Portada:Maquetación 1 22/10/14 12:17 Página 1publicidad.ventadewebs.com.ar/Desde...

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2ª forros.qxd:Maquetación 1 15/01/14 12:46 Página 1

SEC CIO NES FI JASDescarga de CD: Redes de Computadora. Cableadas en Inalambricas 16Sección del Lector 80

ARTÍCULO DE TApAprocessing y Arduino. FRITZING. Edición y Construcción de pCB 3

CURSO DE ELECTRÓNICAEtapa 4, Lección 6:Los Amplificadores de Audio Digitales 17

MONTAJESMontaje Destacado: Amplificador de 200W 29Montaje Destacado: Amplificador de 260W con transistores 31Amplificador Seguidor de 25W 32Elevador de Octava para Guitarra Electrica 55Generador de RF para pruebas y Ajustes 58

MANUALES TÉCNICOSQué es ARDUINO?- Kit de Trabajo y Entorno de Desarrollo 33

AYUDA AL pRINCIpIANTELuces de Alerta con pICAXE 49

MICROCONTROLADORESEl Mundo de los Microcontroladores. Lección 10: programación de Funciones en Lenguaje MikroC 61

ELECTRÓNICA DEL AUTOMÓVILLos Sensores del Sistema Electrónico de Control de Motor: Interruptores ySensores de posición. primera parte 67

TÉCNICO REpARADORFuncionamiento y Reparación del Circuito Inverter 75

EDITORIALQUARK

Año 25 - Nº 289

OCTUBRE 2014

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

www.webelectronica.com.ar

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SUMARIO 319.qxd:*SUMARIO 274 22/10/14 12:20 Página 1

DEL DI REC TOR AL LEC TOR

Al FinAl... Arduino

Bien, ami gos de Sa ber Elec tró ni ca, nos en con -tra mos nue va men te en las pá gi nas de nues tra re -vis ta pre di lec ta pa ra com par tir las no ve da des delmun do de la elec tró ni ca.

Cuando en el año 2000 hice el primer acuerdo

con Education Revolution para que PICAXE pudie-

ra estar al alcance de todos los fanáticos de la

electrónica de América Latina pensé que muchas

otras empresas imitarían esta plataforma porque

resultaba una manera muy sencilla de aprender a programar microcontrola-

dores.

PICAXE es un microcontrolador PIC al que la empresa Education Revo-

lution le incluye (programa) una BIOS para que el nuevo elemento se pueda

usar con el IDE o entorno de desarrollo llamado “Editor de Programas”. De

esa manera, uno puede programar en diagramas de flujo, en assembler (y

ahora también en C) y el editor de programas permite simular el archivo y

hasta nos detecta y corrige errores para luego compilarlo en un lenguaje

que entienda el microcontrolador y así poder guardar el programa que hici-

mos en la memoria del micro.

Han pasado muchos años y he visto varios intentos para “imitar” a los

PICAXE, pero hasta la fecha sigo pensando que es la mejor opción para los

principiantes que desean adentrarse en el mundo de los microcontroladores;

la principal desventaja es que el BIOS de PICAXE no es libre y si uno no

consigue el componente “está frito”.

Una alternativa más que interesante, y que ha cobrado un papel prepon-

derante en los últimos años es ARDUINO, una plataforma que, en principio,

usa microcontroladores de la empresa Atmel y que posee un IDE muy ami-

gable, pero que dista mucho de lo práctico que es el editor de programas

para PICAXE. La gran ventaja de Arduino es que la BIOS que se debe gra-

bar en el Atmel para que pueda operar en ARDUINO es libre (y por lo tanto

también es gratis)lo que lo ha hecho muy popular, a tal punto que en la ac-

tualidad existe una gran variedad de aplicaciones ligadas con ARDUINO.

Una de ellas es Fritzing, un programa CAD – CAM, también libre, que per-

mite editar circuitos y vincularlos con Arduino. Se trata de un programa bas-

tante completo que permite el diseño de placas de circuito impreso con fun-

ciones de autorruteo muy eficaces.

Es por todo lo dicho que en esta edición encontrará información intere-

sante, tanto de Arduino como de Fritzing y la posibilidad de descargar mate-

rial adicional y, por supuesto, los programas.

Luego más de una década de preferir a PICAXE y viendo el avance de

de los últimos años de Arduino, debo confesar que ahora el amante de la

electrónica cuenta con alternativas muy interesantes.

Hasta el mes Próximo

Ing. Ho ra cio D. Va lle jo

SABER ELECTRONICA

Di rec tor

Ing. Ho ra cio D. Va lle jo

Pro duc ción

Jo sé Ma ría Nie ves (Grupo Quark SRL)

Co lum nis tas:

Fe de ri co Pra do

Luis Ho ra cio Ro drí guez

Pe ter Par ker

Juan Pa blo Ma tu te

EditorialQUarKS.r.l.Propietariadelosderechosencastellanodelapublicaciónmen-sualSabErElEctronicaargentina: (GrupoQuarkSRL)SanRicardo2072,CapitalFederal,Tel(11)4301-8804México (SISA):Cda.Moctezuma2,

Col.Sta.Agueda,EcatepecdeMorelos,

Edo.México,Tel:(55)5839-5077

ARGENTINAAd mi nis tra ción y Ne go ciosTe re sa C. Ja ra (Grupo Quark)

StaffLiliana Teresa Vallejo, Mariela Vallejo, Diego Vallejo

Sis te mas: Pau la Ma ria na Vi dal

Red y Com pu ta do ras: Raúl Ro me ro

Video y Animaciones: Fernando Fernández

Le ga les: Fer nan do Flo res

Con ta du ría: Fer nan do Du cach

Técnica y Desarrollo de Prototipos:

Alfredo Armando Flores

MéxicoAd mi nis tra ción y Ne go cios

Patricia Rivero Rivero, Margarita Rivero RiveroStaff

Ing. Ismael Cervantes de Anda, Ing. Luis Alberto Castro Regala-do, Victor Ramón Rivero Rivero, Georgina Rivero Rivero, José

Luis Paredes Flores

Aten ción al Clien teAle jan dro Va lle jo

ate clien @we be lec tro ni ca .co m.ar

Director del Club SE:luisleguizamon@we be lec tro ni ca .co m.ar

Grupo Quark SRLSan Ricardo 2072 - Ca pi tal Fe de ral

www .we be lec tro ni ca .co m.arwww .we be lec tro ni ca .co m.mxwww .we be lec tro ni ca .co m.ve

Grupo Quark SRL y Saber Electrónica no se res pon sa bi li za por elcon te ni do de las no tas fir ma das. To dos los pro duc tos o mar cas que semen cio nan son a los efec tos de pres tar un ser vi cio al lec tor, y no en -tra ñan res pon sa bi li dad de nues tra par te. Es tá pro hi bi da la re pro duc -ción to tal o par cial del ma te rial con te ni do en es ta re vis ta, así co mo lain dus tria li za ción y/o co mer cia li za ción de los apa ra tos o ideas queapa re cen en los men cio na dos tex tos, ba jo pe na de san cio nes le ga les,sal vo me dian te au to ri za ción por es cri to de la Edi to rial.

númeroderegistrodePropiedadintelectualVigente:966999

EDITORIALQUARK

editorial 319.qxd:editorial 258 22/10/14 12:21 Página 1

Programas CAD - CAM 3

AA rtículortículo dede ttApAApA

Processing y Arduino:

Fritzingedición y construcción de PcB

Cómo hacer sus propias placas de circuitos puede ser un desafío de enormes proporciones.Tiene que diseñar un circuito, probarlo en una placa, hacer el diseño de la placa, y después de

todo eso, usted todavía tiene que imprimir el proyecto y grabar en una placa virgen.

Fritzing es un programa de automatización de diseño electrónico libre que busca ayudar a diseñadores yartistas para que puedan pasar de prototipos (usando, por ejemplo, placas de pruebas) a productos fina-les. Fritzing fue creado bajo los principios de Processing y Arduino, y permite a los diseñadores, artistas,investigadores y aficionados documentar sus prototipos basados en Arduino y crear esquemas de circui-tos impresos para su posterior fabricación. Además cuenta con un sitio web complementario que ayuda acompartir y discutir bosquejos y experiencias y a reducir los costos de fabricación.Fritzing es un programa libre de código abierto suite de diseño de PCB que funciona en Windows, Mac yLinux. A diferencia de Eagle o KiCad, Fritzing tiene una interfaz sencilla y realista que hace que el diseñode circuitos resulte intuitivo. Además, es uno de los pocos entornos que permite construir proyectos conArduino, lo que lo hace ideal para quienes quieran trabajar con esta plataforma.

Autor: Federico Prado - e-mail: [email protected]

Art Tapa - Fritzing.qxd:lx1435.qxd 21/01/14 09:49 Page 3

Artículo de tapa

4 Programas CAD - CAM

LA InTErFAz dE UsUArIo dE FrITzIng

Fritzing presenta una interfaz fácilde usar para un flujo de trabajo rápidoy fácil. Sus secciones incluyen elmedio ambiente:

La vista del proyecto – Aquítendremos o editaremos un circuitoelectrónico virtual que construiremospara luego editarlo en la placa, obtenerel esquema eléctrico final o la vistaPCB.

La paleta de Windows - Incluyela Biblioteca, Inspector de Partes,Construcción, Historia y NavegaciónHistory.

El Creador de Partes - Es unaherramienta para modificar las parteso crear nuevas piezas para Fritzing

Nota: Para abrir el Creador de

pieza, seleccione el componente →Nuevo en el menú principal.

El Medio Ambiente Fritzing puedeser reorganizado por el usuario segúnsus necesidades y preferencias.Desde las diferentes secciones de lapaleta de Windows se puede redimen-sionar, mover una pieza, mover unconjunto, ocultar, etc.

En la figura 1 podemos apreciar lapantalla inicial del programa.

VIsTA dEL ProyECTo o EsCrITorIo

La vista del proyecto es donde elcircuito virtual se construye y se edita, normal-mente lo llamamos escritorio. Hay tres variantespara trabajar en el escritorio:

Vista protoboard,Vista esquema yVista PCB.

Para alternar entre las vistas, simplemente hagaclic en los “puntos de vista de navegación” o utiliceel selector de vista (que se puede mostrar u ocultara través de la ventana de la sección de la barra de

menús). Durante la edición de un circuito, utilizandocualquiera de los puntos de vista, los cambios ten-drán efecto en las tres vistas.

VIsTA ProToboArd

Es donde el principiante suele iniciar elproyecto. Aquí usted puede construir fácilmente elcircuito virtual, exactamente de la forma en que elcircuito real se parece, de esta manera evitaráerrores que puedan producirse a lo largo de la tran-

Figura 1 – Pantalla inicial de Fritzing

Figura 2 – Entorno de trabajo con protobard.


Fritzing: edición y construcción de pcB


sición de un esquema eléctrico a una placa de cir-cuito impreso. Una imagen de esta vista se puedeapreciar en la figura 2.

VIsTA EsqUEMáTICA

En esta vista, como se observa en la figura 3, semuestra el circuito que se construyó en el “punto devista protoboard” como un diagrama de circuitoeléctrico, y es muy útil para aquellos que deseanaprender los símbolos de circuito estándar. El flujo

de trabajo en esta vista es similar a lade la “vista PCB”.

VIsTA PCb

Le permitirá diseñar y exportar los doc-umentos necesarios para la produc-ción de una placa de circuito impreso.La vista de PCB cuenta con una fun-ción de autorruteo que le permitiráahorrar mucho tiempo, figura 4.

LA PALETA dE WIndoWs

Las diferentes ventanas poseen unapaleta de componentes, herramientase información. Éstos elementos sepueden mostrar u ocultar a través dela ventana de la sección de la barra demenú. Los modos que pueden ocultarse overse son:

El Conmutador de VistaLe permite cambiar entre las vistas deproyectos diferentes y tiene una barracomo la mostrada en la figura 5.

La biblioteca Partes o ComponentesTiene una selección de componentes

electrónicos que directamente se pueden arrastrary soltar sobre el escritorio, en cualquiera de las tresmodalidades de “vistas”. Las piezas se disponen enrecipientes.

Fritzing incluye una biblioteca central quecuenta con una buena colección de piezas, perotambién le permite crear sus propios contenedoresde piezas ("Mine" bin), para que pueda organizarlas partes centrales de la forma que desee.

Por ejemplo, puede crear un cubo mientras tra-baja en un proyecto, donde se pondría sólo laspartes involucradas en ese proyecto, o puede crear

Figura 3 – Vista de esquemas del Fritzing.

Figura 4 - Trabajando con la construcción de PCb.

Figura 5 - Menú para conmutar lasformas de ver un proyecto en

Fritzing.


Artículo de tapa


un contenedor para un tipo específico de compo-nentes, como las resistencias. Esta función es útilpara mantener el orden y obtener un acceso másrápido a los grupos de componentes o partes.

En la parte inferior de cada compartimiento, sepueden encontrar opciones para cambiar el modode vista, así como la gestión de las piezas y loscontenedores. Las diferentes opciones se puedenmostrar como iconos o en forma de lista.

Proporciona dos formas para ver los compo-nentes de la biblioteca:

Nueva: Se abre el creador de componentes. Importación: Le permite importar un compo-

nente de Fritzing,

Por otra parte la opción “editar” abre el Creador

Parte y le permite editar la parte seleccionada en elcontenedor.

La opción “exportación” permite exportar elcomponente seleccionado.

La opción “eliminar” borra el elemento o compo-nente seleccionado y lo envía a la papelera.

TrAbAjAndo Con FrITzIng

Lo primero que debe hacer es descargar el pro-grama desde Internet. Vaya a la página dedescarga Fritzing:

http://fritzing.org/download

Seleccione su sistema operativo y siga las

Figura 6 – Fritzing permite trabajar con Arduino.

Figura 7 - Pantalla de apertura de Fritzing. Figura 8 - barra de Menú


Artículo de tapa


instrucciones de la página para instalar en su com-putadora. Al instalar Fritzing, vendrá con todo tipode bibliotecas de piezas o componentes. Hay com-ponentes básicos, como cables, botones, resisten-cias, etc. También hay componentes especialescomo placas Arduino y sensores que puedenañadirse a sus diseños, figura 6.

PrIMEros PAsos

La primera vez que abra un proyecto Fritzing,comenzará en la pantalla protoboard como semuestra en la figura 7.

A la derecha de la pantalla esta la barra demenú con todos los componentes y opciones. Si uncomponente es personalizable, la mitad inferior dela barra de herramientas le mostrará las opcionesde personalización disponibles para la parteespecífica, figura 8.

Lo primero que debe hacer es colocar un com-ponente.

Vamos a diseñar un circuito simple, como ejem-plo haremos el circuito de encendido de un LED.Necesitaremos una resistencia en nuestro circuito.

Seleccione y arrastre la resistencia en el áreade trabajo (escritorio), como se muestra en la figura9. El cuadro de texto introductorio sobre el proto-board desaparecerá cuando usted ponga su primercomponente.

Arrastre de la resistencia a la placa de pruebas(Protoboard) de modo que cada cable se conecte auna columna vertical en el tablero. Cuando un com-ponente realiza una conexión a una columna, todala fila se vuelve verde como se muestra en la figura10. La zona verde indica una conexión eléctricaentre los agujeros del protoboard.

PErsonALIzACIón dEL ProyECTo

Con nuestra resistencia seleccionada, podemosusar las opciones de la parte inferior de la barra deherramientas para cambiar el valor, la tolerancia yel espaciado que ocupará el componente, algointeresante es que podemos poner cualquier valory la resistencia cambiará el color de sus bandasconforme al código de colores de las resistencias.En nuestro ejemplo ajustamos el resistor de 220ohm. A continuación, tenemos que rotar la resisten-cia para establecer una conexión con el carril detierra en la parte superior de la placa (protoboard).Para girar cualquier componente de la placa,

esquema o ficha de tablero, simplemente haga clicderecho y seleccione girar (también puede utilizar“ctrl+r”). El resistor rotará 90 grados, figura 11.

Figura 9 - selección de una resistencia paracolocarla en el área de trabajo.

Figura 10- Al colocar el componente sobre elprotoboard se ilumina en verde el circuito de

conexión.

Figura 11 - Vista del componente una vez rotado.


Art Tapa - OBD y escaner.qxd:ArtTapa 17/01/14 09:56 Página 13

Artículo de tapa


Lo que sigue en nuestro proyecto es añadir unLED. Haga clic y arrastre el componente LED de labarra de herramientas a la derecha del área de tra-bajo, vea la figura 12.

Coloque el LED en el tablero, al lado de laresistencia, como se muestra en la figura 13, tam-bién podemos cambiar el color de este compo-nente.

Hasta ahora, la resistencia y el LED no estánconectados. Observe que las líneas verdes no setoquen.

Al igual que en un tablero real, podemos añadirpequeños cables para realizar las conexiones quenecesitamos. Coloque el puntero del ratón sobre unagujero del protoboard y observe quese vuelve azul, figura 14. Esto significaque está listo para añadir un cable.

Haga clic en el orificio de placa yarrastre el cable que se está creando ala ubicación deseada. En nuestrocaso, se conecta el extremo positivodel LED a la placa de pruebas de la filasuperior, tal como se observa en lafigura 15.

Haga clic y arrastre para añadir otrocable que conecta el lado negativo delLED a la resistencia, tal como semuestra en la figura 16. Eso es todo.

¡Nuestro circuito principal está listo!

Para finalizar el diseño, hay queañadir una fuente de alimentación,para ello haga clic y arrastre el componente debatería de la barra de herramientas a la derecha enel área de trabajo, figura 17.

Coloque los cables de alimentación, como semuestra en la figura 18, con el positivo en la barra

superior y el negativo en el riel inferior. El espacio entre los cables de la salida de la

batería no encaja con la separación de los carrilesde alimentación superiores protoboard. Para solu-cionar este problema, coloque el cable rojo a través

Figura 12 - Menú en el que se encuen-tran los LEds

Figura 13 - Ubicación del LEd en el tablero.

Figura 14 - Comenzando la colocaciónde un cable de conexión.

Figura 15- Fijación del cable de cone-xión, note los dos extremos.




de un agujero en la fila superior. Para cambiar elcolor de los cables haga clic derecho y seleccionecolor.

Ahora, haga clic y arrastre un cable desde elcable negativo de la batería a la fila inferior. Suconexión de la batería debe ser similar a la quehemos visto en la figura 18.

¡Felicitaciones!

Acaba de diseñar un circuito entero y todo lohizo “arrastrando y soltando unos pocos compo-nentes”, lo que realmente hace el proceso másfácil, para poder ver las imágenes de la vida real desu circuito. La única desventaja es que no tieneemulador, pero si puede servir para demostra-ciones.

EsqUEMA

Mientras arrastrábamos componentes en el pro-toboard y añadíamos cables, Fritzing estaba ocu-pado haciendo un esquema exacto de su circuito.Para ver el circuito eléctrico seleccione el botónesquemático en la parte superior derecha de lapantalla, figura 19.

Figura 16 - Añadiendo otro cable deconexión.

Figura 17 - Ubicación de la fuente de alimenta-ción en la biblioteca de componentes.

Figura 18 - ¡Listo! el circuito está armado.

Figura 19 - Ahora debemos selec-cionar la vista como “circuito”.

Figura 20 - Al tener nuestro proyecto como esquemaeléctrico aparece desordenado.


Artículo de tapa


Aparecerá el circuito de la figura 20,que es correcto, técnicamente hablando.Fritzing se asegura de que todas lasconexiones son correctas, pero laestética sigue estando fuera del alcancede una aplicación de escritorio. Noteque los componentes han sido distribui-dos bien separados. Algunos pueden,incluso, estar fuera de la pantalla.Puede desplazarse utilizando la barrade desplazamiento en la parte inferiorderecha del área de trabajo.

Una vez que encuentre todos suscomponentes, hay que arrastrarlos yhacer zoom para tener una visión favor-able del circuito, de modo que seobserve un escritorio como el de la figura21.

Note que las conexiones estáncruzadas entre si. Queremos orientar loscomponentes de manera que las líneasentre ellos sean tan cortas y rectas comosea posible. Para ello, haga clic con elbotón derecho y utilice la opción “rotar” ohaga “ctrl+r” para rotar sus componentesde manera que quede lo más correctoposible, por ejemplo, como se muesrraen la figura 22.

Una vez que las líneas son rectas yclaras, acomode el esquema tantocomo sea posible para que quede deforma similar a la mostrada en la figura

23. Ahorahaga clic en elbotón AutoRoute, ubi-cado en el centro inferiordel espacio de trabajo(figura 24) y tendráesquema perfecto, comose muestra en la figura25.

dIsEño dE LA PLACA dE CIrCUITo IMPrEso (PCb)

Ya estamos en condiciones de diseñar una“tableta electrónica real” o placa de circuitoimpreso. Haga clic en la pestaña de PCB en laparte superior derecha de la barra de herramientas(vea nuevamente la figura 19). Al igual que sucedia

Figura 21 - Trabajando con el zoom y con la posición selogra ubicar el circuito en el centro del área de trabajo.

Figura 22 - debe rotar los componentes para que elcircuito quede visualmente estético.

Figura 23 - Imagen luego de acomodar loscomponentes y siendo las líneas rectas.

Figura 24 - botón deautorruteo

Figura 25 - Imagen luego de acomodar loscomponentes y siendo las líneas rectas.




con la vista “esquemático”, la opción de “vista PCB”tiene nuestros componentes dispersos y desaco-modados como muestra la figura 26.

Haga “zoom in” o “zoom out”, utilizando el scrolldel ratón, sobre la pantalla y asegúrese de quepueda ver todos sus componentes, de modo simi-lar a como muestra la figura 27.

