Saber Electrónica No. 255

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*SUMARIO 255

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SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

Año 22 - Nº 255 OCTUBRE 2008

Ya Ya está está en en Internet Internet el el primer primer portal portal de de electrónica electrónica interactivo. interactivo. Visítenos Visítenos en en la la web, web, yy obtenga obtenga información informacióngratis gratiseeinnumerables innumerablesbeneficios. beneficios.

www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.ar SECCIONES FIJAS Sección del Lector

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ARTICULO DE TAPA Proyectos y montajes de termómetros discretos y digitales

3

MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS Placas POST. Detectoras de errores

22

MONTAJES Interruptor para 110V/220V activado por sonido Generador de funciones. 2da. parte. Conclusión Luz de emergencia de 12V con tubo fluorescente Móvil mini-robot transistorizado

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CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR Técnicas de liberación de celulares. Cajas y cables para telefonía celular. 2da. parte

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SERVICE Curso de funcionamiento, mantenimiento y reparación de amplificadores de audio digitales - Lección 5 La realimentación negativa en los amplificadores PWM

37

EL LIBRO DEL MES Club SE 45 Monitores de TV y de PC

65

MICROCONTROLADORES Programación de los microcontroladores AVR de ATMEL. Manejo de interrupciones

70

AUTO ELECTRICO Sensores y actuadores en la inyección electrónica

Distribución en Capital Carlos Cancellaro e Hijos SH Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942

Distribución en Interior Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap.

I m p res ión: Publimp rent S.A. - Cónd or 1785 - Bs. As. - Arg e n t i n a

76

Uruguay RODESOL SA Ciudadela 1416 - Montevideo 901-1184

Publicación adherida a la Asociación Argentina de Editores de Revistas

editorial 255

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EDICION ARGENTINA - Nº 255 Director Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción Pablo M. Dodero Producción José María Nieves Columnistas: Federico Prado Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pablo Matute En este número:

Ing. Alberto Picerno Ing. Ismael Cervantes de Anda Ing. Luis Roberto Rodríguez Enrique Célis José Luis Hernandez Aguilar

EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA Herrera 761 (1295) Capital Federal T.E. 4301-8804 Administración y Negocios Teresa C. Jara Staff Olga Vargas Hilda Jara Liliana Teresa Vallejo Mariela Vallejo Diego Vallejo Ramón Miño Javier Isasmendi Ing. Mario Lisofsky Fabian Nieves Sistemas: Paula Mariana Vidal Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Técnica y Desarrollo de Prototipos: Alfredo Armando Flores Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected] Internet: www.webelectronica.com.ar Club SE: Luis Leguizamón Editorial Quark SRL Herrera 761 (1295) - Capital Federal www.webelectronica.com.ar La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Tirada de esta edición: 12.000 ejemplares.

DEL DIRECTOR AL LECTOR ¡CON LAS GANAS DE SIEMPRE! Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista pre d i l e c t a para compartir las novedades del mundo de la electrónica. Al cierre de esta edición estaba ultimando los detalles para encarar los últimos eventos del Ciclo de Conferencias Gratuitas de Saber Electrónica 2008, como habrá visto en nuestra web, estas conferencias se realizarán a mediados y fines de Septiembre en Venezuela y México. Ya para comienzos de octubre tenemos previsto dictar seminarios en la República Oriental del Uruguay y luego “cumpliendo con nuestra palabra” volvemos a Viedma. Ahora, hablando un poco sobre esta edición, le comentamos que dedicamos el artículo de tapa a los termómetros discretos y digitales, para obetener con esta nota todo lo que precisa saber sobre la medición de temperatura. En el sector de service seguimos desglosando el tema de los amplificadores digitales, en este número hablamos de la realimentación negativa. En la sección cuaderno del técnico reparador continuamos enseñando técnicas de liberación con cajas y cables. En la sección auto eléctrico nos referimos a los sensores y actuadores en la inyección electrónica. Le mostramos el manejo de interrupciones en los microcontroladores AVR de ATMEL. Y para finalizar, los montajes de esta edición son: Luz de emergencia de 12V con tubo fluorescente, móvil mini-robot transistorizados, generador de funciones. Entramos en la última etapa del año, y seguimos con las mismas ganas de siempre para generar todo lo que Ud. necesita. Hasta la Próxima!!!

