden en ohm! La programación de un móvil es similar al que los electrónicos empleamos para programar a un microcontrolador. Por un lado necesitamos conectar al micro con Saber Electrónica 58 la computadora y para ello, se usan tarjetas programadoras o bien se arman cables de conexión para comunicar al microcontrolador con un puerto de la computadora. Luego es necesario un programa que permita cargar un archivo en la memoria del microcontrolador. En un teléfono celular ocurre lo mismo, ya que posee en su interior un microcontrolador que se encarga de supervisar y realizar “todas las tareas” que deba ejecutar el móvil. “Todos los teléfonos se pueden comunicar a través de protocolo RS232, o MBus o FBus”. En el protocolo RS232 se emplean tres cables: TX, RX y GND y la velocidad de transmisión es relativamente baja (es normal una velocidad de 9600 baudios). El protocolo RS232 es el que maneja el puerto serie o puerto COM de la computadora. En MBus y FBus se emplean 4 cables, típicamente los mismos que en RS232 pero que se llaman de diferente forma, más un cuarto hilo que lleva tensión. En estos protocolos se puede enviar datos a mayor velocidad; en MBus típicamente 10MB y en FBus 100MB. MBus y FBus son los protocolos que maneja el puerto USB de la computadora (MBus equivalente a USB 1.1 y FBus equivalente a USB 2.0) y su explicación la dimos en Saber Electrónica N°248 (Trabajando con Teléfonos Celulares Sony Ericsson). Los teléfonos celulares que se conectan al puerto USB de la computadora para intercambiar archivos, deben emplear programas que comuniquen a dicho teléfono a través del puerto USB y para su ejecución normalmente se precisa la instalación de un driver para comunicar al teléfono con la PC. Los móviles que se conectan por RS232 en cambio, normalmente no requieren la instalación de drivers, ya que los programas realizan el Liberación Full de Celulares Samsung intercambio de datos a través de los tres hilos (TX, RX y GND). Es por este motivo que siempre recomiendo a los principiantes que traten de realizar experiencias de mantenimiento de celulares utilizando conexión serial o RS232 y, para ello, es preciso contar con programas que comuniquen a la PC y al teléfono por un puerto COM. Ahora bien, los teléfonos celulares manejan diferentes niveles de la computadora para comunicarse a través de RS232, razón por la cual es preciso un “adaptador de niveles”. La caja de trabajo RS232, publicada en Saber Electrónica Nº 235 realiza la adaptación de niveles entre el teléfono y la computa- dora. Ya hemos publicado 3 versiones de esta caja y la última es totalmente automática y permite el uso de cables comunes del tipo USB para que el lector no tenga que armarlos. Si no colecciona Saber Electrónica o si no tiene los números en los que explicamos todos estos tema, puede descargar toda la información (guías Samsung, armado de caja RS232, uso de dicha caja, modelos de cables, etc.) desde nuestra web: w w w. w e b e l e c t r o n i c a . c o m . a r, para lo cual debe hacer click en el ícono password y luego ingresar la clave: samsung279. La primera caja de trabajo RS232, básicamente posee un circuito integrado MAX232CPE que Figura 1 Figura 1 realiza esta adaptación. Ahora bien, la caja se conecta a la computadora por medio de un cable prolongador de puerto serial que se puede comprar en cualquier casa de computación o que Ud. mismo puede armar, ya que sólo es preciso conectar 3 cables (patas 2, 3 y 5 del puerto serial o puerto COM). El problema con esa caja se encuentra en la fabricación del cable que conecta al teléfono con la caja, y es aquí donde entra en juego el ingenio de cada uno y para eso mes a mes fuimos publicando notas que muestran la forma en que yo armo los cables. Como primera medida es preciso conseguir el manual de servicio del teléfono celular con el que vamos a trabajar a los efectos de saber dónde está el conector que posee los contactos RX, TX y GND. Normalmente estos contactos son parte del conector exterior del móvil y en otras ocasiones se encuentra en el compartimiento donde se aloja la batería. Otra opción es contar con los diagramas de los cables de adaptación sugeridos por los fabricantes y en esta nota daremos los esquemas para varios modelos de Samsung. Hoy, la versión “3” de dicha caja ya permite el empleo de cables comerciales USB pero hemos dejado el viejo conector por si no consigue cables y quiere armarlos Ud. mismo. Ahora bien, si no quiere usar la caja de trabajo y desea armar un cable de programación específico, en Saber Electrónica Nº250 publicamos los diagramas de 8 modelos de cables para casi todos los terminales Samsung. En la figura 1 se puede observar uno de los diagramas más empleados y que es muy sencillo. Sin embargo, el cable para usar la caja RS232 puede ser cualquiera para Samsung con conector USB que no tenga ciruito electrónico entre el conector del teléfono y el conector de la computadora. Si Ud. quiere armar el Saber Electrónica 59 Cuaderno del Técnico Reparador conector para usarlo con la caja RS232, le recomendamos armar el esquema de la figura 2. A continuación brindamos algunos programas para liberación de Teléfonos Samsung y cómo se los emplea. Utilizaremos el cable mostrado en la figura 2 y la caja RS232, de modo que, con los programas adecuados, podemos liberar casi cualquier teléfono Samsung. Por cuestiones de espacio solamente daremos algunos ejemplos. Sin embargo, si desea información específica sobre un modelo en particular, puede recurrir a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave dada