Arrastre los componentes, tal como lo hicimoscuando estábamos acomodando el circuito eléc-trico en la vista como esquema. Debe arrastrartodos los componentes de modo que queden ubi-cados dentro de la placa verde, figura 28.

Como el propósito de una placa de circuitoimpreso es hacer que ocupe el menor espacio posi-ble, vamos a reducir el tamaño del tablero verdehacia abajo hasta que haya espacio suficiente paralos componentes. Para reducir el tamaño deltablero, simplemente haga clic en cualquieresquina y arrastre hacia el centro del tablero. En lafigura 29 podemos ver cómo se ha reducido eltamaño de nuestro PCB.

Al igual que con el esquema, hay que mover yrotar los componentes (ctrl+r) de manera que laslíneas entre ellos sean rectas y claras como semuestra en la figura 30. Estas líneas no sontodavía las trazas de cobre en el diseño de la placafinal, pero nos indican qué piezas necesitan serconectadas.

Para generar las pistas, tenemos que hacer losiguiente: haga clic en cualquier parte de la tarjeta

Figura 26 - Comenzando a trabajar en eldiseño del circuito impreso

Figura 27 - Ubicando los componentesen el centro del área de trabajo.

Figura 28 - Colocación de los componentesdentro de la placa de circuito impreso.

Figura 29 - Conviene reducir l tamaño dela placa para que ocupe menos espacio

Figura 30 - El circuito ya se encuentralisto para generar las pistas de cobre.


Artículo de tapa


verde y de clic a la parte inferior de la barra de her-ramientas donde encontramos las opciones de per-sonalización. Ir a "capas", desplácese hacia abajoy seleccione “one layer” (single-sided), figura 31.Las tabletas de circuitos hechos en fábricasgrandes pueden tener un montón de capas de pis-tas intercaladas en el tablero. Pero debido a quenuestro circuito es simple y por una sola cara, ten-dremos nuestra placa PCB común y muy bajo pre-cio, dependiendo de cuál sea nuestro proyecto dis-eñaremos nuestras pistas de PCB de cobre en unasola capa.

Después de seleccionar un tablero de una solacara, haga clic en el botón AutoRoute en la parteinferior central de la zona de trabajo (vea nueva-mente la figura 24). El programa trabajará unmomento y luego tendremos nuestras pistas decobre que por arte de magia han reemplazado a laslíneas finas, tal como se puede apreciar en la figura

32. En estemomento, téc-n i c a m e n t etienen un dis-eño de circuitoen pleno fun-cionamiento yestá en condiciones de “fabricar” su placa física-mente. Pero antes de perder una placa o tablerovirgen (revestido de cobre), tome unos minutospara asegurarse de que su tarjeta funcionará sinproblemas.

Como puede deducir, el tema no termina aquípero creemos que ya tiene los concimientos sufi-cientes para comenzar con sus propias prácticas.En futuros artículos continuaremos explicando eluso de este programa, especificamente para apli-caciones con placas Arduino.

¡Hasta el mes próximo! J

Figura 31 - Panel de con-trol para la generación de

las pistas.

Figura 32 - Luego de presionar el botón Autorute segeneran las pistas de cobre.


Micro - Curso Micro 2.qxd:*Cap 4 - telefonia 17/01/14 09:59 Página 56

Descarga de CD

16 Saber Electrónica Nº 319

Editorial Quark SRL, Saber Internacional S.A. de C.V., el Club SE y la Revista SaberElectrónica presentan este nuevo producto multimedia. Como lector de SaberElectrónica puede descargar este CD desde nuestra página web, grabar la imagen en undisco virgen y realizar el curso que se propone. Para realizar la descarga tiene que teneresta revista al alcance de su mano, dado que se le harán preguntas sobre su contenido.Para realizar la descarga, vaya al sitio: www.webelectronica.com.ar, haga clic en el íconopassword e ingrese la clave “CD-1283”. Deberá ingresar su dirección de correo electró-nico y, si ya está registrado, de inmediato podrá realizar la descarga siguiendo las ins-trucciones que se indiquen. Si no está registrado, se le enviará a su casilla de correo ladirección de descarga (registrarse en webelectronica es gratuito y todos los sociosposeen beneficios).

MÓDULO 1: TODO SOBRE REDES DE PC Capítulo 1 - Conceptos sobre Redes Capítulo 2 - Sistemas OperativosCapítulo 3 - Crear una red local en Windows Capítulo 4 - Hardware de Redes Capítulo 5 - Internet

MÓDULO 2: INTRODUCCIÓN AL CABLEADO DE REDES Capítulo 1 - Qué es una red Capítulo 2 - Cómo crear una red Capítulo 3 - Cableado de Red

MÓDULO 3: CABLEADO Y CONEXIONES DE RED Capítulo 1 – Cableado: Introducción al cableado de redes Capítulo 2 – Cable Coaxial Capítulo 3 - Par trenzado Capítulo 4 - Fibra Óptica MÓDULO 4: CONFIGURACIÓN UNA REDINALÁMBRICA Teoría, práctica y videos de configuración

MÓDULO 5: ARMADO DE REDES DE PC Presentación en diapositivas sobre curso de redes

MÓDULO 6: PROBADOR DE CONTINUIDAD DE CABLEADOS Detalles de armado y funcionamiento de una herramientaimprescindible para el técnico

MÓDULO 7: INTERNET

RED DE REDES Capítulo 1 - Un mundo sin Fronteras

Capítulo 2 - Conexión por Internet

Capítulo 3 - La Electrónica en Internet

Capítulo 4 - Diccionario de Internet

MÓDULO 8: LA ELECTRÓNICA

DE LAS COMPUTADORAS Capítulo 1 -Arquitectura de una PC

Capítulo 2 - Actualizaciones Básicas

Capítulo 3 - La Tarjeta Madre

Capítulo 4 - La Fuente de Alimentación

Capítulo 5 - La Memoria RAM

Capítulo 6 - La Tarjeta de Video

Capítulo 7 - Los Microprocesadores

Capítulo 8 - La Memoria BIOS y Chipset

MÓDULO 9: REDES DE PC

MODERNASRedes WAN, LAN, Topologías, El Protocolo TC / IP, Configuración

fácil y avanzada de un Router WIFI, Cómo crear y configurar una red

en Windows, Cableados de red

MÓDULO 10: CURSO DE

REPARACIÓN DE PCSe incluyen los links para la descarga de CDs multimedia inter-

activos del curso.

Redes de ComputadoraRedes de Computadora

Cableadas e InalámbricasCableadas e Inalámbricas

pags 16 ok:ArtTapa 21/01/14 09:51 Page 16

INTRODUCCIÓN

En la etapa anterior (Técnicas Digitales) hemos explicado có mo se pue de rea li zar

un am pli fi ca dor di gi tal por PWM pe ro no in di ca mos có mo se ge ne ra, en la prác ti ca,

una PWM par tien do de una se ñal ana ló gi ca. En es ta lección va mos a su ge rir al gu nos

sim ples cir cui tos prác ti cos que el lector po drá si mu lar o cons truir real men te para

entender el funcionamiento de los amplificadores de conmutación

La so lu ción de có mo di gi ta li zar un am pli fi ca dor uti li zan do se ña les PWM es una so -

lu ción a me dias, pe ro es lo que se es tá em plean do en la ac tua li dad y de be mos co no -

cer el mé to do an tes de ex pli car al go más com ple to.

¿Por qué di go una so lu ción a me dias?

Por que la sec ción di gi ta li za da es mí ni ma. El pream pli fi ca dor si gue sien do tan ana -

ló gi co co mo siem pre y al go más com ple jo de rea li zar por que co mo ex pli ca mos en la

en tre ga an te rior, el fil tro de la eta pa PWM ge ne ra un re tar do de fa se que de be ser com -

pen sa do en la se ñal rea li men ta da des de la sa li da, por que en ca so con tra rio po de mos

di se ñar un bo ni to os ci la dor en lu gar de un am pli fi ca dor.

Por su pues to que la clá si ca eta pa de sa li da en cla se AB de sa pa re ce y con ellas se

van las pér di das por efec to Jou le (di si pa ción en las re sis ten cias in ter nas de los tran -

sis to res de po ten cia) pe ro apa re cen las pér di das en el in duc tor del fil tro y de be mos en -

ton ces cons truir un com po nen te enor me y pe sa do pa ra ma ne jar po ten cias con si de ra -

bles.

¿Qué ti po de cons truc ción fí si ca tie ne un fil tro PWM? ¿Ten drá mu chas vuel tas de

alam bre fi no o po cas vuel tas de alam bre grue so? ¿Usa rá hie rro la mi na do?

En prin ci pio po de mos de cir le que su re sis ten cia in ter na de be ser mu cho me nor

que la re sis ten cia del par lan te así que va te ner po cas vuel tas de alam bre grue so. Se -

gu ra men te usa rá un nú cleo ce rra do ti po “E” “I” o dos “C” o to roi dal, pe ro no va a ser

un nú cleo de hie rro la mi na do por que ese in duc tor es ta rá so me ti do a la se ñal PWM que

co mo sa be mos es de una fre cuen cia de 50KHz apro xi ma da men te y con for ma rec tan -

TeoríaCURSO DE TÉCNICO SUPERIOR EN ELECTRÓNICAETAPA 4 - Lección 6

Técnico en Sistemas de Audio 17

Los Amplificadores de AudioDIGITALES

Los amplificadores de audio digitales, también conocidos como

amplificadores de conmutación o amplificadores Clase D son amplifi-

cadores electrónicos que, en contraste con la resistencia activa utili-

zada en los modos lineales de los amplificadores clase AB, usan el

modo conmutado de los transistores para regular la entrega de

potencia. Este amplificador se caracteriza por una gran eficiencia

(pequeñas pérdidas de energía) lo que trae consigo menos disipado-

res de calor, reduciendo el peso del equipo. Además, si se requiere

una conversión de voltaje, la alta frecuencia de conmutación permite

que los transformadores de audio estorbosos sean reemplazados por

pequeños inductores. En esta última lección estudiaremos a estos

dispositivos electrónicos.

CARRERA: TÉCNICO SUPERIOR EN ELECTRÓNICA

Ud. está leyendo la sexta lección de la cuar-

ta etapa del Cur so de Elec tró ni ca Mul ti me -

dia, In te rac ti vo, de en se ñan za a dis tan cia y

por me dio de In ter net que presentamos en

Saber Electrónica Nº 295.

El Cur so se com po ne de 6 ETA PAS y ca da

una de ellas po see 6 lec cio nes con teo ría,

prác ti cas, ta ller y Test de Eva lua ción. La es -

truc tu ra del cur so es sim ple de mo do que

cual quier per so na con es tu dios pri ma rios

com ple tos pue da es tu diar una lec ción por

mes si le de di ca 8 ho ras se ma na les pa ra su

to tal com pren sión.

Al ca bo de 3 años de es tu dios cons tan tes po -

drá te ner los co no ci mien tos que lo acre di ten

co mo Téc ni co Su pe rior en Elec tró ni ca. Ca da

lec ción se com po ne de una guía de es tu dio

y un CD mul ti me dia in te rac ti vo.

El alum no tie ne la po si bi li dad de ad qui rir un

CD Mul ti me dia por ca da lec ción, lo que lo

ha bi li ta a rea li zar con sul tas por In ter net so -

bre las du das que se le va yan pre sen tan do.

Tan to en Ar gen ti na co mo en Mé xi co y en va -

rios paí ses de Amé ri ca La ti na al mo men to

de es tar cir cu lan do es ta edi ción se pon drán

en ven ta los CDs del “Curso Multimedia de

Electrónica en CD”, el vo lu men 1 de la pri-

mera etapa co rres pon de al es tu dio de la lec -

ción Nº 1 de es te cur so (aclaramos que en

Saber Electrónica Nº 295 publicamos la guía

impresa de la lección 1), el vo lu men 6 de di -

cho Curso en CD co rres pon de al es tu dio de

la lec ción Nº 6.

Para adquirir el CD correspondiente a cada

lección debe enviar un mail a:

[email protected].

El CD correspondiente a la lección 1 de la

primera etapa es GRATIS, y en la edición Nº

295 dimos las instrucciones de descarga. Si

no poee la revista, solicite dichas instruccio-

nes de descarga gratuita a: capacita-

[email protected]

A partir de la lección Nº 2 de la primera

etapa, cuya guía de estudio fue publicada

en Saber Electrónica Nº 296, el CD (de cada

lección) tiene un costo de $25 (en

Argentina) y puede solicitarlo enviando un

mail a [email protected]

Tec Sup E4 L6 Digitales.qxd:LECC 1 .qxd 21/01/14 09:59 Page 17

gu lar. Se rá un trans for ma dor más pa re ci do a un trans for ma dor de pul sos de TV pe ro

de ma yor ta ma ño, aun que to do de pen de de la po ten cia que se le es tá apli can do al par -

lan te. Si Ud. es tá pen san do que ade más van a apa re cer las dis tor sio nes de bi das a la

cur va de his té re sis del hie rro, lo va mos a tran qui li zar, por que no tie ne ma yor im por tan -

cia la li nea li dad del in duc tor de fil tro.

MODULACION ANALOGICA Y MODULACION DIGITAL

Uno de los ma yo res atrac ti vos del am pli fi ca dor en cla se D es que su fun cio na mien -

to pue de con si de rar se (con cier tas re ser vas) co mo di gi tal, ya que la am pli fi ca ción de

la se ñal de au dio se lle va a ca bo me dian te el mues treo de la se ñal ana ló gi ca, ob te -

nien do una co di fi ca ción por an cho de pul so (tam bién lla ma da cuan ti za ción de 1 bit co -

mo pa ra com pli car un po co más la co sa).

En ge ne ral, es ta co di fi ca ción PWM se lle va a ca bo de for ma ana ló gi ca me dian te la

com pa ra ción de la se ñal de en tra da con una se ñal trian gu lar de fre cuen cia mu cho ma -

yor que la fre cuen cia má xi ma de la se ñal de au dio, de ma ne ra que pue de evi tar se el

fe nó me no de “alia sing” (ba ti do de las al tas fre cuen cias de la se ñal de au dio con la fun -

da men tal de la PWM).

Da do que los sis te mas ac tua les de so por te y re pro duc ción

de au dio es tán ba sa dos en pro ce sos di gi ta les (CD, DVD etc.),

es pre ci so con ver tir pri me ro los da tos di gi ta les del dis co, al

mun do ana ló gi co pa ra po der lle var a ca bo la am pli fi ca ción cla -

se “D”. El em pleo de con ver ti do res D/A aña de dis tor sión a la

se ñal de au dio, por lo que un pream pli fi ca dor y una eta pa de

po ten cia cui da do sa men te di se ña da pue den re sul tar inú ti les

fren te a un con ver sor D/A de ma la ca li dad. La ven ta ja del am -

pli fi ca dor en cla se D es que la se ñal di gi tal de en tra da pue de

ser am pli fi ca da sin la ne ce si dad de con ver ti do res, me dian te el

em pleo de dis tin tas téc ni cas de con ver sión PCM a PWM.

En es ta con ver sión es muy fre cuen te el em pleo de téc ni cas

de “noi se sha ping” pa ra re du cir el rui do de bi do a la cuan ti za -

ción de la se ñal, lo que me jo ra la dis tor sión ar mó ni ca to tal de

ma ne ra sig ni fi ca ti va. Es ta téc ni ca se ba sa en una ecua ción de -

ter mi nís ti ca que em plea un cuan ti za dor fi no em be bi do en un

la zo de rea li men ta ción, pa ra con se guir al te rar la dis tri bu ción

del rui do de cuan ti za ción in he ren te a la se ñal di gi tal, con el fin

de ob te ner una me nor dis tor sión de cuan ti fi ca ción.

Me dian te el em pleo de un DSP es po si ble in te grar en un

so lo dis po si ti vo el pro ce so di gi tal ha bi tual (fil tros, re tar dos,

cros so vers, etc) y la am pli fi ca ción sin la ne ce si dad de em plear

con ver ti do res D/A, es de cir pa san do di rec ta men te de PCM a

PWM. Ver la fi gu ra 1.

Co mo se pue de ob ser var en los equi pos clá si cos de CD (el

AI WA330 es el más co no ci do) la se ñal ori gi nal gra ba da en el

dis co con el có di go de CD se de co di fi ca y se trans for ma en la

clá si ca se ñal es te reo fó ni ca di gi tal o se ñal PCM que se pue de

ob te ner en el co nec tor óp ti co, uti li za do pa ra co nec tar un am pli -

fi ca dor es te reo fó ni co con en tra da di gi tal del ti po de los uti li za -

dos por los equi pos de mi ni disc de Sony.

Lección 6, Etapa4

18 Etapa 4

CURSO DE TÉCNICO SUPERIOR EN ELECTRÓNICA

Figura 1


Teoría

FILTRO PWM REAL

En la en tre ga an te rior le in di ca mos las fór mu las pa ra cal cu lar el fil tro PWM. A con -

ti nua ción va mos a re sol ver un ca so prác ti co de un am pli fi ca dor de au dio (pa ra un par -

lan te de 8 Ohm), de ban da com ple ta uti li zan do di chas fór mu las:

L1 = (1,41 . 8) / (6,28 . 20.000) = 89,8µHy

C1 = 1 / (8,85 . 20.000 . 8) = .7 10-6 = .7µF

Es tos va lo res se pue den lle var a un si mu la dor Elec tro nics Work bench Mul ti sim pa -

ra ve ri fi car el fun cio na mien to con un ge ne ra dor de on da rec tan gu lar de 100kHz. Ver

fi gu ra 2.

Se pue de ob ser var que la pri mer ar mó ni ca de la por ta do ra tie ne una am pli tud de

pi co 500mV apro xi ma da men te cuan do la por ta do ra tie ne 10V de pi co, es de cir un

2,5% que es un va lor acep ta ble men te ba jo pa ra el par lan te.

EL MODULADOR PWM CON FILTRO REAL

Comenzaremos a estudiar cir cui tos pa ra que los pue da ar mar y pro bar. Le re cor -

da mos que son to dos cir cui tos ex pe ri men ta les crea dos por el au tor, por lo que su co -

men ta rio pue de con tri buir al me jo ra mien to de los mis mos. Ud. pue de ob ser var sim ple -

men te es te capítulo,

pe ro la idea del au -

tor al rea li zar lo es

que ar me las si mu -

la cio nes y las prue -

be. Si Ud. es alum no

de un in dus trial de

elec tró ni ca, in sis ta

a sus pro fe so res pa -

ra que jun tos rea li -

cen las si mu la cio -

nes. Lo que Ud. pue -

de apren der rea li -

zan do las si mu la cio -

nes es in fi ni ta men -

te ma yor a lo que

pue de apren der le -

yen do el ar tí cu lo

sim ple men te.

La fi gu ra 2 que

uti li za mos pa ra pro bar el fil tro nos pue de re sul tar muy di dác ti ca pa ra en ten der el fun -

cio na mien to del am pli fi ca dor PWM. La se ñal del ge ne ra dor es una se ñal rec tan gu lar

de am pli tud cons tan te.


ETAPA 4: “TÉCNICO EN SISTEMAS DE AUDIO”

Figura 2


¿Có mo pue de ser en ton ces que ope re co mo fuen te de in for ma ción de au dio en un

sis te ma real?

Por que cam bia el tiem po de ac ti vi dad de acuer do al so ni do.

Ima gi ne mos que Ud. quie re es cu char una se ñal muy sen ci lli ta. Un to no de au dio

de 1kHz de ba ja am pli tud. El mo du la dor ge ne ra una por ta do ra de por ejem plo 100kHz

y co mien za a cam biar le el tiem po de ac ti vi dad de mo do que va ríe por ejem plo de 40%

a 60% en 1ms (que es el pe río do de una se ñal de 1kHz) pa san do por to dos los va lo -

res in ter me dios, in clu yen do el 50% del tiem po de ac ti vi dad, que es cuan do la si nu soi -

de de 1kHz pa sa por ce ro. Pa ra en ten der per fec ta men te el con cep to, va mos a si mu lar

el cir cui to del mo du la dor al que va mos a car gar con un fil tro sen ci llo ti po RC pa ra co -

nec tar multímetro di gi tal que mi da la sa li da fil tra da. Ver la fi gu ra 3.

Co men ce mos ex pli can do que un com pa ra dor es un CI ana ló gi co que de tec ta cuan -

do la en tra da (+) es más al ta que la en tra da (-) ge ne ran do un es ta do al to en su sa li da

que es del ti po a co lec tor abier to (la re sis ten cia de car ga de be ser ex ter na, en nues tro

ca so es R1 co nec ta da a +18V).

Aho ra ob ser ve que la pa ta (+) es tá co nec ta da a un ge ne ra dor de dien te de sie rra

de 100kHz con un pe río do de ac ti vi dad del 50% y la pa ta (-) es tá co nec ta da al cur sor

de un po ten ció me tro cu yos ex tre mos es tán co nec ta dos a +1V y -1V; el cur sor ten drá,

por lo tan to, un po ten cial nu lo cuan do es tá en la mi tad de su re co rri do, que es el ca -

so mos tra do.

Co mo el dien te de sie rra es de CA, la mi tad del tiem po la ten sión de la en tra da (+)

es tá por arri ba de ce ro y la otra mi tad es tá por aba jo. En el os ci los co pio se ob ser va la

se ñal de sa li da, que es una cua dra da con pi cos de +18V y -17V ya que el tran sis tor in -

ter no al sa tu rar se que da a 1V.

Lección 6, Etapa4

20 Etapa 4


Figura 3


Teoría

¿Cuál es el va lor me dio de es ta se ñal?

