SyM177

Precio Cap. Fed. Y GBA:Precio Cap. Fed. Y GBA: $18,00$18,00ISSN: 0328-5073 Año 15 / 2015 /ISSN: 0328-5073 Año 15 / 2015 / Nº 176Nº 176

tapa SyM 177.qxd:Maquetación 1 11/9/15 14:36 Página 1

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16 Saber Electrónica Nº 317

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-1425”. 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).

Como todos sabemos, una cámara digital es un dispositivo elec-

trónico utilizado con el mismo fin que una cámara fotográfica o filma-

dora pero con tratamiento y almacenamiento digital de la imagen que

captura. Miden la resolución de imagen en megapixeles, una de las

medidas utilizada para valorar una cámara digital. Las cámaras digita-

les suelen utilizar tarjetas de memoria para almacenar las imágenes,

videos y sonidos que captura. Algunas cámaras, especialmente las de

video, utilizan discos duros y/o discos ópticos para el almacenamiento.

En el CD que acompaña a esta edición, en diferentes secciones, expli-

camos qué es una cámara digital, cómo se compone la parte física

de dicha cámara, por qué el técnico debe tener conocimientos bási-

cos de fotografía para poder darle servicio técnico a una cámara digi-

tal, qué es y cómo se compone un sensor electrónico de imagen y

cuáles son los términos usuales como diafragma, obturador, enfoque,

profundidad de campo, etc. Nos introducimos en el “mundo digital”, y

desarrollamos una serie de notas que explican cómo se realiza el ser-

vicio técnico a una cámara digital (desarme, inspección, reparación,

ajuste por software y montaje).

CONTENIDO�DEL�CD�MULTIMEDIA:

Módulo 1: Curso de reparaCión de CáMaras

Lección 1: Cómo funciona una cámara digital.

Evolución de la fotografía.

Evolucion de La Camara Fotografica.

Lección 2: La cámara digital lo que debe saber.

Cómo funciona una cámara

Lección 3: Historia de la fotografía.

Composición Cámara fotografica digital.

Lección 4: Las partes de la cámara.

Partes Importantes de tu Cámara Fotográfica.

Lección 5: Cómo funcionan los tubos de imagen (CCD).

Video educativo sensor de imagen.

Limpieza del sensor CCD en una camara Reflex.

Limpieza de sensor DSLR CCD CMOS

Fabricación de un CCD.

Lección 6: Desarme, Mantenimiento y Reparación paso a paso.

Reparacion de Camaras, tips.

Reemplazo Rapido de CCD.

Reemplazo CCD en Cannon.

Módulo 2: Cursos de CáMaras digitales

Curso de Fotografía Digital.

Curso de Camaras Digitales.

Funcionamiento de un CCD.

Funcionamiento de una camara.

Módulo 3: Más teoría reCoMendada

Manual Ingles Cámara Kodak-EDAS290.

Manual Servicio Pentax.

Integrados para cámaras digitales.

Integrados para DiMAGE G600 OM.

Orígenes de la cámara fotográfica.

Sensores CCD y camaras Digitales.

Partes de una cámara digital.

Panasonic Lumix Dmc.

PowerShot G2.

Prototipos R05.

Funcionamiento de las cámaras: Tubos Imagen KODAK-DX7590.

Cómo funciona una cámara digital.

Cámara fotográfica y video.

Manuales de servicio de camaras Digitales.

Microcontroladores para cámaras EXZ850, G-Shot D610.

Funcionamiento cámara fotográfica, G-Shot D610, GC-QX3U.

Componentes de una cámara fotográfica digital.

Curso reparacion de camaras Sony DSC-H5.

El mundo digital.

Cámara Laica.

Camaras DiMAGE G600 OM.

Módulo 4: Videos de reparaCión de CáMaras digitales

Esta carpeta contiene videos más de 50 videos de cambio de partes,

mantenimiento y reparación de cámaras comerciales de las principales

marcas y modelos .

Servicio Técnico aServicio Técnico a

Cámaras DigitalesCámaras Digitales

pags 16 ok:ArtTapa 27/11/13 13:01 Page 16

CONTROLES DE TONO

Los controles de tono son circuitos que se encargan de modificar la respuesta en fre-

cuencia del amplificador con el objeto de coma, salas de audio y parlantes. Si estos ele-

mentos fuesen perfectos, el equipo reproduciría exactamente la onda acústica original y

no serían necesarios los controles de tono.

Un control “ideal” de tonos sería aquel que permite variar la ganancia del amplifi-

cador para cualquier frecuencia del espectro audible a los límites que fije el usuario, de

forma tal de conseguir una respuesta perfectamente plana sin importar la respuesta en

frecuencia del transductor de entrada.

El control de tono que se asemeja al ideal, por ser casi perfecto, se denomina “con-

trol de contorno” pero técnicamente se lo conoce como “Ecualizador Gráfico” que utiliza

un gran número de variables (generalmente potenciómetros) que operan independien-

temente sobre partes distintas del espectro audible.

Estos elementos variables suelen ser controles deslizantes, tal que su forma relati-

va para un caso particular se asemeja bastante a la curva de respuesta en frecuencia

del equipo, lo que permitirá que los parlantes reciban una señal eléctrica plana para

toda la banda de audio.

Se debe tener cuidado en la manipulación de estos controles pues puede ocurrir que

la sala utilizada absorba bastante las señales de baja frecuencia y muy poco los tonos

altos; en ese caso se debe realzar los bajos y atenuar los altos.

Pero las circunstancias pueden ser otras y la posición de los controles también cam-

biará. Por lo tanto, en manos de aficionados este tipo de equipos puede no ser efectivo

ya que un control de contornos profesional posee dos elementos de ajuste por cada

octava musical lo que hace un total de más de veinte potenciómetros para ecualizar la

respuesta en frecuencia de un sistema amplificador.

Para fijar su posición se deben tener en cuenta varios aspectos, como ser: las ca-

racterísticas de la sala que se está usando y la cantidad de personas en su interior, la

disposición de las cajas acústicas, el tipo de señal que se está amplificando, etc.; si a

esto le sumamos el hecho de que la respuesta auditiva de todos los oyentes no es la

misma, podemos deducir que el manejo de este equipo requiere de una buena experi-

encia previa.

Un detalle más a tener en cuenta es que puede ocurrir que quien maneje el equipo

no escuche bien los tonos altos y por eso los realza sin tener en cuenta que lo que para

sus oídos se escucha bien, para el resto de las personas estará “recargado” en tonos

agudos.

TeoríaCURSO DE TÉCNICO SUPERIOR EN ELECTRÓNICA

Preamplificadores

En esta lección haremos referencia a los diferentes circuitos

que se encargan de "acomodar" la señal de audio procedente

de una fuente de señal definida, para que pueda excitar a una

etapa de salida.

ETAPA 4 - Lección 4

Técnico en Sistemas de Audio 17

CARRERA: TÉCNICO SUPERIOR EN ELECTRÓNICA

Ud. está leyendo la cuarta 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 L4.qxd:LECC 1 .qxd 27/11/13 13:55 Page 17

Si se dispone de instrumentos de medida se puede conseguir que el ecualizador grá-

fico rinda en todo su potencial, aunque no se cuente con gran experiencia.

Los controles de tono pueden atenuar o enfatizar señales de frecuencias determi-

nadas en un rango variable entre 10dB y 20dB. No es necesario contar con refuerzo o

atenuaciones superiores ya que se desea contar con un sistema que corrija la respues-

ta en frecuencias del amplificador y no que introduzca distorsiones.

Existen dos factores fundamentales que definen al control de tono, a saber: a) fre-

cuencia en la cual el control comienza a operar; b) cantidad de refuerzo o atenuación

que puede suministrar el control para cada frecuencia.

Lo ideal es que estos factores puedan seleccionarse independientemente, pero esto

es caro y sólo lo utilizan determinados equipos profesionales. En general se utilizan sis-

temas cuya ley de variación de la ganancia con la frecuencia es una recta de pendiente

determinada (normalizada) cuya frecuencia de inicio de funcionamiento se selecciona

por el control de mando.

EjEMPLo 1

Se tiene un control de tono que eleva la ganancia para señales de alta frecuencia

que opera entre 5kHz y 10kHz, con una pendiente de 6dB por octava a partir de la fre-

cuencia de transición.

Esto quiere decir que cada vez que se duplique la frecuen-

cia correspondiente a una octava en la escala musical, la ganan-

cia se duplicará (figura 1).

Un buen control de tono se utiliza para efectuar pequeñas

correcciones en la respuesta en frecuencia, como por ejemplo

realzar los graves o atenuar un pico en la zona de los agudos.

Cuando los controles de tono se encuentran en la mitad del

recorrido, no introducen ninguna modificación en la respuesta

en frecuencia; por lo tanto, al efectuar alguna grabación, dichos

controles deben estar en la posición central (no realza ni

atenúa). Los controles de tono deben diseñarse para que el movimiento en

el control de agudos no modifique la respuesta en bajos y viceversa.

Existen dos tipos bien definidos de controles de tono:

a) Control Pasivo

b) Control Activo

La red pasiva se conecta entre dos etapas amplificadoras, trabajando

con un nivel de señal elevado (1 volt), mientras que la red activa forma

parte de un lazo de realimentación del preamplificador.

CONTROLES DE TONO PASIVOS

Los controles pasivos de tono consisten en un conjunto de resistores

y capacitores asociados (los resistores generalmente son potenciómetros) que atenúan

en general todas las frecuencias para luego enfatizar una porción del espectro audible,

ya que se atenúa a esta zona menos que al resto, lográndose realzar la porción de fre-

cuencia enfatizada. Un control pasivo de tono por pasos consiste en seleccionar un

capacitor por medio de una llave selectora; luego en función del capacitor elegido, va-

riará la constante RC del circuito y con ella, la respuesta en frecuencia de la relación

eo/ei de la figura 2.

Lección 4, Etapa4

18 Etapa 4

CURSO DE TÉCNICO SUPERIOR EN ELECTRÓNICA

Figura 1

Figura 2


Teoría

Si se desea que la variación en la respuesta del control sea continua, en lugar de

cambiar capacitores se utiliza un potenciómetro como elemento de ajuste, lo cual

permite un rango de operación previamente establecido (figura 3). En este caso, al

variar R, varía la frecuencia de transición del filtro; es de construcción sencilla y

económica.

Si se desea mantener constante la frecuencia de transición (punto en que

comienza a actuar el filtro) y variar la pendiente de atenuación, al filtro de la figura

anterior se le realiza una pequeña modificación, que consiste en intercalar un resis-

tor variable en serie con C que controlará la pendiente de atenuación del filtro (figu-

ra 4). En el circuito mostrado, la frecuencia de transición está dada por R1 y C mien-

tras que R2 define la pendiente de atenuación del circuito.

Por ejemplo, si R2 = ∞ se supone que el circuito no atenúa ninguna frecuencia

ya que no hay camino a masa para ninguna señal. Si R2 = 0 ohm, la pendiente de

atenuación la define R1 y C (figura 5). En este circuito la frecuencia de transición se

calcula mediante la siguiente fórmula:

1

ft = ————————————

6,28 x C x R1’

Donde:

ft = Frecuencia de transición en “hertz”C = Capacidad en “farad”R1’ = Resistencia conectada en serie con la señal dada, en “ohm”

Debemos tener en cuenta que en esta fórmula R1’ será la suma de

R1 y la resistencia interna de la fuente generadora de señal. Para

obtener la pendiente de operación deseada se utiliza la gráfica mostra-

da para este tipo de circuitos, donde R2 se calcula a partir del valor de

R1’ y de la pendiente elegida. Para dar un caso general, en la gráfica se

han dibujado los valores expresados en multipolos de ft.

EjEMPLo 2

Calcule la frecuencia de transición y la pendiente de atenuación de

un filtro pasivo pasa bajos con los siguientes datos:

R1’ = 31.800 ohm

R2 = 10.600 ohm

C = 0,01µF

ft = frecuencia de transición; es el punto en que comienza a trabajar el filtro.

Reemplazando valores:

1

ft = ——————————————————— ≈ 500Hz

6,28 . 31.800 . 0,01 . 10-6

R2 10.600Ω 1

Pte = ——— = ————————— = ———— fi 12dB/octava

R1 31.800Ω 3

Corresponde a un filtro con una atenuación de 12dB por octava con una frecuencia

de transición de 500Hz.


ETAPA 4: “TÉCNICO EN SISTEMAS DE AUDIO”

Figura 3

Figura 5

Figura 4


EjEMPLo 3

Este mismo análisis puede efectuarse con una red pasiva pasa altos (rechaza

bajos), donde debe colocarse un circuito RC en el camino de la señal con

constante de tiempo variable, pues el capacitor ofrece menor impedancia en la

medida que aumenta la frecuencia de trabajo. Para entender el funcionamiento

de este filtro, sea el siguiente circuito pasa altos (figura 6). En este circuito, si R2

= 0, la atenuación es constante para todas las frecuencias y proporcional a la

relación:

R1

——————

R1 + Rt

Mientras que para R2 = ∞ , la pendiente de atenuación para bajas fre-

cuencias es máxima, ya que C define el paso de la señal (figura 7). En este

circuito existe una pérdida de inserción que es distinta, según la frecuen-

cia de que se trate, dependiendo de la posición del cursor de R2. o sea

que el circuito atenuará más o menos según sea el valor de R2.

En los gráficos vistos, la atenuación está expresada en dB y se calcu-

la mediante la siguiente fórmula:

eo

At = 20 log —————

ei

Nos preguntamos ahora, ¿cómo se puede efectuar un arreglo para tener en un

mismo circuito el control de graves y agudos sin que el movimiento de un control afecte

la respuesta del otro?, ¿qué valores elegiremos como frecuencias de transición de

sendos filtros?