anteriormente. Programa: Profesional Samsung Sofware (NS Dongle) Como siempre decimos, siempre que el teléfono celular sea suyo (o que tenga la debida autorización del propietario) y no sea un aparato en comodato (por lo cual sigue siendo de la empresa que se lo vendió hasta que termine el contrato de comodato), la liberación o el desbloqueo de un teléfono celular NO es delito, a diferencia de la clonación ya que dicha práctica constituye un cambio en el número de IMEI del móvil y eso está penado por la ley en cualquier país. Para la liberación se emplean programas escritos por personas que, en general, no tienen autorización del fabricante del teléfono por lo cual no pueden registrar su propiedad intelectual y por ende, si el programador le coloca una “llave” y alguien se la quita (se dice que lo crackea), entonces tampoco es delito (a menos que el programa posea registro de propiedad, en cuyo caso se estaría delinquiendo). El uso de programas sin conocer su origen es peligroso ya que muchas personas colocan archivos que no sirven y hasta que pueden infectar a nuestra computadora. Es por eso que siempre utilice programas de los cuales conozca su procedencia. Los programas empleados para trabajar con celulares suelen ser realizados para operar en conjunto con cajas de desbloqueo, o dongles, de manera que dicho programa sólo se activa cuando reconoce al dispositivo fabricado por el autor o con licencia de éste. Luego, otras personas le quitan el “candado” para que no requiera esa caja o dongle para que el programa trabaje normalmente y el técnico debe conocer si dicho software se comunica con el teléfono a través del puerto COM, o de un puerto USB o por qué medio. De esta manera, si contamos con un programa de uso libre o crackeado pero sin licencia (para no cometer delito) y si ese programa se comunica con el celular a través del puerto COM, y si tenemos la caja de trabajo RS232 y si hemos construido el cable tal como explicamos Saber Electrónica 60 en este artículo, entonces podremos “liberar” a un teléfono celular. Con el programa PSS (Professional Samsung Software) que generalmente se provee con un dongle llamado NSDONGLE, es posible liberar diferentes móviles Samsung y si bien no podemos asegurar que sea útil para todas las series que hemos nombrado, la lógica dice que sí. Según expertos consultados y atendiendo a prácticas propias, estamos en condiciones de afirmar que este programa sirve para los siguientes modelos: A200, A800, C120, C200, C207, C225, C800, E300, E315, E316, E317, E400, E600, E710, E715, N500, N600, P100, R200, R210, R220, S40o, T100, V200, X140, X150, X200, X427, X475, X480, X510, X600, X636, etc. Para liberar estos modelos es preciso: 1) Tener la caja RS232 y conec tarla al puerto COM de la PC. 2) Tener armado el cable según el esquema de la figura 2 y conec tarlo tanto al móvil como a la caja RS232. 3) Asegurarse que la batería del teléfono esté bien cargada. 4) Quitar la tarjeta SIM del celu lar. 5) Asegurarse que las conexio nes son firmes para que no se rompa la comuni cación durante el pro ceso de liberación. 6) Tener instalado el pro grama PSS. Figura 3 El programa PSS lo puede descargar de la web… hay muchas versiones. Nosotros empleamos uno tomado de “melodiasmóviles.com” y lo probamos con éxito. Para descargar el programa vaya a nuestra web y siga las instrucciones de descarga que Liberación Full de Celulares Samsung Figura 4 dimos antes. Una vez descargado el programa lo descomprime en el disco rígido de su PC de modo que aparezca una carpeta y en su interior encontrará varios archivos. Ejecute el archivo cbsetup.exe y seleccione la opción crypto-box usb (recuerde que es un programa al que alguien le ha quitado el candado y por ello no precisa conectarle una caja costosa). Luego ejecute el archivo cbnsdongle.exe y aparecerá una imagen como la de la figura 3, seleccione el puerto COM donde ha conectado la caja y luego elija el modelo del móvil que va a liberar. Hacemos click en el botón UNLOCK y aparecerá una imagen como la de la figura 4, en la cual se ve el mensaje “searching Figura 5 for phone”, en ese momento se debe apretar el botón de encendido del teléfono (power). El programa entrará en comunicación con el teléfono y lo liberará en pocos segundos (figura 5), de modo que el teléfono podrá ser usado con tarjetas SIM de cualquier compañía. 3) Asegurarse que la batería del teléfono esté bien cargada. 4) Quitar la tarjeta SIM del celu lar. 5) Asegurarse que las conexio nes son firmes para que no se rompa la comunicación durante el proceso de liberación. 6) Tener instalado el programa SVCD500/D500E Programa: SVCD500/D500E El programa SVCD500/D500E Para liberar D500/D600 es preciso: 1) Tener la caja RS232 y conec tarla al puerto COM de la PC. 2) Tener armado el cable de la figura 2 y conectarlo tanto al móvil como a la caja RS232. Figura 7 Figura 6 Figura 8 Saber Electrónica 61 Cuaderno del Técnico Reparador Nunca desconecte el cable mientras el terminal está en pro ceso de liberación. Recordamos que el cambio de IMEI constituye un delito y es penado por la ley. Luego, para la liberación siempre: Debe tener el cable y la caja RS232. Debe tener el programa insta lado en su PC. Realizadas estas aclaraciones, vamos a mencionar el uso de algunos programas. Figura 9 lo puede descargar de la web, desde diferentes páginas, recomiendo que lo baje de nuestra web. Una vez descargado el programa, lo descomprime en el disco rígido de su PC y extrae todos los archivos. Ejecute el archivo I107D500 _E_041122_SVC.exe y seleccione el modelo