Ing. Horacio D. Vallejo

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ARTÍCULO

DE

TAPA

Termómetros Discretos y Digitales El termómetro es el instrumento de medida que "sensa", por medio de una sonda, la tem peratura de un material líquido, sólido o ga seoso, empleando un proceso determina do y convierte este parámetro en una tensión análoga proporcional que per mite dar una presentación visual so bre el valor de la temperatura medida. El primer termómetro fue fabricado por Galileo (1564-1642). Era un termómetro de aire, el que consistía de un bulbo de vidrio con un tubo largo de vidrio soldado a él. El tubo se sumergía en un líquido frío, luego se calentaba el bulbo lo que expandía el aire en su interior. A medida que el aire continuaba expandiéndose parte de él es capaba. Cuando se retiraba el calor, el resto del aire se con traía haciendo que el líquido subiera por el tubo indicando un cambio de temperatura. Este tipo de termómetro es muy sensible, pero no es práctico debido a que es muy afectado por los cambios de presión atmosférica. Desde entonces, los termó metros han evolucionado a tal punto que es hoy es posible obtener instrumentos de precisión con indicación en pantalla y procesos microcontrolados. En esta nota hare mos un desarrollo histórico de algunos instrumentos de medida y describiremos varios circuitos para distintas aplicaciones. Informe de: Ing. Horacio D. Vallejo e-mail: [email protected]

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Artículo de Tapa Introducción Sir Humphrey Davy fue un científico brillante que hizo muchos descubrimientos importantes en su corta vida. Entre sus descubrimientos e invenciones estuvo el del óxido nitroso (o gas de la risa) como el primer anestésico, el descubrimiento de los elementos sodio, potasio y boro, la soldadura por arco eléctrico y la invención de la lámpara de seguridad para los mineros, una lámpara de aceite con la llama encerrada dentro de una malla metálica que permitía pasar a la luz y al aire pero prevenía al calor de la llama iniciar una explosión conduciendo al calor sobre una superficie mayor y más fría. La llama de la lámpara cambia de color en presencia del gas explosivo. Esta lámpara se emplea hoy en día en algunos casos como repuesto de formas más modernas de detección de gas. En 1799, Sir Humphrey Davy (1778-1829) derritió dos trozos de hielo mediante la fricción entre ellos. Este experimento probó por primera vez que el calor es una forma de energía. Antes de esto, se consideraba que el calor era un fluido sin peso llamado calórico. Este descubrimiento permitió ver al calor desde un punto de vista distinto, y abrió el camino para el progreso en la tecnología de la medición de temperatura, que hasta entonces estaba limitada a termómetros simples. Desde 1799 hasta ahora se ha progresado enormemente. Hoy en día la temperatura es el proceso industrial variable que más se mide. El primer termómetro fue fabricado por Galileo (15641642). Era un termómetro de aire, el que consistía de un bulbo de vidrio con un tubo largo de vidrio soldado a él. El tubo se sumergía en un líquido frío, luego se calentaba el bulbo lo que expandía el aire en su interior. A medida que el aire continuaba expandiéndose parte de él escapaba. Cuando se retiraba el calor, el resto del aire se contraía haciendo que el líquido subiera por el tubo indicando un cambio de temperatura. Este tipo de termómetro es muy sensible, pero no es práctico debido a que es muy afectado por los cambios de presión atmosférica. En 1714 un señor llamado Gabriel D. Fahrenheit inventó los termómetros de mercurio y de alcohol con los cuales todos estamos familiarizados. El termómetro de mercurio de Fahrenheit consiste en un tubo capilar al que se ha llenado de mercurio, luego se lo calienta para expandir al mercurio y expulsar el aire del tubo. Luego el tubo se sella, dejando que al mercurio en libertad de expandirse o contraerse con los cambios de temperatura. Aunque el termómetro de mercurio no es tan sensible como el de aire, no es afectado por los cambios de presión. No obstante, el termómetro de mercurio tiene un inconveniente. El mercurio se congela a -39 ºC (Celsius) de modo que no puede medir temperaturas por debajo de este punto. El alcohol, por otra parte, se congela a -