En la curva de respuesta en frecuencias del filtro pasabajo estudiado, se observa

que con máxima pendiente de atenuación existe una disminución en la ganancia de

25dB entre las frecuencias ft y 16ft, pero: ¿qué frecuencia elegimos como ft?

Si ftg (frecuencia de transición del control de graves) es superior a los 200Hz

dejaríamos pasar las frecuencias bajas hasta esta frecuencia y se introducirían sucesi-

vas atenuaciones hasta llegar a 25dB por debajo de la ganancia nominal para una fre-

cuencia superior a los 3200Hz.

Es peligroso amplificar (reforzar) en exceso frecuencias superiores a los 200Hz pues

si bien pueden parecer muy agradables los tonos graves emitidos por una orquesta, la

voz humana se torna pastosa, como si el que hablara tuviera la cabeza metida dentro

de una caja, lo cual quita fidelidad al sistema de audio, pues cualquier oyente se daría

cuenta de esta situación. Por lo tanto, no conviene reforzar en demasía tonos bajos

superiores a los 200Hz. También adquiere matices desagradables la voz humana cuan-

do se refuerzan tonos agudos por debajo de 1000Hz. Es decir, en principio conviene fijar

las frecuencias de transición de la siguiente manera:

ftg = frecuencia de transición de graves = 200Hz

fta = frecuencia de transición de agudos = 1000Hz

Esto quiere decir que el control de graves tiene respuesta plana hasta 100Hz (ft/2)

y atenúa la ganancia para frecuencias superiores, mientras que el control de agudos pro-

duce una atenuación de señales hasta una frecuencia de 2000Hz (2 ft), punto a partir

del cual no hay atenuación (figura 8).

Lección 4, Etapa4

20 Etapa 4


Figura 6

Figura 7


Teoría

Si se desea una diferencia bien apreciable en el tono al variar los con-

troles de graves y agudos, sin importar demasiado la fidelidad de la voz

humana, se sube ftg una octava y se baja una octava fta, es decir: ftg =

400hz y fta = 500Hz.

Con el objeto de tener una buena separación entre el filtro de graves y

el filtro de agudos (menor interacción entre los controles) suelen utilizarse

estos circuitos intercalándolos en distintas etapas del preamplificador.

Este, aunque es efectivo, no se acostumbra emplear en amplificadores

comerciales.

Suele utilizarse una celda donde ambos controles (graves y agudos) se

sitúan en el mismo circuito, eligiendo cada control con una frecuencia de

transición tal que no se superpongan (figura 9). Si bien los controles

pasivos son todos atenuadores, puede construirse un sistema que posea

una respuesta plana (se atenúan las señales de todas las frecuencias por

igual) cuando los potenciómetros se encuentran en la mitad del recorrido,

y luego, un giro hacia la izquierda provoque una atenuación y un giro hacia

la derecha permita reforzar un rango del espectro audible.

Un circuito de control de tono combinado con estas características

sería el que vemos en la figura 10. En general, un giro horario implica un

refuerzo y un giro antihorario provocará una atenuación. En los diagramas

esquemáticos, una flecha sobre la corredera del potenciómetro indica

hacia dónde se mueve el cursor cuando se gira en el sentido horario (o

hacia arriba o adelante, en caso de ser tipo corredera).

Analicemos uno de todos los posibles movimientos:

Supongamos que el control de graves se encuentra al máximo (R4 queda en para-

lelo con C3, y C2 queda cortocircuitado). Nótese que las frecuencias bajas circularán

hacia la salida con mayor facilidad a causa de que ha sido eliminado -cortocircuitado- el

capacitor C2 (figura 11).

En este movimiento no hemos analizado lo que ocurre con la rama superior ya que

hay un capacitor (C1) en serie, lo que dificulta el paso de las señales de baja frecuencia.

Realice el mismo análisis dibujando los circuitos equivalentes para el caso en que el

potenciómetro de graves se encuentre en el mínimo, repitiendo el estudio con el control

de agudos; de

esta manera

entenderá per-

fectamente el

funcionamiento

de este circuito.

Sólo cabe

acotar -para facil-

itar el análisis-

que C1, R5 y C4

forman el filtro de

agudos y R1, C2,

R2, C3 y R3 con-

stituyen el control

de graves. Vea-

mos en la figura

12 cómo son las



Figura 8

Figura 9

Figura 11Figura 10


curvas de respuesta en frecuencia del circuito estudiado. En este caso,

el nivel de referencia (0 dB) no corresponde a la tensión de entrada ei,

sino que será una señal de menor valor que se obtiene cuando los con-

troles se encuentran en la mitad de su recorrido.

Analicemos un control de tonos pasivo utilizado comúnmente en

circuitos comerciales (figura 13). Se trata de un filtro de diseño com-

plejo que posee una red formada por R2, C3 y R5 que permite que las

frecuencias medias pasen a la salida sin sufrir variación en su respues-

ta. C1, P1, C3 y R1 forman el filtro de agudos y la red P2, C4, R3 y R4

forman el control de graves.

Cuando P1 está en la posición A, el circuito se comporta como un

filtro pasa alto, ya que C1 es un camino “directo” entre la entrada y la

salida. De todos modos el paralelo (R1/P1), en serie con C2, limitarán

un poco el paso de la señal.

Al estar P1 en la posición B las frecuencias altas son suprimidas ya

que C2 queda en paralelo con la salida haciendo que estas señales se

deriven a masa; es decir, el potenciómetro facilita el paso de las

señales de alta frecuencia en una posición e impide el paso de las mis-

mas en la otra posición.

Analizando el control de graves, cuando P2 está en la posición X se

cortocircuita el capacitor C3, permitiendo que las señales de baja fre-

cuencia circulen libremente hacia la salida a través de R2 y R5.

Si P2 se encuentra en la posición Y, las frecuencias bajas no

pasarán por C3 pero sí (aunque atenuadas) por el divisor resistivo for-

mado por P2 y R3.

Este circuito fue diseñado para obtener una corrección de 12dB

(12dB por encima y por debajo de la respuesta plana) con una fre-

cuencia de transición de 200Hz para los graves y 1000Hz para el con-

trol de agudos. En este caso la interacción entre circuitos es bastante

baja. Fue utilizado por la empresa Philips para la construcción de un

Preamplificador de excelentes características, con el objeto de excitar

etapas de potencias valvulares y muy bien puede ser empleado en circuitos de estado

sólido.

REALIMENTACIÓN NEGATIVA

Con el objeto de mejorar la linealidad de los amplificadores de ten-

sión, se aplica a los mismos una realimentación negativa que consiste

en aplicar a la entrada una porción de la señal de salida, pero en con-

trafase (figura 14).

El circuito utilizado para proporcionar la señal de realimentación se

conoce como “lazo de realimentación” y generalmente consiste en un

circuito que aplica una señal por un extremo distinto a la entrada de

señal (por ejemplo, si la señal ingresa por base, el lazo de reali-

mentación termina en el emisor).

Se denomina “ganancia de lazo abierto” a la ganancia del amplifi-

cador antes de realimentarlo y se lo simboliza con la letra G. Llamamos

Lección 4, Etapa4

22 Etapa 4


Figura 12

Figura 13

Figura 14


Teoría

“Ganancia de lazo cerrado” a la ganancia del amplificador realimentado. Si analizamos

detenidamente la figura del amplificador realimentado veremos que al amplificador

ingresan dos señales: la de entrada y la del lazo de realimentación; luego:

eo

V de entrada = ei + ( - ——— )

η

eo

V de entrada = ei - —————

η

El signo (-) indica una realimentación negativa. La tensión de salida eo será igual a

la tensión de entrada por la ganancia de lazo abierto.

eo

eo = G . ( ei - ———— )

η

Luego, la ganancia de lazo cerrado se calculará como eo/ei, donde está incluida la

realimentación; por lo tanto, se deduce que:

eo G

——— = —————————— = Ganancia de lazo cerrado.

ei G

1 + ———

η

Generalmente se busca que G sea mucho mayor que η con lo cual la relación G/η

será muy grande con lo cual puede despreciarse el “1”.

G

Si G >> 1, entonces ———— >> 1; luego:

η

eo G

——— = ————— = η

ei G

————

η

eo

–––––– = η

ei

Por este motivo, se denomina “Ganancia de Lazo” a la atenuación del lazo de reali-

mentación “η”.

Si la realimentación fue proporcionada a través de un divisor resistivo η, es un

número real, con lo cual la ganancia de lazo cerrado permanecerá constante para todas

las frecuencias, no importando el comportamiento del amplificador y siempre que G/η

sea muy grande.

Si se desea compensar alguna distorsión puede utilizarse una red variable con la fre-

cuencia, como lazo de realimentación, lo que hará que η varíe con la frecuencia de modo

de compensar la alinealidad inicial.



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

electrónica 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 configuraciones circuitales

básicas en donde, a través de algunas fórmu-

las no muy complicadas, aprenderá a calcular

diferentes tipos de amplificadores según la uti-

lidad para la cual usted lo necesite. Según las

distintas configuraciones, existen varias for-

mas de polarizar un transistor con sus ventajas

y desventajas, aprenderá también a calcular

capacitores de paso y verá los diferentes tipos

de acoplamientos entre etapas.

En la lección Nº 4, que es la que está

leyendo, damos una explicación de qué son los

preamplificadores y sus circuitos derivados,

como ser controles de tono, qué es reali-

mentación negativa, realimentación multieta-

pa, el sistema Baxendall, filtros, controles de

volumen y balance, entradas, ecualización. La

quinta lección está dedicada a las etapas de

salida, en sus diferentes configuraciones y en

la siguiente lección se estudian los parlantes o

bocinas como les llaman en México, su

construcción, clasificación, características téc-

nicas, cajas acústicas, construcción y detalles

de diferentes diseños y su armado.

Para finalizar, en la lección Nº 6 se incluye

un apéndice con el que estudiará los amplifi-

cadores digitales y los equipos de última ge-

neración.

Cada lección incluye prácticas y talleres

con distintos montajes relacionados con el

audio y que creemos le serán de utilidad, ya

sea para el aprendizaje o para el desarrollo de

su actividad profesional: en esta lección encon-

trará una fuente de alimentación, un seguidor

de señales, vúmetros y amplificadores.


La realimentación negativa disminuye la ganancia de la etapa origi-

nal, lo cual es una ventaja ya que el ruido producido por algún compo-

nente interno (por ejemplo, un transistor es fuente de ruido) quedará

reducido al valor G/η . Vruido. En síntesis, la realimentación negativa es

una técnica destinada a mejorar la respuesta de los amplificadores sa-

crificando la ganancia del equipo.

Un caso típico de realimentación negativa está dado por un transis-

tor con polarización automática (figura 15). Se trata de una reali-

mentación “paralelo-paralelo”, tomando señal desde el colector y

reinyectándola en base. La ganancia del lazo de realimentación (1/η)

depende de la relación entre R2 y R1, aunque para el cálculo de la

misma es necesario conocer la impedancia de salida de la etapa ante-

rior. No es una realimentación muy utilizada ya que el valor de R2 para

una realimentación óptima no coincide con el valor necesario para

polarizar al transistor (se necesita mayor resistencia para polarización)

razón por la cual se realiza una modificación para que la resistencia de

polarización resulte mayor que el valor necesario para la realimentación

negativa.

La forma de conseguir este efecto se ve en el circuito de la figura 16.

En este circuito se observa una disposición práctica donde R3 fija la pola-

rización y R2 en paralelo con R3 (C es un “cable” para las señales alter-

na) determinan la ganancia de la etapa.

Un circuito práctico muy utilizado es un amplificador emisor común

con realimentación serie a través del agregado de un resistor de emisor

sin desacoplar (figura 17). En este caso no es difícil darse cuenta que el

factor de realimentación vale:

Rcη = ————

Re

Aquí se han separado las señales de entrada y realimentación ya que

la señal reinyectada se aplica en el emisor; este hecho contribuye a

aumentar considerablemente el valor de la resistencia de entrada del cir-

cuito. Se deduce matemáticamente que en este circuito la resistencia de

entrada toma el valor:

Rin = hfe . Re

Un defecto de esta configuración es que el hfe del transistor varía con

la corriente del colector, razón por la cual la Rin no será lineal y por lo

tanto la etapa introducirá una distorsión en la señal. Para que esto no

ocurra deben utilizarse señales débiles. En todos los casos analizados hay

ventajas y desventajas que limitan su uso, esto nos lleva a formularnos la

siguiente pregunta: ¿hay alguna forma de realimentar y mejorar considerablemente las

características de un circuito?

REALIMENTACIÓN MULTIETAPA

La realimentación negativa es mucho más efectiva cuando involucra más de una

etapa ya que permite independizar a los lazos de realimentación de la señal, lo que brin-

da un mejor control del sistema; en otras palabras, varias etapas amplificadoras en cas-

cada incrementan el valor de G, razón por la cual G/η es un número grande, premisa de

la cual partimos (figura 18).

Lección 4, Etapa4

24 Etapa 4


Figura 15

Figura 16

Figura 17


Teoría

En este circuito Q1 trabaja con muy poca corriente para tener bajo

nivel de ruido; además, Rc es grande para que la tensión de colector sea

pequeña. Aquí R2 no sólo realimenta la señal sino que polariza a la base

de Q1. Debido al agregado de C en paralelo con R3, la cantidad de señal

realimentada depende de la tensión en bornes de R4, mientras que la

tensión de polarización de Q1 está dada por las caídas de R3 y R4. R1

podría representar la impedancia de la etapa anterior y sus variaciones

producen alteraciones en la ganancia del circuito.