Prác ti ca men te ce ro, si no fue ra por el pro ble ma de la ten sión de sa tu ra ción. Ob -

ser ve el multímetro y la for ma de se ñal en la en tra da B del os ci los co pio. El os ci lo gra -

ma in di ca un pe que ño rip ple de bi do a que no qui si mos po ner un va lor muy gran de de

C pa ra agi li zar la si mu la ción.

¿Pa ra qué sir ve el po ten ció me tro?

Pa ra re cor tar el dien te de sie rra de la pa ta po si ti va en di fe ren tes lu ga res y así ge -

ne rar una PWM con un va lor me dio dis tin to de ce ro. En la fi gu ra 4 se pue de ob ser var

las dos se ña les de en tra da y el re sul ta do so bre la sa li da.

No ta: en el os ci los co pio de cua tro ca na les se des pla za ron los ce ros de los ca na -

les A y B a la pri mer lí nea de la cua drí cu la, em pe zan do des de arri ba, y los ca na les C

y D a una lí nea por de ba jo del cen tro. Ob ser ve que la ten sión con ti nua del po ten ció -

me tro co lo ca do al 75% cor ta al dien te de sie rra en for ma asi mé tri ca y ge ne ra, por lo

tan to, una se ñal de sa li da rec tan gu lar con un se mi pe río do po si ti vo cor to y un se mi pe -

río do ne ga ti vo lar go. El va lor me dio so bre C1 que da prác ti ca men te a un va lor de -7,5V

me di dos en el os ci los co pio, o exac ta men te -7,67V in di ca dos por el multímetro.

A con ti nua ción mos tra mos el ca so in ver so, o sea mo vien do el po ten ció me tro al

25% de su va lor má xi mo, ob te nien do las se ña les de la fi gu ra 5. En es te ca so se pue -

de ob ser var que el re cor te del dien te de sie rra ocu rre por de ba jo del cen tro, de mo do

que la se ñal de sa li da es rec tan gu lar pe ro con un se mi pe río do po si ti vo lar go y un se -

mi pe río do ne ga ti vo cor to. Es to im pli ca un va lor me dio po si ti vo de 7,15V.

¿Qué uti li dad prác ti ca tie ne es te cir cui to?

Prác ti ca men te nin gu na, pe ro tie ne un gran va lor di dác ti co por que a con ti nua ción

va mos a reem pla zar el po ten ció me tro por una se ñal se noi dal de 1kHz y a ob ser var las

sa li das. Ver la fi gu ra 6.



Figura 4


Lección 6, Etapa4

22 Etapa 4


Figura 5

Figura 6


Teoría

Prác ti ca men te no se pue de ob ser var di fe ren cia al gu na en una fi gu ra es tá ti ca pe -

ro en la si mu la ción se pue de ob ser var que el pun to de cor te del dien te de sie rra su be

y ba ja a un rit mo de 1kHz y que el pe río do de ac ti vi dad de la sa li da del com pa ra dor

cam bia de un mí ni mo a un má xi mo. Si mo di fi ca mos la ba se de tiem po del os ci los co -

pio pa ra que se pue da ob ser var la se ñal de 1kHz se ob tie ne lo in di ca do en la fi gu ra 7.

Aquí se pue de ob ser var que el va lor me dio de la sa li da va ría con la mis ma for ma de

se ñal que la en tra da por la pa ta ne ga ti va, sal vo un pe que ño res to de por ta do ra de

100kHz que no mo les ta por ser inau di ble.

¿Qué con clu sio nes po de mos sa car de to do es to?

Que una se ñal se noi dal se pue de des com po ner en una PWM y lue go vol ver a re -

cons truir la sin pro du cir le dis tor sión. Y es to sig ni fi ca que pue do rea li zar una am pli fi ca -

ción de po ten cia to man do la se ñal del mo du la dor y co lo cán do la en una lla ve a mos fet

de al to ren di mien to que teó ri ca men te de be ría tra ba jar to tal men te fría si no tu vie ra pér -

di das de con mu ta ción. Pos te rior men te se de be pa sar es ta se ñal por un fil tro y apli car -

la al par lan te.

Fá cil men te se po dría uti li zar un MOS FET de ca nal N de 32A co mo el IRF540 y apli -

car lo a una fuen te de +250V y un MOS FET co mo el IRF9540 y apli car lo a una fuen te

de -250V. Con un par lan te de 8 Ohm ob ten dría mos una po ten cia de (250.0,703)2/8

= 3800W (rea les, no PM PO). Por su pues to, en la rea li dad el pro ble ma no es tan sen -

ci llo por que un fil tro pa ra una co rrien te de 30A no es mo co de pa vo y los MOS FET en

rea li dad se ca lien tan cuan do con du cen por que pue den te ner una re sis ten cia in ter na

de 0,2 Ohm y cuan do cir cu lan 40A por 0,2 Ohm se di si pan 80W (40 en ca da MOS FET)

y no es fá cil eva cuar les el ca lor ge ne ra do.

De cual quier mo do, cuan do se tra ta de ha cer am pli fi ca do res de más de 200W es

con ve nien te re cu rrir a los am pli fi ca do res di gi ta les por que ade más son mu cho mas fá -



Figura 7


ci les de pro te ger. Lo mis mo cuan do se re quie re un ele va do ren di mien to aun que no se

ne ce si te una gran po ten cia, co mo por ejem plo en los equi pos pa ra pu bli ci dad mó vil en

au to o en avión.

LLAVES PWM CON TRANSISTORES

Si le car gá ra mos nues tro fil tro real al LM139E no ten dría mos nin gún re sul ta do,

por que su re sis ten cia de sa li da es la que no so tros co lo ca mos en tre la sa li da y fuen te,

que es de unos 220 Ohm co mo mí ni mo y no ad mi te la car ga de un fil tro de 8 Ohm. La

sa li da del com pa ra dor de be ser re for za da y el re fuer zo de pen de de la po ten cia del

equi po que Ud. de sea di se ñar.

Si se tra ta de me dia po ten cia, se pue den uti li zar sim ples tran sis to res Dar ling tons

com ple men ta rios que es lo que va mos a in di car a con ti nua ción en la fi gu ra 8. Si se tra -

ta de al ta po ten cia, es tos tran sis to res se trans for man en ex ci ta do res de un par de

MOS FETS es de cir que el cir cui to real men te no cam bia mu cho, só lo se le agre gan eta -

pas. Si Ud. ob ser va aten ta men te la fi gu ra no va a te ner in con ve nien te en re co no cer al -

gu nas sec cio nes clá si cas y otras nue vas pe ro que ya pre sen ta mos en es te ar tí cu lo.

A la iz quier da es tá el mo du la dor PWM y a la de re cha el fil tro pa ra car ga de 8 Ohm.

En el cen tro te ne mos una clá si ca eta pa de sa li da de si me tría com ple men ta ria con

tran sis to res Dar ling ton com ple men ta rios com pen sa dos en tem pe ra tu ra por una se rie

de dio dos 1N4148.

Q3 fun cio na cuan do la ten sión de sa li da del com pa ra dor es su pe rior a ce ro. Q4

cuan do es in fe rior. Co mo am bos tie nen una dis po si ción en co lec tor co mún, la re sis ten -

cia de sa li da es muy ba ja e igual a la re sis ten cia de car ga del com pa ra dor (R3) di vi di -

do por el be ta del tran sis tor, que por ser un Dar ling ton pue de es ti mar se co mo 500 de

va lor pro me dio. Es to sig ni fi ca que la re sis ten cia de sa li da del par es de apro xi ma da -

men te 1000/500 = 2 Ohm.

Los dio dos se co lo -

can pa ra com pen sar

las ba rre ras in ter nas de

los Dar ling tons. Co mo

ca da uno po see dos ba -

rre ras en se rie se de -

ben co lo car 4 dio dos. Si

las ba ses sim ple men te

se unie ran, el cir cui to

fun cio na ría pe ro con

una im por tan te dis tor -

sión cuan do la sa li da

atra vie sa el ce ro o cam -

bia el sen ti do de la cir -

cu la ción de co rrien te.

En efec to, has ta

que la sa li da del com -

pa ra dor no lle gue a

1,2V el tran sis tor Q3 no

con du ci ría. Y lo mis mo

ocu rre cuan do la ten -

sión ba ja has ta -1,2V

Lección 6, Etapa4

24 Etapa 4


Figura 8


Teoría

mo men to en que con du ce Q4. En tre -1,2 y +1,2 no con du ci ría nin gu no de los dos tran -

sis to res y la sa li da ten dría una dis con ti nui dad. Co lo can do los dio dos el pro ble ma se

so lu cio na. Ima gí ne se que la sa li da del com pa ra dor es tá en -2V y por lo tan to es tá con -

du cien do Q4. Si es ta ten sión co mien za a acer car se a la de ma sa en de ter mi na do mo -

men to la ba se de Q4 es ta rá a -1,2V, pe ro de bi do a los dio dos la ba se de Q3 es ta rá por

con du cir por que ya tie ne 1,2V. Es de cir que ape nas cor ta Q4 co mien za a con du cir Q3

y no hay dis con ti nui dad en el fun cio na mien to.

¿Cuál es la po ten cia má xi ma que pue de en tre gar nues tro cir cui to?

Teó ri ca men te la ten sión de pi co del au dio de sa li da so bre el par lan te pue de ser

igual a la ten sión de sa li da de la lla ve elec tró ni ca. En nues tro ca so la sa li da pue de ser

en ton ces de 18V de pi co o de 32V pap.

En es te ca so la ten sión efi caz de sa li da se rá de 18V/1,41 = 12,76V y la po ten cia

se de ter mi na con la fór mu la V2/R en don de R es la re sis ten cia del par lan te. Reem pla -

zan do ob te ne mos (12,76)2 / 8 = 20W.

AMPLIFICADOR DE POTENCIA CON MOSFET

Pa ra com ple tar es ta tema, que da por mos trar un am pli fi ca dor PWM prác ti co pa ra

po ten cias su pe rio res a 100W. Cuan do se tra ta de con mu tar al tas co rrien tes y ele va -

das ten sio nes, los MOS FETS son ini gua la bles en cuan to a ren di mien to. Só lo hay que

te ner en cuen ta que ex ci tar los no es tan fá cil co mo pa re ce. Exis te la ten den cia a pen -

sar que una com puer ta ais la da que no con su me co rrien te re sis ti va se pue de ex ci tar a

al ta im pe dan cia. Y real men te no es así. Cuan do se tra ba ja con MOS FETS de gran po -

ten cia, la ca pa ci dad de la com puer ta tie ne una im por tan cia fun da men tal so bre el di -

se ño del ex ci ta dor, que siem pre es una eta pa de ba ja im pe dan cia de sa li da pa ra que

el ca pa ci tor de com puer ta se car gue y se des car gue rá pi da men te.

En la fi gu ra 9 se pue de ob ser var un am pli fi ca dor PWM di se ña do por el au tor y uti -



Figura 9


li za do has ta una sa li da de 30V pi co so bre 8 Ohm. El cál cu lo de la po ten cia se rá en ton -

ces (30.0,707)2 / 8 = 107W, es de cir apro xi ma da men te 100W. El cir cui to es muy cla -

ro. Ob ser ve que el mis mo es tá di vi di do en dos sec to res. Un sec tor de sa li da y un pre.

No di bu ja mos el mo du la dor por que pa ra pro bar el am pli fi ca dor es pre fe ri ble de jar lo de

la do y agre gar lo pos te rior men te.

Ob ser ve que se uti li za ron dos MOS FETS com ple men ta rios, uno ti po P de en ri que -

ci mien to y uno ti po N de en ri que ci mien to. Ele gi mos tran sis to res de 32 Am pe res, aun -

que es te pro yec to no lo re quie re ya que la co rrien te pi co es de 30V/8 Ohm = 3,75A.

Del mis mo mo do, los tran sis to res so por tan una ten sión de fuen te de 100V y los usa -

mos en 30. Es to pa re ce un des per di cio, pe ro en el fon do no es así. Un MOS FET de 32A

tie ne una re sis ten cia de sa tu ra ción de 200 mOhm lo cual im pli ca un ren di mien to muy

al to y una ba ja tem pe ra tu ra de tra ba jo cuan do se lo tra ba ja a só lo 3,75A. El ex ce so de

ten sión con tri bu ye a lo grar un pro yec to ca si in des truc ti ble, in clu si ve si se po ne el par -

lan te en cor to por que en ton ces la co rrien te por los MOS FETS que da li mi ta da por el in -

duc tor. Más ade lan te se ana li za rán las con di cio nes de se gu ri dad con to do de ta lle.

Es im por tan te ob ser var que Q1 y Q2 se com por tan co mo un push pull. En rea li -

dad, el nom bre más co no ci do es el de se mi puen te por que la ra ma de sa li da se pa -

re ce a me dio puen te H de los uti li za dos en elec tró ni ca in dus trial pa ra ali men tar mo -

to res de CC.

Por el ti po de tran sis tor uti li za do, Q2 con du ci rá cuan do la com puer ta se en cuen -

tre unos 4V por de ba jo del ter mi nal de fuen te y Q1 cuan do la com puer ta se en cuen -

tre unos 4V por en ci ma del ter mi nal de fuen te. Es to sig ni fi ca que las com puer tas se

de ben ali men tar con una di fe ren cia en su va lor de po la ri za ción, es de cir que la com -

puer ta de Q2 de be te ner su ma da una con ti nua y la com puer ta de Q1 de be te ner la

res ta da.

Es tas ten sio nes se pue den con se guir con dio dos ze ner pe ro el fun cio na mien to de

es te am pli fi ca dor en CA es ideal pa ra lo grar que las ten sio nes se pro duz can car gan do

ca pa ci to res de pa so (en es te ca so C2 y C3) me dian te los dio dos li mi ta do res D1 y D2.

D1 no per mi te que la ten sión de com puer ta de Q2 su pe re los 30,6V y D2 no per -

mi te que la com puer ta de Q1 ten ga un va lor in fe rior a -30,6V. Su uso car ga los ca pa -

Lección 6, Etapa4

26 Etapa 4


Figura 10


Teoría

ci to res C3 y C2 exac ta men te con el va lor ne ce sa rio pa ra que el cir cui to que de bien po -

la ri za do y los tran sis to res con mu ten rá pi da men te au men tan do su ren di mien to. R5 y

R7 ope ran co mo una car ga mí ni ma de Q3 y Q4 que ayu dan a me jo rar el arran que del

cir cui to sin afec tar ma yor men te su ren di mien to (si Ud. no los co lo ca, el si mu la dor

arran ca dan do un men sa je de fa lla). El par com ple men ta rios Q3 y Q4 se en car gan de

ex ci tar a las com puer tas a muy ba ja im pe dan cia y dan do un ca mi no de cir cu la ción de

las co rrien tes en las dos di rec cio nes po si bles (car ga y des car ga de los ca pa ci to res in -

ter nos de com puer ta).

Ob ser ve que la ten sión de ali men ta ción de es tos tran sis to res es me nor que la ten -

sión de las fuen tes de sa li da, lo cual per mi te, pos te rior men te, ali men tar al mo du la dor

con una ten sión ale ja da de su va lor má xi mo de +-18V. Si el lec tor lo de sea, pue de ali -

men tar el pream pli fi ca dor con un va lor me nor, co mo por ejem plo +-10V, que es un va -

lor que aún su pe ra am plia men te el va lor ne ce sa rio de ex ci ta ción de los MOS FETS.

Es de cir que el cir cui to tie ne, co mo ca rac te rís ti ca im por tan te, se pa rar las fuen tes

de las eta pas de sa li da y la pream pli fi ca do ra. Con es to se con si gue di se ñar un am pli -

fi ca dor muy fle xi ble sim ple men te cam bian do las fuen tes V1 y V2. El au tor tie ne ex pe -

rien cia en el di se ño de am pli fi ca do res de 400W sim ple men te uti li zan do fuen tes de +-

80V. Tam bién se pue de cam biar el va lor del par lan te por 4 Ohm si se cam bia el di se -

ño del fil tro y tra ba jar con ten sio nes me no res de fuen te. Lo más im por tan te es que Ud.

ma ne je el te ma con gran co no ci mien to de lo que es tá fa bri can do. De he cho, el te ma

del au dio de gran po ten cia es muy es pe cial por que for ma un ni cho de pro duc ción que

no es tá ocu pa do por los pro duc tos im por ta dos, ya que los am pli fi ca do res pa ra bo li -

ches sue len es tar in clui dos en el ba fle y por su pues to no ad mi ten el va lor de un fle te

des de el ex te rior.

PRUEBA DE LA ETAPA DE POTENCIA Y EXCITADORA

¿Pa ra tra ba jar en un te ma co mo el in di ca do es prác ti ca men te im pres cin di ble po -

seer un ge ne ra dor de fun cio nes?

No, pe ro se ne ce si ta una fuen te de se ñal de on da rec tan gu lar con tiem po de ac ti -

vi dad y fre cuen cia va ria ble que imi te la sa li da por co lec tor abier to de los com pa ra do -

res de ten sión.

Por el mo men to va mos a tra ba jar con un ge ne ra dor de fun cio nes, pe ro más ade -

lan te le va mos a ex pli car có mo se cons tru ye un ge ne ra dor de reem pla zo con un PIC y

muy po cos com po nen tes ex ter nos.

Con un multímetro y un ge ne ra dor de fun cio nes se pue de ha cer real men te mu cho.

In clu si ve una me di ción de li nea li dad del sis te ma. Pe ro ex pli que mos qué sig ni fi ca “li -

nea li dad” en un equi po di gi tal.

En un equi po ana ló gi co sig ni fi ca que la ten sión de sa li da sea per fec ta men te pro -

por cio nal a la ten sión de en tra da, an tes de uti li zar la rea li men ta ción ne ga ti va que to -

do am pli fi ca dor ne ce si ta. Es to, por lo ge ne ral, es im po si ble de rea li zar en la prác ti ca,

por que los am pli fi ca do res de au dio ana ló gi cos rea li men tan tan to la se ñal de al ter na

co mo la de con ti nua por la mis ma red y si se des co nec ta al rea li men ta ción de al ter na

el am pli fi ca dor no fun cio na por que que da mal po la ri za do. Los am pli fi ca do res PWM

per mi ten un aná li sis muy com ple to sin apli car rea li men ta ción. In clu si ve la rea li men ta -

ción es mu cho más mo de ra da por que no tie nen gran des dis tor sio nes im plí ci tas.

¿Me dir dis tor sión con un multímetro?

Sí, esto es posible. La idea es co lo car un multímetro so bre la car ga (que por su -



SOBRE LA CUARTA ETAPA:

TÉCNICO EN SISTEMAS DE AUDIO

Una vez concluída la cuarta etapa de

esta Carrera y alcanzados los objetivos, el

alumno obtiene el Título de “Técnico en

Sistemas de Audio”. Tratamos en este

módulo de estudio (cuarta etapa de la

Carrera) todo lo referente al audio, desde

el principio, para que cualquier persona

que tenga, o no, conocimientos de elec-

trónica pueda entenderlo.

Estudia, en la primera lección, qué es

el sonido, cómo se desplazan las ondas

sonoras, período, frecuencia, para luego

seguir, es la lección Nº 2, con los modelos

clásicos de amplificadores, las configura-

ciones circuitales básicas en donde, a

través de algunas fórmulas no muy com-

plicadas, aprenderá a calcular diferentes

tipos de amplificadores según la uti-lidad

para la cual usted lo necesite. Según las

distintas configuraciones, existen varias

formas de polarizar un transistor con sus

ventajas y desventajas, aprenderá tam-

bién a calcular capacitores de paso y verá

los diferentes tipos de acoplamientos

entre etapas. En la lección Nº 4 damos

una explicación de qué son los preamplifi-

cadores y sus circuitos derivados, como

ser controles de tono, qué es reali-

mentación negativa, realimentación mul-

tietapa, el sistema Baxendall, filtros, con-

troles de volumen y balance, entradas,

ecualización. La quinta lección está dedi-

cada a las etapas de salida, en sus difer-

entes configuraciones. Para finalizar, en

la lección Nº 6, que es la que está leyen-

do, estudia a los amplificadores digitales

y los equipos de última generación.

Cada lección incluye prácticas y

talleres con distintos montajes relaciona-

dos con el audio y que creemos le serán

de utilidad, ya sea para el aprendizaje o

para el desarrollo de su actividad profe-

sio-nal: en esta lección encontrará una

fuente de alimentación, un seguidor de

señales, vúmetros y amplificadores.


pues to no pue de ser la bocina o par lan te si no una car ga re sis ti va), luego co lo car la se -

ñal de en tra da con la fre cuen cia de la por ta do ra PWM ele gi da y un pe río do de ac ti vi -

dad del 50%.

El multímetro de be rá in di car un va lor prác ti ca men te nu lo. Ver la fi gu ra 10. Ob ser -

ve que el multímetro in di ca -88 mV que pue de con si de rar se co mo un va lor nu lo. Aho -

ra se de be pro bar con un va lor de tiem po de ac ti vi dad de 1% y vol ver a leer el multí-

metro. Lue go se lo lle va a 99% y se vuel ve a me dir la ten sión de sa li da, tal como se

observa en la figura 11.

Ya se pue de ob ser var que el pre y la sa li da son per fec ta men te li nea les por que los

va lo res de +29.252 y -29,686 son prác ti ca men te equi dis tan tes de 0. Si lo de sea, pue -

de rea li zar me di cio nes in ter me dias y tra zar una grá fi ca.

¿Co mo es po si ble que com po nen tes al ta men te ali nea les co mo los tran sis to res bi -

po la res y los MOS FET ge ne ren una li nea li dad tan per fec ta?