del teléfono (figura 6), luego apriete OK y aparecerá la pantalla de la figura 7; seleccione “default country” y apriete “Write IMEI” (no va a estar reescribiendo el IMEI, ya que ésto sería un delito, simplemente es el procedimiento para que pueda liberar, tal como seguimos explicando). Aparecerá la imagen de la figura 8; apriete UNLOCK y aparecerá la imagen de la figura 9, en la que le pide que encienda el teléfono, lo hace, éste ingresará en el modo TAT y en unos segundos el móvil estará liberado. Los que están acostumbrados a estos temas, saben que los pasos a seguir para la liberación de un terminal son siempre los mismos (los que explicamos en los dos casos anteriores) y que, en todos los casos, se deben tener las mismas precauciones. Es por ello que en adelante sólo mostraremos los pasos sobresalientes para cada caso teniendo en cuenta que SIEMPRE: La batería del teléfono móvil debe estar totalmente cargada. Figura 10 Figura 11 Saber Electrónica 62 Programa Samsung A30x/A40x Service Software 1 - Primero conecte el cable al teléfono móvil. El terminal debe estar sin tarjeta SIM. 2 Ejecute el programa Liberación Full de Celulares Samsung Figura 12 Figura 13 (Samsung A30x/A40x Service Soft ware - By Mohammad Dehghani). 3 - Ahora pulse sobre el botón "Read Info" y presione el botón de encendido del móvil. El software leerá todos los datos del terminal, tal como muestra la figura 10. 4 - A continuación pulse sobre el botón "Unlock" y el teléfono móvil se liberará en pocos segundos (figura 11). Programa: SGH-C100 IMEI Writing 1 - Instale el programa de modo que aparezca la imagen de la figura 12. 2 - Pulse sobre el botón "Write IMEI". 3 - Apague el móvil y conéctele el cable. El terminal debe estar sin tarjeta SIM. Verá tres rayas (roja, verde y azul) en la pantalla del terminal. 4 - Es el momento de pulsar sobre el botón "Unlock", aparecerá la imagen de la figura 13. 5 - En pocos segundos el móvil Figura 14 estará libre y se mostrará la imagen de la figura 14. Programa: NS Dongle Cracked Versión Figura 15 Se trata de una versión similar que la mostrada en el primer ejemplo de este artículo, (PSS) pero craqueada por otro usuario. Al ejecutarlo se mostrará la imagen de la figura 15. 1 - El terminal debe estar sin tarjeta SIM y encendido. 2 - Ejecute el programa (NS Dongle Cracked Version). 3 - Seleccione el modelo del teléfono, por ejemplo, "C200", el puerto COM correcto y pulse sobre el botón "Unlock". Saber Electrónica 63 Cuaderno del Técnico Reparador Figura 16 Figura 17 4 - A continuación el programa te mostrará el mensaje "Searching for phone ..." (figura 16), en este momento conecte el cable al teléfono y se liberará en pocos segundos (figura 17). Samsung Tool 1.03 by OTMANGSM). 3 - Seleccione el modelo del celular, por ejemplo, "C170", el puerto COM correcto, marque la casilla "Stack Reset" y pulse sobre el botón "SET". 4 - El programa te mostrará el Programa: Lucifer Samsung Tool 1.03 by OTMAN-GSM Se utiliza para una gran variedad de modelos, por ejemplo: C170, E250, E570, Z510, D800, D820, etc. Al ejecutar el programa se mostrará la imagen de la figura 18. 1 - El terminal debe estar sin tarjeta SIM y encendido. 2 - Ejecute el programa (Lucifer Figura 19 Saber Electrónica 64 Figura 18 Figura 20 Liberación Full de Celulares Samsung Figura 22 Figura 23 Figura 21 mensaje "Entreting Test Mode ..." (figura 19), en ese momento conecte el cable al teléfono y pulse el botón de encendido del terminal, el software lo detectará y lo liberará en pocos segundos, figura 20. Programa: WinUnlocker Hay varias versiones y, contra más reciente, más modelos soporta. 1 - Primero conecte el cable al teléfono móvil. El terminal debe estar sin tarjeta SIM y apagado. Lo más probable es que cuando le conecte el cable, el terminal empiece a cargar la batería. 2 - Ejecute el programa (WinUnlocker). 3 - Ahora pulse sobre el botón Programa: Samsung C300 E250 Unlocker Free La figura 24 muestra la pantalla de apertura del programa. 1 - El terminal debe estar sin tarjeta SIM y encendido. 2 - Ejecute el programa (Samsung C300 & E250 Unlocker Free 1.2). 3 - Seleccione el modelo, el puerto COM correcto y pulse sobre el botón "Unlock". 4 - El programa te mostrará el mensaje "Test Mode ...", en este momento conecte el cable al teléfono para que aparezca el mensaje Figura 24 Figura 25 "GO!!", figura 21 y aparecerá una nueva ventana. 4 - Debe pulsar sobre el botón "Unlock" (figura 22). En pocos segundos ya tiene el teléfono móvil liberado, figura 23. Figura 26 Saber Electrónica 65 Cuaderno del Técnico Reparador “Test Mode OK”, figura 25 y el móvil se liberará en segundos (figura 26). Programa: Free samsung tool La figura 27 muestra la pantalla de apertura que aparece cuando ejecuta el programa. 1 - El terminal debe estar sin tarjeta SIM y encendido. 2 - Ejecute el programa (Samsung MSL-1/MSL-1a Bypass Unlocking Module 4.0.4). 3 - Seleccione el modelo del celular, el puerto COM correcto y pulse sobre el botón "Unlock", figura 28. 