Para independizar las realimentaciones de señal y polarización se

introducen algunas variantes (figura 19) a saber:

La realimentación entre emisor de Q2 y base de Q1 (R3) tiene efec-

to únicamente en continua ya que C desacopla al emisor para las

señales alternas. R2 introduce una realimentación negativa desde

colector de Q2 a emisor de Q1, de forma tal que al variar R2 podemos

cambiar la ganancia del sistema sin alterar la polarización. Aquí el lazo

de realimentación introduce una ganancia que se calcula como:

Rel + R2

η = —————————

Rel

Nótese que η no depende de la resistencia de salida de la etapa pre-

via. En el diseño de etapas realimentadas se debe tener en cuenta los

problemas de “fase” que acarrea dicha realimentación, ya que para

alguna frecuencia puede haber un desplazamiento de fase de 180°,

convirtiéndose esa realimentación negativa en positiva, y el sistema cor-

rerá riesgos de oscilar. En el diseño de amplificadores se trata de que

el riesgo de oscilación se produzca para frecuencias que se encuentren

fuera del espectro audible; por tal motivo no se puede utilizar a la reali-

mentación negativa indiscriminadamente con el objeto de transformar

un pésimo amplificador en otro de óptimas cualidades.

REALIMENTACIÓN EN CONTROLES DE TONO. SISTEMA BAXENDALL

Un control de tonos activo consiste en un amplificador que posee una red de reali-

mentación negativa. La ventaja fundamental de este sistema es que se disminuye con-

siderablemente la distorsión, ya que al atenuar determinadas frecuencias se atenuará

también el ruido y la deformación y al enfatizar ese mismo rango se controla la distor-

sión a través de la realimentación negativa (figura 20).

Cuando el control de graves (P1) se encuentra en su posición intermedia, C2, R1 y

la mitad de P1 se encuentran del lado de la entrada y C3, R2 y la otra mitad de P1 están

del lado de la realimentación razón por la cual no se ejerce ninguna “interferencia” (efec-

to) en la ganancia del sistema para todas las frecuencias bajas; los valores de los ele-

mentos se calculan para que se cumpla este efecto.

Cuando el cursor se encuentra en la posición A, C2 queda en cortocircuito y la señal

de entrada llega a la base del transistor a través de R1, R3, R4 y C6; la realimentación

se ve disminuida pues desde el colector de Q pasa a través de C5, R2 y C3; la reali-

mentación aumentará con la frecuencia a causa de la reactancia de C3 y B, C3 se cor-

tocircuita y existe máxima realimentación para todas las frecuencias mientras que la

señal de entrada pasa a través de C2 hacia la base de transistor constituyendo un filtro

pasa-alto cuya función es disminuir la ganancia en bajas frecuencias, es decir, se pro-



Figura 18

Figura 19


duce una atenuación en bajas frecuencias. El mismo

análisis puede realizarse con el control de agudos, ya

que al encontrarse en la posición central hay igual

resistencia de entrada y realimentación.

Con el potenciómetro en la posición C, la señal pasa

por C1 y C4 con lo cual tendré máxima ganancia para las

señales de alta frecuencia. La realimentación es suave

ya que se produce a través de C5 y la resistencia de P2.

Por lo dicho, con P2 en la posición C se produce un

refuerzo de agudos. Si el cursor se encuentra en la posi-

ción D, la señal de entrada debe pasar por P2, quien la

disminuye, mientras que la realimentación es conside-

rable ya que la señal reinyectada pasa a C4 directamente

desde C5; esta realimentación aumenta con la frecuen-

cia por la cual con P2 en la posición D existe una ate-

nuación de las señales de alta frecuencia (agudas).

La curva de respuesta en frecuencia de un control de

tono activo tipo Baxendall la podemos observar en la

figura 21.

FILTROS

Un filtro es un circuito que actúa como “control de ganancia” en

alguna parte de la banda de audio. La diferencia fundamental con un

control de tonos es que la pendiente de atenuación es mucho mayor

(como mínimo 12 dB/octava); y “No SE DEBE UTILIZAR UN PoTEN-

CIoMETRo” como elemento de variación de frecuencia sino que se

debe emplear un interruptor que interpone o no al filtro en el amplifi-

cador, para evitar introducir distorsión en el rango de la voz humana.

Por ejemplo, un filtro de baja frecuencia por debajo de los 50Hz elimi-

na zumbidos molestos, que no contribuyen a mejorar la calidad del

amplificador. Por otra parte, un filtro que actúe por encima de los

7kHz mejora la reproducción de viejas grabaciones por deterioro del

disco o por exageración en el refuerzo de agudos que se hace presente

Lección 4, Etapa4

26 Etapa 4


Figura 20

Figura 21

Figura 22


Teoría

en grabaciones modernas. El filtro que atenúa bajos suele denominarse

filtro de púa o “scratch” (figura 22).

El filtro de altas frecuencias se denomina filtro de “rumble” y ge-

neralmente actúa a partir de una frecuencia de corte de ft = 7kHz,

aunque esta frecuencia varía con el diseño del amplificador (figura 23).

En muchas ocasiones se producen acoples entre las cajas acústicas y el

fonocaptor generando oscilaciones de baja frecuencia (efecto “Larsen”)

que pueden eliminarse con un filtro rechaza bajos.

Como los filtros deben actuar para frecuencias precisas deben co-

nstruirse con elementos variables para que eliminen ruidos o atenúen

soplidos sin perjudicar el resto de la respuesta en frecuencia del amplificador,

por ello debe construirse un filtro siguiendo el esquema de la figura 24.

Comercialmente suelen construirse filtros con estas características, utilizando

para ello elementos activos (figura 25).

El uso de controles de tono obliga, si se quiere buena calidad, a realzar fre-

cuencias bajas y altas sin modificar el rango de frecuencias medias en igual

medida. Para realzar dicho rango debe hacérselo en banda plana y el control que

se encarga de conseguir este efecto se denomina “control de presencia” que con-

siste en reforzar las señales cuyas frecuencias están comprendidas entre 800Hz

y 3000Hz (frecuencias vocales centrales). Puede tener tres posiciones con el

objeto de realzar dichas frecuencias en distintos rangos (figura 26).

El filtro “control de presencia” suele intercalarse en la última etapa

preamplificadora y comercialmente consiste en un filtro activo (circuito

realimentado) en la banda de frecuencias medias donde el manejo de

un potenciómetro permite variar la porción de la señal realimentada, y

con ella la ganancia del filtro (figura 27). El estudio de la respuesta del

oído humano determina que la misma no es lineal con la frecuencia y

con distintos niveles sonoros.

Para bajas frecuencias hay una considerable pérdida auditiva con

señales de baja potencia, pero dicha atenuación disminuye en la medi-

da que aumenta la potencia de la señal reproducida. Este efecto fue

largamente estudiado y aparece claramente en el estudio de las curvas

de igual sonoridad de Fletcher-Munson. Es por esta razón que en la ma-

yoría de los amplificadores de audio cuando se los escucha a bajo volu-

men existe una “aparente” pérdida de potencia en los tonos bajos y

debemos introducir un refuerzo de graves; esto es un problema pues

debemos corregir el control de graves en la medida que variamos el vo-

lumen (figura 28).



Figura 23

Figura 24

Figura 25

Figura 26


Este defecto se soluciona con un filtro de “sonoridad” que compensa gradualmente

y en forma automática la pérdida auditiva de respuesta a los tonos bajos cuyo efecto

aumenta en la medida que baja el volumen. Este filtro puede ser conectado y desconec-

tado a voluntad (figura 29).

Hoy en día, los filtros activos más utilizados se basan en el empleo de amplificadores

operacionales; por ejemplo un filtro “pasa-alto” se construye tal como vemos en la figu-

ra 30. Con los mismos valores de resistencia y capacidad e igual cálculo de la frecuen-

cia de corte puede construirse un filto “pasa-bajos” modificando las

conexiones circuitales (figura 31).

La respuesta en frecuencia dependerá del factor de atenuación;

en la medida que éste disminuye la respuesta en frecuencia se modi-

fica en mayor magnitud (figura 32).

Lección 4, Etapa4

28 Etapa 4


Figura 27

Figura 28

Figura 29

Figura 31

Figura 30


Teoría

Cuando C2 = 2 C1 o R2 = 2 R1, según el filtro usado, se dice que se está

en una “atenuación crítica” lo que significa que la transición del nivel de

respuesta en frecuencia a la característica del filtro se manifiesta en forma

suave en lugar de realizarse abruptamente.

CONTROLES DE VOLUMEN Y BALANCE

Generalmente el volumen de un amplificador se controla por medio de un

potenciómetro logarítmico a causa de la respuesta en frecuencia del oído

humano. Se debe tener cuidado en su ubicación, por ejemplo: jamás debe

atravesarlo una corriente continua ni debe estar inmediatamente antes de

una etapa de alta ganancia pues amplificaría demasiado la señal de ruido

generada con el movimiento del potenciómetro (el potenciómetro es un ele-

mento muy ruidoso). Suele colocarse entre el preamplificador y el amplifi-

cador de salida, a posteriori del control de tonos y/o ecualizador, figura 33.

Este concepto debe aplicarse en cualquier tipo de amplificadores, incluso en

aquellos usados para reproducción de cintas.

En amplificadores estéreo, se usan potenciómetros giratorios loga-

rítmicos dobles o potenciómetros deslizantes individuales que tienen la

ventaja de poder aparearse fácilmente y eliminar el potenciómetro de

balance. Este último control se usa para compensar las pequeñas dife-

rencias entre canales ya sea a causa del potenciómetro doble o por dife-

rencias en los amplificadores.

El control ideal de balance opera alterando la ganancia de un canal

respecto del otro sin influir en el control de volumen. Debe permitir el

ajuste fino pero apreciable en la distribución de la señal (figura 34). La

relación P1/R1 determina el rango de variación de la ganancia que

puede obtenerse con estos circuitos.

PREAMPLIFICADORES

Si recordamos en qué consiste un sistema amplificador de audio, notaremos

que la etapa de entrada se encarga de seleccionar una fuente de sonido entre

varias opciones, como ser: radio, micrófono, bandeja giradiscos, grabadores, etc. A

esta etapa de entrada la llamamos “preamplificador”; en él convergen todas las

fuentes mencionadas y se encarga no sólo de la selección de una de ellas sino que

además la ecualiza (la corrige) para que a posteriori el amplificador le dé el nivel

necesario para excitar a los parlantes. Se puede asegurar que la calidad del sonido

reproducido depende fundamentalmente de los circuitos utilizados en la construc-

ción del preamplificador. Las distintas señales -fuentes de sonido- pueden provenir

de generadores que proveen distintos niveles de señal; son de distintas impedan-

cias, y además pueden poseer entre sí distintas respuestas en frecuencia. Todas

estas diferencias deben ser salvadas por el preamplificador (figura 35). Es así que

este circuito debe encargarse de:

a) Adaptar los niveles de los distintos generadores de entrada al nivel

necesario para el primer circuito amplificador.

b) Adaptar impedancias.

c) Permitir la variación de la respuesta en frecuencia mediante filtros

y controles de tono.

d) Regular la ganancia del sistema.

Tanto el transductor de entrada como el amplificador tienen carac-

terísticas que los individualizan.



Figura 32

Figura 33

Figura 34

Figura 35


Por ejemplo, todo dispositivo que utilizaré como transductor de audio

se caracterizará por la tensión en volt (o submúltiplos) que genera y por la

impedancia en ohm que presenta, las cuales se denominan: “característi-

cas de salida” del dispositivo, y definen su funcionamiento. Por supuesto,

la mayor o menor impedancia que presente el transductor determinará la

cantidad de energía que se puede extraer de él (figura 36).

Todo preamplificador posee también parámetros que lo caracterizan;

por ejemplo, es muy común especificar las características de entrada del

equipo de la siguiente manera: 200mV/50kohm, lo que significa que es

necesario aplicar sobre la entrada del preamplificador una señal de

200mV para que el amplificador desarrolle su máxima potencia cuando se

encuentra al máximo el potenciómetro de volumen; además, el preamplifi-

cador se comporta eléctricamente como una impedancia de 50kohm a su

entrada. Por supuesto, si se aplica una tensión menor que 200mV, el

amplificador no desarrollará su máxima potencia, y si la señal de entrada

supera los 200mV el equipo distorsionará.

Por otro lado, si las impedancias del transductor y preamplificador no

son iguales, no habrá máxima transferencia de energía, y por lo tanto el sis-

tema tendrá menor rendimiento (figura 37). Al acoplar el dispositivo trans-

ductor con el preamplificador deben estar adaptadas las características de

ambos con el objeto de obtener máxima eficiencia (figura 38). Los trans-

ductores más utilizados para excitar a los equipos amplificadores son:

a) Fono cristal

b) Fono magnético

c) Sintonizador

d) Cinta (reproductor)

e) Micrófono

a) Fono cristal

Requiere muy alta impedancia de entrada para su buen funcionamiento en bajas

frecuencias; generalmente superior a los 500kΩ entregan una tensión que varía entre

los 200mV y 1V, pero pueden generar tensiones instantáneas aún mucho mayores cuan-

do la púa “cae” sobre el disco, razón por la cual debe tenerse mucho cuidado -al diseñar

el ecualizador- en la elección del circuito de entrada.

b) Fono magnético

Se trata de un reproductor de muy alta calidad que entrega una tensión de salida

entre 2,5mV y 6mV con una impedancia normalizada de 47kohm. El amplificador que se

encarga de llevar esta característica a valores nor-

males no posee una respuesta lineal, ya que debe

compensar la preenfatización del disco durante su

grabación, como veremos más adelante (Red de

ecualización RIAA); además, como trabaja con

señales débiles, tiene una ganancia elevada (40dB),

y se lo conecta cerca de la entrada para evitar efec-

tos indeseables en el circuito.

c) Sintonizador

El nivel de salida de los sintonizadores (RF y

detector) es variable entre 100mV y 500mV, según el

fabricante, con una elevada impedancia que oscila

entre 100kohm y 500kohm. Generalmente se lo

encuentra en amplificadores de buena calidad.