Por que se los uti li za al cor te o a la sa tu ra ción, nun ca a un va lor in ter me dio. Eso

sig ni fi ca di gi ta li zar un cir cui to. J

Lección 6, Etapa4

28 Etapa 4


Figura 11


Teoría

Si bien esta lección es sobre amplificadores de audio digitales, por motivos de

espacio no podemos editar un circuito de este tipo en estas páginas (aunque se

encuentra en la parte práctica del CD que contiene esta lección y que Ud. Puede

descargar desde nuestra web). Es por eso que le proponemos el armado de un ampli-

ficador “convencional”, basado en un módulo STK de la firma Sanyo.

En la figura 1 se puede observar el circuito sugerido. La bobina (en paralelo con la

resistencia de 4.7 ohm en la salida del sistema) debe ser de 3µH. Puede lograrse enro-

llando tres capas de alambre esmaltado de 1.5mm de sección sobre esa resistencia.

El modulo STK, internamente contiene cuatro transistores bipolares necesarios

para desarrollar los 205 watts sobre cargas de 4 ohm o 150W sobre 8 ohm.



Figura 1

En la década del 70 del siglo pasado se hicieron famosos los módu-

los amplificadores híbridos de Sanyo por poder manejar potencias

muy elevadas en un pequeño espacio espacio y con la necesidad de

muy pocos componentes externos. Es por eso que hoy en día siguen

siendo muy populares entre los “audiófilos” que desean contar con

etapas de potencia fáciles de manejar. El siguiente montaje es una

aplicación del módulo STK 208.

Montaje DestacadoAmplificador de 200W


En la tabla 1 puede ver las condiciones de tra-

bajo establecidas por el fabricante. Como se

observa en dicha tabla, hay dos versiones de este

módulo difiriendo entre ellos sólo por la distor-

sión armónica y el precio.

Hemos evaluado el funcionamiento sobre car-

gas de 4 ohm y no notamos problema alguno. La

distorsión crece notablemente pero dentro de

parámetros aceptables para el mas exigente de

los oídos, principalmente se nota cuando truena

una nota de baja frecuencia proveniente de la

percusión.

Para obtener 205W de potencia basta ali-

mentar el sistema con 55V y cargarlo con un par-

lante de 4 ohm (o dos de 8 ohm en paralelo simé-

trico).

Con respecto a la fuente, Sanyo recomienda

utilizar una fuente convencional con un transfor-

mador eléctrico, un puente de diodos de onda

completa y dos capacitores (uno para V+ / Masa

y el otro para Masa / V-) de 10000µF cada uno.

Además, aconseja colocar una resistencia de 500

ohm entre V+ y masa y otra del mismo valor entre

masa y V-.

En la figura 2 se puede apreciar una suge-

rencia para la placa de circuito impreso en tama-

ño real.

El circuito integrado debe ir montado sobre

un disipador de calor de grandes dimensiones

con el objeto de poder refrigerarlo cuando está

manejando la máxima potencia; en general se

usan disipadores con aletas con superficies de

refrigeración superiores a los 400 cm2 con un

ancho del perfil de aluminio superior a los 5 mm.

Como preamplificador puede usarse cual-

quier circuito convencional, incluso cualquiera de

los se encuentran en la sección “Taller” de la

segunda lección de esta etapa de estudio. Tenga

en cuenta que ambas etapas deben tener los res-

pecitvos desacoples para un funcionamiento correcto. J

Lección 6, Etapa4

30 Etapa 4


Tabla 1

Figura 2


Taller

Muchos fanáticos, sobre todo lo más viejitos, sostienen que no hay amplificado-

res de audio como los antiguos a válvula y, aunque las pruebas de laboratorio

pueden indicar lo contrario, quienes han experimentado con estos equipos

pueden dar cuenta que algo de razón hay.

De la misma manera, están los que prefieren a los transistores de potencia en

lugar de los circuitos integrados de potencia de audio y es por ello que sugerimos el

siguiente circuito.

El circuito se muestra en la figura 3 y utiliza transistores complementarios para

lograr así la potencia deseada. Se alimenta con una fuente de 45V+45V y consume 5

amperes. Todos los transistores, exceptuando los BC556C deben ser montados sobre

el disipador térmico, el cual debe ser uno de los laterales del gabinete. Los diodos mar-

cados como A, B y C son 1N4001 y deben ser montados también sobre el disipador de

calor pero con grasa térmica. La entrada debe ser línea de 1Vpp estándar.

La fuente de alimentación no tiene que ser estabilizada pero si bien filtrada.

Recomendamos seguir el esquema de la figura 4.

En este caso el transformador tiene un secundario con toma central de 32V-0-32V

(ó 64V con toma central).

Para una configuración mono debe tener una corriente de 5A, para estéreo 10A.



Figura 3

Para los que querían más potencia de audio y no quieren un montaje

con circuitos integrados, presentamos este circuito capaz de entregar

hasta 260W RMS sobre una carga de 8 ohm.

Montaje Amplificador de 260W con Transistores


Los diodos deben ser de al menos 100V

por 6A para mono y 100V 12A para esté-

reo. Los capacitores deben ser de

4700µF x 63V cada uno. No debe usar

tensiones mayores puesto que eso afec-

taría la curva de trabajo del capacitor

(no filtraría en forma óptima).

El montaje se puede realizar en una

placa de circuito impreso que puede

encontrar en la sección práctica del CD

que acompaña a esta lección.

Un simple circuito integrado y muy pocos componentes pasivos periféricos, nos

permiten disfrutar de nuestra música favorita a una excelente potencia para la mayo-

ría de los usos domésticos. Presentamos este amplificador de muy buena calidad y a

un bajísimo precio de armado que, además, se puede utilizar como seguidor de seña-

les (analizador dinámico) para la búsqueda de fallas en etapas electrónicas.

Esta hecho en base al circuito integrado TDA2040. Este CI es muy comúnmente

usado en equipos domésticos, debido a su excelente calidad de audio lograda, facili-

dad en la construcción del circuito y pocos componentes electrónicos asociados.

Como puede observar en el esquema de la figura 5, no hay nada especial en

este circuito, el desacople de continua a la entrada, por medio del

capacitor electrolítico no polarizado, la realimentación, la carga RC

y, por supuesto, el parlante.

Este circuito debe ser alimentado por una fuente de continua par-

tida de 20+20V con una corriente de 1A por canal. La tensión positi-

va ingresa por el pin 5 mientras que la negativa lo hace por el 3. Entre

cada vía de alimentación y masa se deberá colocar un capacitor elec-

trolítico de 220µF junto con otro en paralelo, cerámico, de 100nF. De

esta forma se efectúa un correcto desacople y filtrado de la fuente.

Recuerde equipar al chip con un adecuado disipador de calor.

Se deduce que su uso es variado y universal. Se puede emplear

para amplificar la señal de un micrófono, la de una guitarra eléctrica.

Usando dos circuitos (para estéreo) se puede amplificar la señal de audio de una PC,

notebook, netbook, ipod, mp3, radio o radiograbador, bandeja giradiscos, bandeja

reproductora de CD, salida de audio de un TV, etc. J

Lección 6, Etapa4

32 Etapa 4


Figura 4

Presentamos un Amplificador Seguidor de 25W con un simple inte-

grado TDA2040 y muy pocos componentes que nos permitirá escu-

char un sonido de alta calidad y potencia.

Montaje Amplificador Seguidor de 25W

Figura 5


Desarrollo de Microcontroladores

Microcontroladores 3 3

Arduino es una herramienta para hacer que las computadoras puedan “sentir y controlarel mundo físico” en base a órdenes muy fáciles de establecer. Es una plataforma de desa-rrollo de computación física (physical computing) de código abierto, basada en una placasencilla con un microcontrolador y un entorno de desarrollo (software Arduino) para crearprogramas que serán grabados en el microcontrolador de la placa. Puede usar Arduinopara crear objetos interactivos, leyendo datos de una gran variedad de interruptores y sen-sores y controlar multitud de tipos de luces, motores y otros actuadores físicos. Los pro-yectos de Arduino pueden ser autónomos o comunicarse con un programa (software) quese ejecute en una computadora personal y hasta en un smarphone. La placa puede mon-tarla Ud. mismo o comprarla ya lista para usar y el software de desarrollo es abierto y lopuede descargar gratis desde Internet. En esta entrega explica qué es Arduino, cuáles sonlos primeros pasos que el lector debe dar para trabajar con esta plataforma, cómo es el kitbásico de desarrollo y explicaremos cómo se emplea el software Arduino, cuya página ofi-cial es http://www.arduino.cc/es y entendiendo que los textos están licenciados bajo“Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License” y que el código fuente de losejemplos en la guía están liberados como dominio público.

Coordinación: Federico Prado - [email protected]

Qué es

ARDuINOKIt De tRAbAjO y eNtORNO De DesARROllO

Manual - Arduino.qxd:*Cap 4 - telefonia 21/01/14 10:08 Page 33

ArDuino

IntroduCCIón

Arduino es una placa con un microcontrola-dor de la marca Atmel y con toda la circuitería desoporte, que incluye, reguladores de tensión, unpuerto USB (En los últimos modelos, aunque eloriginal utilizaba un puerto serie) conectado a unmódulo adaptador USB-Serie que permite pro-gramar el microcontrolador desde cualquier PCde manera cómoda y también hacer pruebas decomunicación con el propio chip.

Un arduino dispone de 14 pines que puedenconfigurarse como entrada o salida y a los quepuede conectarse cualquier dispositivo que seacapaz de transmitir o recibir señales digitales de0V y 5V.

También dispone de entradas y salidas analó-gicas. Mediante las entradas analógicas pode-mos obtener datos de sensores en forma devariaciones continuas de un voltaje. Las salidasanalógicas suelen utilizarse para enviar señalesde control en forma de señales PWM.

El lenguaje de programación de Arduino esuna implementación de Wiring, una plataforma decomputación física parecida, que a su vez sebasa en Processing, un entorno de programaciónmultimedia.

¿Por qué Arduino?Hay muchos microcontroladores y platafor-

mas con microcontroladores disponibles para lacomputación física:

Parallax Basic Stamp, BX-24 de Netmedia,

Phidgets,

Handyboard del MIT,

Picaxe,

etc.

Todos éstos ofrecen funcionalidades simila-res. Organizan el complicado trabajo de progra-mar un microcontrolador en paquetes fáciles deusar. Arduino, además de simplificar el procesode trabajar con microcontroladores, posee algu-nas ventajas respecto a otros sistemas a profe-sores, estudiantes y amateurs:

Asequible - Las placas Arduino son más ase-quibles comparadas con otras plataformas demicrocontroladores. La versión más cara de unmódulo de Arduino puede ser montada a mano, eincluso ya montada cuesta bastante menos de 90dólares americanos

Multi-Plataforma - El software de Arduinofunciona en los sistemas operativos Windows,Macintosh OSX y Linux. La mayoría de los entor-nos para microcontroladores están limitados aWindows.

Entorno de programación simple y directo- El entorno de programación de Arduino es fácilde usar para principiantes y lo suficientementeflexible para los usuarios avanzados. Pensandoen los profesores, Arduino está basado en elentorno de programación de Procesing con loque el estudiante que aprenda a programar eneste entorno se sentirá familiarizado con el entor-no de desarrollo Arduino.

Software ampliable y de código abierto- Elsoftware Arduino esta publicado bajo una licencialibre y preparado para ser ampliado por progra-madores experimentados. El lenguaje puedeampliarse a través de librerías de C++, y si seestá interesado en profundizar en los detalles téc-nicos, se puede dar el salto a la programación enel lenguaje AVR C en el que está basado. Deigual modo se puede añadir directamente códigoen AVR C en sus programas si así lo desea.

Hardware ampliable y de Código abierto -Arduino está basado en los microcontroladoresATMEGA168, ATMEGA328 y ATMEGA1280. Loscircuitos de los módulos están publicados bajolicencia Creative Commons, por lo que diseñado-res de circuitos con experiencia pueden hacer supropia versión del módulo, ampliándolo u optimi-zándolo. Incluso usuarios relativamente inexper-tos pueden construir la versión para placa dedesarrollo para entender cómo funciona y ahorraralgo de dinero.

¿CóMo uSo ArduIno?

Los textos de la guía "Como empezar conArduino", que se encuentra en la páginahttp://www.arduino.cc/es/ están licenciadosbajo Creative Commons Attribution-ShareAlike3.0 License. El código fuente de los ejemplos enla guía están liberados como dominio público, talcomo ya hemos dicho y como repetiremos variasveces” para que el lector comprenda que todo loque haga con Arduino puede implicar una rápidasalida laboral sin tener que pagar licencias oderechos.

34 Microcontroladores


KiT De TrAbAjo y enTorno De DesArrollo

La idea es que aprenda, se capacite, practi-que y tenga un buen desempeño.

CoMEnzAndo Con ArduIno En WIndoWS

Para esta primera experiencia vamos a supo-ner que Ud. ya tiene una placa ARDUINO listapara usar; más adelante daremos las diferentesconfiguraciones circuitales y los pasos a seguirpara un montaje seguro.

Por razones de espacio no podremos publicartoda esta información y es por ello que ya tene-mos desarrollados 6 libros sobre Arudino el pri-mero de los cuales está próximo a publicarse. Ud.puede descargar los 3 primeros libros de ARDUI-NO, que entre otras cosas poseen distintas ver-siones de Placas Arduino para armar, desdenuestra web:


Debe hacer clic en el ícono password e ingre-sando la clave: arduino.

Este documento explica cómo conectar unaplaca Arduino a la computadora y volcar el códi-go de un primer programa. Lo que necesita,entonces, es lo siguiente:

1. Consiga una placa Arduino y un cable USB.

2. Descargue el IDE (software) de Arduino.

3. Conecte la placa a la PC.

4. Instale los drivers del conversor USB a

RS232 que posee la placa.

5. Ejecute la Aplicación Arduino (el IDE que

descargó).

6. Abra el ejemplo Blink que posee la aplica-

ción.

7. Seleccione su placa.

8. Selecciona el puerto serie apropiado.

9. Suba el sketch (el programa ejemplo) a la

placa.

ConSIgA un ArduIno y un CAblE uSb

En este tutorial asumimos que estás usandoun placa Arduino Duemilanove, Nano o Diecimila.Si tiene cualquier otra placa necesita leer la pági-na correspondiente a la placa que use en estaguía de iniciación. En la figura 1 puede apreciarun detalle de la placa Arduino Uno.

También necesitará un cable estándar USB(conexión A a conexión B), como los que se usanpara conectar, por ejemplo, una impresora USB.(En el caso de la placa Arduino Nano necesitaráun cable de conexión A a conexión mini-B). En lafigura 2 puede ver el cable que necesita paraconectar la placa a la computadora.

dESCArgA El IdE dE ArduIno

Descargue la última versión de la página dedescargas:

http://arduino.cc/en/Main/Software

Podrá seleccionar el software adecuado deacuerdo con el sistema operativo que esté emple-ando, en este caso nosotros descargamos el IDEde Arduino para Windows.

Cuando la descarga finalice, descomprima elfichero. Asegúrese de mantener la estructura dedirectorios. Haga doble clic en la carpeta “ardui-no-00XX” para abrirla, debería ver una serie deficheros y carpetas ahí dentro, figura 3.


Figura 1 - Arduino Uno

Figura 2 - Cable USB


ArDuino

En el CD que se sugieredescargar, se encuentranlos programas paraWindows, Macintosh yLinux. Más arriba se indicacómo descargarlo desde laweb

ConECtE lA PlACA

Conecte la placa Arduinoa su computadora usando elcable USB, figura 4. el LEDverde indicador de la ali-mentación (nombrado comoPWR en la placa) deberíaquedar encendido a partirde ese momento.

Si está usando una placaArduino Diecimila, necesita-rá asegurarse de que laplaca está configurada paraalimentarse mediante laconexión USB. La fuente dealimentación se seleccionacon un puente ("jumper"),una pequeña pieza de plás-tico que encaja en dos delos tres pins situados entrelas conectores USB y de ali-mentación de la placa.Compruebe que el puenteesté conectando los dospins más cercanos al puertoUSB de la placa.

En las placas ArduinoDuemilanove y ArduinoNano la fuente de alimenta-ción adecuada se selecciona de forma automáti-ca y no requiere tener que realizar ninguna com-probación en este sentido.

InStAlE loS drIvErS

Cuando conecta la placa, Windows deberíainicializar la instalación de los drivers (siempre ycuando no haya utilizado su PC con una placaArduino anteriormente o con algún dispositivoque requiera la instalación de un puerto COM vir-tual a partir de un puerto USB).

En Windows Vista y Windows 7, los drivers

deberían descargarse e instalarse automática-mente.

En Windows XP, se abrirá el diálogo de insta-lación de Nuevo Harware:

Cuando le pregunte: ¿Puede Windows conec-tarse a Windows Update para buscar el software?seleccione No, no esta vez. Haga clic en siguien-te.

Seleccione “Instalar desde una lista o locali-zación específica” (Avanzado) y haga clic ensiguiente. Asegúrese que “Buscar los mejores dri-vers en estas localizaciones” esté seleccionado;deseleccione “Buscar en medios removibles”;seleccione “Incluye esta localización en la bús-


Figura 3 - Ícono que debe ejecutar para que se abra el entorno dedesarrollo Arduino.

Figura 4 - Conectando la placa Arduino a la computadora



queda” y navegue al directorio “drivers/FTDI USBDrivers” dentro de la carpeta de Arduino que hadescomprimido previamente.

Nota: La versión más reciente de los drivers

se puede encontrar en la página web del fabri-

cante delchip FTDI.

Haga clic en “Siguiente”

El asistente de instalación buscará los driversy le anunciará que encontró un "USB SerialConverter" (se traduce por Conversor USB-Serie).

Haga click en Finalizar

El asistente de instalación de hardware volve-rá a iniciarse. Repita los mismos pasos que antes

y seleccione la misma carpeta de instalación delos drivers. Esta vez el sistema encontrará un"USB Serial Port" (o Puerto USB-Serie).

Puede comprobar que los drivers se han ins-talado correctamente abriendo la carpeta delAdministrador del Dispositivo, en el grupoDispositivos del panel de control del sistema.Busque "USB Serial Port" (o Puerto USB-Serie)en la sección de puertos; esa es su placaArduino. Si no pudiera realizar la instalación delos drivers con éxito, puede hacer lo siguiente:

InStAlACIón MAnuAl dEl drIvEr

Vamos a administrar dispositivos:

“Inicio” → clic derecho en equipo → adminis-

trar → administrar dispositivos


Figura 5 - Ubicación de losdrivers para la instalación de

la placa Arduino.

Figura 6 - Instalación manual de los drivers de la placa Arduino


ArDuino

Buscamos en “otros dis-positivos” los elementosdesconocidos y con clicderecho seleccionamos“actualizar controlador”,figura 5.

Ahora seleccionamos“buscar software de contro-lador en el equipo” y busca-mos la ubicación de carpetaDrivers, tal como ya explica-mos, figura 6.

EjECutE lA APlICACIón ArduIno

Ya estamos en condiciones de comenzar atrabajar. Haga doble clic en la aplicación Arduino,figura 7. Se desplegará la pantalla de inicio delprograma, tal como se muestra en la figura 8.

AbrA El EjEMPlo blInk

Abra el programa de ejemplo para hacer par-padear un LED ("LED blink") que esté conectadoen la pata 13 del microcontrolador de la placaArduino:

File → Examples → Digital → Blink


Figura 8 - Escritorio de trabajo del entorno de desarrollo (IDE) de Arduino.

Figura 9

Figura 7 - Ejecucción del softwareArduino.



En su computadoraaparecerá una imagencomo la mostrada en lafigura 9.

SElECCIonE Su PlACA

Necesitará seleccio-nar el tipo de placa de suArduino en el menú:

Tools → Board

En la figura 10 puedever la imagen que sedespliega, en la quedebe realizar la selec-ción. Para las nuevasplacas Arduino con elchip ATmega 328 (com-pruebe el texto escrito enel chip de la placa),seleccione la opción“Arduino Duemilanove orNano w/ ATmega328” delmenú desplegable.Anteriormente las placasArduino incluían un chipATmega 168; para estoscasos seleccione laopción “ArduinoDiecimila, Duemilanove,or Nano w/ ATmega168”.

SElECCIonE El

PuErto SErIE

Seleccione el disposi-tivo serie de la placaArduino en el menú:

Tools → Serial Port(Herramientas | Puertos Serie).

En la figura 11 puedever la imagen que sedespliega, en la quedebe realizar la selec-ción. Lo más probable esque sea COM3 o mayor(COM1 y COM2 se


Figura 10 - Selección de la placa Arduino en el IDE.

Figura 11 - Selección del puerto en el que está conectada la placa.


ArDuino

reservan, por regla general para puertos serie dehardware). Para asegurarse cuál es, puede des-conectar la placa y volver a mirar el menú; elpuerto de la placa habrá desaparecido de la lista.Reconecte la placa y seleccione el puerto apro-piado que se indica en el Administrador deDispositivos.

SubA El SkEtCH A lA PlACA

Cuando abrió el archivo de ejemplo, lo queaparece en la pantalla es el programa que al sercargado en el microcontrolador de su placaArduino, hará parpadear un LED. Para “subir elsketch” (programa escrito en el IDE de Arduino)ahora simplemente pulse sobre el botón "Upload"en el Menú del Entorno Arduino, figura 12.Espere unos pocos segundos (debería ver par-padear los Led RX y TX de la placa).

Si el volcado del código es exitoso verá apa-recer el mensaje "Done uploading" en la barra deestado.

Nota: Si tiene una placa Arduino Mini, NG, u

otras placas, necesitará presionar el botón de

reseteo de la placa inmediatamente antes de pre-

sionar el botón "Upload" del Entorno de

Programación Arduino.