4 - A continuación el programa le mostrará el mensaje "Init Test Mode ...", en este momento conecte el cable al teléfono y pulse el botón de encendido del terminal, el software lo detectará y lo liberará en pocos segundos mostrando el mensaje de la pantalla mostrada en la figura 29. Figura 27 Figura 28 Como puede apreciar, ya llevamos varias páginas describiendo programas y podríamos utilizar varias más. No es objeto de este informe presentar todos los programas, pero Sí el de brindarle la oportunidad de contar con todos ellos y que tenga oportunidad de descargar notas de aplicación. Otros de los programas que suelen utilizarse y cuya forma de uso puede descargar de nuestra web son: 1) Samsung D500 WinIMEI 2) TST Swift Unlocker 2.98 3) Programa: UST Pro 4) Downloader 8.3 5) Samsung Ultimate Software 6) Samsung Cable Selector 7) Opti Flash Log 8) Multi Download for Swift Type BY EMINEMGSM 9) Agere Single 10) Samsung Keypad Solution by Dark Flash 11) Samsung UMTS WinImei Figura 29 12) UST v8.0 BlackXMASS edi tion 13) Multiunlocker Code Reader 14) Total Samsung Tools Arash 15) Samsung GSM Repair Tools 16) Samsung Unlock Codes 17) UST Pro Milenium Saber Electrónica 66 18) Samsung D500 Corona Downloader 19) Qualcomm IMEI White SYSTEM Todos estos programas puede descargarlos desde nuestra web, con los datos que brindamos en este artículo. El Libro del Mes Este mes, Editorial Quark, relanza uno de los temas “emblema” de nuestra editorial ya que fue título de uno de los primeros libros editados; se trata de Técnicas Digitales que en esta ocasión es parte del tomo Nº69 del Club Saber Electrónica que contiene las bases de las técnicas digitales y una introducción a los micro controladores. Lo novedoso de este texto es que per mite la descarga de un CD con un sistema que lo invita a recorrer los sitios educativos de Internet, tanto de empresas como de Universidades, para que obtenga más información sobre este tema. A su vez, el CD posee un curso de Técnicas Digitales que Ud. podrá estudiar desde su casa y realizar preguntas a profesores por intermedio de la web. Sitios como www.mikroe.com, www.elezeta.net, www.virtual.unal.edu.co, www. rluis.xbot.es, son algunos de los que enlazamos en el CD y que Ud. podrá “disfrutar” por poseer contenidos extremadamente útiles para el lector. En esta nota mos tramos uno de los temas desarrollados en www.mikroe.com y comentados en este producto contenido en el tomo de colección Nº 69 y que puede solicitar a su canillita amigo. EL MUNDO DE LOS MICROCONTROLADORES La situación actual en el campo de los microcontroladores se ha producido gracias al desarrollo de la tecnología de fabricación de los circuitos integrados. Este desarrollo ha permitido construir las cente nas de miles de transistores en un chip. Esto fue una condición previa para la fabricación de un micro procesador. Las primeras microcomputadoras se fabricaron al añadirles periféricos externos, tales como memoria, líneas de entrada/salida, temporizadores u otros. El incremento posterior de la densi dad de integración permitió crear un circuito integrado que contenía tanto al procesador como peri féricos. Así es como fue desarrollada la primera microcomputadora en un solo chip, denominada más tarde microcontrolador. Saber Electrónica 67 El Libro del Mes Introducción Los principiantes en electrónica creen que un microcontrolador es igual a un microprocesador. Esto no es cierto. Difieren uno del otro en muchos sentidos. La primera y la más importante diferencia es su funcionalidad. Para utilizar al microprocesador en una aplicación real, se debe conectar con componentes tales como memoria o componentes buses de transmisión de datos. Aunque el microprocesador se considera una máquina de computación poderosa, no está preparado para la comunicación con los dispositivos periféricos que se le conectan. Para que el microprocesador se comunique con algún periférico, se deben utilizar los circuitos especiales. Así era en el principio y esta práctica sigue vigente en la actualidad (figura 1). Figura 1 Por otro lado, al microcontrolador se le diseña de tal manera que tenga todas los componentes integradas en el mismo chip. No necesita de otros componentes especializados para su aplicación, porque todos los circuitos necesarios, que de otra manera correspondan a los periféricos, ya se encuentran incorporados. Así se ahorra tiempo y espacio necesario para construir un dispositivo. ¿QUE PUEDEN HACER LOS MICROCONTROLADORES? Para entender con más facilidad las razones del éxito tan grande de los microcontroladores, vamos a prestar atención al siguiente ejemplo. Hace unos 10 años, diseñar un dispositivo electrónico de control de un ascensor de un edificio de varios pisos era muy difícil, incluso para un equipo de expertos. ¿Ha pensado alguna vez en qué requisitos debe cumplir un simple ascensor? ¿Cómo lidiar con la situación cuando dos o más personas llaman al ascensor al mismo tiempo? ¿Cuál llamada tiene la prioridad? ¿Cómo solucionar las cuestiones de seguridad, de pérdida de electricidad, de fallos, de uso indebido? Lo que sucede después de resolver estos problemas básicos es un proceso meticuloso de diseñar los dispositivos adecuados utilizando un gran número de los chips especializados. Este proceso puede tardar Saber Electrónica 68 Electrónica Digital y Microcontroladores semanas o meses, dependiendo de la complejidad del dispositivo. Cuando haya terminado el proceso, llega la hora de diseñar una placa de circuito impreso y de montar el dispositivo.