Lección 4, Etapa4

30 Etapa 4


Figura 36

Figura 37

Figura 38


Teoría

d) Cinta

Es la entrada de “grabadores” con características similares a las

del sintonizador. Para mejorar la calidad de reproducicón puede

tomarse la señal directamente del cabezal reproductor que entrega

una señal de 0,5mV sobre una impedancia de 10kohm, en cuyo caso

requiere una etapa preamplificadora adicional, como lo requiere la cáp-

sula magnética, pero con curva de ecualización apropiada.

e) Micrófono

Debe saberse el micrófono que se utilizará. Más adelante se estu-

diarán las características de los distintos micrófonos. Luego, el pream-

plificador deberá tener la red de adaptación adecuada al micrófono

elegido.

Según lo dicho hasta el momento, todo preamplificador deberá tener un selector de

entrada para elegir la señal del dispositivo que se desea reproducir (figura 39).

ECUALIZACIÓN

En la grabación de discos suelen atenuarse las señales co-

rrespondientes a tonos bajos por dos razones fundamentales:

primero porque la excesiva amplitud de los sonidos graves podría

hacer que la excursión del surco sea tan amplia que llegue al surco

contiguo. Además, si se realzan los tonos altos, los mismos deberán

atenuarse en el preamplificador, lo que resulta una ventaja ya que

los ruidos generados en la reproducción se atenúan en igual medi-

da. En síntesis, en el disco se reduce el nivel de los tonos bajos y se

realzan los agudos. Luego, en el amplificador, se deben reforzar los

graves y atenuar los agudos (figura 40).

En la grabación magnética de cinta de cassette se aplica ge-

neralmente un refuerzo de agudos para compensar las pérdidas

inevitables en el entrehierro y en los materiales magnéticos, con lo

cual, durante la reproducción, se debe introducir un considerable

refuerzo de graves.

Trabajos de experimentación permiten afirmar que la tensión inducida en una

cabeza reproductora es proporcional a la frecuencia de la señal grabada en la cinta,

razón por la cual –si no hay ecualización– la señal escuchada sería muy pobre en graves

y saturada en agudos.

Cuando se habla de frecuencia modulada, en el transmisor se acentúan los tonos

altos para atenuarlos en el receptor junto con las señales de ruido que en

él se generan o que son producto del espacio exterior; es decir, en el recep-

tor se produce una desacentuación, también llamada deénfasis, de las

señales de alta frecuencia.

Analizando todos estos casos, nos damos cuenta que en el preampli-

ficador se debe colocar un ecualizador que varíe sus características en

función del tipo de señal que desea amplificar, ya sea para atenuar los

graves y reforzar los agudos o viceversa.

Los valores standard de acentuación y desacentuación se expresan en

forma de constantes de tiempo (figura 41). La constante de tiempo más

simple consiste en un resistor y un capacitor conectados en serie o en

paralelo (figura 42). En este circuito se produce una atenuación para las

señales de baja frecuencia pero, en la medida que aumenta la frecuencia:



Figura 39

Figura 40

Figura 41


1

Xc = —————————

6,28 . f . C

se hace cada vez más chica (Xc = reactancia capacitiva) aumen-

tando el nivel de la señal sobre la carga. A la frecuencia para la cual Xc

= R se la conoce como frecuencia de transición, y esto ocurre cuando:

1

R . C = ————————

6,28 . ft

Esta es la “constante de tiempo” del circuito y viene dada en segun-

dos. A esta constante de tiempo es a la que hacíamos referencia ante-

riormente. Nótese que esta constante de tiempo permite el paso de

señales de alta frecuencia con facilidad, pero se comporta como resis-

tivo para medias y bajas frecuencias. El capacitor en serie con un resis-

tor, en cambio, se comporta como resistivo para medias y altas fre-

cuencias y el capacitor atenúa las bajas frecuencias (figura 43).

La corriente que atraviesa este circuito depende una vez más de la

constante de tiempo RC; en bajas frecuencias circulará poca corriente

ya que el capacitor tendrá elevada reactancia, mientras que en alta frecuencia la reac-

tancia es pequeña y es el resistor el único que limitará la corriente. En este circuito, la

frecuencia de transición se calcula cuando R = Xc, luego:

1f = —————————

6,28 . R . C

ECUALIZADOR DE DISCOS

Si bien los discos de vinilo son algo antiguos, aún son considerados por los aduiófi-

los de colección. Para ecualizar los discos en su reproducción, hacen falta circuitos que

refuercen los graves y atenúen los agudos, tratando de que el efecto de ambos casi no

se haga sentir en el rango de frecuencias medias. La norma estándar de ecualización

para discos LP requieren constantes de tiempo. Una de 75µs, la segunda de 318µs y la

tercera de 3180µs. Las frecuencias de transición son respectivamente: 2123Hz, 500Hz

y 50Hz. Por supuesto, la red ecualizadora a utilizar contendrá varios capacitores y resis-

tores conectados de distintas formas con el objeto de conseguir los efectos deseados.

Hemos visto que la técnica más favorable sería utilizar esta red ecualizadora como

lazo de realimentación de un sistema “realimentado”, tal que la red controle la ganan-

cia del sistema. El único detalle a tener en cuenta es que si la red ecualizadora atenúa

los bajos, al encontrarse como parte de una realimentación negativa,

hará que el sistema refuerce las señales de baja frecuencia. Este con-

cepto es válido para todas las constantes de tiempo de todo el espec-

tro (figura 44). En este circuito, R1 junto con C1 forman una constante

de tiempo de unos 318µs permitiendo el paso de las señales de tono

alto (como esto es realimentación a la salida del preamplificador, se

atenuarán), mientras que R2 y C2 forman una constante de tiempo de

2123Hz. Para 50Hz C2 es casi un circuito abierto y se busca que Xc1

= R1 para así tener la tercera constante de tiempo necesaria.

El valor de R3 determina la ganancia del lazo de realimentación y,

por lo tanto, la respuesta del preamplificador realimentado. J

Lección 4, Etapa4

32 Etapa 4


Figura 42

Figura 43

Figura 44


Electrónica del Automóvil

Electrónica del Automóvil 33

ElEctrónica automotrizEl SiStEma ElEctrónico dE control dEl motor

Todos somos conocedores de las actuales tecnologías con las que se están dotando a

los actuales modelos de vehículos, cada día más enfocados a ser lo más eficientes

posible respecto al consumo de combustible y a la par menos contaminantes. La duda

nos surge cuando pensamos en las primeras tecnologías que fueron aplicadas para tal

fin y aquí es donde encontramos la función de la ECU, Engine Control Unit o Unidad de

Control de Motor que es una unidad de control electrónico que supervisa varios aspec-

tos de la operación de combustión interna del motor. Las ECUs más simples sólo con-

trolan la cantidad de combustible que es inyectado en cada cilindro en cada ciclo de

motor. ECUs más avanzadas controlan el punto de ignición, el tiempo de apertura/cie-

rre de las válvulas, el nivel de impulso mantenido por el turbocompresor (en coches con

turbocompresor), y control de otros periféricos. La introducción de estas primeras ECU

fueron la respuesta por parte de los fabricantes de automóviles americanos a las cada

vez más exigentes regulaciones con respecto a la emisión de gases tóxicos de los auto-

móviles. Esto se producía a finales de la década de los años setenta y principios del

ochenta, y el boom de los nuevos aparatos electrónicos se reflejaba en un mayor uso

de los mismos en los nuevos vehículos. Para este trabajo, ECU (Unidad de Control

Electrónico o computadora del auto) y ECM (Módulo de Control Electrónico o conjunto

de computadoras) es considerado “lo mismo”.

Coordinación: Ing. Horacio Daniel Vallejo - [email protected]

Manual - ECM.qxd:*Cap 4 - telefonia 27/11/13 13:01 Page 33

IntroDuCCIón

Las exigentes regulaciones respecto a lasemisiones contaminantes durante los años fina-les de los 70 y los 80 y a la optimización del usode combustible, impulsaron más por necesidadque por otro motivo, a un cambio de mentalidad yun obligado paso de lo mecánico a lo electrónicoen cuanto ejecución y regulación de los diversosparámetros, antes realizados por distintos meca-nismos neumáticos y mecánicos y posteriormen-te controlados por este unidad de control, paraasí poder controlar de manera más eficaz la com-bustión del motor.

Podemos definir una ECU como la unidad decontrol electrónico que regula al motor.

Esto se traduce de una manera sencilla definécomo el corazón de un complejo sistema electró-nico compuesto por sensores y actuadores, en laque los sensores informan a la unidad central yésta envía la orden necesaria a los actuadorespara transformar dicha información inicial.

La función de los sensores es la de registrardiversos parámetros sobre el funcionamiento delvehículo (tales por ejemplo, como las revolucio-nes del motor, temperatura de los sistemas, señalde la posición del acelerador, etc.) Estos senso-res actúan como puente hasta el sistema centralo ECU y transforman dichas magnitudes físicasen electrónicas.

Por su lado, los actuadores serían los ele-mentos que son dirigidos a su vez por la ECU yson los encargados de convertir las señales eléc-tricas recibidas en magnitudes mecánicas.Hablamos por ejemplo de los inyectores de com-bustible, electroventiladores o demás sistemasque reciban la información y consecuentemente,actúen de una manera mecánica sobre algunafunción en el vehículo.

Las primeras unidades de control o ECU mássencillas controlaban simplemente el flujo o can-tidad de combustible que se inyectaba por cilin-dro en cada ciclo del motor, mientras que lasECUs más actuales controlan casi la totalidad delos sistemas del vehículo, haciendo en numero-sas ocasiones complicado encontrar las posiblesaverías derivadas en pequeños fallos electróni-cos.

Actualmente un microprocesador de 64 bits a120MHz es el cerebro encargado de la ECU y, aligual que sucede con cualquier computadora tipoPC o portátil, es necesario que disponga de su

propio sistema operativo para poder funcionar.En la figura 1 se puede apreciar una infografía defuncionamiento de una computadora de automó-vil MPC5634. Vea en la figura 2 algunos de losprincipales componentes electrónicos de estaECU.

Algunos sistemas operativos funcionales pue-den ser os CAN o Microsar Os.

Debido a que las ECUs no deben soportaruna comunicación directa con el usuario o inte-ractuar con distintas aplicaciones, estas caracte-rísticas son suficientes en los modelos actuales.

De igual manera, las unidades centrales hanevolucionado hasta las que conocemos hoy endía con elementos avisadores de autodiagnósti-co, que nos avisa de los posibles errores queésta puede padecer si detecta valores fuera delrango pre-establecido por fábrica. Este sistemahace un análisis cuando se inicia el arranque y siexiste error alguno nos lo comunica directamentemediante distintos símbolos situados en el cua-dro de mandos del automóvil.

Debido al aumento de nuevas funciones y sis-temas electrónicos en los nuevos vehículos,debemos considerar diversas computadorasencargadas cada una de ellas de una función demanera específica. Todas estas unidades estáncentralizadas y comunicadas mediante un bus dedatos o bus can, que es un protocolo de comuni-cación basado en un bus serie e ideado por laempresa alemana Bosch en los años 1980 parael intercambio de información de las distintas uni-dades de proceso con una unidad central, redu-ciendo el cableado y mejorando costos.

Breve Historia de las ECUs

Se puede hacer una clasificación de lasECUs, dependiendo de su tecnología utilizada yde la época de fabricación, desde las más anti-guas, las cuales sólo controlaban cantidad decombustible inyectado, hasta las más modernasque pueden ser capaces de ser modificadas oreprogramadas para poder realizar ciertos cam-bios en los distintos parámetros, mejorando así elrendimiento del vehículo.

Las unidades de principios de los años 1980se caracterizaban por ser de diseño híbrido digi-tal. Dicho sistema utilizaba técnicas analógicaspara la toma de medidas, para posteriormenteusar una tabla de valores almacenada en una

ECM y ECU

34 Electrónica del Automóvil


El SiStEMA ElECtróniCo dE Control dEl Motor


Figura 1


ECM y ECU


Figura 2 - Lay-Out de

la ECU MPC5634


memoria de sólo lectura y de modo de obtenerlos valores finales de salida.

No disponían de la suficiente tecnología comopara tener los datos exactos de cada componen-te y solamente podían compararse con dichosvalores almacenados, causando considerablesinconvenientes, ya que estos valores estándareran los prefijados para los vehículos con suscomponentes totalmente nuevos, y con el pasodel tiempo podían dar lugar a fallos debido al des-gaste habitual de los mismos.

Las ECUs programables, son aquellas quepueden ser modificadas como consecuencia deun cambio de algún componente del vehículo,debiendo ser adaptado para poder así configu-rarse correctamente el comportamiento y rendi-miento adecuado del automóvil.

Estas unidades más modernas (en automóvi-les fabricados a partir del 2000) ya utilizan ECUscon sistemas OBD-II, capaces de poder ser pro-gramadas mediante puertos OBD de maneraexterna, pudiendo ser modificadas mediante eluso de una computadora portátil conectada alvehículo a través de una interfaz OBD II.Mediante un programa o interfaz gráfica instaladaen la computadora se pueden visualizar todas lascaracterísticas de funcionamiento de la ECU ypodrán modificarse parámetros, por ejemplo, lacantidad de combustible que se debe inyectar enel motor, la mezcla correcta de oxígeno y com-bustible o distintos parámetros claves necesariospara el correcto funcionamiento del vehículo.