Unos pocos segundos después de finalizar elvolcado del programa debería ver cómo el Led dela placa conectado al pin 13 (L) comienza a par-padear con un color naranja. Si ocurre esto ¡enhora buena!

Ya tiene su Arduino listo y funcionando!!!

Si tiene problemas, por favor, consulte lassugerencias ante problemas que se encuentranen el texto completo del primer libro que puededescargar desde nuestra web de la forma indica-da anteriormente. A partir de ahora también podráconsultar:

* Los ejemplos sobre el funcionamiento de

distintos sensores y dispositivos.

* La sección “reference” para conocer el len-

guaje de programación Arduino.

CArACtEríStICAS téCnICAS dE un ArduIno uno

Arduino UNO es la versión más conocida dela placa de entrenamiento, existen dos variantes,la Arduino UNO convencional, figura 13 y laArduino UNO SMD, figura 14. La única diferenciaentre ambas es el tipo de microcontrolador quemontan. La primera es un microcontroladorAtmega en formato DIP y la segunda dispone deun microcontrolador en formato SMD. Paraentendernos, el formato DIP es mucho más gran-de que el formato SMD, que se suelda a la super-ficie de la placa.

En este tutorial haremos uso de la primeraversión porque nos permite programar el chipsobre la propia placa y después poder quitarlopara integrarlo en otro proyecto.

Si su intención es usar directamente la propiaplaca en sus prototipos, cualquiera de las dosversiones es similar.

rESuMEn dE CArACtEríStICAS téCnICAS

Como mencionamos, el Arduino 1 usa unmicrocontrolador ATMEL Atmega328, de 28 ter-minales que opera con una tensión de 5V. En la


Figura 12 - Carga del programa escrito en el IDE al microcontrolador de la placa

Figura 13 - Arduino Uno Atmega328.



tabla 1 puede ver un resumen de las principalescaracterísticas de esta placa entrenadora.

EntrAdAS y SAlIdAS

Cada uno de los 14 pines digitales delAtmega328 se puede usar como entrada o comosalida. Funcionan a 5V y cada pin puede sumi-nistrar hasta 40mA. La intensidad máxima deentrada también es de 40mA.

Cada uno de los pines digitales dispone deuna resistencia de pull-up interna de entre 20kΩy 50kΩ que está desconectada, salvo que noso-tros indiquemos lo contrario.

Arduino también dispone de 6 pines de entra-da analógicos que trasladan las señales a unconversor analógico/digital de 10 bits.

PInES ESPECIAlES dE EntrAdA y SAlIdA:

* rX y tX: Se usan para transmisiones seriede señales TTL.

* Interrupciones externas: Los pines 2 y 3están configurados para generar una interrupciónen el Atmega328. Las interrupciones pueden dis-pararse cuando se encuentra un valor bajo enestas entradas y con flancos de subida o bajadade la entrada.

* PWM: Arduino dispone de 6 salidas destina-das a la generación de señales PWM de hasta 8bits.

* SPI: Los pines 10, 11, 12 y 13 pueden utili-zarse para llevar a cabo comunicaciones SPI,que permiten trasladar información full dúplex enun entorno Maestro/Esclavo.

* I2C: Permite establecer comunicaciones através de un bus I2C. El bus I2C es un productode Phillips para interconexión de sistemas embe-bidos. Actualmente se puede encontrar una grandiversidad de dispositivos que utilizan esta inter-faz, desde pantallas LCD, memorias EEPROM,sensores, etc.

¿CóMo AlIMEntAr un ArduIno?

Puede alimentarse directamente a través delpropio cable USB o mediante una fuente de ali-mentación externa, como puede ser un pequeñotransformador o, por ejemplo, una batería de 9V.Los límites están entre los 6V y los 12V. Comoúnica restricción hay que saber que si la placa sealimenta con menos de 7V, la salida del reguladorde tensión a 5V puede dar menos que esta ten-sión y si sobrepasamos los 12V, probablementedañaremos la placa.

La alimentación puede conectarse medianteun conector de 2,1mm con el positivo en el cen-


Tabla 1 - Características del Atmega328.

Figura 14 - Arduino Uno SMD.


ArDuino


Figura 15 - los distintos tipos de placas Arduino.



tro o directamente a los pines Vin y GND marca-dos sobre la placa.

Hay que tener en cuenta que podemos medir

el voltaje presente en eljack directamentedesde Vin. En el casode que el Arduino estésiendo alimentadomediante el cable USB,ese voltaje no podrá sermonitoreado desdeaquí.En la figura 15 se puedeapreciar la familia deArduino, con las varian-tes propuestas y que seofrecen comercialmen-te. Como dijimos, lamás popular es ArduinoUno, que en sus trestipos se puede ver en lafigura 16.

El IdE ArduIno

Cuando trabajamos conArduino, lo que hace-

mos realmente es mezclar un circuito con unaidea que plasmamos en un programa. Este pro-grama lo grabamos en un chip que es el micro-


Figura 16 -Variantes deArduino Uno.

Figura 17 - Forma de trabajar con Arduino.


ArDuino

controlador que está sobre la placade Arduino. Una idea de esta formade trabajar la puede ver en la figura17.

Las siglas IDE significan:“Integrated DevelopmentEnvironment”, lo que traducido anuestro idioma significa Entorno deDesarrollo Integrado. En el caso deArduino se trata de una plataformaen la que podremos editar los pro-gramas que vamos a cargar en laplaca y una serie de botones quenos permitirán llevar a cabo opera-ciones como la verificación de quenuestro programa es correcto oprogramar el microcontrolador,figura 18.

La ventana o escritorio del pro-grama se divide en cuatro grandesáreas:

* La barra de menú, figura 19.

* La barra de botones, figura 20.

* El editor o escritorio, figura 21.

* La barra de mensajes, figura

22.

Programación de un Arduino.

Vamos a comenzar a programaren Arduino. Arduino utiliza una mez-cla curiosa de lenguajes de progra-mación. Está implementado enJava, pero para programar los chipsutiliza C++.

Nosotros no pretendemos conse-guir que en un taller de un par dehoras la gente se convierta por artede magia en grandes programado-res, pero sí que sean capaces dehacer sus primeros pinitos medianteproyectos sencillos y que estopueda favorecer que les pique elgusanillo.

Un programa diseñado para eje-cutarse sobre un Arduino se conocecomo sketch, que podríamos tradu-cir como “boceto” o “borrador”. Unsketch siempre tiene la mismaestructura y tiene un formato comoel de la figura 23.


Figura 18 - Programa escrito en el escritorio de Arduino.

Figura 19 - Barra de menú.

Figura 20 - La barra de botones

Figura 21 - El escritorio.



Lo que se escriba entre las llaves que acom-pañan al nombre setup, se ejecuta una única vezsiempre que se encienda o resetee la placa.

Lo que se escriba dentro de las llaves queacompañan al nombre loop se ejecutará constan-temente hasta que se apague o resetee la máqui-na.

Para entendernos, en la figura 24 tenemos unpequeño ejemplo gráfico.

Si tuviéramos un Arduino capaz de entendereste programa, al encenderlo, es decir, al conec-tarle el cable USB o una pila de 9V. Primero seejecutaría el contenido de la función setup y a

continuación comenzaría a repetirseindefinidamente el contenido de lafunción loop. Por lo tanto, lo queescucharía sería:

Bip Bop Bop Bop Bop

Hasta que a alguien se le ocurrieradesconectar el cable o la pila delArduino.

Control de entradas y salidas digita-les.Vea en la figura 25 un esquemáticoque representa a la placa ArduinoUno. Arduino dispone de 14 pinesde entradas y salidas digitales.Pueden configurarse como pines deentrada o de salida. Veamos un

ejemplo.

PráCtICA 1: EnCEndIdo dE un lEd

Un diodo LED es un dispositivo electrónicoque es capaz de producir luz, requiere que sepreste atención a la polaridad, es decir, debetenerse en cuenta que una pata debe estarconectada a un punto del circuito con una tensiónmás positiva que la otra. El truco es recordar:

* Un LED dispone de dos patillas, una más

larga y otra más corta.

* La pata más larga debe estar conectada a la

parte más positiva del circuito.

* El voltaje entre las patas del LED debe estar

dentro de los límites que indica el fabricante.

Los LEDs suelen encenderse en torno a los2V. Para limitar la tensión en los extremos de unLED debemos colocar una resistencia. Si no lohacemos podríamos llegar a quemarlos.

En síntesis, pretendemos que un LED seencienda y parpadee. Para nuestro propósito vautilizar una salida cualquiera del Arduino, en prin-cipio, la patita 12. A esta patita vamos a conectarun LED.

Para que encienda con normalidad y nodañarlo, vamos a colocarle, en serie, una resis-tencia, yo he representado una de 2,2kΩ, figura26.


Figura 22 - La barra de mensajes.

Figura 23 - Sketch o programa escrito en el escritorio.

Figura 24 - Ejemplo de escritura de unprograma


ArDuino

Hay que recordar que la pata máslarga del LED debe conectarse a unaparte “más positiva” del circuito, mientrasque la pata más corta la conectaremos atierra utilizando uno de los pines etique-tados como GND (Ground) de la placaArduino.

El Programa:

Recuerde, lo que se escribe entre lasllaves de la función setup se ejecuta unaúnica vez en el arranque de la placa. Loque coloquemos entre las llaves de la funciónloop se ejecutará una vez tras otra hasta queapaguemos el Arduino.

Se estará preguntando ¿qué cosas pongoahí? … pues… veamos:

pinMode (número de pin, entrada o salida).

PinMode es una función, es un trozo de códi-go que alguien programó para que no tuviéramosque hacerlo nosotros, así que después de mos-trarle el respeto y agradecimiento adecuadovamos a ver para qué sirve.

Esta función configura uno de los pines digita-les como entrada o salida. Si recuerda, tenemoscatorce pines digitales, el primero es el 0 y el últi-mo es el 13. Además existen dos posibles confi-guraciones para cada pin, puede estar configura-do como entrada INPUT o como salida OUTPUT.

Así que para configurar la pata “pin 12” comosalida tendremos que escribir:

pinMode(12, OUTPUT);

Si lo quisiéramos configurar como entrada elpin 11 tendríamos que escribir:

pinMode(11, INPUT);

Antes de proseguir, debemos recordar losiguiente:

1) ¡Cuidado! el pin que quiero configurar y la

configuración que quiero que se le aplique están

separados por una coma “,” ¡No se olvides de

ella!

2)¡El punto y coma del final “;” también es

importante.

3) Más importante aún, cuando programe un

Arduino recuerde que debe estar desconectado

del resto del circuito.

4) No debe confundir pin con pata del integra-

do. Pin es la posición que ocupa el bit a designar

dentro del puerto de entradas y salidas y ese pin

tiene conexión eléctrica con una patita del inte-

grado (microcontrolador) que puede tener otro

número y que el fabricante brinda en el manual

del dispositivo.

Continuemos con la explicación de las sen-tencias que necesitamos para la programaciónde nuestro proyecto:

digitalWrite(número de pin, estado alto o estado bajo)

A estas alturas, ya tiene que haberse percata-do de que esto tiene que ver con señales digita-les. Como sabe, las señales digitales binariasrepresentan dos estados: un estado bajo, tam-bién conocido como 0, apagado u OFF y un esta-


Figura 25 - Entradas y salidas de la placa Arduino.

Figura 26 - Conexión de un LED en la placaArduino Uno.



do alto también conocido como 1, encendido uON. También sabrá que el estado alto o HIGH serepresenta con 5V (aunque las placas que se ali-mentan a 3.3V devolverán esto como valor alto) yque el estado bajo o LOW se representa con 0V.

DigitalWrite necesita dos parámetros para suprogramación o definición, el primero, una vezmás, es el número de pin digital al que haremosreferencia y el siguiente es el estado que quere-mos mantener en ese pin, por lo tanto.

Si quiero enviar un valor alto en el pin 12 ten-dré que escribir:

digitalWrite(12, HIGH);

Si quiero tener 0V en el pin 10 escribiré:

digitalWrite(10, LOW);

Otra instrucción que necesitamos es:

delay(milisegundos)

Delay es una función más sencillita que elresto, hace que toda la ejecución de Arduino paredurante los milisegundos que le indiquemoscomo argumento. Por lo tanto, si quiero esperarmedio segundo escribiré:

delay(500);

Si quiero esperar diez segundos escribiré:

delay(10000);

Por ahora, con esto es suficiente ¿ahora quéhacemos?

Es bien sencillo. Escribimos las instruccionesmencionadas en el escritorio del software Arduinouna debajo de la otra. Hecho esto, por un ladopulsaremos sobre el botón que tiene el símbolode play, minicadena o reproductor multimedia dela barra de botones.

Al hacer clic sobre ese botón el sketch escritose compilará (se transformará a un lenguaje que“entiende” el microcontrolador). Si hubiera cual-quier error, nos aparecerá un texto en rojo en laparte baja de la ventana, en la sección de men-sajes. Si todo ha ido bien, podemos “subir” el pro-grama a la placa.

Lo que haremos es enviar, a través del cableUSB, el programa traducido a la placa y lo graba-rá en el chip del microcontrolador.

Este proceso es realmente simple, sólo hayque hacer clic en el botón de programación.

Sobre la placa hay dos pequeños LEDS, eti-quetados con los nombres, TX y RX que deberí-an comenzar a parpadear, indicando que el pro-grama está siendo transferido. Luego, el Led queconectamos a la placa debe comenzar a parpa-dear.

ACtIvIdAdES:

1. Haga el mismo montaje anterior pero utili-

zando el pin 7 para conectar el diodo LED.

2. Con el montaje anterior haga que el diodo

esté encendido 1 segundo y apagado 2 segun-

dos.

3. Intente ahora hacer que dos LEDs se apa-

guen y parpadeen de manera secuencial, al esti-

lo del conocido “auto fantástico”.

PráCtICA 2: EnCEndIdo dEl lEd l IntEgrAdo En lA PlACA

Si se fija, en la placa, justo enfrente del pindigital número 13, hay un pequeño LED que tieneserigrafiada la letra “L” justo al lado. Es un diodoque está conectado directamente al pin 13 y queno necesita de ningún componente adicional parasu manejo, ya que la resistencia limitadora estáen la placa.

Podemos utilizarlo en nuestros montajes paramostrarnos si la placa está teniendo actividad ono.


Figura 27 - Programa para manejar el LEDintegrado en la placa.


ArDuino

La manera de programarlo es exactamente lamisma que en los casos anteriores.

Vamos a conseguir que parpadee el LED Lintegrado en la placa.

Para desarrollar esta idea sólo hace falta laplaca de Arduino y un cable USB. En la figura 27puede ver cuál es el programa que deberá escri-bir.

Realice la práctica y vea los resultados.Para finalizar, en la figura 27 se muestra la

ubicación del LED integrado, pero también sepueden observar los principales componentes asaber:

1- Jack USB jack

2- Jack de alimentación,

3- Microprocesador

4- Conversor RS232 a USB

5- Cristal de 16MHz

6- Pulsador de reset

7- Led de alimentación

8- Leds de TX/RX

9- Led integrado (pin 13)

10- Pines de alimentación

11- Entradas analógicas

12- Pines de TX y RX TX

13- Entradas / Salidas digitales

14- Pines de Tierra y Referencia

15-ICSP para Atmega328

16- ICSP para interfases USB

Como puede apreciar, el tema se va tornandoapasionante ya que trabajar con Arduino no revis-te mayores dificultades.

Pero esto es el comienzo, de más está decirque continuaremos desarrollando prácticas paraque Ud. se capacite con esta plataforma.

Recuerde que Ud. puede descargar los 3 pri-meros libros de ARDUINO, que entre otras cosasposeen distintas versiones de Placas Arduinopara armar, desde nuestra web:


Debe hacer clic en el ícono password e ingre-

sando la clave: arduino. J


Figura 28 - Principales componentes de la placa Arduino Uno.


Trabajando con PICAXE 49

Para los que están comen-zando con microcontrolado-res, proponemos el armado deun circuito sencillo y muy efi-caz. Uno de los sistemas deluces más requeridos es, sindudas, aquél que puede emple-arse como sistema de seguri-dad o baliza, ya sea cuando unvehículo está en emergencia ocuando una persona se decidea correr. En esta nota les mos-tramos cómo trabajar con PICAXE casi “desde cero”, de modo que no tenga incon-venientes en el armado del prototipo. El proyecto fue tomado del tomo 7 de laColección Club Saber Electrónica.

Por: Luis Horacio Rodrígueze-mail: [email protected]

La fi gu ra del “co pe te” mues tra un jue go de lu cestrian gu lar de se gu ri dad que pue de aco plar se aun cin tu rón o a un bol so. La mis ma pue de ser

uti li za da por per so nas que es tén ca mi nan do o mon -tan do bi ci cle ta en ca rre te ras os cu ras pa ra ad ver tir alos con duc to res so bre su pre sen cia.

La luz de se gu ri dad fun cio na me dian te el en cen di -

do y apa ga do de LEDs de al ta in ten si dad de luz. Elmi cro con tro la dor es el “ce re bro” de la luz de se gu ri -dad.

Di se ñar y cons truir una luz de se gu ri dad pa ra pea -to nes ó ci clis tas re sul ta muy fá cil si se si guen los pa -sos que da mos a con ti nua ción. La luz de se gu ri dadde be pro gra mar se pa ra en cen der y apa gar LEDs de

al ta in ten si dad. Las es pe ci fi -ca cio nes del di se ño son lassi guien tes:

1. El di se ño uti li za rá un mi -

cro con tro la dor PI CA XE-08

co mo su ce re bro con tro la dor.

2. El di se ño in clui rá 3 LEDs

de al ta in ten si dad.

3. El di se ño se rá ca paz de

op cio nal men te reac cio nar a

cam bios en los ni ve les de

luz.

AAyudAyudA AlAl PP rinciPiAnterinciPiAnte

Luces de ALertAcon PIcAXe

Figura 1

Mont - Luces.qxd:lx1435.qxd 21/01/14 10:14 Page 49

El dia gra ma en blo ques pa ra su luz de se gu ri dadpue de ser co mo el que ve mos en la fi gu ra 1.

El asun to más im por tan te que de be pen sar al di -se ñar su luz de se gu ri dad, es el ti po de es tu che queva a uti li zar pa ra la mis ma.

¿Va a usar el es tu che trian gu lar del fa bri can te o

va a ha cer su pro pio es tu che?

Otros pun tos im por tan tes a con si de rar an tes deen ca rar el di se ño del sis te ma de lu ces de se gu ri dadson los si guien tes:

1. ¿Qué co lor, for ma y ta ma ño de LEDs va a uti li -

zar?

2. ¿Qué ti po de ba te ría es la más ade cua da?

3. ¿Có mo va a en cen der y apa gar su luz de se gu -

ri dad?

4. ¿Ne ce si ta su luz de se gu ri dad ser re sis ten te al

agua, de ma ne ra que pue da uti li zar la ba jo la llu via?

En la fi gu ra 2 po de mos ob ser var los com po nen tesprin ci pa les que po dría ne ce si tar pa ra su luz de se gu -ri dad. Pre ci sa rá un mi cro con tro la dor PI CA XE-08, dio -do emi sor de luz (LED), fo to rre sis ten cia, in te rrup tor

de en cen di do/a pa ga do, ca ja pa ra dos pi las AAA, ytam bién ne ce si ta rá un co nec tor pi ca xe pa ra des car -ga y al gu nas re sis ten cias.

UtI LI zAn do LEdS

Tal co mo he mos vis to en es te mis mo tex to, losLEDs só lo ne ce si tan una pe que ña can ti dad de co -rrien te pa ra ope rar, es to los ha ce mu cho más efi cien -tes que las lam pa ri tas (bom bi llas) eléc tri cas (es to sig -ni fi ca, por ejem plo, que si se tu vie ra una ali men ta ciónpor ba te rías un LED alum bra ría por mu cho más tiem -po que una bom bi lla eléc tri ca). Si se pa sa de ma sia daco rrien te por un LED el mis mo se pue de da ñar, es pores to que los LEDs nor mal men te se uti li zan jun to conuna re sis ten cia en se rie, pa ra pro te ger los de co rrien -tes ex ce si vas. El va lor de la re sis ten cia re que ri da de -pen de del vol ta je de la ba te ría uti li za da. Pa ra una ba -te ría de 4.5V se pue de uti li zar una re sis ten cia de330Ω y pa ra una ba te ría de 3V lo apro pia do es una re -sis ten cia de 120Ω.

De bi do a que el LED só lo re quie re una pe que ñacan ti dad de co rrien te pa ra ope rar, el mis mo se pue deco nec tar di rec ta men te en tre el pin de sa li da del mi cro -con tro la dor y 0V (sin ol vi dar in cluir la re sis ten cia ense rie pa ra pro tec ción).

Pue de pro bar el LED muy fá cil me dian te el si -guien te pro gra ma:

Es te pro gra ma de be en cen der y apa gar el LED(co nec ta do al pin de sa li da 0) ca da se gun do. Si no sa -be có mo se de be co nec tar el Led, a dón de co nec tar -lo y qué pa sos de be se guir, le acon se ja mos que co -mien ce a leer es te ca pí tu lo des de el ini cio. Si ha se -gui do to dos los pa sos co rrec tos y el LED no fun cio nave ri fi que:

Ayuda al Principiante


Figura 2


1. que el LED es té co nec ta do en sen ti do co rrec to.

2. que se es té uti li zan do la re sis ten cia co rrec ta.

3. que se es té uti li zan do el nú me ro de pin co rrec to

den tro del pro gra ma.

4. que to das las jun tas es tén bien sol da das.

Al gu nas ve ces es útil po der en cen der y apa gar másde un LED al mis mo tiem po. Uti li zan do múl ti ples co man -dos high y low, es to to ma ría mu cho tiem po.