¡Un dispositivo enorme! Es otro trabajo difícil y tardado. Por último, cuando todo está terminado y probado adecuadamente, pasamos al momento crucial y es cuando uno se concentra, respira profundamente y enciende la fuente de alimentación. Esto suele ser el punto en el que la fiesta se convierte en un verdadero trabajo puesto que los dispositivos electrónicos casi nunca funcionan apropiadamente desde el inicio. Prepárese para muchas noches sin dormir, correcciones, mejoras... y no se olvide de que todavía estamos hablando de cómo poner en marcha un simple ascensor. Cuando el dispositivo finalmente empiece a funcionar perfectamente y todo el mundo esté satisfecho, y le paguen por el trabajo que ha hecho, muchas compañías de desarrollo estarán interesadas en su trabajo. Por supuesto, si tiene suerte, cada día le traerá una oferta de trabajo de un nuevo inversionista. Sin embargo, si lo requieren para trabajar en el control de los elevadores de un nuevo edificio que tiene cuatro pisos más de los que ya maneja su sistema de control. ¿Sabe cómo proceder? ¿Cree acaso que se pueden controlar las demandas de sus clientes? Pensamos que usted va a construir un dispositivo universal que se puede utilizar en los edificios de 4 a 40 pisos, una obra maestra de electrónica. Bueno, incluso si usted consigue construir una joya electrónica, su inversionista le esperarará delante de la puerta pidiendo una cámara en el ascensor o una música relajante en caso de fallo de ascensor. O un ascensor con dos puertas. De todos modos, la ley de Murphy es inexorable y sin duda usted no podrá tomar ventaja a pesar de todos los esfuerzos que ha hecho. Por desgracia, todo lo que se ha dicho hasta ahora sucede en la realidad. Esto es lo que “dedicarse a la ingeniería electrónica” realmente significa. Es así como se hacían las cosas hasta aparición de los microcontroladores diseñados - pequeños, potentes y baratos. Desde ese momento su programación dejó de ser una ciencia, y todo tomó otra dirección ... El dispositivo electrónico capaz de controlar un pequeño submarino, una grúa o un ascensor como el anteriormente mencionado, ahora está incorporado en un sólo chip. Los microcontroladores ofrecen una amplia gama de aplicaciones y sólo algunas se exploran normalmente. Le toca a usted decidir qué quiere que haga el microcontrolador y cargar un programa en él con las instrucciones apropiadas. Antes de encender el dispositivo es recomendable verificar su funcionamiento con ayuda de un simulador. Si todo funciona como es debido, incorpore el microcontrolador en el sistema. Si alguna vez necesita cambiar, mejorar o actualizar el programa, hágalo. ¿Hasta cuándo? Hasta quedar satisfecho. Eso puede realizarse sin ningún problema. Sabía usted que todas las personas pueden ser clasificadas en uno de 10 grupos, en los que están fami liarizados con el sistema de numeración binario y en los que no están familiarizados con él. Si no enten dió lo anterior significa que todavía pertenece al segundo grupo. Si desea cambiar su estado, lea el siguiente texto que describe brevemente algunos de los conceptos básicos utilizados más tarde en este libro (sólo para estar seguro de que estamos hablando en los mismos términos). NÚMEROS, NÚMEROS, NÚMEROS... ¡La matemática es una gran ciencia! Todo es tan lógico y simple... El universo de los números se puede describir con sólo diez dígitos. No obstante, ¿realmente tiene que ser así? ¿Necesitamos exactamente esos 10 dígitos? Por supuesto que no, es sólo cuestión del hábito. Acuérdese de las lecciones de la escuela. Por ejemplo, ¿qué significa el número 764? Cuatro unidades, seis decenas y siete centenas. ¡Muy simple! ¿Se podría expresar de una forma más desarrollada? Por supuesto que sí: 4 + 60 + 700. ¿Aún más desarrollado? Sí: 4*1 + 6*10 + 7*100. ¿Podría este número parecer un poco más “científico”? La respuesta es sí otra vez: 4*100 + 6*101 + 7*102. ¿Qué significa esto realmente? ¿Por qué utilizamos exactamente estos números 100, 101 y 102 ? ¿Por qué es siempre el número 10? Es porque utilizamos 10 dígitos diferentes (0, 1, 2...8, 9). En otras palabras, es porque utilizamos el sistema de numeración en base 10, es decir el sistema de numeración decimal (figura 2). Saber Electrónica 69 El Libro del Mes Figura 2 SISTEMA DE NUMERACIÓN BINARIO ¿Qué pasaría si utilizáramos sólo dos números 0 y 1? Si sólo pudiéramos afirmar (1) o negar (0) que algo existe. La respuesta es “nada especial”, seguiríamos utilizando los mismos números de la misma manera que utilizamos hoy en día, no obstante ellos parecerían un poco diferentes. Por ejemplo: 11011010.¿Cuántas son realmente 11011010 páginas de un libro? Para entenderlo, siga la misma lógica como en el ejemplo anterior, pero en el orden invertido. Tenga en cuenta que se trata de aritmética con sólo dos dígitos 0 y 1, es decir, del sistema de numeración en base 2 (sistema de numeración binario, figura 3). Figura 3 Evidentemente, se trata del mismo número representado en dos sistemas de numeración diferentes. La única diferencia entre estas dos representaciones yace en el número de dígitos necesarios para escribir un número. Un dígito (2) se utiliza para escribir el número 2 en el sistema decimal, mientras que dos dígitos (1 y 0) se utilizan para escribir aquel número en el sistema binario. ¿Ahora está de acuerdo que hay 10 grupos de gente? ¡Bienvenido al mundo de la aritmética binaria! ¿Tiene alguna idea de dónde se utiliza? Saber Electrónica 70 Electrónica Digital y Microcontroladores Excepto en las condiciones de laboratorio estrictamente controladas, los circuitos electrónicos más complicados no pueden especificar con exactitud la diferencia entre dos magnitudes (dos valores de voltaje, por ejemplo), si son demasiado pequeños (más pequeños que unos pocos voltios). La razón son los ruidos eléctricos y fenómenos que se presentan dentro de lo que llamamos “entorno de trabajo real” (algunos ejemplos de estos fenómenos son los cambios imprevisibles de la tensión de alimentación, cambios de temperatura, tolerancia a los valores de los componentes etc...). Imagínese una computadora que opera sobre números decimales al tratarlos de la