¿Y cuáles son los parámetros a programar?

Existen infinidad de parámetros que puedenser completamente modificados, ajustando asílos valores de manera completamente específica,desde la ignición, límite de revoluciones, lacorrecta temperatura del agua, alimentación decombustible temporal, modificación de baja pre-sión en el combustible, sensor de oxígeno osonda lambda, etc.

Esto no sólo es válido para conseguir unmejor funcionamiento a base de reprogramación,pudiendo disminuir consumo de combustible oconfigurando un nuevo mapeado para poder asícontrolar la emisión de gases nocivos, algoimprescindible para poder pasar sin problemas laITV correspondiente.

Actualmente existe un claro aumento de loscomponentes electrónicos en los nuevos mode-los de automóviles, con lo que repercute en un

mayor nivel de complejidad tecnológica, esto setraduce en más computadoras, una mayor espe-cialización y diversificación de ellas, (cada unidadcontroladora de una parte específica de cada fun-ción) sistemas más complejos y una escaladatécnica en cuanto prestaciones deseadas porparte del usuario final.

Con toda esta nueva introducción en cuanto latecnología aplicada al mundo del automóvil, nosencontramos ante la situación de un fuerte cam-bio en cuanto averías típicamente mecánicas alas nuevas averías, producidas cada vez más porfallos electrónicos. Los mecánicos han debidosaber reciclarse a tiempo para poder abordarnuevos problemas, algunos complicados de solu-cionar, para así poder seguir realizando su laborde manera correcta, porque, atrás queda en mirecuerdo, al mecánico de mi barrio, aquél con elmono sucio de grasa y manos oscuras a los cadavez más mecánicos de portátil que solucionan losfallos de mi vehículo, enchufados mediante unpuerto OBD mientras observan tablas de valoresy posibles errores producidos por cualquier dis-positivo electrónico.

FunCIones De la eCu

Las ECUs determinan la cantidad de combus-tible, el punto de ignición y otros parámetrosmonitorizando el motor a través de sensores.Estos incluyen: sensor MAP, sensor de posicióndel acelerador, sensor de temperatura del aire,sensor de oxígeno y muchos otros.

Frecuentemente esto se hace usando un con-trol repetitivo (como un controlador PID).

Antes de que las unidades de control de motorfuesen implantadas, la cantidad de combustiblepor ciclo en un cilindro estaba determinada porun carburador o por una bomba de inyección.

Control de la inyección de combustiblePara un motor con inyección de combustible,

una ECU determinará la cantidad de combustibleque se inyecta basándose en un cierto númerode parámetros.

Si el acelerador está presionado a fondo, elECU abrirá ciertas entradas que harán que laentrada de aire al motor sea mayor. La ECUinyectará más combustible según la cantidad deaire que esté pasando al motor. Si el motor no haalcanzado la temperatura suficiente, la cantidad




de combustible inyectado será mayor (haciendoque la mezcla es más rica hasta que el motoresté caliente).

Control del tiempo de inyecciónUn motor de ignición de chispa necesita para

iniciar la combustión una chispa en la cámara decombustión.

Una ECU puede ajustar el tiempo exacto de lachispa (llamado tiempo de ignición) para proveeruna mejor potencia y un menor gasto de com-bustible. Si la ECU detecta un picado de bielas enel motor, y "analiza" que esto se debe a que eltiempo de ignición se está adelantando almomento de la compresión, ralentizará (retarda-rá) el tiempo en el que se produce la chispa paraprevenir la situación.

Una segunda, y más común causa que debedetectar este sistema es cuando el motor gira amuy bajas revoluciones para el trabajo que se leestá pidiendo al coche. Este caso se resuelveimpidiendo a los pistones moverse hasta que nose haya producido la chispa, evitando así que elmomento de la combustión se produzca cuandolos pistones ya han comenzado a expandir lacavidad.

Pero esto último sólo se aplica a vehículoscon transmisión manual. La ECU en vehículos detransmisión automática simplemente se encarga-rá de reducir el movimiento de la transmisión.

Control de la distribución de válvulasAlgunos motores poseen distribución de vál-

vulas. En estos motores la ECU controla el tiem-po en el ciclo de motor en el que las válvulas sedeben abrir. Las válvulas se abren normalmentemás tarde a mayores velocidades que a menoresvelocidades. Esto puede optimizar el flujo de aireque entra en el cilindro, incrementando la poten-cia y evitando la mala combustión de combusti-ble.

Control de arranqueUna relativamente reciente aplicación de la

Unidad de Control de Motor es el uso de un pre-ciso instante de tiempo en el que se producenuna inyección e ignición para arrancar el motorsin usar un motor de arranque (típicamente eléc-trico conectado a la batería). Esta funcionalidadproveerá de una mayor eficiencia al motor, consu consecuente reducción de combustible con-sumido.

FunCIonamIento Del motor

Según lo visto hasta el momento, el principalcomponente del Sistema de Control Electrónicodel Motor (ECM, también conocido como “módu-lo de control del motor”) es la computadora prin-cipal o Unidad Electrónica de Control (ECU) ymuchas veces se confunden estos término a talpunto que, cuando se está describiendo el fun-cionamiento de algún sistema electrónico delauto, el lector no tiene una idea clara sobre el ele-mento al que se hace referencia. En este trabajo,nosotros haremos referencia al “módulo de con-trol de del motor” como un conjunto que incluye ala computadora principal (ECU) y sub-computa-doras. En otras palabras, ECU y ECM “es lomismo” aunque hilando fino, en los automóvilesactuales que poseen decenas de microcontrola-dores, el módulo de control ECM tiene una com-putadora principal ECU y varias computadorassecundarias.

Por tal motivo, a continuación vamos a descri-bir el sistema electrónico del automóvil, centrán-donos en los siguientes objetivos:

1. Identificar los principales sistemas / compo-

nentes de control del automóvil.

2. Conocer la información que se necesita

para evaluar los sistemas de control del motor.

3. Familiarizarnos con los términos de los sis-

temas de control de los motores.

La necesidad de lograr una salida de altapotencia, alta economía de combustible y lamenor cantidad de gases de emisión de los moto-res, hoy en día ha llevado contar con sistemas decontrol del motor muy sofisticados.

Como sabemos, una computadora, que serefiere como un módulo de control del motor(ECM), gestiona una variedad de sistemas parael correcto funcionamiento del motor. Estos siste-mas se dividen básicamente en las siguientesáreas:

• Los sistemas de inducción de aire.

• El sistema de combustible.

• Sistema de encendido.

• Sistema de control de emisiones y de escape.

Todos los sistemas mencionados y otros son,controlados por el ECM. El ECM con sus senso-res y actuadores se conoce como el sistema de

ECM y ECU



control electrónico. Es importante tener en cuen-ta, al momento de diagnosticar problemas demotor, que los fundamentos del funcionamientodel motor (correcta mezcla de aire y combustible

suficientemente comprimida y encendi-do en el momento adecuado) no sondiferentes. La siguiente es una descrip-ción de estos sistemas.

el sIstema De InDuCCIón De aIre

El ECM mide y controla la cantidad deaire para un funcionamiento eficientedel motor. La válvula de control de airede ralentí no se utiliza en los sistemascon control electrónico del acelerador.En algunos motores se utiliza un sen-sor de consumo en el colector en lugarde un sensor de flujo de aire. En la figu-ra 3 puede observar el diagrama enbloques que ejemplifica el sistema deinducción de aire. El funcionamiento deeste sistema es el siguiente:

El aire filtrado por el filtro de aire se mide por

el sensor de flujo de aire (comúnmente llamado el

sensor de flujo de masa de aire).



Figura 3 - Sistema de inducción de aire.

Figura 4 – Sistema de inyección de combustible.


El volumen de aire es regulado por la válvula

de mariposa.

La válvula de control de aire de ralentí regula

la cantidad de aire que se deriva de la válvula de

mariposa para ajustar la velocidad de ralentí.

La cámara de admisión de aire y el colector de

admisión están afinados para un funcionamiento

eficiente.

Hay muchas variaciones en el sistema básicode inducción de aire.

El “Sistema Acústico Controlado de Inducción”(ACIS) modifica la entrada de aire para tener unamayor eficiencia. Algunos motores tienen turbo-compresores y compresores para proporcionaraire adicional.

sIstema De InyeCCIón De CombustIble

La explicación del funcionamiento del sistemade inyección de combustible puede facilitarseobservando el diagrama de la figura 4. En base alas señales recibidas, el ECM calcula cada cuán-to tiempo y cuándo debe encender o activar losinyectores para que proporcionen la cantidadcorrecta de combustible.

La ubicación del regulador de presión varíacon cada sistema. Cuando el exceso de combus-tible se devuelve al depósito de combustible, elregulador de presión se ubica después de losinyectores.

En el sistema de combustible sin retorno, elregulador de presión está en el depósito de com-bustible.

El sistema de combustible tiene que suminis-

trar el volumen correcto de combustible a los

cilindros bajo una variedad de condiciones.

El combustible es presurizado por la bombade combustible y se envía a los inyectores decombustible en forma de flujo. Un regulador depresión, situado en el depósito de combustible odespués de los inyectores, regula la presión decombustible. El ECM controla cuándo y por cuán-to tiempo los inyectores de combustible estánactivos para suministrar el fluido a los cilindros.Los inyectores, cuando están activos, permitenque el combustible fluya hacia el colector deadmisión. El ECM calcula la cantidad de combus-tible a inyectar en base a una variedad de pará-

metros, principalmente temperatura y volumendel aire de admisión.

Hay otros componentes utilizados en un siste-ma de inyección de combustible para modificarsu operación y los trataremos cuando veamos el“sistema de combustible”.

sIstema De IgnICIón

Basado en las condiciones de funcionamientodel motor, el ECM determina cuando se realiza laignición de la mezcla aire / combustible, de acuer-do con su programación, vea la figura 5. El“encendedor” activa la (s) bobina (s) de encendi-do y la apaga, en base a una señal recibidadesde el ECM. La alta tensión necesaria paracrear la chispa se genera en la (s) bobina (s).

el sIstema De emIsIones y De esCape

El ECM gestiona los diferentes sistemas ycomponentes para cumplir con las regulacionessobre emisión de gases. El sistema de evapora-ción (EVAP) evita que los vapores de gasolina(HC) entren en la atmósfera.

ECM y ECU


Figura 5 – Sistema de ignición.


El programa de control de combustible seencarga de ajustar la relación aire / combustiblepara que el catalizador funcione con su máximaeficiencia, de acuerdo con el esquema que semuestra en la figura 6. Esto reduce los hidrocar-buros (HC), el monóxido de carbono (CO) y losóxidos de nitrógeno (NOx) que se arrojan alambiente. El sistema de recirculación de gasesde escape (EGR) también ayuda a reducir losNOx.

otros sIstemas

Los componentes del motor que antes erancontrolados mecánicamente ahora están contro-ladas electrónicamente. El objetivo es mejorar laeficiencia del motor y la seguridad del vehículo.Algunos de estos sistemas son:

• Control electrónico del acelerador inteli-gente (etCs-i): El ECM ajusta la apertura delacelerador de acuerdo a la demanda del conduc-tor y las condiciones del vehículo. Esto mejora elrendimiento y la seguridad de los vehículos.

• sistema de Control acústico deInducción (aCIs): El ECM varía la admisión decombustible para un mejor rendimiento del motor.

• Válvula Variable Inteligente (VVt-i): ElECM ajusta cuando se abren las válvulas paraofrecer una mejor economía de combustible, máspotencia y menos emisiones.

No hay duda de que estos sistemas seránmodificados con el tiempo y nuevos sistemas sevan a añadir a medida que se introduzcan mejo-ras en los automóviles.

Otra tendencia significativa es la integraciónde los sistemas individuales. Por ejemplo, el ECMtrabaja en coordinación con el sistema de controlde estabilidad del vehículo para proporcionar unmejor control del vehículo en condiciones resba-ladizas.

DesCrIpCIón Del sIstema

De Control eleCtrónICo

El cuadro de la figura 7 muestra un sistema decontrol electrónico del motor básico. Los senso-res proporcionan los datos necesarios, el ECMlos analiza y envía la señal adecuada a los actua-dores.

El sistema electrónico de control del motor secompone de varios sensores que detectan lascondiciones del motor, de un conjunto de compu-tadoras llamado “módulo de control electrónico”(ECM), y numerosos actuadores que controlanuna variedad de componentes del motor.

El diagnóstico preciso del sistema electrónicode control del motor se compone de varios ele-mentos a saber:

• El conocimiento fundamental de cómo fun-

ciona el sistema.

• Encontrar la información correcta para la

reparación.

• Interpretar correctamente los datos del siste-

ma de control del motor.

• La realización de las pruebas adecuadas

con precisión.

Para entender cómo el módulo ECM controlavarias funciones del motor, debemos decir que elsistema de control electrónico se divide en tressecciones, tal como sugiere la figura 8:



Figura 6 – Sistema de emisiones y de escape.


ECM y ECU


Figura 7 – Diagrama en bloques del sistema de control electrónico.


• Entrada.

• Proceso.