El co man do “let pins =” per mi te ha cer es to en unama ne ra mu cho más prác ti ca..

Des pués del sím bo lo de igual (=) se in clu ye un nú -me ro. A ca da pin de sa li da se le asig na un va lor, y el nú -me ro uti li za do en el pro gra ma co rres pon de a la su ma dees tos va lo res. Vea la si guien te ta bla:

Pin 2 1 0Va lor 4 2 1

Por lo tan to, el si guien te pro gra ma en cien de to daslas sa li das, lue go las apa ga to das, y lue go en cien de unaa la vez en se cuen cia:

start: low 0 ` apa gar to das las sa li daslow 1low 2

main:let pins = 7 ` en cen der to das las sa li das (4+2+1)pau se 100 ` pau sa por 0.1 se gun doslet pins = 0 ` apa gar to das las sa li daspau se 100 ` pau sa por 0.1 se gun doslet pins = 1 ` en cen der pin 0, to dos las de más apa ga dos

pau se 100 ` pau sa por 0.1 se gun doslet pins = 2 ` en cen der pin 1, to dos las de más apa ga dos pau se 100 ` pau sa por 0.1 se gun doslet pins = 4 ` en cen der pin 2, to dos las de más apa ga dospau se 100 ` pau sa por 0.1 se gun dos let pins = 0 ` apa gar to das las sa li das go to main ` re gre sar a ini cio (start)

¡IM PoR tAn tE! El co man do let pins só lo fun cio -na lue go de que los pi nes han si do con fi gu ra dos co -mo sa li das. Pa ra ha cer es to us ted de be uti li zar el co -man do low en ca da pin al ini cio del pro gra ma.

EL CIR CUI to dEL JUE go dE

LU CES dE SE gU RI dAd

El pro yec to de luz de se gu ri dad uti li za un mi cro -con tro la dor PI CA XE-08 con tres sa li das LED. Es tepro yec to tam bién uti li za un in te rrup tor pa ra en cen dery apa gar el cir cui to y pue de op cio nal men te uti li zaruna fo to rre sis ten cia de ma ne ra que la luz de se gu ri -dad se pa cuan do es tá cla ro y cuan do os cu re ce.

El dia gra ma de cir cui to pa ra el pro yec to de luz dese gu ri dad, es el que ve mos en la fi gu ra 3.

La lis ta de ma te ria les pa ra cons truir es te cir cui toes la si guien te:

Sol dan do Com po nen tes So bre el PCB:

El PCB que pro vee la em pre sa Re vo lu tion Edu ca -tion es tá fa bri ca do es pe cial men te con una pe lí cu la re -sis ten te a la sol da du ra pa ra ha cer el pro ce so de sol -

da du ra más sen ci llo. Es tape lí cu la es la cu bier ta ver deque cu bre las pis tas de ma -ne ra que la sol da du ra no sepe gue a las mis mas. Pa rauna cons truc ción co rrec ta elPCB se de be en sam blar ysol dar muy cui da do sa men te.Al sol dar ase gú re se que lapun ta del sol da dor es té ca -lien te y lim pia. Pa ra ve ri fi carsi es tá lo su fi cien te men te ca -lien te, tra te de de rre tir un tro -zo de sol da du ra so bre lapun ta. La sol da du ra de be de -rre tir se ca si ins tan tá nea men -te. Lue go lim pie la sol da du rapa san do la pun ta del sol da -dor por una es pon ja hú me da.Re cuer de que la sol da du rasó lo se pe ga a su per fi cies

luces de Seguridad con PicAXe


Figura 3


ca lien tes. Por lo tan to nun ca de rri ta la sol da du ra so -bre la pun ta y lue go tra te de ti rar la mis ma so bre launión a sol dar – es to no fun cio na rá ya que la uniónes ta rá fría y la sol da du ra no se pe ga rá.

Pa ra sol dar co rrec ta men te de be sos te ner en unama no el sol da dor y en la otra la sol da du ra. Por lo tan -to, ase gú re se que el ta ble ro es té fi jo a la me sa de ma -ne ra que no se mue va (uti li ce una pren sa ó pi da al -guien que lo su je te).

Des pués de ter mi nar una unión ase gú re se que lamis ma no es té ha cien do “puen te” con otras jun tas.Sin em bar go, to me encuen ta que al gu nas jun tassol da das (por ejem plo aam bos la dos del co nec torde des car ga PI CA XE) tie -nen dos alam bres muy cer -ca el uno del otro que seen cuen tran co nec ta dosme dian te una pis ta (lí nea)so bre el PCB. En es tos ca -sos no im por ta que la sol -da du ra las una.

En el pro yec to de la luzde se gu ri dad to dos los

com po nen tes elec tró ni cos se suel dan al ta ble ro o pla -ca de cir cui to im pre so, ex cep to el LED2 y el LED3 sius ted es tá uti li zan do el es tu che trian gu lar al co nec tarcon ca bles es tos dos LEDs.

El LED1 se suel da arri ba del PCB me dian te ca bleslar gos. Lue go se do bla ha cia atrás por el bor de delPCB de ma ne ra que apun te ha cia aba jo en vez de ha -cia arri ba.

Vea en la fi gu ra 4 el di se ño de la pla ca de cir cui toim pre so de es te pro yec to.

La fo to rre sis ten cia op cio nal, si se uti li za, se suel daen el ta ble ro del la do de las pis tas.

Una vez que ha ya mon ta do to dos los com po nen -tes, pue de ve ri fi car el fun cio na mien to de las dis tin taspar tes, pa ra ello, ha ga lo si guien te:

Pa so 1 – Ve ri fi que las unio nes sol da das.Ve ri fi que que to das las unio nes es tén co nec ta das

tan to al ter mi nal co mo al ca ble, y que el ca ble es té su -je to fir me men te. Tam bién ve ri fi que que la sol da du rano ha ga ac ci den tal men te puen tes en tre ter mi na lesad ya cen tes. Es to es mu cho más pro ba ble en losLEDs y en la fo to rre sis ten cia.

En el co nec tor es té reo los ter mi na les cua dra dos aca da la do pue den unir se sin nin gu na con se cuen cia yaque de to das for mas es tán uni dos por una pis ta en elta ble ro. Sin em bar go, és tos no de ben unir se al agu je -ro re don do cen tral.

Pa so 2 – Ve ri fi que los com po nen tes.1) Ve ri fi que que el ca ble ne gro de la ba te ría es té

en el agu je ro mar ca do 0V y que el ca ble ro jo es té enel agu je ro mar ca do V+.

2) Ve ri fi que que el chip PI CA XE-08 es té in ser ta doco rrec ta men te en el co nec tor, con la mues ca (quemues tra el pin1) apun tan do ha cia el co nec tor es té reo.

3) Ve ri fi que el la do pla no del LED es té co nec ta doal agu je ro co rrec to del PCB.

4) Ve ri fi que que el co nec tor es té sol da do co rrec ta -



LIStA dE MAtERIALES

R1, R2, R3: resistencias de 120Ω, (marrón rojomarrón dorado)R4: resistencia de 1kΩ, (marrón negro rojodorado)R5: resistencia de 22kΩ, (rojo rojo naranjadorado)R6: resistencia de 10kΩ, (marrón negro naranjadorado)LED1, 2, 3: LEDs de alta intensidad de 5 mmSW1: interruptor deslizante de encendido/apa-gadoIC1: conector de 8 pines para circuito integradoPX: microcontrolador PICAXE-08CT1: conector de descarga PICAXE de 3.5 mmBT1: caja de pilas eléctricas de 3 V (2 x AAA)PCB: tablero de circuito impresoCables sencillos para conectar los LEDs y lacaja de pilas

oPCIonAL: LDR: fotorresistencia miniaturaEstuche1 estuche triangular con clip de cinturón2 tornillos de rosca cortante No. 4 de 6 mm1 tornillo de rosca cortante No. 4 de 16 mm

Figura 4


men te, in clu yen do el ter mi nal cua dra do cen tral el cual ame nu do, es ol vi da do por equi vo ca ción.

Pa so 3 – Co nec te la ba te ría.Ve ri fi que que las 2 pi las AAA es tén co lo ca das co rrec -

ta men te den tro de la ca ja de ba te rías. En cien da el in te -rrup tor y pon ga su de do so bre el mi cro con tro la dor PI CA -XE. Si co mien za a ca len tar se apa gue el in te rrup tor in -me dia ta men te ya que es to in di ca que hay un pro ble malo más se gu ro es que el chip o los ca bles de la ba te ríaes tén co nec ta dos en sen ti do in ver so.

Pa so 4 – des car gue un pro gra ma pa ra pro bar el LEd 0Co nec te el ca ble a su or de na dor y al co nec tor PI CA -

XE en el PCB. Ase gú re se que el en chu fe del ca ble que -de com ple ta men te den tro del co nec tor del PCB.

Si Ud. “no sa be de lo que es ta mos ha blan do” en ton -ces de be co men zar a leer es te te ma des de el co mien zode es te ca pí tu lo ya que he mos ex pli ca do una se rie decon cep tos im por tan tes ta les co mo “qué es un PI CA XE,có mo se lo usa, có mo se lo pro gra ma, qué uti li ta rios seem plean pa ra su pro gra ma ción, có mo se lo co nec ta auna com pu ta do ra, etc.”

Es cri ba y des car gue el si guien te pro gra ma:

El LED de be ti ti lar a me di da que se des car ga el pro -gra ma. Al ter mi nar la des car ga el LED de be rá en cen der -se y apa gar se ca da se gun do. Si el LED no ha ce es to,ve ri fi que que es té co nec ta do co rrec ta men te y que lasre sis ten cias de 120Ω es tén la po si ción co rrec ta en elPCB.

no ta: Es ta ex pe rien cia la he mos re pe ti do va rias ve -ces a lo lar go de es te tex to, pe ro ten ga en cuen ta que“ca da vez ha si do en una for ma li ge ra men te di fe ren te”pa ra que com pren da ple na men te la for ma de tra ba jarcon el sis te ma PI CA XE.

Si el pro gra ma no se des car ga ve ri fi que que la re -sis ten cia de 22kΩ, la de 10kΩ y el co nec tor IC es ténsol da dos co rrec ta men te. Uti li ce un vol tí me tro pa rave ri fi car si hay 3V en tre las pa tas su pe rio res (1 y 8)del mi cro con tro la dor.

Ve ri fi que que el ca ble es té fir me men te co nec ta doal co nec tor y que den tro del soft wa re se ha ya ele gi doel puer to se rie co rrec to.

Pa so 5 – Prue be el LEd 1Re pi ta el pro gra ma del pa so 4, pe ro uti li ce high 1

y low 1 en vez de high 0 y low 0. Es to ve ri fi ca rá elfun cio na mien to del LED 1 cuan do mon te el cir cui to enla pla ca de la fi gui ra 27.

Pa so 6 – Prue be el LEd 2Re pi ta el pro gra ma del pa so 4, pe ro uti li ce high 4

y low 4 en vez de high 0 y low 0. Es to ve ri fi ca rá elfun cio na mien to del LED 2.

Pa so 7 – Prue be la fo to rre sis ten cia (op cio nal)Es cri ba y des car gue el si guien te pro gra ma:

main:if pin3 = 1 then LE donlow 0go to main

LE don:high 0go to main

EL LED de be rá en cen der se cuan do us ted cu bre ydes cu bre la fo to rre sis ten cia con su ma no (de ma ne raque in ci dan so bre la fo to rre sis ten cia dis tin tos ni ve lesde luz). Si es to no ocu rre, ve ri fi que que la fo to rre sis -ten cia y la re sis ten cia de 1k es tén sol da das co rrec ta -men te.

¡Si ha eje cu ta do to das es tas prue bas co rrec ta -

men te lo fe li ci ta mos, ya que ha cons trui do y en sam -

bla do co rrec ta men te su luz de se gu ri dad! ¡Aho ra es

el mo men to de de sa rro llar y pro bar sus pro pios pro -

gra mas!

Aho ra que ha en sam bla do y pro ba do su luz de se -gu ri dad, es el mo men to de de sa rro llar su pro pio pro -gra ma. Es te pro gra ma crea di fe ren tes pa tro nes deen cen di do de los LEDs de la luz de se gu ri dad.

Ana li za re mos dos ejem plos de pro gra mas. Es toses tán di se ña dos pa ra dar le un pun to de par ti da pa rala crea ción de su pro gra ma. Us ted pue de mo di fi car -los o co men zar a ha cer un pro gra ma com ple ta men tenue vo si así lo pre fie re.



¡Sea crea ti vo, in ten te crear tan tos pa tro nes de en -

cen di do de lu ces co mo pue da!

Pro gra ma 1

Es te pro gra ma tie ne un bu cle prin ci pal el cual en -cien de y apa ga los LEDs de una ma ne ra re la ti va men -te len ta. Si la fo to rre sis ten cia es tá a os cu ras, losLEDs se en cen de rán y apa ga rán mu chí si mo más rá -pi do.

_______________________________________` Pro gra ma 1

` ***** bu cle len to *****slow:

high 0 ` en cen der LEDshigh 1high 2pau se 500 ` es pe rar 0.5 se gun dos

` si el va lor de luz es ba jo (low) en ton ces ir a fastif pin3 = 0 then fast

low 0 ` apa gar LEDslow 1low 2pau se 500 ` es pe rar 0.5 se gun dos

` si el va lor de luz es ba jo (low) en ton ces ir a fastif pin3 = 0 then fastgo to slow

` ***** bu cle rá pi do *****fast:

high 0 ` en cen der LEDshigh 1high 2pau se 100 ` es pe rar 0.1 se gun dos

` si el va lor de luz es al to (high) en ton ces ir a slowif pin3 = 1 then slow

low 0 ` apa gar LEDslow 1low 2pau se 100 ` es pe rar 0.1 se gun dos

` si el va lor de luz es al to (high) en ton ces ir a slowif pin3 = 1 then slow

go to fast_______________________________________

Pro gra ma 2

Es te pro gra ma es mu cho más avan za do. Uti li zamúl ti ples ve ces bu cles for ...next pa ra crear una va -rie dad de pa tro nes de en cen di do dis tin tos.

` Pro gra ma 2

start:` con ver tir en sa li das a los pi nes 0, 1 y 2

low 0low 1low 2

main:` to dos en cen di dos - to dos apa ga dos 20 ve ces

for b1 = 1 to 20let pins = 7pau se 100let pins = 0pau se 100next b1

` en cen di do en cír cu los 20 ve cesfor b1 = 1 to 20

let pins = 1pau se 100let pins = 2pau se 100let pins = 4pau se 100next b1

` des te llan do en cír cu los 20 ve cesfor b1 = 1 to 20let pins = 1pau se 100let pins = 0pau se 100let pins = 2pau se 100let pins = 0pau se 100let pins = 4pau se 100let pins = 0pau se 100let pins = 2pau se 100let pins = 0pau se 100next b1

` re gre sar al ini ciogo to main

_______________________________________

He mos da do dos de los mu chos ejem plos quepue den uti li zar se pa ra la pro gra ma ción de un jue go delu ces de se gu ri dad. Si de sea co no cer más so bre losmi cro con tro la do res PI CA XE, pue de ba jar no tas com -ple tas y los pro gra mas sin cos to, pa ra ello de be di ri -gir se a nues tra web: www ,we be lec tro ni ca .co m.ar,ha cer click en el ícono pass word e in gre sar la cla ve

pi ca xe. J




Proyectos Electrónicos 55

este circuito, con ligeras modificacionespara ser usado en una guitarra eléctrica,fue publicado en saber electrónica nº222. se trata de un efecto interesante desonido para instrumentos musicales: uncircuito que produce un tono una octavapor encima del tocado y lo mezcla al ori-ginal para su posterior amplificación yreproducción. Los resultados sólo pue-den ser apreciados por quien experi-mente este montaje..

Por: Luis Horacio rodrígueze-mail: [email protected]

IntroduccIón

En verdad, la elevación de una octava de unaseñal generada por un instrumento musical, ya seapor medio de amplificadores operacionales acopla-dos al puente de diodos o incluso de forma pasiva,con simples puentes de diodos, ya ha sido exploradaen muchas publicaciones.

El circuito que presentamos no pretende ser muydiferente de los más sencillos que se pueden hacerpara este efecto de sonido, teniendo solamente comodetalle más elaborado el hecho que suma la señalgenerada con la señal original, en un mezclado quemejora la reproducción final.

Así, si el lector no conoce los efectos de elevaciónde octava no cuesta mucho experimentar con estaversión con amplificador operacional.

Para los que no lo saben, el elevador de octavaconsiste en un circuito que duplica la frecuencia de lanota que se está ejecutando, llevándola hasta la

octava inmediatamente superior de la escala musical.El resultado es un sonido más agudo que el originalsi el sonido duplicado es reproducido solo. Si losumamos al original, tendremos una especie deacompañamiento de un segundo instrumento,tocando la misma nota pero en octava diferente.Nuestro circuito es intercalado entre el instrumentomusical y el amplificador y puede ser alimentado contensiones de 9 a 12V de una fuente simétrica. Estosignifica que tanto podemos usar una fuente a partirde la red local como 2 baterías de 9V pequeñas, yaque el consumo de corriente es muy bajo.

característIcas

* Tensión de alimentación: 9 a 12V (simétrica).

* Consumo: 5mA (típ).

* Impedancia de entrada: 1M(típ).

* Ganancia: ajustable entre 10 y 200.

MM onta jeonta je

ElEvador dE octavaPara Guitarra Eléctrica

Mont - elevador para guitarra.qxd:lx1435.qxd 21/01/14 10:15 Page 55

cómo FuncIona

El TL072 (Texas) es un doble amplificador opera-cional con transistores de efecto de campo, que secaracteriza por el funcionamiento con tensiones muybajas y elevadísima impedancia de entrada.

El primer amplificador es usado como un pre-excitador, con la ganancia ajustable en P1 que con-trola la realimentación del integrado. La impedanciaes dada, básicamente, por R3 y la respuesta de fre-cuencia puede ser sensiblemente modificada por laalteración de C1.

La salida de señal de este amplificador es divi-dida en dos ramas. La primera, que pasa por C5 esllevada directamente a la salida, donde se hace sumezclado con la señal cuya octava será elevada.

La segunda rama es llevada a la entrada delsegundo amplificador, pero pasando por un par dediodos que funciona como un duplicador de frecuen-cia para entonces aplicar la señal en las entradasinversora y no inversora.

La ganancia de esta etapa es determinada por R6y la salida es llevada al mezclador que consta de R8,R10, C6 y del control P2. Al respecto, cabe aclararque con R8 de 47kΩ y C6 de 100nF se tiene unefecto ótimo para guitarras eléctricas mientras quepara otros instrumentos musicales R8 debe ser de12kΩ y C6 de 470nF.

La fuente de alimentación debe ser simétrica,pudiendo ser usada la que muestra la figura 1.

montaje

En la figura 2 tenemos el diagrama completo delelevador de octava.

En la figura 3 tenemos nuestra sugerencia deplaca de circuito impreso.

Los resistores son todos de 1/8W ó 1/4W con 5 a20% de tolerancia.

Los capacitores pueden ser tanto cerámicos comode poliéster, y P1 y P2 son potenciómetros comuneso trimpots, en caso de que el lector quiera un montajemás económico sin precisar muchos controles. Losdiodos son de silicio de uso general como el 1N4148ó 1N914. Los enchufes de entrada y salida debenestar de acuerdo con los enchufes hembra y cablesdel instrumento y amplificador.

El conjunto debe ser montado en caja preferente-

Montajes

56 Proyectos Electrónicos

Figura 1

Figura 2


mente metálica, para evitar la captación de zumbidos.El cable de entrada de señal debe ser blindado, asícomo el de salida.

Prueba y uso

O b s e r v a m o sque este circuitotrabaja con seña-les de baja intensi-dad como los obte-nidos de la salidade transductoresde instrumentosmusicales, talescomo: guitarras,bajos, etc. Nodebemos conectaral circuito en la

salida de amplificadores y otros circuitos de potencia(figura 4).

El aparato es intercalado entre la fuente de señaly el amplificador final, siendo realizados el ajuste deganancia y mezclado en P1 y P2, de modo de obte-ner la mejor excitación. Comprobado el funciona-miento, sólo resta usarlo. Si ocurrieran ronquidos orealimentaciones, verifique los blindajes de los

cables y la propia puesta a tierra de la caja. J

Sirena con Circuito Integrado CMoS


Figura 3

LIsta de materIaLes

CI-1 - TL072 ó equivalente - amplificador opera-cional con FETP1 - 2M2 - trimpot o potenciómetroP2 - 10k - trimpot o potenciómetro J1 y J2 - enchufes de entrada y salida (ver texto)R1, R9, R10, y R11 - 12kΩR2 - 100kΩR3 - 1MΩR4 - 220kΩR5 - 82kΩR6 - 180kΩR7 - 270kΩR8 – 47kΩC1 - 470nF - capacitor cerámico ó de poliésterC2 y C4 - 220nF - capacitor cerámico ó depoliésterC3 - 10pF - capacitor cerámicoC5, C6 - 100nF - capacitor cerámico o depoliéster

Varios: Placa de circuito impreso, cables blindados,caja para montaje, fuente de alimentación,botones para los potenciómetros (si se los usa),cables, estaño, etc.

Figura 4


Para emisiones comerciales, los receptoresdeAMenArgentinaoperanconunafrecuen-ciade465kHz(enlamayoríadelospaíses

delmundoesde455kHz);paraFMsehaelegidounaFIde10,7MHzyparatelevisiónseoperaconunaFIdevideode45,75MHz.AlgunosreceptoresdeFMpa-ra comunicaciones poseen FI del orden de los20MHz;enAMdealtasfrecuenciasseestila2MHzypara microondas normalmente se utiliza una FI de30MHz.