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113ºC. De modo que reemplazando al mercurio por el alcohol se pueden medir temperaturas mucho más bajas. Muchos termómetros industriales indican la temperatura por medio de una aguja sobre un dial calibrado. Estos termómetros no contienen líquido sino que funcionan mediante el principio de la expansión desigual. Ya que los distintos metales se expanden en magnitud diferente, podemos soldar dos distintos y observar lo que sucede cuando se calienta, lo hará en una dirección y cuando se enfría lo hará en el sentido opuesto (de allí el término “Termómetro Bimetálico”). Este movimiento se transmite mediante un dispositivo mecánico apropiado a una aguja que se mueve sobre una escala calibrada. Aunque no es tan exacto como los termómetros de mercurio, tienen la ventaja de ser mucho más robustos, fáciles de leer y tienen un desarrollo mayor haciéndolos ideales para muchas aplicaciones industriales. El tipo de termómetro de sistema lleno trabaja en el mismo principio que el bimetálico. El elemento sensible es un tubo capilar lleno con un líquido o un gas el cual se expande con un aumento de la temperatura. Este elemento sensible entrega un movimiento el que es aplicado al elemento de control el que indica, registra o por medio de su comparación con una referencia puede controlar la temperatura de un proceso. En 1821, hubo un muy importante descubrimiento en el campo de la termometría. T. J. Seebeck observó que si dos metales distintos están unidos de modo de formar un lazo cerrado, y si una unión está a una temperatura diferente de la otra, se genera una fuerza electromotriz (llamada la f.e.m. Seebeck en honor a su descubridor) y una corriente eléctrica circulará por el lazo cerrado. Experimentos hechos por Seebeck y otros han demostrado que la magnitud de esta corriente eléctrica se encuentra relacionada de una manera predecible con la diferencia de temperatura entre las dos uniones. De modo que si la temperatura de una unión se mantiene a un valor conocido, la temperatura de la otra unión puede determinarse por la magnitud del voltaje generado. Este descubrimiento resultó en un sensor de temperatura que conocemos con el nombre de termocupla. Existen un par de leyes importantes que gobiernan el funcionamiento de las termocuplas. Primero, la Ley de los Circuitos Homogéneos estipula que si los conductores de las termocuplas son homogéneos, no son afectados por las temperaturas intermedias. Si la juntura de dos elementos distintos se mantiene a T1, mientras que la otra es T2, la f.e.m. térmica que se desarrolla es independiente y permanece inalterada por cualquier distribución de temperatura a lo largo de los alambres T3 y T4. Esta ley es el basamento de los cables de extensión de las termocuplas. Obviamente, en la actualidad contamos con distintos

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Artículo de Tapa “sensores” de temeperatura y no es objeto de este trabajo hablar o describir a cada uno de ellos pero quería hacer esta introducción para que los interesados puedan bajar un tratado completo de nuestra web: www.webelectronica.com.ar, debe hacer click en el ícono password e ingresar la clave: termototal.

CIRCUITOS DE TERMÓMETROS ELECTRÓNICOS Veremos el diseño y desarrollo para implementar “termómetros digitales” en base a proyectos de diferentes autores, basado en microcontroladores PIC, los cuales se programarán en lenguaje ensamblador del microcontrolador. A los fines didácticos, comenzaremos dando los circuitos de algunos termómetros pasivos o con componentes discretos para luego abordar los instrumentos microcontrolador, aclarando que por razones de espacio es imposible colocar todo el material que preparamos pero que Ud. podrá bajar de nuestra web con las claves que le daremos. Para empezar, digamos que es muy fácil realizar medidas de temperatura con un sistema de adquisición de datos, pero la realización de medidas de temperatura exactas y repetibles no es tan fácil. Por ello daremos unos cuantos ejemplos. La temperatura es difícil de medir con exactitud aún en circunstancias óptimas. Veremos entonces cuáles son los diferentes aspectos a tener en cuenta para la implementación de un proyecto. La figura 1 muestra el diagrama en bloques a tener en cuenta para la implementación de los diferentes proyectos. Como sensor se puede emplear un dispositivo industrial, una termocupla, un simple transistor, un termistor. La etapa de conversión normalmente se lleva a cabo mediante el convertidor analógico-digital, (AD ó A/D) que es un chip que no suele ser muy costos. La interpretación de los datos obtenidos del convertidor A/D suele realizarla un microcontrolador PIC16F84, fabricado por Microchip. El PIC16F84 traducirá los datos obtenidos del conversor en cantidades que se pueden mostrar en un display. Para las aplicaciones más habituales la elección de una versión adecuada de PIC es la mejor solución; sin embargo, dado su carácter general, se pueden emplear otras familias de microcontroladores para aplicaciones específicas.