• Salida

las entraDas Del eCm

Los sensores se utilizan para con-vertir las condiciones de funciona-miento del motor como la tempe-ratura, rpm, posición del acelera-dor, y otros parámetros en señaleseléctricas que supervisa constan-temente el ECM, figura 9. Circuitos electrónicos integradosen el ECM detectan las condicio-nes de funcionamiento de algunoselementos (como por ejemplo elcircuito de carga eléctrica) parauna operación adecuada. Conestos datos, el ECM tiene informa-ción suficiente para ejecutar los

programas que operan los sistemas de controlde emisiones del motor y otros subsistemas.

móDulo De Control eCm

El ECM procesa las señales de entrada, llegaa una decisión sobre la base de su programa-ción, y lleva a cabo la acción necesaria. ElECM también almacena en su memoria lainformación recibida para asegurarse de queel vehículo realiza el proceso según lo pres-cripto; también almacena los códigos de diag-nóstico (DTC) y demás información de diag-nóstico y control. El ECM también puede con-trolar otras funciones como la transmisión,ABS, etc.Los ECM modernos también contienen elnúmero de información del vehículo (VIN), laidentificación de la calibración (CAL ID), y laverificación de la calibración. Esto se hacepara asegurarse que los ajustes de calibraciónson correctos para el motor de ese automóvil.Los ECM se deben manejar con cuidado. Loscomponentes electrónicos son sensibles a lasdescargas electrostáticas (electricidad estáti-ca). Siempre debe seguir los procedimientosrecomendados para la manipulación de estoscomponentes. Vea en la figura 10 el diagramaen bloques del ECM.



Figura 8 – Sistema de control electrónico.

Figura 9 – Entradas del ECM.


aCtuaDores y DIsposItIVos De salIDa

Las órdenes “de actuación” se envíandesde el microprocesador dentro de la ECMpara los diversos transistores de excitación desalida, relés y demás componentes electróni-cos de control, figura 11. Las señales envia-das desde el ECM hacen que cada actuadorse active o desactive para poner en marchaalgún proceso o para modificar su funciona-miento.

Algunos tipos de actuadores de salida son:

• Solenoides: Inyectores de combustible,

válvulas de conmutación (VSV).

• Los relés: Circuitos de apertura / cierre de

corriente.

• Transistores: Puesta en marcha, ignición.

• Luces: Luz indicadora de mal funciona-

miento (MIL).

• Motores: Control electrónico del acelera-

dor.

• Resistencias Calefactoras: Calentador

(es) de Oxígeno y Aire / Combustible

• Embrague - Control electrónico del acele-

rador.

ECM y ECU


Figura 10 – La unidad de control.

Figura11 – Los actuadores del

sistema de control.


DIstrIbuCIón De la energía

Cuando el interruptor de arranque se encien-de, se suministra corriente al ECM para inicializarel programa de ordenador, y realizar el suministrode corriente eléctrica a todos los solenoides con-trolados por el sistema, los relés, y los motores.El funcionamiento actual del ECM vuelve a tierraa través de E1, figura 12. Sin un circuito de distri-

bución de energía que fun-cione adecuadamente, elECM y el motor no funcio-nará y no habrá comunica-ción con el probador dediagnóstico.El ECM también tiene otralínea de energía desde labatería que se utiliza paraalmacenar los DTC, el tiem-po de encendido, el ajustedel combustible y otrosvalores que deben seralmacenados en la memo-ria, figura 13. Si no hay ten-sión en este terminal, losDTC y otros valores alma-cenados en la memoria seborrarán.

señal De Control

De tensIón

El ECM envía una tensiónregulada de 5 volt (VC oVCC) desde la línea de ali-mentación. Este voltaje se

utiliza para muchos sensores, tales como senso-res de temperatura, sensores de presión, senso-res de posición del acelerador, etc.

el CIrCuIto De tIerra o masa (gnD)

El circuito de tierra es tan importante como loscircuitos de potencia, figura 14. El ECM tiene múl-

tiples circuitos de tierra,y es por lo general la tra-yectoria de tierra paralos sensores y actuado-res. El número de circui-tos de tierra variará conel año y el modelo delmotor del auto.Los circuitos de tierra amenudo se compruebanmediante la medición dela caída de tensión, y loscables se compruebamidiendo su continui-dad.



Figura 12 – El control de energía durante el arranque.

Figura 13 – Alimentación del módulo de control ECM.


proteCCIón De CIrCuItos

(DespIkIng)

Cuando un circuito quelleva una gran cantidad decorriente se apaga repenti-namente, una alta tensiónse induce en los devanadosde las bobinas que seencuentran en los relés ysolenoides. Este pico de“alto voltaje” puede dañar eltransistor asociado en elECM, también puede gene-rar una señal falsa en otroscircuitos, o generar ruido.

Para evitar que sucedaeste pico de alta tensión inducida se usa un diodoo una resistencia, figura 15. Este diodo o resis-tencia se conecta en paralelo a la bobina de arro-llamiento para limitar el pico de alta tensión. UnECM, que presenta fallas con frecuencia, puedetener dañado el diodo o resistencia de protección(despiking) en el circuito que sufre la falla.

Vea la parte A de la figura 15. Durante el fun-cionamiento normal (en circuito) el diodo quedaen inversa y no modifica en nada las condicionesdel circuito. Cuando el circuito se apaga repenti-namente, se induce una extra alta tensión ensentido opuesto pero como el diodo queda ensentido directo, esta alta tensión es derivada amasa, evitando que llegue al ECM.

Vea la parte B de la figura 15. Con el inte-rruptor cerrado, la corriente fluye en el circuito 2para energizar la bobina. El circuito 1 indica alECM que el circuito está encendido. El diodo noconduce y es como si no estuviera.

Cuando el interruptor se apaga repentinamen-te, el campo magnético alrededor de la bobina sederrumba. Este colapso genera una tensión en labobina con polaridad opuesta (la parte superiorserá negativo y la parte inferior: positivo). Estapolaridad hace que la corriente fluya a través deldiodo ya que el componente queda polarizado ensentido directo. Esto evitará que la alta tensióninducida pueda dañar a los componentes delECM.

ECM y ECU


Figura 14 – El circuito de tierra o masa.

Figura 15 – Protección de circuitos.


resIstor De proteCCIón

También se puede utilizar una resistencia parael mismo propósito que el diodo, figura 16.

La resistencia tiene un valor muy alto en rela-ción con el circuito (400-600 ohm). La resistenciaofrece una ruta alternativa a la corriente evitandoque se induzca un gran pico de voltaje.

ConeCtores De enlaCe para DIagnóstICo

Vea los tres tipos de conectores que se mues-tran en la figura 17. DLC1 se encuentra bajo elcapó del motor. DLC2 se encuentra en el habitá-culo, del lado del conductor. DLC3 se encuentradentro de la columna de dirección.

El conector de enlace dediagnóstico (DLC) propor-ciona una manera de comu-nicarse con el ECM y simpli-fica muchos procedimientosde diagnóstico.Se han utilizado tres tiposde DLC, y algunos años ten-drán los tres. Reglamentaciones OBD IIrequieren un DLC estándarpara los vehículos, y seconocen como DLC3.

InFormaCIón De DIagnóstICo

Del sIstema De Control Del motor

Que el técnico o mecánico sepa dónde encon-trar información sobre el vehículo puede hacerleahorrar mucho tiempo a la hora de tener que rea-lizar un diagnóstico correcto.

La siguiente es una explicación de los recur-sos de información que son necesarios para lasreparaciones precisas y oportunas.

1 - manual De reparaCIón: El Manual de reparación (RM) contiene las

siguientes secciones:

Introducción (IN): Esta sección contiene laforma de solucionar los sistemas controladospor el ECM, las abreviaturas utilizadas y un glo-sario de términos. Va a encontrar los procedi-mientos de solución de problemas y dóndeencontrar más información.

Diagnóstico: Esta parte es la sección másutilizada para el diagnóstico de problemas delsistema de control del motor .

• Pre -Check contiene una visión general dela obtención de los DTC y el Freeze Frame(datos en el momento de producirse la falla).Asimismo, se describe qué hacer si no haycomunicación entre el ECM y el probador dediagnóstico .

• El gráfico de Falla y Seguridad ayuda aestablecer la estrategia a seguir cuando seestablecen determinados DTC.

• La Sección de Inspección Básica es unacomprobación fundamental de aire, combustibley chispa para la bujía.

• En el test de Estado de funcionamiento



Figura 16 – Circuito de protección con resistor.

Figura 17 – Conectores de enlace del ECM.


del motor se detallan los elementos que semuestran durante el arranque y el funcionamien-to en condiciones normales.

• La tabla de código de diagnóstico mues-tra todos los DTC aplicables para ese motor, lasposibles áreas problemáticas y la página a la quese debe recurrir para diagnosticar un DTC.

• Ubicación de las piezas muestra una ima-gen del vehículo en donde se encuentran losprincipales componentes .

• Terminales del ECM muestra una vista de laECM y sus conectores. Este punto de vista noestá en el EWD (cableado eléctrico). Esta es unavista muy útil para encontrar un circuito determi-nado y poder probarlo. Usted también encontrarálos colores de los cables, las siglas y voltajesestándar de la señal en cada terminal.

• La tabla de síntomas se utiliza cuando nohay un DTC establecido y es preciso saber quéfalla tiene el motor.

• Inspección del Circuito relacionado con

el DTC producido: En esta sección se indicanlos circuitos relacionados con el DTC producido ylos pasos a seguir para localizar la falla y/o el ele-mento defectuoso.

• Control de Emisiones (EC): Muestra cómoverificar los componentes del sistema de emisión,como la cámara de EVAP, sistema EGR, etc.

• Inyección Secuencial de Combustible

(SFI): Esta sección contiene la verificación de loscomponentes de los sensores y actuadores delsistema de inyección de combustible. Aquíencontrará cómo quitar y poner a prueba los com-ponentes.

• Sistema de Ignición (IG): En esta secciónse muestra cómo comprobar los componentesdel sistema de encendido .

2 - manual Con DIagrama De

CableaDo eléCtrICo (eWD)El manual EWD le ofrece secciones y vistas

generales del sistema de control del motor conlos circuitos eléctricos, los circuitos de tierra , losconectores, los números asociados, y una brevedescripción de cada operación. Debido a que loscables tienen diferentes colores, a menudo esmás fácil utilizar el EWD para localizar los com-ponentes y señales relacionados con el color decada cable y tener una vista del conector ECM enla sección DI para determinar dónde conectar unmultímetro u osciloscopio con el objeto de reali-zar las mediciones apropiadas.

3 - manual De DIagnóstICo y pruebas

Este manual se incluye cuando se compra unprobador de diagnóstico. Este manual le propor-ciona la operación del probador en una variedadde modos. Con el tiempo se debe actualizar elsoftware del probador para que pueda servir paranuevos modelos de automóviles. El fabricante delprobador ofrece esta actualización que se instalaen el instrumento conectado a Internet.

4 - boletInes De serVICIo téCnICo (tsb)Estos boletines le ofrecen las últimas solucio-

nes y correcciones que no se ofrecen en elmanual de reparación .

5 - línea De ayuDa

La línea de ayuda es para ciertos problemas,cuando necesite consejo, cuando todos los otrosmétodos no lo conducen a una solución. Es muyimportante que usted proporcione y registre todoslos DTCs, las condiciones cuando ocurren lossíntomas y qué se ha hecho para reparar el pro-blema. La información precisa es vital.

sIstema De InFormaCIón téCnICa (tIs)Este sistema informático en red le proporcio-

nará toda la información anterior en un sololugar. Las ventajas significativas de TIS es quegrandes cantidades de la información másreciente se pueden recuperar de una fuente, yla información se puede acceder por una varie-dad de métodos.

ConClusIón

Lo dado hasta aquí es parte del curso de“Funcionamiento, Mantenimiento y Reparaciónde los Sistemas Electrónicos del Automóvil” queestamos desarrollando y que se publicará en 4tomos de la colección Club Saber Electrónica.Ud. puede descargar gratuitamente la informa-ción “preliminar” de dicho curso, asi como Guías,Manuales y Videos desde nuestra web:www.webelectronica.com.ar, haciendo clic enel ícono pasword e ingresando la clave: cursoe-leauto. J

Bibliografía

Manual Entrenamiento Toyotahttp://www.tecmovia.comhttp://www.valvulita.com

ECM y ECU



Proyectos Electrónicos 49

INTroduCCIóN

En Saber Electrónica Nº 220 publicamos estesistema como un “juego de luces secuencial”, sinembargo, con los parámetros adecuados, tambiénse puede usar como un sistema de iluminación conun tono de luz elegido por el usuario.

Las lámparas pueden ser de hasta 100 wattcada una, y se pueden colocar hasta 3 luminariasde cada color ubicadas estratégicamente en elárea a iluminar.

La iluminación consiste de 6 colores diferentes.Cuando se hace una selección “secuencial” elorden de los colores a visualizar son:

Rojo, Amarillo, Cian, Verde, Azul, y Magenta.

La lógica principal del circuito se desarrollóusando el mapa de Karnaught de 3 variables.

dEsArrollo

Para lograr la visualización de los 6 colores, seutilizan los colores eléctricos primarios: Rojo, Azuly Verde y de éstos se obtienen los colores secun-darios: Amarillo, Cian y Magenta.

Para obtener los colores secundarios, se mez-clan los colores de la siguiente forma:

Amarillo = Rojo + VerdeCian = Verde + AzulMagenta = Rojo + Azul

Necesitamos entonces una ecuación booleanaque combine los colores primarios para que genereasí la secuencia de los 6 colores distintos.

En base al orden de aparición de los colores, segenera la tabla de la figura 1, de la cual se sustraela información para resolver los mapas deKarnaught de la figura 2.

MontajesMontajes

Utilizando las herramientas que nos brinda la

electrónicadigital hemosdesarrolladoun juego

delucesdecorativasquebiensepuedenemplear

para iluminar ambientes. Este sistema genera

lucesdehasta6coloresdiferentesapartirdelos

tres colores eléctricos primarios. Puede emple-

arsecomounsistemadeiluminaciónfijoconuna

tonalidad específica o cambiando los colores a

intervalosdefinidosporelusuario.