LaseleccióndeunaFIdemasiadoaltaobligaráautilizarcircuitosresonantesnotanselectivosconunacurva de respuesta demasiado ancha, razón por lacualnopodrá rechazaradecuadamente loscanales

adyacentes al que se está sintonizando. Recuerdeque laselectividadestádadaporel factordeméritodelcircuito,elcualdisminuiráconlafrecuenciaacau-sadelaumentodelaspérdidasdelmismo(figura1).

Además,paraunaFIdealtovalorseránecesariounosciladorlocalqueopereafrecuenciasmásaltas,conlocualaumentaráladificultadderastreodeseña-lesyaquedisminuirálarelacióndecapacidadesne-cesariasparacubrirtodalabanda.

Ejem plo 1: enondasmediasdeAMsedeseasa-berlarelacióndecapacidadesquedebetenerunca-pacitorvariableparaelosciladorlocaldelreceptorsilaFI vale: a) 465kHz; b) 2000kHz.Sabemosque la

banda de ondas medias va desde550kHza1600kHz,conlocualelos-cilador local variará para una FI de465kHzdesde:

(550 + 465)kHz a (1600 + 465)kHz

fmin = 1015kHz a fmáx = 2065kHz

La relaciónentre frecuenciamínimaymáximaseráentonces:


Los amplificadores de frecuencia intermediason siempre los circuitos de alta gananciadel receptor, siendo responsables de laganancia y selectividad final del equipo. Suajuste determina, en muchos casos, la efecti-vidad a la hora de tener que presentar unaseñal captada por la antena en el amplifica-dor de audio, por lo cual se debe contar conlas herramientas e instrumentos apropiados.En este artículo presentamos el circuito deun generador de radiofrecuencia que puedeser calibrado para diferentes valoresmediante el cambio de un cristal.

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

MM onta jeonta je

Generador de rFpara pruebas y ajustes

Figura 1

Mont-generadorderfajustes.qxd:lx1435.qxd21/01/1410:17Page58

fmáx 2065kHz––––––––––=–––––––––≈2

fmín 1015kHz

Sepuedededucirque:

fmáx C2––––––––––=√––––––

fmín C1

donde:fmáx = frecuenciamáximaquedebegenerarelos-

ciladorlocal.fmín = frecuenciamínimaquedebegenerarelosci-

ladorlocal.C2 = capacidaddelvariablequepermiteobtenerla

máximafrecuenciadelosciladorlocal.C1 = capacidaddelvariablequepermiteobtenerla

mínimafrecuenciadelosciladorlocal.Despejando:

C2 fmáx––––––=(––––)2 =C1 fmín

Ennuestrocaso:

C2/C1=4

Con lo cual, si lamínimacapacidad del variable fuerade 20pF, la máxima capaci-dad debería ser 80pF (20 x4).Paraelsegundocasodelejemplo yaplicando igual ra-zonamientosetendrá:

C2/C1=2

Enestecaso,silacapaci-dadmínimavale20pFlamá-xima será entonces de 40pF(20x2).Note,entonces,queahoradebepodersintonizarlamisma cantidad de emisorascon la mitad de variación decapacidad,conlocualsede-muestra que a medida queaumenta el valor de FI secomplicaelrastreo.

Porelcontrario,unaFIde-masiado baja empeorará elrechazodelafrecuenciaima-gen.

ElnúmerodeFInecesariosdependedel servicioquedebedarelreceptory,porlotanto,de

sudiseño. LosreceptorescomercialesdeAMdebajocosto emplean una única etapa amplificadora de fre-cuencia intermedia condos transformadores sintoniza-dos;losreceptoresdeFMempleande2a4etapas;pa-ratelevisiónseusantresocuatroetapasylosrecepto-resdecomunicacionesutilizan2ó3etapas.Enrecepto-res, laprincipaldiferenciaentrelasetapasamplificado-rasdeRFyFIesquelaprimeraesdesintoníavariableylaetapadeFIseencuentrasintonizadaaunasolafre-cuencia.

ParalograrlasintoníafijasuelenemplearsetanquesLCsintonizados,combinacionescontransformadoresyacoplamientos inductivos, filtros cerámicos o filtros acristal.

Engeneral,estoscircuitosexigendiseñoscuidado-sos,yaquesonetapasdeelevadagananciaycualquiererrorenelcálculodeloscomponentespodríahacerau-tooscilaralamplificador.Esporestarazónquedebete-

Generador de RF para Pruebas y ajustes


Figura 3

Figura 2


nersecuidadoenlareparacióndelasetapasdeFI,es-pecialmentecuandosedebenreemplazarcomponentes.

SehadichoquesiseeligeunaFIdebajovalorsetendrámásdificultadesenel rechazode la frecuenciaimagen;además,labandaderespuestadeloscircuitossintonizadossevuelvedemasiadoestrechaconlocualsecorreelriesgodeperderinformación(siseaumentaelanchodebandaderespuestadisminuirálaganancia).

Unasolucióndecompromisopara laelecciónde lafrecuenciaintermediaenreceptoresdeAMconsisteentomarunvalorunpocomenorquelafrecuenciamásba-jadelabandaquemanejaelreceptor.Porejemplo,enreceptoresdeAMdeondasmedias, la frecuenciamásbajadelabandaes550kHzyseadoptacomoFIunva-lorde465kHz.

Puedenconstruirseamplificadoresdefrecuenciain-termediacontransistoresbipolares,transistoresdeefec-

todecampoocircuitosintegrados.Engeneral,enlame-didaquesecomenzóautilizareltransistorenetapasdeFIserequirieronmayorcantidaddeetapasamplificado-rasyaqueeltubodevacíooperabaportensiónypermi-tíaelusodetanquesdealtísimaimpedanciasinperjudi-carsufuncionamiento.

Veamos,entonces,unaetapadefrecuenciainterme-diacompuestapordosseccionesamplificadoras(figura2).Notequeenestecircuito lasdosseccionesposeencontrolautomáticodeganancia.LaentradadelAGCes-tádesacopladapormediodelosfiltrosR1-C2yR4-C7.Lapolarizacióndebasedelosdostransistores,enestecaso,sehaceatravésdelaseñaldeAGC.

R2yR5sonresistoresdeestabilizacióndeemisordelos transistoresquesondesacopladospara laseñaldeRFatravésdeC3yC7respectivamente.

La señal de neutralización sale del secundario deltanquedecadasecciónyregresaalabasedelostran-sistoresatravésdeC4yC9.

Una vez que detallamos el funcionamiento de unaetapadeFIclásica(en laactualidadson integradasenchips,peroenmuchoscasossiguensiendoetapasdis-cretasqueprecisansercalibradas).Paracalibrarlas,ne-cesitamosungeneradorcomoeldelafigura3queentre-gueunaseñalde465kHz,demodotalquealaplicardi-chaseñalalaentradadelaetapaycolocandounosci-loscopioounmultímetroenACalasalidadelcircuito,sedebecalibrarcadabobinaparaobtener lamáximaindi-caciónenelinstrumento.

Paraterminar,enlafigura4sepuedeapreciarelcir-cuitoimpresodenuestrogenerador.J

Montajes


LISTA DE MATERIALES

IC1,IC2-74LS00-CircuitosintegradosTTLX1-Cristalde465kHz,455kHzodelafrecuen-ciaaemplear(vertexto).R1-1k2R2-1k2R3-330_R4-1k_VR1-5k_C1-220nF-CerámicoC2-10µF-Electrolíticox25VC3-470nF-Cerámico.D1-Ledde5mmcolorrojo.D2-1N4001-Diodorectificador

VARIoSPlacadecircuitoimpreso,bornesypuntasdesalida(IC3),perillaparaelpotenciómetro,cables,estaño,etc.

Figura 4


Microcontroladores 61

FuncionEs

Una función es una subrutina que contiene una lista de sentencias a realizar. La idea principal

es dividir un programa en varias partes utilizando estas funciones para resolver el problema inicial

con más facilidad. Además, las funciones nos permiten utilizar las destrezas y el conocimiento de

otros programadores. Una función se ejecuta cada vez que se llame dentro de otra función. En C,

un programa contiene como mínimo una función, la función main(), aunque el número de funciones

es normalmente mayor. Al utilizar funciones el código se hace más corto ya que es posible llamar

una función tantas veces como se necesite. En C, el código normalmente consiste en muchas fun-

ciones. No obstante, en caso de que su programa sea muy corto y simple, puede escribir todas las

sentencias dentro de la función principal.

Función Principal

La función principal main() es una función particular puesto que es la que se ejecuta al iniciar el

programa. Además, el programa termina una vez completada la ejecución de esta función. El com-

pilador reconoce automáticamente esta función y no es posible llamarla por otra función. La sinta-

xis de esta función es la siguiente:

EL Mundo dE Los MicrocontroLadorEs: “PrograMación con LEnguajE c”Lección 10

eL mundo de Los microcontroLadores

Continuando con el curso

de programación de micro-

controladores, en esta lec-

ción veremos el tratamiento

de “funciones”. En este

curso estamos aprendiendo

a programar en Lenguaje

mikroC, que es muy similar

al C estándar, pero que pre-

senta la ventaja de tener un

entorno de desarrollo que

nos permitirá aprender a

programar, simular el algo-

ritmo realizado y ver si

cometemos o no errores. En

determinados aspectos

difiere del ANSI estándar en

algunas características.

Algunas de estas diferencias se refieren a las mejoras, destinadas a facilitar la programación

de los microcontroladores PIC, mientras que las demás son la consecuencia de la limitación

de la arquitectura del hardware de los PIC.

En base a información de www.mikroe.com

Programación de Funcionesen Lenguaje mikroc

Curso Micro -Lec 10 funciones.qxd:*Cap 4 - telefonia 21/01/14 10:18 Page 61

Microcontroladores


void main (void) {

/* el primer ‘void’ significa que main no devuelve ningún valor. El segundo‘void’ significa que no recibe ningún valor. Note que el compiladortambién admite la siguiente sintaxis: ‘main()’ o ‘void main()’ o‘main(void)’ */

..

/* —- Introduzca su programa aquí —- */

.};

Esto significa que f es una función que recibe un número real x como parámetro y devuelve 2*x-

y. La misma función en C se parece a lo siguiente:

float f (float x, float y) // variables flotantes x y y se pueden utilizar en f{

float r; // declarar r para almacenar el resultador = 2*x - y; // almacenar el resultado del cálculo en rreturn r; // devolver el valor de r

}

Cada función debe ser declarada apropiadamente para poder interpretarla correctamente duran-

te el proceso de compilación. La declaración contiene los siguientes elementos:

* Tipo de resultado (valor devuelto): tipo de dato del valor devuelto* Nombre de función: es un identificador que hace posible llamar a una función.* Declaración de parámetros: se parece a la declaración de variable regular (por ejemplo: float

x). Cada parámetro consiste en una variable, constante, puntero o matriz, precedidos por la etique-ta de tipo de dato. Se utilizan para pasar la información a la función al llamarla. Los parámetros dife-rentes están delimitados por comas.

* Cuerpo de función: bloque de sentencias dentro de llaves.

Una función se parece a lo siguiente:

tipo_de_resultado nombre_de_función (tipo argumento1, tipo argumento2,...){

Sentencia;Sentencia;...return ...

}

Note que una función no necesita parámetros (función main() por ejemplo), pero debe estar entreparéntesis. En caso contrario, el compilador malinterpretaría la función. Para hacerlo más claro, puedesustituir el espacio en blanco encerrado entre paréntesis por la palabra clave void: main (void).


EL Mundo dE Los MicrocontroLadorEs: “PrograMación con LEnguajE c”

Microcontroladores 63

Valor Devuelto

Una función puede devolver un valor (esto no es obligatorio) por medio de la palabra clave

return. Al llegar a return, la función evalúa un valor (puede ser una expresión) y lo devuelve a la línea

de programa desde la que fue llamada.

return r; // Devolver el valor contenido en rreturn (2*x - y); // Devolver el valor de la expresión 2*x-y

Una función no puede devolver más de un valor, pero puede devolver un puntero o una estruc-

tura. Tenga cuidado al utilizar matrices y punteros. El siguiente ejemplo es un error típico:

int *reverse(int *tab) // Esta función debe devolver una matriz r{ // cuyo contenido está en orden inverso con

// respecto a la matriz tabint r[DIM]; // Declaración de una nueva matriz denominada rint i;for(i=0;i<DIM;i++) // Bucle que copia el contenido de tab en r

r[i] = tab[DIM-1-i]; // al invertir el orden

return r; // Devolver el valor r}

En realidad, el compilador reserva memoria para el almacenamiento de variables de la función

reverse sólo durante su ejecución. Una vez completada la ejecución de reverse, la localidad de

memoria para la variable i o para la matriz r ya no está reservada. Esto significa que la dirección

que contiene los valores de i o r[] está libre para introducir datos nuevos. Concretamente, la función

devuelve sólo el valor &r[0], así que sólo el primer elemento de la matriz tab será almacenado en la

memoria. Las demás localidades de memoria, tales como &tab[1], &tab[2], etc. serán consideradas

por el compilador como espacios en blanco, o sea, estarán listas para recibir los nuevos valores.

Para escribir esta función es necesario pasar la matriz r [] como parámetro (vea la subsección

Pasar los parámetros).

La función puede contener más de una sentencia return. En este caso, al ejecutar la primera sen-

tencia return, la función devuelve el valor correspondiente y se detiene la ejecución de la función.

float abs (float x, float y) // Devolver el valor absoluto de 2*x-y{

if ((2*x - y) >= 0)return (2*x - y);

else

return (-2*x + y);}

Si la función no devuelve ningún valor, la palabra void debe ser utilizada como un tipo de resul-

tado en la declaración. En este caso, la sentencia return no debe ser seguida por ninguna expre-

sión. Puede ser omitida como en el siguiente ejemplo:

void wait_1 (unsigned int a){


Microcontroladores


cnt ++; // Incremento de una variable global cntDelay_ms(a) ; // Ejecución de la función Delay_ms

} // Note que Delay_ms no devuelve nada

Declarar Prototipos de Funciones

Para utilizar una función, el compilador debe ser consciente de su presencia en el programa. En

la programación en C, los programadores normalmente primero escriben la función main() y luego

las funciones adicionales. Para avisar al compilador de la presencia de las funciones adicionales,

se requiere declarar los prototipos de funciones en el principio de programa antes de la función

main(). Un prototipo de función está compuesto por:

tipo de resultadonombre de funcióntipos de parámetrosun punto y coma (;)

El prototipo de la función main no necesita ser declarado.

float f (float, float);

/* no es obligatorio escribir los nombres de los parámetros. Este prototipoinforma al compilador: en el programa se utilizará la función f,que utiliza dos parámetros de tipo float y devuelve el resultado del tipofloat. */

Llamar a una Función

Mientras una función es definida y su prototipo declarado, se puede utilizar en cualquier parte de

programa. Sin embargo, como la función main es ‘raiz’ del programa, no puede ser llamada de nin-

guna parte de programa. Para ejecutar una función, es necesario escribir su nombre y los paráme-

tros asociados. Vea los siguientes ejemplos:

float resultado,a,b; // resultado,a,b,time deben coincidir con los tipos// definidos

int time = 100; // en la declaración de las funciones f y wait_1a = 10.54;b = 5.2;resultado = f(a,b); // Ejecutar la función f por medio de los parámetros a y b

// El valor devuelto se le asigna a la variable resultadopausa_1(tiempo); // Ejecutar la función pausa_1 por medio de la variable tiempofunciónX(); // Ejecutar la función funciónX (sin parámetros)

Cuando se llama una función, el programa salta a la función llamada, la ejecuta, después vuel-

ve a la línea desde la que fue llamada.

Al llamar una función, se le pasan los parámetros. En C existen dos formas diferentes para pasar

parámetros a una función, pero este tema lo analizaremos en la próxima lección en la que también

analizaremos cuáles son las directivas del microprocesador en función de sus características.

¡Hasta el mes próximo! J


Ele Auto - Uso escaner.qxd:ArtTapa 17/01/14 10:04 Página 65

Pags65y66:ArtTapa21/01/1410:19Page66

electrónica del automóvil

Electrónica del Automóvil 67

Los sensores

Del SiStema electrónico De control Del motor:

A diferencia de los sensores convencionales, los utilizados en el sector del automóvil están

diseñados para responder a las duras exigencias que se dan en el funcionamiento de los

vehículos a motor, teniendo en cuenta una serie de factores como ser la alta fiabilidad,

bajos costos de fabricación, duras condiciones de funcionamiento, alta precisión, etc. Los

sensores de posición sirven para detectar recorridos y posiciones angulares. Son los sen-

sores mas utilizados en los vehículos motorizados. Desde hace tiempo se investiga para

sustituir los sensores con contacto (cursor) por otros "sin contacto", que no estén someti-

dos a desgastes y, por lo tanto, ofrezcan una duración mas larga y una mayor fiabilidad,

pero esto es en teoría, en la realidad todavía se siguen usando sensores de cursor por moti-

vos económicos y porque estos cumplen aun bien su tarea en diferentes puntos del auto-

móvil. Este informe es la primera parte sobre el funcionamiento y la medición de sensores,

tema que continuaremos en la próxima edición.

Coordinación: Ing. Horacio Daniel Vallejo - [email protected]

Ele Auto - Sensores Pos.qxd:*Cap 4 - telefonia 21/01/14 10:21 Page 67

IntroDuCCIón

En muchas aplicaciones, el ECM necesitasaber la posición de los componentes mecánicos(figura 1). El sensor de posición del acelerador(TPS) indica la posición de la válvula de maripo-sa. El sensor de posición del pedal del acelerador(APP) indica la posición del pedal del acelerador.El sensor de posición de la válvula de recircula-ción de gases de escape (EGR ) indica la posi-ción de la válvula EGR. El medidor de flujo deaire también utiliza este principio.

Eléctricamente, estos sensores funcionantodos de la misma manera. Por ejemplo, un brazode limpiaparabrisas en el interior del sensor estáconectado mecánicamente a una parte móvil, talcomo una válvula de paletas. Como las partes semueven, el brazo del limpiaparabrisas también semueve. El brazo de limpiaparabrisas está tam-bién en contacto con una resistencia. A medidaque el brazo del limpiaparabrisas se mueve sobrela resistencia, la señal de salida cambia de volta-je. El máximo valor de tensión será el de alimen-tación y el mínimo valor el de tierra. La señal delsensor será entonces equivalente a la posicióndel brazo del limpiaparabrisas. Leyendo el voltajede este sensor, el ECM es capaz de determinar laposición de un componente.

Para medir recorridos o posiciones angularespodemos utilizar sensores que utilicen sistemasbasados en diferentes principios de medicióncomo son:

• Sensores de potenciómetro.

• Sensores inductivos.

• Sensores magnetostáticos (efecto Hall).

loS SenSoreS Del SiStema electrónico De control Del motor

68 Electrónica del Automóvil

Figura 1 - Sensor de Posición .

A medida que el brazo del limpiaparabrisas se mueve

cambia la salida de voltaje de la señal. De este volta-

je, el ECM es capaz de determinar la posición del ele-

mento.

Tabla 1


• Sensores de propagación de ondas (ultrasó-

nicos y electromagnéticos).

En la tabla 1 se enumeran los puntos del auto-móvil en los que se utilizan los sensores de posi-ción, así como las magnitudes aproximadas demedición.

SenSor De PoSICIón Del ACelerADor (tPS)

El TPS está montado en el cuerpo del acele-rador y convierte el ángulo de la válvula de mari-posa en una señal eléctrica. Cuando se presionael pedal del acelerador, el voltaje de la señalaumenta, figura 2.

El ECM utiliza la información de la posición dela válvula del acelerador para:

• Establecer el modo de funcionamiento del

motor: ralentí, aceleración parcial, máxima acele-

ración .

• Saber cuándo apagar los controles de CA y

de emisión en situación de acelerador totalmente

abierto (WOT).

• La corrección de la relación aire-combusti-

ble.

• La corrección del aumento de la potencia.

• El control de corte de combustible .

El TPS básico requiere tres cables. Se sumi-nistran 5V al TPS desde el terminal de VC del

SenSoreS De PoSición


Figura 2 – Circuito sensor de posición del acelerador.

Figura 3 - TPS Con Interruptor de Posición.


módulo de control ECM. La señal de voltaje delTPS se suministra al terminal de VTA del ECM.Completa el circuito un cable de masa del TPS alterminal E2 del ECM. A ralentí (revoluciones nor-males del motor en estado de regulación), el vol-taje es de aproximadamente 0,6V hasta 0,9 volten el cable de señal. Con este voltaje, el ECMsabe que la placa del acelerador está cerrada.Con la mariposa totalmente abierta, el voltaje dela señal es de aproximadamente 3.5V hasta 4.7volt.

Dentro del sensor de posición del acelerador(TPS) hay una resistencia y un brazo tipo limpia-parabrisas. El brazo está en contacto con la

resistencia. La tensión disponible en el punto decontacto con la resistencia es el voltaje de laseñal y esto indica la posición de la válvula demariposa. En ralentí, la resistencia entre la cone-xión a VCC y el terminal de VTA es alta, lo quesignifica que entre VTA y tierra la tensión disponi-ble es de aproximadamente 0,6V hasta 0,9 volt. Amedida que el brazo de contacto se mueve máscerca de la terminal de VCC (que es la tensión de5 volt de alimentación), la resistencia disminuye yla señal de la tensión VTA se incrementa .

Algunos TPS incorporan un interruptor deposición del acelerador que indica cuando estáen reposo (también llamado conmutador de con-



Figura 5 - TPS en el sistema ETCS-i.