siguiente manera: 0=0V, 1=5V, 2=10V, 3=15V, 4=20V... 9=45V!? ¿Alguien dijo baterías? Una solución mucho más fácil es una lógica binaria donde 0 indica la ausencia de voltaje, mientras que 1 indica la presencia de voltaje. Simplemente, es fácil de escribir 0 o 1 en vez de “no hay voltaje” o “ hay voltaje”. Mediante el cero lógico (0) y uno lógico (1) la electrónica se enfrenta perfectamente y realiza con facilidad todas las operaciones aritméticas. Evidentemente, se trata de electrónica que en realidad aplica aritmética en la que todos los números son representados con sólo dos dígitos y donde sólo es importante saber si hay voltaje o no. Por supuesto, estamos hablando de electrónica digital. SISTEMA DE NUMERACIÓN HEXADECIMAL En el principio del desarrollo de las computadoras era evidente que a la gente le costaba mucho trabajar con números binarios. Por eso, se estableció un nuevo sistema de numeración, que utilizaba 16 símbolos diferentes. Es llamado el sistema de numeración hexadecimal. Este sistema está compuesto de 10 dígitos a los que estamos acostumbrados (0, 1, 2, 3,... 9) y de seis letras del alfabeto A, B, C, D, E y F. ¿Cuál es el propósito de esta combinación aparentemente extraña? Basta con mirar cómo todo en la historia de los números binarios encaja perfectamente para lograr una mejor comprensión del tema, figura 4. Figura 4 El mayor número que puede ser representado con 4 dígitos binarios es el número 1111. Corresponde al número 15 en el sistema decimal. En el sistema hexadecimal ese número se representa con sólo un dígito F. Es el mayor número de un dígito en el sistema hexadecimal. ¿Se da cuenta de la gran utilidad de estas equivalencias? El mayor número escrito con ocho dígitos binarios es a la vez el mayor número de dos dígitos en el sistema hexadecimal. Tenga en cuenta que una computadora utiliza números binarios de 8 dígitos. ¿Acaso se trata de una casualidad? CÓDIGO BCD El código BCD (Binary-Coded Decimal - Código binario decimal) es un código binario utilizado para representar a los números decimales. Se utiliza para que los circuitos electrónicos puedan comunicarse con los periféricos utilizando el sistema de numeración decimal o bien utilizando el sistema binario dentro de “su propio mundo”. Consiste en números binarios de 4 dígitos que representan los primeros diez dígitos (0, 1, 2, 3...8, 9). Aunque cuatro dígitos pueden hacer 16 combinaciones posibles en total, el código BCD normalmente utiliza a las primeras diez. Como puede observar, la presentación del tema es muy particular y, a mi parecer, bastante didác tica y amena. Reiteramos que en el CD que acompaña a la obra (que podrá descargar siguiendo las instrucciones dadas en el libro), encontrará un curso completo, información complementaria y un sistema de localización de archivos como el que presentamos en este artículo y que puede ampliar visitando a la página de referencia: http://www.mikroe.com. Saber Electrónica 71 El Libro del Mes En la página de referencia: http://www.mikroe.com encontrará el tema completo, con ilustracio nes didácticas como la que reproducimos en esta página. Saber Electrónica 72 Auto Ele - parametros programables 9/20/10 11:13 PM Página 74 AUTO ELÉCTRICO Escáner con ELM327 CÓMO COMUNICAR LA INTERFASE CON LA PC POR RS232 Y USB Hace varias ediciones que estamos explicando el funciona miento y programación de una interfase OBD II con el circui to integrado ELM327. Nuestro objetivo es que el lector no sólo arme el escáner sino que también sepa progra mar e interpretar los comandos AT y OBD a efec tos de poder obtener el máximo provecho de los mensajes que entrega la computadora de un auto. Estamos llegando al final y es hora de conectar nuestra interfase a la computadora y para ello emplearemos el ya conocido protocolo RS232 que maneja el puerto COM de dicha PC. Ahora bien, como las computadoras actuales no poseen puer to COM, explicaremos cómo comunicar al escáner con la PC a través del puerto USB. Por Luis Horacio Rodríguez L a interfaz serie RS232 se ha mantenido a través de todos los productos ELM OBD, debido en gran medida a su versatilidad. Las computadoras más viejas y PDAs, así como los microprocesadores, la pueden usar directamente. Las computadoras más nuevas generalmente no tienen puertos físicos RS232, pero sí tienen puertos USB y Ethernet, los cuales se pueden convertir en RS232 con un simple adaptador. La mayoría de la gente construirá sus circuitos ELM327 con una interfaz RS232, principalmente porque es relativamente fácil y son baratos de hacer. Un circuito como el que se muestra en la figura 1 requiere muy pocos componentes y trabaja extremadamente bien a velocidades de hasta 57600bps. Dependiendo de las tensiones RS 232 de su computadora, sus prácti- Saber Electrónica 74 Figura 1 Auto Ele - parametros programables 9/20/10 11:13 PM Página 75 Escáner con ELM327: Conexión por USB Figura 3 Figura 2 cas de conexión y su elección de componentes, también puede trabajar bien a velocidades tan altas como 115200bps. Este es el límite aproximado de tal circuito y cual- quier cosa que funcione a esta velocidad debe probarse cabalmente. Los usuarios que quieren operar a velocidades en el rango de 115200 bps (o más) pueden emplear las soluciones disponibles en circuitos integrados tales como el ADM232A de Analog Devices (www.analog.com), figura 2, la popular serie MAX232 de Maxim Integrated Products (www.maxim- ic.com), figura 3, o la cada vez más creciente serie FT232 de Future Technology Devices (www.ftdichip.com), figura 4. Estos son excelentes dispositivos