Autores: M. C. Haro Martínez Bernardo,Ing. Arízaga Jasso Adriana

Centro de Enseñanza Técnica Industrial.Colomos. Nueva Escocia 1885Guadalajara - Jalisco – México

SiStema de iluminación ambiental

Programable

Figura1

Mont - Sistema de Iluminacion:ArtTapa 27/11/13 14:29 Page 49

Se obtienen las ecuaciones: La lógica principal del circuito se representa enla figura 3.

Si se refiere a la figura 1, observará que esta-mos utilizando el conteo del 0 al 5, por lo cual, con-figuramos el contador para que se reinicie cuandola cuenta llegue al 6. Esto lo logramos utilizandouna compuerta AND en los pines B y C (pines 11 y14) del contador y conectando la salida al Reset delmismo (pin 9). Ver figura 6.

Los pulsos de reloj para el contador se generan

50 Proyectos Electrónicos

Montajes

Figura2

Figura3


con una compuerta NAND Schmitt Trigger CMOS4093. figura 4.

La duración de cada cambio de luz esta dadapor el usuario, que puede ajustarla moviendo elpotenciómetro según la velocidad deseada.

Se ha utilizado el Triac 2N6073 de 4A. Parapoder conectar hasta 3 focos de cada color.Soportando así un máximo de 3 Amperes en cadaTriac.

Ya que:

Finalmente, para controlar la carga con el cir-cuito digital, se utilizó la interfaz de la figura 5, En lacual se observa que se utiliza una luminaria roja,dos azules y tres verdes, esto con el fin de mezclarlos colores proporcionalmente para lograr que los

colores secundarios sean definidos correctamente. Sin embargo, es decisión del usuario si desea

agregar hasta 3 luminarias de cada color ó biencambiar la resistencia R6, R7 y R8 de la figura 5,por resistencias variables (potenciómetros) queregulen la intensidad de los focos.

El diagrama completo del circuito se encuentraen la figura 6.

Para tener el sistema de iluminación fijo, debereemplazar el sistema de clock del 4516 por unaresistencia y un pulsador normal abierto, tal comose muestra en la figura 7.

La resistencia es de 10kΩ y cada vez que actúesobre el pulsador cambiará el tono de la luz emitida,la que permanecerá en el tiempo mientras novuelva a pulsar el interruptor de presión o hasta queapague el circuito.

Sistema de Iluminación Ambiental Programable

Proyectos Electrónicos 51

Figura4

Figura5


CoNClusIoNEs

El procedimiento utilizado para esta aplicación,puede ser empleado también para otros tipos deproyectos en donde se conozca el número de even-tos y el nivel lógico de las salidas de cada evento(por ejemplo; semáforos, codificadores, alarmasetc.). Se han utilizando los mapas de Karnaughtpara obtener la ecuación lo más reducida posible.

Se ha elegido este método, ya que tiene la ven-taja de presentar un alto nivel de confiabilidad, y unbajo costo económico en la elaboración del

proyecto. J

52 Proyectos Electrónicos

Montajes

Figura6

Figura7

Lista dE MatEriaLEs

T1 - Transformador 12VS1 - Switch 1 polo 2 tirosF1 - Fusible 1A Puente de Diodos - 2W04 C1 - 1000µF / 25V ElectrolíticoL1 - Led RojoRG1 - Regulador LM7805R2, R6, R7, R8 - 1kΩ R3, R4, R5 - 400ΩU1- IC 4516 (ó IC4510) Contador CMOS U2, U3 - IC 4081 AND CMOS U4 - IC 4093 NAND CMOSU5 - IC 4071 OR CMOSP1 - Potenciometro lineal 100kΩC2 - 100µF/25V ElectrolíticoMOC1, MOC2, MOC3 - Moc3011 Q1, Q2, Q3 - Triac 2N6073

Varios:Cable de alimentación, baquelita, caja metálica, sockets,focos, cable eléctrico, Porta fusible.


Reparando Fallas en la Plaqueta del Inverter

IntroduccIón

Los fabricantes de Asia consideran que sepuede evitar que las reparaciones de un LCD lashaga un servicio técnico no autorizado. Para ellono se les ocurre mejor idea que regatear la infor-mación. Como primera medida eso es un com-portamiento ilegal conocido como “explotación deun mercado cautivo”. En algún momento saldrá elarticulado correspondiente de la ley de protecciónal consumidor y podremos exigir la información,que debe ser completa y gratuita para todo aquelque acredite idoneidad técnica como reparador(algún titulo habilitante oficial o privado).

Además es un acto perjudicial para el medioambiente, porque las plaquetas que supuesta-mente se desechan contienen plomo y otrosmateriales contaminantes.

Y por último es una técnica que sólo puederetardar la solución de un problema, pero nopuede evitar que los reparadores reparen a nivelde componentes. En esta entrega vamos a mos-trar cómo se puede trabajar con los mínimosdatos existentes y con mucha imaginación yconocimiento. En primera instancia una falla deeste tipo es casi siempre un problema del inver-ter aunque por ahora no es más que una acusa-ción sin fundamento.

Servicio Técnico Especializado 53

Funcionamiento y RepaRación del

ciRcuito inveRteRLa falla con la que llegó este TV al taller puede resumirse en que “el inverter deja de funcio-

nar luego de 3 segundos”.

En este capítulo analizaremos el circuito del inverter del TV Sanyo LCD 32XH4 del que no

tenemos un solo dato porque el fabricante lo considera una pieza que se debe cambiar direc-

tamente sin reparar. La falla que presenta nuestro equipo es la clásica. El TV enciende y se

apaga en un par de segundos.

EQUIPO: TV SANYO LCD-32XH4

FALLA: Pantalla negra, sin sonido y con el LED piloto apagado.

Tec Repa - Inverter (1) .qxd:*Cap 4 - telefonia 27/11/13 16:24 Page 53

Fallas y solucIones comentadas en monItoRes y televIsoRes de lcd

Para fundamentar la acusación se debe anali-zar la falla con más profundidad. Lo primero essintonizar una señal; por lo general de aire deSDTV en los dos segundos que el TV funciona ysubir el volumen. Si el corte se produce despuésde mostrar una buena imagen y un buen sonido yel sonido continúa después del corte y el TV nopasa a Stand-By significa que es un corte a nivelde Back-light sin participación del resto del TVque sigue funcionando.

No quiero decir que no existan, pero sí que noson comunes, los TV que pasan a Stand-By poralguna señal proveniente del inverter que operasobre el micro.

Como en nuestro caso la imagen era impeca-ble y el sonido seguía después del corte e inclu-sive el TV cambiaba de canal deducimos que elproblema estaba en el inverter.

cIrcuIto y conexIón del Inverter

Uno de los pocos datos que pudimos obtenerdel manual del fabricante son el conexionado

externo del inverter, que posee un conector de 14patas, con nombres que se observan en la figura1 y que van conectados a la placa digital por unlado y a la plaqueta de señal por otro.

Veamos qué podemos deducir de este simplecableado sólo por los nombres de las patas delos conectores:

El grupo de cables rojos y blancos son la ten-sión de 24V y masa que van primero a la plaque-ta analógica y de allí a la fuente de alimentación.Los cables rojos y naranja son de baja corriente;el primer rojo va a la pata 1 del inverter y corres-ponde a una señal PWM que nombran comoI_PWM; esta pata sale de la pata 3 del conectorde la plaqueta LVD, pero está conectada a travésde un resistor marcado con una X, que significaque está el lugar en la plaqueta pero no se usa.

Para el segundo cable rojo vale la misma con-sideración; esto significa que el back-light notiene cambio de brillo por cambio del tipo deexploración (HDTV, SDTV, PC). Posteriormenteverificaremos que no exista señal PWM en estaspatas. El primer cable naranja se denominaBLON que con un poco de imaginación supone-

54 Servicio Técnico Especializado

Figura 1 - Conexionado del inverter.


RePaRando Fallas en la Plaqueta del InveRteR

mos que son las iniciales de Back Light ON. Esdecir, el encendido del inverter y precisamente

está conectado al micro en la pata 120 BLKON,pero pasando por un circuito conversor de ten-sión de señal de 3,3V a 5V porque suponemosque el inverter requiere 5V en la pata de encen-dido y el micro entrega 3,3V. Ver la figura 2.

La última pata naranja es la indicación para elinverter de que la señal de control de brillo va allegar en forma de señal PWM. Pero aparente-mente no se envía señal de control y esta predis-posición sería inútil.

Aclaremos que no todos los TVs o monitorescontrolan la intensidad de la luz del back-light.Algunos operan cambiando la transparencia de la


Figura 2 - Circuito conversor de tensión.

Figura 4 – Ampliación de la plaqueta del inverter.

Figura 3 - Fotografía de la plaqueta inverter.



pantalla LCD al cambiar de señal. Esto lequita rango dinámico de contraste pero sim-plifica el diseño.

el Inverter y los MosFet

Por simple observación de la placa quepodemos encontrar en la fotografía de lafiguras 3 y 4 se puede deducir que existen 7tubos con forma de U y que cada uno tienedos transformadores y un doble MOSFET.Pero se observa un solo CI inverter con elcódigo OZ964 cuya especificación pudimosobservar y que tiene un circuito de aplica-ción mostrado en la figura 5 que no tienenada de especial, es decir que solo puedeexcitar un par de MOSFET dobles. De aquídeducimos que el resto de los integradosdeben ser Drivers rápidos utilizados paraexcitar los 8 doble MOSFET. Como sólo hayun CI las señales de muestra de corriente ytensión deben estar sumadas y controlando elpromedio de los 8 tubos y no cada tubo indepen-dientemente. También es probable que si un tubose apaga, el circuito apague el resto de los tubosen forma local ya que el microprocesador notiene un retorno desde el circuito de cada tubo.Se observa un operacional LM358 que probable-mente cumpla esta función.

El secundario de los transformadores no estáconectado a los dos terminales superiores. El dela derecha es el vivo pero el retorno se encuentra

abajo a la izquierda. El bobinado secundario tieneuna resistencia de 1500 Ohm.

Para completar la información es convenienteconocer el funcionamiento de cada pata del inte-grado inverter porque la reparación se puedeencarar sin un conocimiento del circuito comple-to, es decir revisar solo el único integrado inver-ter común a todo el circuito. Vea la descripción decada terminal en la tabla 1.

Revisar las señales más importante del inver-ter es tan simple que prácticamente recomen-


Figura 5 - Diagrama en bloques del circuito

integrado Inverter OZ964.

Figura 6 - Circuito de aplicación de OZ964.



damos revisarlas aunque no parezcan ser el pro-blema del equipo que estamos revisando. Porejemplo una tensión de 5V baja puede hacer queel inverter arranque y se corte como si existieraun problema en un transformador.

Por último, para completar una terna de infor-mación que nos permita deducir el funcionamien-to y las formas de señal de cada pata, se requie-re el circuito de aplicación de la figura 6. En lafigura 7 puede observar el circuito que segura-mente encontrará en televisores de pantallaplana de origen Chino.

cIrcuIto de excItacIón

Existen muchas formas de señal aplicable aun CCFL y muchas formas de control en funciónde la aplicación. Teóricamente la mejor señal esla senoidal sin distorsión y la variación de brillo se

consigue variando la amplitud de la misma. Perohace tiempo ya que los TVs económicos dejaronde respetar esta premisa.

Mirando la fotografía se puede ver que ennuestro caso se utilizan dos transformadores portubo y dos circuitos integrados con un arreglo deMOSFET que se supone que son un N-MOS y unP-MOS. El arreglo posee 5 patas incluyendo eldisipador igual que en el circuito de aplicación yson circuitos integrados con el código P2804.

Es imposible deducir el circuito de excitaciónde los transformadores sin ver el circuito impresoporque con esos dos arreglos de MOSFET sepueden hacer semipuentes H que pueden derivaren un puente H completo, que excite a cadajuego de transformadores con los primarios enparalelo o usar los semipuentes para excitar lasdos puntas de un transformador con punto medio.

El sistema de transformador con punto medioya los estudiamos al ver la fuente de 12V y 24V

de este mismo modelo yfunciona en base a dostransistores N-MOS. Notendría posibilidad deuso del P-MOS. Con dos transistores N ydos P sólo se puedeconstruir un puente Hcompleto. El puente Hrequiere cuatro salidasde compuerta (gate) conla fase adecuada paraque la única fuente de+24V se aplique con lasdos polaridades sobre lacarga, tal como se puedeobservar en la simulaciónde la figura 8.El puente H se basa enque las llaves a transistorse operen en unasecuencia muy precisa.Para excitar los CCFL amáximo brillo se debencerrar la mitad del tiempolos MOSFET Q2 Q3 y laotra mitad los Q1 y Q4.De ese modo la cargaestá sometida a una CAperfecta porque cuandosube la punta izquierdabaja la derecha y vice-versa.


Tabla 1



Un desfasaje entre los generadores de Q2 y Q3y entre Q1 y Q4 significa que se aplica un pulsocon un periodo de actividad menor (dependiendo

de la fase de coincidencia) y se entrega menos ten-sión a la carga. Esto significa que el sistema detransformador no es resonante sino por control


Figura 7 – Circuito típico del inverter de un TV de origen Chino.



PWM, pero posee un circuito sintonizado sobresecundario, entre cada par de transformadoresconectados con sus primarios en paralelo. De estemodo la señal sobre los secundarios será por lomenos cuasi senoidal. Es decir que los transforma-dores además son filtros de RF.

¿Por qué se usan dos transformadores por

cada CCFL?