Figura 4 - TPS Con IDL.


tacto de reposo), figura 3. Este interruptor se cie-rra cuando se cierra la válvula de mariposa. Eneste punto, el ECM mide 0 volt (0 volt en el ter-minal de IDL, figura 4). Cuando se abre el acele-rador, el interruptor se abre y el ECM lee +B(Tensión Vcc en el circuito de IDL). Vea en la figu-ra 5 cómo es mecánicamente un TPS con termi-nal IDL.

El TPS en el sistema ETCS-i cuenta con dosbrazos de contacto y dos resistencias en una solacarcasa, figura 5. La primera línea de señal esVTA y la segunda línea de la señal es VTA2.

Tenga en cuenta que VTA2 alcanza su límitesuperior antes de VTA, tal como se desprende delanálisis de la figura 6. VTA2 funciona de lamisma, pero se inicia en una salida de voltajemás alto y la tasa de cambio de voltaje es dife-rente de VTA. Cuando se abre el acelerador lasdos señales de tensión aumentan a un ritmo dife-rente. El ECM utiliza ambas señales para detec-tar el cambio en la posición de la válvula del ace-lerador. Al tener dos sensores, el ECM puedecomparar los voltajes y detectar problemas .

SenSor De PoSICIón Del

PeDAl Del ACelerADor (APP)

El sensor de APP está montado en el cuerpode la mariposa de los ETCS-i. El sensor de APPconvierte el movimiento del pedal del aceleradory la posición en dos señales eléctricas.Eléctricamente, el APP es idéntico en cuanto a suoperación al mencionado para el TPS .

SenSor De PoSICIón

De lA VálVulA De eSCAPe De GASeS (eGr)

El sensor de posición de la válvula de escapede gases (EGR) está montado en la válvula deEGR y detecta la altura de la válvula de EGR,figura 7. El ECM utiliza esta señal para controlarla altura de la válvula de EGR. El sensor de la vál-vula EGR convierte el movimiento (y la posición)de la válvula EGR en una señal eléctrica. La ope-ración es idéntica a la de TPS excepto que elbrazo de señal se mueve por la válvula de EGR.

DIAGnóStICo De loS SenSoreS De PoSICIón

Las siguientes explicaciones son para ayudar-le con los procedimientos de diagnóstico quesuelen estar establecidos en el manual de repa-ración de un automóvil.

Probador de Diagnóstico

La comparación de la posición del sensor conlos datos obtenidos de las pruebas es una mane-ra conveniente para saber si el sensor está daña-do. Por ejemplo, cuando hacemos referencia alTPS, el mínimo valor se debe medir cuando lallave de arranque está en reposo y el máximovalor se debe obtener cuando la válvula de lamariposa está totalmente abierta. En las figuras 8y 9 se pueden observar las diferentes pruebasque se deben realizar.



Figura 6 – Señales

en el TPS.

VTA2 funciona de la

misma, pero se inicia

en una salida de vol-

taje más alto y la

tasa de cambio de

voltaje es diferente

de VTA.




Figura 7 - Sensor de posición de la válvula de esca-

pe de gases (EGR).

Figura 9 - Comprobación del voltaje

entre los terminales VC y E2 del

conector del ECM.

Esta prueba confirma que el ECM está

poniendo a cabo la tensión de alimen-

tación necesaria. Se podría hacer esta

prueba si no mides 5 volt en la termi-

nal de VC en el conector del TPS. Si

usted mide 5V en el conector del

ECM, el problema está en el circuito.

Si usted no mide 5 volt, es probable

que el ECM tenga fallas.

Figura 8 - Comprobación del voltaje

entre el terminal VC y masa de la

carrocería.

Debe desconectar el conector del sen-

sor y medir la tensión en el terminal

VC; debe medir alrededor de 5 volt.

Esto confirma que el cable está bueno

y el ECM suministra el voltaje correc-

to. Si no es así, el problema puede

estar en el circuito o en el ECM.


Para comprobar el voltaje entre el terminal VCy masa de la carrocería debe desconectar elconector del sensor y medir la tensión en el ter-minal VC; debe medir alrededor de 5 volt. Estoconfirma que el cable está bueno y el ECM sumi-nistra el voltaje correcto. Si no es así, el problemapuede estar en el circuito o en el ECM.

La medición de voltaje entre los terminales VCy E2 del conector del ECM confirma que el ECMestá poniendo a cabo la tensión de alimentaciónnecesaria. Se podría hacer esta prueba si nomides 5 volt en la terminal de VC en el conectordel TPS. Si usted mide 5V en el conector delECM, el problema está en el circuito. Si usted nomide 5 volt, es probable que el ECM tenga fallas.

Inspección del Sensor

de Posición del Acelerador

Para saber cómo se prueba el TPS, en algu-nos vehículos, en el manual de reparación, lainformación se encuentra en el módulo deInspección Técnica de Vehículos en la Secciónde SF. Por ejemplo, para medir la resistencia delsensor se utiliza un multímetro, siguiendo el pro-cedimiento descripto en la figura 10.

También se debe medir la resistencia total delsensor, lo que se puede hacer directamentedesde el conector, tal como se muestra en la figu-ra 11. Frente a un desperfecto, para determinarsi el problema está en el sensor, en el circuito del



Figura 10 – Medición de la

resistencia del TPS.

Con un multímetro digital en

posición de óhmetro se

puede medir la resistencia

del sensor desde sus termi-

nales.

Figura 11 – Medición de la resistencia

completa del sensor.


sensor o en el módulo de control, se debe reali-zar la prueba sugerida en la figura 12.

Para saber si hay un desperfecto en el ECM,se debe comprobar el voltaje entre los terminalesVTA y E2 del conector del ECM, tal como se gra-fica en la figura 12. Esta prueba es para determi-nar si el problema está en el circuito o el ECM.

Si las lecturas de voltaje se encuentran dentrode las especificaciones, el ECM puede ser el cul-pable (problemas intermitentes en el circuito o elsensor también puede ser el problema).

Si las lecturas de voltaje no están dentro delas especificaciones, hay un circuito abierto o cor-tocircuito en el mazo de cables y/o en el conectorentre el ECM y TPS, en la línea de VTA o E2, fallaque se detecta con este método.

SenSoreS De Flujo De MASA De AIre (MAF)

Los sensores de flujo de masas de aire con-vierten la cantidad de aire que entra en el motor

en una señal de tensión que será evaluada por lacomputadora. El ECM necesita conocer el volu-men de aire de admisión para calcular la cargaque tiene el motor. Esto es necesario para deter-minar la cantidad de combustible a inyectar,cuando se debe encender la mezcla en el cilin-dro, y el momento de cambiar la transmisión.

Para saber cómo funciona este sensor, puedereferirse al diagrama de la figura 13. El sensor deflujo de aire se encuentra directamente en lacorriente de aire de admisión, entre el filtro deaire y el cuerpo del acelerador donde se puedemedir el aire entrante.

Hay diferentes tipos de sensores de masa deaire. El medidor de flujo de aire de paletas y el deremolinos de Karman son dos estilos más anti-guos de los sensores de flujo de aire y que pue-den ser identificadas por su forma. El más recien-te, y más común, es el sensor de flujo de masade aire (MAF).

En la próxima edición continuaremos con el

tema. J



Figura 12 – Para saber si hay un desperfecto en el ECM,

se debe comprobar el voltaje entre los terminales VTA y

E2 del conector del ECM.

Esta prueba es para determinar si el problema está en el

circuito o el ECM. Si las lecturas de voltaje se encuentran

dentro de las especificaciones, el ECM puede ser el culpa-

ble (problemas intermitentes en el circuito o el sensor tam-

bién puede ser el problema). Si las lecturas de voltaje no

están dentro de las especificaciones, hay un circuito abierto

o cortocircuito en el mazo de cables y/o en el conector

entre el ECM y TPS, en la línea de VTA o E2.

Figura 13 - Sensor de flujo de aire.


Reparando Fallas en la Plaqueta del Inverter

Cómo se Prueba el

CirCuito integrado inverter

El inverter OZ964 es diferente a todos los cir-cuitos que vimos hasta ahora en “La biblia delLCD y el Plasma” y en los diferentes artículospublicados en Saber Electrónica. El OZ964 gene-ra 4 señales de salida para alimentar a los 4gates del puente H todos con diferentes señales.Por lo tanto antes de analizar el CI debemosentender qué señales debe generar. En la figura1 se puede observar cómo son esas señales.

En amarillo se puede observar en realidad eltiempo durante el cual están excitados los gates

de los MOSFETs. En principio, los dos pares N Pestán excitados de forma complementaria : cuan-do enciende uno se apaga el otro y siempre conun periodo de actividad del 50% y un pequeñotiempo muerto entre ambas señales para evitarque un retardo haga conducir a uno mientras elotro aún no se cortó, lo que significa un cortocir-cuito momentáneo entre fuente y masa.

Observe que los dos pares N P se excitan conla misma forma de señal sólo que con un desfa-saje controlado que justamente es el que cambiala energía entregada al transformador (en reali-dad las señales no son iguales, porque siemprese abre una llave y un poco después se cierra la

Servicio Técnico Especializado 75

Funcionamiento y RepaRación del

ciRcuito inveRteREn Saber Electrónica Nº 317 editamos un artículo en el que expliábamos cómo proceder a la

búsqueda de falla de un TV que llegó al taller con el problema de que se apagaba unos 3

segundos después de haberse encendido y concluímos con que el responsable era el inver-

ter. Obviamente comentamos los pasos a seguir en ese caso pero dijimos que en una futura

edición diríamos cómo se prueba el circuito integrado del Inverter. En esta entrega cumpli-

mos con lo prometido.

EQUIPO: TV de LCD de distintas marcas

FALLA: Pantalla negra, con encendido intermitente

Tec Repa - Reparo Inverter 2.qxd:*Cap 4 - telefonia 21/01/14 10:30 Page 75

Fallas y solucIones comentadas en monItoRes y televIsoRes de lcd

otra, para evitar que ambas conduzcan al mismotiempo).

En efecto la circulación de corriente por elCCFL tiene efecto sólo cuando están encendidoslos transistores cruzados; por ejemplo, cuando secierran al mismo tiempo T2 y T4 o T1 y T3. En eldibujo se observa claramente que eso sólo ocu-rre durante el ángulo de conducción que esmenor a 180º (momento en que el – del CCFL seconecta a masa y el + a fuente) el ángulo com-plementario encuentra a T3 conduciendo pero aT1 cortado y no hay transferencia de energía.Tampoco hay un posible cortocircuito sobre fuen-te porque en ese momento conduce T2 queconecta el terminal - a fuente con lo que amboscátodos del CCFL se encuentran unidos al mismopunto y no hay transferencia de energía.

Si el lector realiza el mismo análisis para T2 yT4, observará un caso similar. Eso significa queel tubo se alimenta con una CA casi cuadradacon un periodo de actividad variable que pode-mos observar en la figura 2. Esta señal debida-mente filtrada genera un senoidal deformada quevaria de amplitud al cambiar el período.

En realidad, esta señal se redondea por lascapacidades del circuito para lograr una señalcuasi senoidal.

Se observa que es una CA y por lo tanto seentiende que se pueda acoplar al transformadorpor medio de un capacitor para evitar el pasajede CC y para sintonizar la carga y conseguirredondear la salida.

Ahora debemos analizar cómo deben ser lasseñales aplicadas a los gates en lo que respectaa su amplitud y polaridad para que conduzcan losNMOS y los PMOS.

Los NMOS se excitan normalmente con seña-les positivas de unos 4V aplicadas con referenciaa masa. Los PMOS necesitan que las señales seapliquen con respecto a la fuente de potencia.Pero como el CI sólo se alimenta con 5V, esimposible que genere dicha tensión de excitacióny se requiere un circuito externo acoplado capa-citivamente para que la genere. Primero vamos aobservar la especificación de los CIs semipuen-tes en la figura 3.

De aquí podemos observar que se trata dedos MOSFET uno N y otro P de 40V 6A con unaresistencia de saturación muy baja (40mΩ) y demuy baja carga ya que se cierran con 1,5V y tie-nen una capacidad de entrada de sólo 750pF. Sino puede conseguir los semipuentes en su paísutilice, transistores separados montados sobreun pequeño disipador.

76 Servicio Técnico Especializado

Figura 2 - Corriente por el tubo para un

circuito con puente H completo.

Figura 1 - Señales aplicadas por el puente H.


RePaRando Fallas en la Plaqueta del InveRteR

Ahora podemos observar cómo funciona elcircuito de excitación de los PMOS realizandouna simulación en Multisim. Ver la figura 4.

Conocidas las señales de salida, ahora sedebe colocar una punta del osciloscopio sobreuna de ellas para tomarla como referencia de queel circuito de excitación funciona correctamente.

En nuestro caso nos encontramos con una señalnula en todas las salidas de gate (salvo en elarranque) cuando deberían tener una señal per-manente como la indicada en la figura 5.

Si no hay señal permanente en las salidas delCI se debe emplear el siguiente método de tra-bajo.


Figura 3 - Especificación resumida del CI semipuente H P2804ND5G.


Fallas y solucIones comentadas en monItoRes y televIsoRes de lcd

Lo primero que se debe medir es comosiempre la tensión de fuente de 5V que sedebe encontrar entre 4,75 y 5,25V. Peroeste circuito integrado cuenta con unafuente de referencia precisa que debemedirse también como si fuera una fuentemás. Es la pata 7 que debe tener 3,35V.En nuestra falla las dos tensiones soncorrectas.

El circuito de aplicación no hace usode la pata (3) ENA que sirve para encen-der el CI. En él está conectada a los 5VCC para manejar el dispositivo automáti-camente cuando se conecta la fuente debaja. Pero en el TV se utiliza y está conec-tada al micro a través de un adaptador denivel de 3,3 a 5V. En realidad esos dostransistores son inútiles porque el OZ964está preparado para activarse con más de2,2V y a cortarse con menos de 1V.Verificada con un multímetro la tensión está en5V lo cual es correcto. (es muy común encontrar-se con errores de diseño de este tipo que no invo-lucran una falla real sino solo un desperdicio decomponentes, pero si esos componentes extrafallan, el TV no funciona).

Luego es importante verificar que funcione eloscilador principal conectando el osciloscopio ola sonda de RF sobre la pata 18, en donde seencuentra el capacitor del oscilador principal. Enesa pata debe haber un diente de sierra con unvalor mínimo de 1,1V y un máximo de 2,5V a una

frecuencia de unos 60kHz. Y de hecho existíauna forma de señal correcta como la indicada enla figura 6.

La frecuencia de oscilación principal que seproduce durante el arranque suave o el funciona-miento normal puede ajustarse desde el exteriormodificando los valores de C5 y R9. Por lo gene-ral el CI se hace funcionar en 60kHz pero paraque el método sea más general le damos la for-mula que da la frecuencia.

f (kHz) = 65 . 104/ C5 (pF) . R9 (kOhm)

78 Servicio Técnico Especializado

Figura 4 - Circuito de excitación de los PMOS.

Figura 5 - Oscilogramas de salida normales.


RePaRando Fallas en la Plaqueta del InveRteR

Seguidamente hay que verificar las señalesde control y protección tanto de corriente comode tensión.

En principio, parecería que no tiene mayorsentido controlarlas porque seguramente no ten-dremos ninguna señal debido a que los CCFLestán apagados. Pero no es así, porque podríantener una señal incorrecta aun en esta condición.Además los tubos deben encender por aproxima-damente un segundo antes que actúen las pro-tecciones ya que el CI posee un circuito específi-co que las bloquea para que no responda a cor-tos intervalos de señales espurias. Eso es ciertoy en este equipo se ven los tubos por diferentesperforaciones, pero hay equipos donde es impo-sible observar los tubos y esta condición inicialsólo se puede observar con el osciloscopio. Lasonda de RF no es útil porque la señal puedetener una duración demasiado corta.

Tanto la señal de corriente como la de tensiónprovienen de los 7 CCFL y no conocemos cómose logra hacerlas confluir a las patas 9 y 2 res-pectivamente.

Seguramente se recurrirá a sumadores dealgún tipo. Normalmente en la pata 9 FB se tra-baja directamente con la señal de corriente porlos tubos prácticamente sin filtrar. Pero en esteTV se trata prácticamente de una tensión conti-nua de aproximadamente 1,2V.

Con respecto a la realimentación de tensiónobservamos que no existe. El fabricante no con-trola sobretensiones y realiza el arranque suavea ciegas sin realimentación. A la pata 2 se le pone

un atenuador resistivo desde los 5V quegenere una tensión continua normal de1V. En realidad, en este integrado elarranque suave siempre se realiza a cie-gas ya que la pata 2 solo es un protectorde alta tensión o mejor dicho de tuboapagado que en este TV está anulado. El tiempo que tardan en reaccionar lasprotecciones (shutdown) queda determi-nado por los mismos componentes quedeterminan el arranque suave del siste-ma y que se conectan a la pata 1 aun-que la formula es levemente diferente.

Arranque suave:T (s) = C6 x { 3 – (R5 x 0,0026)} / 2,6 (unos 2s con los valores del circuito de aplica-ción)

Apagado (Shutdown):T (s) = C6 x { 3 – (R5 x 0,003)} / 30 (unos 170ms con los valores del circuito de aplicación)

Nota 1: muchos reparadores pretenden

aumentar el tiempo de protección para trabajar

mas tranquilos pero no se dan cuenta que el

tiempo de arranque suave cambia en la misma

proporción. Por ejemplo aumentando el capacitor

C6 10 veces, la protección se demora 1,7s pero

los tubos tardarían 20 segundos en encender. En

realidad, cuando tarda más de 1 ó 2 segundos el

sistema se apaga automáticamente.

Nota 2: cuando R5 es igual o mayor a 1MΩ el

tiempo T es nulo, es decir que si se corta acci-

dentalmente el resistor, el circuito puede quedar

muy sensible a los ruidos y cortar aleatoriamente.

Nota 3: el arranque suave comienza luego

que el circuito encendió, es decir que llegó a la

tensión de ignición. El tiempo que tarda en llegar

a dicha tensión se ajusta con C9 que se carga

con una fuente interna de corriente.

En nuestro caso observamos que sobre lapata sensora de corriente hay una tensión nula,el sistema considera que hay por lo menos untubo apagado y apaga a todos los otros.

Obviamente el tema no termina aquí y es por

ello que en futuros artículos seguiremos expli-

cando cómo detectar y reparar fallas relaciona-

das con el “inverter”. J


Figura 6 - Señal del oscilador principal.


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

Pre gun ta 1: Hace un tiempo hiceesta pregunta y no tuve respuesta.

Hace un tiempo, en un evento, el Ing.Vallejo dijo que las fuentes conmuta-das son malas y mi profesor dice queson las mejores que hay, por esoquiero saber si entendí mal o mi pro-fesor está equivocado.

norberto gutiérrez.res pues ta: Bueno, el manual

editado en este ejemplar quizápueda responder mejor esta pregun-ta. Las fuentes conmutadas no son nibuenas ni malas... tienen ventajas ydesventajas. Las principales venta-jas son su tamaño y peso reducidocomparada con una fuente conven-cional de igual potencia y el hecho deentregar una tensión casi constantepor más que varíe la tensión deentrada en un rango amplio. La prin-cipal desventaja es que suele ser rui-dosa y precisa de un ripple o rizo ensu salida para poder operar, esto sig-nifica que no es posible obtener unatensión de salida continua constante(sin rizo). Si va a usar una fuenteconmutada en instrumentación o enaplicaciones donde se requiere unatensión continua constante con muy

buena regulación, es preciso colocaren su salida un bloque apropiado ytomar todos los recaudos para evitarruidos e interferencias que puedeprovocar el propio oscilador de lafuente.

Pre gun ta 2: ¿Qué posibilidadhay de obtener un grabador de picaxepara pic de 8, 18 y 28 patas y cuántocuesta ? He leído por ahí que unPICAXE cuesta unos $4 en las tien-das de electrónica ¿eso es cierto?

gonzalo sebastián Cielos.res pues ta: Los PICAXE no pre-

cisan grabador. Tampoco precisan sersacados del circuito donde están paraser regrabados. Esa es una de lasgrandes ventajas. Con sólo trescablecitos, conectados a un mini-plugestéreo y a su vez al puerto serie dela PC, se lo graba por medio de unaaplicación gratuita llamada “Editor deProgramación” que puede bajar denuestra página. Un PICAXE08, quees el más barato, puede costar 4dólares... no creo que se consiga a$4. J

se mi na rios gra tui tos va mos a su lo ca li dad

Co mo es nues tra cos tum bre, Sa berElec tró ni ca ha pro gra ma do una se rie dese mi na rios gra tui tos pa ra so cios del ClubSE que se dic tan en di fe ren tes pro vin -cias de la Re pú bli ca Ar gen ti na y de otrospaí ses. Pa ra es tos se mi na rios se pre pa -ra ma te rial de apo yo que pue de ser ad -qui ri do por los asis ten tes a pre cios eco -nó mi cos, pe ro de nin gu na ma ne ra sucom pra es obli ga to ria pa ra po der asis tiral even to. Si Ud. de sea que rea li ce mosal gún even to en la lo ca li dad don de re si -de, pue de con tac tar se te le fó ni ca men te alnú me ro (011) 4301-8804 o vía e-mail a:

[email protected] ra dic tar un se mi na rio pre ci sa -

mos un lu gar don de se pue da rea li zarel even to y un con tac to a quien los lec -to res pue dan re cu rrir pa ra qui tar se du -das so bre di cha reu nión. La pre mi safun da men tal es que el se mi na rio re sul -te gra tui to pa ra los asis ten tes y que sebus que la for ma de op ti mi zar gas tospa ra que és to sea po si ble.


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