que se pueden usar para velocidades de hasta 115.2 kbps. Muchos de estos dispositivos sólo pueden funcionar hasta 120 kbps y no son adecuados para velocidades superiores, de modo que verifique la hoja de datos del fabricante antes de abocarse a un diseño. Figura 4 Saber Electrónica 75 Auto Ele - parametros programables 9/20/10 11:14 PM Página 76 Auto Eléctrico Una interfaz RS232 necesita excursiones de tensión relativamente grandes que son difíciles de mantener a velocidades superiores con grandes capacidades del cable (una interfaz típica a menudo está limitada a aproximadamente 230.4 kbps en condiciones ideales). Si necesita operar el ELM327 a estas velocidades o mayores, se recomienda que considere alternativas. Una alternativa popular es una conexión de datos USB. La interfaz USB es capaz de una transferencia de datos muy alta, mucho más alta de 500 kbps, que es el límite del ELM327. Muchos fabricantes ofrecen “puentes” especiales que simplifican la conexión de un dispositivo RS232 (como el ELM327) directamente al bus USB. Como ejemplos tenemos el el FT 232R de Future Technology Devices (www.ftdichip.com), figura 5, o el CP 2102 de Silicon Labs (www.silabs.com), figura 6. Si piensa usar velocidades mayores (o sea hasta 500 kbaud), estas interfaces son esenciales. A menudo se nos pregunta si es posible una conexión directa a un microprocesador. Es una opción que permite una conexión a plena velocidad con un costo esencialmente cero. La configuración por defecto del ELM327 provee una velocidad de datos RS232 de 9600 baud o 38400 baud, Saber Electrónica 76 Figura 5 Figura 6 Auto Ele - parametros programables 9/20/10 11:14 PM Página 77 Escáner con ELM327: Conexión por USB según el nivel de tensión en la pata 6 durante la subida de la tensión de alimentación o la reinicialización. En tanto que la velocidad de 9600 baud no es ajustable, la de 38400 sí lo es (a partir de la versión 1.2 del CI). Hay 2 formas de cambiar la velocidad: permanentemente con un Parámetro Programable, o temporariamente con un comando AT. El Parámetro Programable “0C” es la posición de memoria que le permite almacenar una nueva velocidad de transmisión que reemplace la alta velocidad de 38,4 kbps. El valor se almacena en la memoria “no volátil” (EEPROM) que no es afectada por los ciclos de potencia o las reinicializaciones (pero el cambio de este valor puede afectar la operación de algunos paquetes de software, de modo que sea cuidadoso de cómo lo usa). Si almacena un nuevo valor en PP 0C, luego lo habilita, y si la pata 6 está en un nivel alto durante la próxima conexión de la alimentación, entonces su velocidad almacenada se Figura 7 convertirá en la nueva velocidad por defecto. Si no ha sido habilitada, la velocidad volverá al valor por defec- kbps dividido por el valor de PP 0C). to puesto en fábrica de 38,4 kbps. Para obtener un valor de 57,6, se Para hacerlo, determine el valor requiere un divisor de velocidad de requerido de PP 0C, almacene este 69 (4000 es aproximadamente valor en PP 0C, y luego habilite el 57,6). Dado que 69 en decimal es 45 en hexadecimal, tiene que decirle al PP. El valor almacenado en PP 0C ELM 327 que ponga el valor de PP es, en realidad, un divisor interno 0C en 45, con este comando: que se usa para determinar la velo> AT PP 0C SV 45 cidad de transmisión (será 4000 Luego habilitar el nuevo valor para usar: > AT PP 0C ON Y de aquí en más (hasta que se desactive PP 0C), la velocidad por defecto será 57,6 k y no 38,4 k. Note que el valor que Ud. escribe no se hace efectivo hasta la próxima reinicialización plena (un apagado/encendido, AT Z, o pulso MCLR). Si diseña su propio circuito, sabrá que su circuito es capaz de asignar un valor a PP 0C. Los que desarrollan software no sabrán qué hardware se debe conectar y tampoco cuáles son las limitaciones. Para estos usuarios, hemos provisto el comando BRD. Este comando permite probar un nuevo divisor de velocidad y luego aceptarlo o rechazarlo según los resultados de la prueba. Vea el diagrama de la derecha, que muestra cómo funciona el comando. Como se puede ver, el software primero hace un pedido de un nuevo divisor de velocidad usando este comando AT. Por ejemplo, para probar la velocidad de 57,6 k tratada anteriormente, la PC controladora enviaría: > AT BRD 45 Si el ELM327 es una versión más vieja, no soportará este comando, y regresará con el caracter familiar “?”. Si soporta el comando, responderá con “OK”, de modo que el software sabe si proceder o no. A continuación de la respuesta “OK” no va nin- Saber Electrónica 77 Auto Ele - parametros programables 9/20/10 11:14 PM Página 78 Auto Eléctrico gún carácter “prompt”, sólo un carácter de retorno de carro (y opcionalmente, un carater de alimentación de línea). Habiendo enviado un “OK” el ELM327 luego conmuta a una nueva velocidad (propuesta) y luego simplemente espera un tiempo predeterminado (75 ms). Este tiempo es para darle a la PC el suficiente para cambiar su velocidad de transmisión. Cuando el tiempo se termina, el ELM327 entonces envía una cadena de ID (en la versión 1.3 a) a la PC con la nueva velocidad (seguido de un retorno de carro) y espera una respuesta. Sabiendo que debe recibir la cadena de ID del ELM327, el software de la PC compara lo que realmente recibió con lo que se esperaba. Si coinciden, la PC responde con un caracter de retorno de carro, pero si hay un problema la PC no envía nada. El ELM327 mientras tanto espera que llegue un caracter válido de retorno de carro. Si lo recibe dentro de los 75 ms, se retiene la velocidad propuesta, y