Por un problema de aislación; en efecto esteTV utiliza tubos en “U” (con sus ramas separadasunos 3 cm) que van de lado izquierdo a derechoy de derecho a izquierdo. Esto implica que lostubos tienen unos 140 cm de largo y por lo tantorequieren tensiones elevadas para su funciona-miento.

Si esa tensión se genera con un solo transfor-mador su secundario debería tener el doble delas secciones que el que se ve en la fotografíaque ya tiene 6 y seria desproporcionadamentelargo. Usando dos transformadores en contrafasepara alimentar cada punta del CCFL podemosfabricar transformadores de la mitad de tensiónde secundario.

Las realimentaciones de tensión y de corrien-te son más complicadas porque se deben realizardos circuitos de medición de tensión a masa yuno de corriente sobre un terminal de masa desecundario. Eso si es que el fabricante mide ten-sión y corriente, porque muchos miden sólocorriente.

Con todos estos datos vamos a revisar la pla-queta real para confirmar todos los detalles aun-que sabemos que es muy improbable que la falla

se encuentre a nivel de un solo circuito de tubo yafecte a todos los demás, salvo que se trate deun cortocircuito de fuente a masa que se deberíamedir con el conector desconectado y con el mul-tímetro en Ohm o que algunos de los circuitos alno funcionar se lo informe al CI inverter y éstecorte el funcionamiento completo. Es convenien-te aprovechar que hay 7 circuitos iguales y com-probar un cortocircuito sobre los MOSFET N o Pcon el conector del inverter desconectado. Siexiste un cortocircuito, se debe desconectar cadapuente H uno por uno mediante los resistores de0 Ohm que tiene cada uno de ellos hasta encon-trar el dañado.

En la fotografía de la plaqueta (figura 3) sepuede observar que entre transformador y trans-formador existe un conjunto de componentes queprobablemente sean los encargados de medirtensión y corriente en cada tubo.

Si nuestro TV no tiene ningún tubo encendidodebemos buscar una causa común y la mayorprobabilidad sería el único CI inverter que tiene laplaqueta. Pero en nuestro caso durante dossegundos el inverter funciona y eso significa queprobablemente deba ser un problema de un com-ponente periférico. Pero nunca se puede estarabsolutamente seguro, así que es convenientecomenzar el método revisando el inverter (porotro lado tendríamos un método más universalpara cuando no existe el encendido inicial pordos segundos).

En la próxima edición continuaremos con estetema, explicando cómo se prueba el circuito inte-

grado del Inverter y su transformador. J


Figura 8 - Puente H como excitador de CA del transformador de un CCFL.


60 Microcontroladores

Estructuras dE control

Como hemos mencionado en la edición anterior, otra forma de establecer condiciones en un programa

combina tanto el operador if como el else:

if(expresión) operación1 else operación2;

Si el resultado de la expresión es verdadero (distinto de 0), se realiza operación1, de lo contrario se rea-

liza la operación2. Después de realizar una de las operaciones, el programa continúa con la ejecución.

La sentencia if-else se parece a lo siguiente:

if(expresión)

operación1

else

operación2

Si operación1 u operación2 está compuesta, escriba una lista de sentencias encerradas entre llaves. Por

ejemplo:

EL Mundo dE Los MicrocontroLadorEs: “PrograMación con LEnguajE c”Lección 8

El mundo dE los microcontroladorEs

En este curso estamos

aprendiendo a programar

en Lenguaje mikroC, que es

muy similar al C estándar,

pero que presenta la ventaja

de tener un entorno de

desarrollo que nos permitirá

aprender a programar,

simular el algoritmo realiza-

do y ver si cometemos o no

errores. En determinados

aspectos difiere del ANSI

estándar en algunas carac-

terísticas. Algunas de estas

diferencias se refieren a las

mejoras, destinadas a facili-

tar 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 esta lección analizaremos algunas estructuras de control y comenzaremos a

analizar las sentencias de salto.

En base a información de www.mikroe.com

Estructuras dE control y sEntEncias En

lEnguajE mikroc

Curso Micro -Lec 7 datos.qxd:*Cap 4 - telefonia 27/11/13 16:27 Page 60

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

Microcontroladores 61

if(expresión) {

... //

... // operación1

...} //

elseoperación2

El operador if-else se puede sustituir por el operador condicional ‘?:’:

(expresión1)? expresión2 : expresión3

Si el valor de la expresión1 es distinto de 0 (verdadero), el resultado de la expresión entera será equivalente al

resultado obtenido de la expresión2. De lo contrario, si la expresión1 es 0 (falso), el resultado de la expresión ente-

ra será equivalente al resultado obtenido de la expresión3. Por ejemplo:

maximum = (a>b)? a : b // A la variable maximum se le asigna el

// valor de la variable mayor(a o b)

operador switchA diferencia de la sentencia if-else que selecciona entre dos opciones en el programa, el operador switch

permite elegir entre varias opciones. La sintaxis de la sentencia switch es:

switch (selector) // Selector es de tipo char o int{

case constante1:operación1 // El grupo de operadores que se ejecutan si... // el selector y la constante1 son equivalentes

break;

case constante2:

operación2 // El grupo de operadores se ejecuta si... // el selector y la constante2 son equivalentes

break;...default:

operación_esperada // El grupo de operadores que se ejecuta si... // ninguna constante equivale al selectorbreak;

}

La operación switch se ejecuta de la siguiente manera: primero se ejecuta el selector y se compara con

la constante1. Si coinciden, las sentencias que pertenecen a ese bloque se ejecutan hasta llegar a la palabra

clave break o hasta el final de la operación switch. Si no coinciden, el selector se compara con la constante2.

Si coinciden, las sentencias que pertenecen a ese bloque se ejecutan hasta llegar a la palabra clave break

etc. Si el selector no coincide con ninguna constante, se ejecutarán las operaciones que siguen al operador

default. También es posible comparar una expresión con un grupo de constantes. Si coincide con alguna de

ellas, se ejecutarán las operaciones apropiadas:

switch (días) // La variable días representa un día de la semana.{ // Es necesario determinar si es un día laborable o no lo es

case1:case2:case3:case4:case5: LCD_message = ‘Día laborable’; break;


Microcontroladores


case6:case7: LCD_message = ‘Fin de semana’; break;default:LCD_message_1 = ‘Elija un día de la semana’; break;

}

La palabra clave de C ‘break’ se puede utilizar en cualquier tipo de bloques. Al utilizar ‘break’, es posible

salir de un bloque aunque la condición para su final no se haya cumplido. Se puede utilizar para terminar un

bucle infinito, o para forzar un bucle a terminar antes de lo normal.

BuclEs

A menudo es necesario repetir una cierta operación un par de veces en el programa. Un conjunto de

comandos que se repiten es denominado un bucle de programa. Cuántas veces se ejecutará, es decir cuán-

to tiempo el programa se quedará en el bucle, depende de las condiciones de salir del bucle.

Bucle WhileEl bucle while se parece a lo siguiente:

while(expresión){

comandos

...

}

Los comandos se ejecutan repetidamente (el programa se queda en el bucle) hasta que la expresión lle-

gue a ser falsa. Si la expresión es falsa en la entrada del bucle, entonces el bucle no se ejecutará y el pro-

grama continuará desde el fin del bucle while.

Un tipo especial del bucle de programa es un bucle infinito. Se forma si la condición sigue sin cambios

dentro del bucle. La ejecución es simple en este caso ya que el resultado entre llaves es siempre verdadero

(1=verdadero), lo que significa que el programa se queda en el mismo bucle:

while(1){ // En vez de “while(1)”, se puede escribir “while(true)”

... // Expresiones encerradas entre llaves se ejecutarán

... // repetidamente (bucle infinito)

}

Bucle ForEl bucle for se parece a lo siguiente:

for(expresión_inicial; expresión_de_condición; cambiar_expresión) {

operaciones

...

}

La ejecución de esta secuencia de programa es similar al bucle while, salvo que en este caso el proceso

de especificar el valor inicial (inicialización) se realice en la declaración. La expresión_ inicial especifica la

variable inicial del bucle, que más tarde se compara con la expresión_ de_condición antes de entrar al bucle.

Las operaciones dentro del bucle se ejecutan repetidamente y después de cada iteración el valor de la expre-

sión_inicial se incrementa de acuerdo con la regla cambiar_expresión. La iteración continúa hasta que la

expresión_de_condición llegue a ser falsa.

for(k=0; k<5; k++) // La variable k se incrementa 5 veces (de 1 a 4) y

operación // cada vez se repite la expresión operación

...


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

Microcontroladores 63

La operación se ejecutará cinco veces. Luego, al comprobar se valida que la expresión k<5 sea falsa (des-

pués de 5 iteraciones k=5) y el programa saldrá del bucle for.

Bucle do-whileEl bucle do-while se parece a lo siguiente:

do

operación

while (cambiar_condición);

La expresión cambiar_condición se ejecuta al final del bucle, que significa que operación se ejecuta como

mínimo una vez sin reparar en que si la condición es verdadera o falsa. Si el resultado es distinto de 0 (ver-

dadero), el procedimiento se repite.

Todos los siguientes ejemplos son equivalentes. Esta parte del código visualiza “hello” en un LCD 10

veces con un retardo de un segundo. Note que en este ejemplo se utilizan funciones predefinidas, que se

encuentran en las librerías del compilador mikroC PRO for PIC. No obstante le aconsejamos que no trate de

entenderlas en detalle. Su comportamiento general dentro del bucle se explica por medio de los comentarios.

i = 0; // Inicialización del contador

while (i<10) { // CondiciónLcd_Out(1,3,”hello”); // Visualizar “hello” en el LCDDelay_ms(1000); // Retardo de 1000 msLcd_Cmd(_LCD_CLEAR); // Borrar el LCDDelay_ms(500); // Retardo de 500msi++; // Contador se incrementa

}for(i=0; i<10; i++) { // Inicialización, condición, incremento

Lcd_Out(1,3,”hello”); // Visualizar “hello” en el LCDDelay_ms(1000); // Retardo de 1000 msLcd_Cmd(_LCD_CLEAR); // Borrar el LCDDelay_ms(500); // Retardo de 500ms

}i = 0; // Inicialización del contador

do {Lcd_Out(1,3,”hello”); // Visualizar “hello” en el LCDDelay_ms(1000); // Retardo de 1000 msLcd_Cmd(_LCD_CLEAR); // Borrar LCDDelay_ms(500); // Retardo de 500msi++; // Contador se incrementa

}while (i<10); // Condición

sEntEncias dE salto

sentencia BreakA veces es necesario detener y salir de un bucle dentro de su cuerpo. La sentencia break se puede utili-

zar dentro de cualquier bucle (while, for, do while) y en las sentencias switch también. En éstas la sentencia

break se utiliza para salir de las sentencias switch si la condición case es verdadera. En este ejemplo,

“Esperar” está parpadeando en la pantalla LCD hasta que el programa detecte un uno lógico en el pin 0 del

puerto PORTA.


Microcontroladores


while(1){ // Bucle infinito

if(PORTA.F0 == 1) // Probar si el estado lógico del pin 0 del puerto

break; // PORTA es 1; si equivale, salir del bucle

Lcd_Out(1,3,”Esperar”); // Visualizar “Esperar” en el LCD

Delay_ms(1000); // Retardo de 1000 ms

Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR); // Borrar LCD

Delay_ms(500); // Retardo de 500ms

}

sentencia continueLa sentencia continue colocada dentro de un bucle se utiliza para saltar una iteración. A diferencia de la

sentencia break, el programa se queda dentro del bucle y las iteraciones continúan.

// Si x=7, puede ocurrir una división por 0.

// continue se utiliza aquí para evitar esta situación.

x=1;

while (x<=10) {

if (x == 7) { // saltar x=7 para evitar división por 0

Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR);

Lcd_Out(1,3,”Division by 0”);

Delay_ms(1000);

x++;

continue; // Después de esta línea, saltar a la sentencia while con x=8

}

a = 1/(x-7); // Esta división generará un error si x=7

/* Muchas operaciones pueden ocurrir aquí */

Lcd_Out(1,3,”Division is OK”); // Poner este mensaje en el LCD

Delay_ms(1000);

x++;

}

sentencia GotoLa sentencia goto le permite hacer un salto absoluto al otro punto en el programa. Esta característica se

debe utilizar con precaución ya que su ejecución puede causar un salto incondicional sin hacer caso a todos

los tipos de limitaciones de anidación. El punto destino es identificado por una etiqueta, utilizada como un

argumento para la sentencia goto. Una etiqueta consiste en un identificador válido seguido por un colon (:).

...if(CO2_sensor) goto aire acondicionado; // Si se consta que el valor... // de la variable CO2_sensor =1

// hacer salto a la línea de programa// Aire acondicionado

...Aire acondicionado: // Desde aquí sigue la parte del código que se ejecutará

// en caso de una concentración de CO2 demasiado alta... // en el ambiente

Ya estamos en condiciones de realizar nuestras primeras prácticas, razón por la cual lo invitamos a que

las realice ya que en la próxima lección comenzaremos a ver los “tipos de datos avanzados” J


Saber Electrónica Nº 317 65

EdicionarGEntinanº166JUlio2014

directorIng.HoracioD.Vallejo

redacciónGrupoQuarkSRL

JefedeProducciónJoséMariaNieves(GrupoQuarkSRL)

StaffAlejandroVallejo

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Uruguay:RODESOL: Ciudadela 1416 -

Montevideo.

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La Edi to rial no se res pon sa bi li za por el con te ni do de las no tas fir ma -

das. To dos los pro duc tos o mar cas que se men 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 la in dus tria li za ción y/o co mer -

cia li za ción de los apa ra tos o ideas que apa 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.

EditorialQUarKS.r.l.

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