el CI dice “OK” a esta nueva velocidad. De lo contrario, la velocidad regresa al valor anterior. Note que la PC podría emitir correctamente el retorno de carro a esta nueva velocidad, pero el circuito de interfaz podría corromper el caracter, y el ELM327 podría no ver una respuesta válida, de modo que su software debe verificar una respuesta “OK” antes de suponer que se ha aceptado la nueva velocidad. Usando este método, un programa puede probar rápidamente varias velocidades de transmisión y determinar la más adecuada para el hardware conectado. La nueva velocidad permanecerá en efecto hasta que se reinicialice mediante un AT Z, un apagado/encendido, o una entrada MCLR. No es afectado por los comandos AT D (set Defaults), o AT WS (warm start). En la figura 7 se brinda un diagrama de flujo en el que se especifica el proceso que explicamos sobre la comunicación entre la computadora y el escáner. Ahora bien, los técnicos a menudo preguntan acerca de cómo obtener velocidades OBD de exploración más altas. No hay una respuesta definida para todos los vehículos, pero en la próxima edición daremos información que puede ayudar a entender cómo los ajustes podrían aplicarse a su vehículo. Figura 8 Saber Electrónica 78 S E C C I O N . D E L . L E C T O R Seminarios Gratuitos Vamos a su Localidad Como es nuestra costumbre, Saber Electrónica ha programado una serie de seminarios gratuitos para socios del Club SE que se dictan en diferentes provincias de la República Argentina y de otros países. Para estos seminarios se prepara material de apoyo que puede ser adquirido por los asistentes a precios económicos, pero de ninguna manera su compra es obligatoria para poder asistir al evento. Si Ud. desea que realicemos algún evento en la localidad donde reside, puede contactarse telefónicamente al número (011) 4301-8804 o vía e-mail a: [email protected]. Para dictar un seminario precisamos un lugar donde se pueda realizar el evento y un contacto a quien los lectores puedan recurrir para quitarse dudas sobre dicha reunión. La premisa fundamental es que el seminario resulte gratuito para los asistentes y que se busque la forma de optimizar gastos para que ésto sea posible. Pregunta 1: Amigos de Saber Electrónica, estoy usando un sensor de efecto Hall en un proyecto pero no sé cómo explicar su funcionamiento en menos de 100 palabras para cumplir con los requerimientos del informe y quisiera que me ayuden. José Luis Barleta Leyes. Respuesta: El sensor de efecto Hall se usa para la medición de campos magnéticos o corrientes o para la determinación de la posición. Su funcionamiento se basa en efecto Hall y lo podemos explicar de la siguiente manera: Si fluye corriente por un sensor Hall y se aproxima a un campo magnético que fluye en dirección vertical al sensor, entonces el sensor produce una tensión proporcional al producto de la fuerza del campo magnético y de la corriente. Si se conoce el valor de la corriente, entonces se puede calcular la fuerza del campo magnético; si se crea el campo magnético por medio de corriente que circula por una bobina o un conductor, entonces se puede medir el valor de la corriente en el conductor o bobina. Si tanto la fuerza del campo magnético como la corriente son conocidos, entonces se puede usar el sensor Hall como detector de metales. Pregunta 2: Hola hace unos días compre la edición Nº27 de la colección YO PUEDO HACERLO donde colocaron una clave para poder descargar un CD sobre Telefonía Celular que me pareció excelente, por eso me fijé en webelectronica y me enteré que tienen muchos paquetes de telefonía y quisiera saber cuál me recomienda para hacer servicio técnico básico. Julio Ernesto Almirón. Respuesta: Preparamos Paquetes Educativos sobre teléfonos celulares desde el año 2002 y, desde entonces, muchos de ellos han tenido actualizaciones. Básicamente implementamos un Paquete educativo para los que quieren aprender desde el inicio y se compone de 8 CDs, 2 Libros, revistas guías etc. Posee teoría y práctica con videos que explican las distintas tecnologías y muestran cómo trabajar con celulares viejitos y modernos. Una vez que uno “sabe” del tema, necesita especializarse y por ello preparamos un Paquete educativo para Técnicos que enseñan “trucos y soluciones”, manejo de programas, adaptación de sistemas operativos, firmewares, etc. Posee gran cantidad de información útil para los técnicos que realizan servicio electrónico y no son Técnicos en Electrónica ni Ingenieros. Otro paquete educativo está orientado a expertos, enseña a reparar placas, cambiar componentes, modificar software y trae los programas más avanzados en el rubro. Obviamente las licencias son FULL. Luego Preparamos soluciones para cada marca de las mas conocidas, actualmente estamos preparando un paquete denominado “15 en UNO” donde compilamos las soluciones de las 15 marcas más reconocidas, También hay un paquete para teléfonos 3G, BlackBerry, etc. Gracias por tu consulta. SABER ELECTRONICA LO ATIENDE TAMBIEN LOS SABADOS Para Su Comodidad Saber Electrónica Sábados en el Local de CENTRO JAPONES DE ARGENTINA, en Belgrano (Capital Federal) O´Higgins 2125 Local 20, Teléfono: (011) 3970-4486 a 4 Cuadras de Cabildo y Juramento y a 3 Cuadras de Barrancas de Belgrano Horario de atención: L. a V. de 9:00 a 13:00 y de 14:00 a 17:30; SABADOS: de 9:00 a 14:00 Centro Japonés de Argentina también le ofrece U N A G R A N VARIEDAD D E PRODUCTOS IMPORTADOS a los MEJORES PRECIOS DEL MERCADO Todos los Productos y Promociones con la Mejor Atención y Todo el Asesoramiento Saber Electrónica 80