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Figura 1 A continuación brindamos algunas características que hacen a los PICs como los elementos más recomendados para estas aplicaciones: Sencillez de manejo: Tienen un juego de instruccio nes reducido; 35 en la gama media. Buena información, fácil de conseguir y económica. Precio: Su costo es comparativamente inferior al de sus competidores. Poseen una elevada velocidad de funcionamiento. Buen promedio de parámetros: velocidad, consumo, ta maño, alimentación, código compacto, etc. Herramientas de desarrollo fáciles y baratas. Existe una gran variedad de herramientas hardware que permiten grabar, depurar, borrar y comprobar el com portamiento de los PIC. Diseño rápido. La gran variedad de modelos de PIC permite elegir el que mejor responde a los requerimientos de la aplica ción. Cuando se aprende a manejar un PIC, conociendo su arquitectura y su repertorio de instrucciones, es muy fácil emplear otro modelo. Recuerde que un PIC tiene una arquitectura del procesador tipo Harvard. En esta arquitectura, la CPU se conecta de forma independiente y con buses distintos con la memoria de instrucciones y con la de datos. La arquitectura Harvard permite a la CPU acceder simultáneamente a las dos memorias. Además, propicia numerosas ventajas al funcionamiento del sistema como se irán describiendo. Se aplica la técnica de segmentación ("pipe-line") en la ejecución de las instrucciones. Esta técnica permite al procesador realizar al mismo tiempo la ejecución de una instrucción y la búsqueda del código de la siguiente (mientras se ejecuta una instrucción se guarda el resultado de la anterior y se empieza a leer la siguiente). De esta forma se puede ejecutar cada instrucción en un ciclo (un ciclo de instrucción equivale a cuatro ciclos de reloj). Las instrucciones de salto ocupan dos ciclos al no conocer la dirección de la siguiente instrucción hasta que no se haya completado la de bifurcación. Para la visualización de la temperatura se suele emplear un display de cristal líquido (LCD), aunque en algunos proyectos se utilizan displays de 7 u 8 segmentos, barras de leds y hasta placas de interfase gráfica para visualización en monitores de TV y/o PC (vea el proyecto

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Proyecto y Montaje de Termómetros Discretos y Digitales

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Artículo de Tapa Figura 2

del generador de funciones con placa IGTV en esta misma edición). En resumen, en base al diagrama en bloques de un termómetro digital precisamos un sensor (por ejemplo el LM35 que entrega a la salida 10mV por cada grado centígrado) cuya salida entrega una tensión analógica que se convertirá en una cantidad digital para facilitar su manejo a través de un ADC. Para la conversión analógico digital se debe hacer lo siguiente: (usamos el ejemplo de un ADC080X, que describimos más abajo):

de resistencia específica. Este componente cuya característica específica es que su resistencia varía en función de las variaciones de temperatura, está insertado en un puente de resistencias. A una temperatura de 0 grados centígrados, deberemos actuar sobre la resistencia ajustable P1 para obtener el equilibrio del puente en este momento, la aguja del galvanómetro deberá encontrarse exactamente en el punto central de la escala. Cuando la temperatura cambie, se romperá el equilibrio del puente, lo cual se traducirá por un determinado movimiento de la aguja. 1.- Se habilita el ADC mediante un pulso bajo aplica Luego se realiza un segundo ajuste a una temperatudo a la terminal de CS, para que se inicie la conversión. ra diferente, por ejemplo, a 20 grados, pero está vez ac2.- Se habilita la terminal (pulso bajo) denominada tuando sobre P2. WR para que inicie el proceso de conversión. Para esto Como puede verse en el esquema presentado en la se debe esperar 100µs aproximadamente para que se figura 3, hemos optado por la más simple alimentación, la lleve a cabo la conversión. regulación de la tensión se realiza gracias a diodo Zener 3.- Se habilita la terminal (pulso bajo) denominada RD (componente esté, insensible a la temperatura) de 5,1V. para que a la salida se tenga el resultado de la conver - Evidentemente se puede pensar en alimentar el circuito sión. simplemente con pilas, en cuyo caso, para ahorrar ener4.- Finalmente se deshabilita el convertidor. gía, será conveniente sustituir D1... D3, R1 y C1, por un Lo anterior se observa en la figura 2.

Un Termómetro Pasivo Damos, a continuación, un circuito que no emplea microcontroladores ni siquiera integrados digitales. Se trata de un sencillo, pero eficaz termómetro electrónico. El elemento sensible es un resistor común del tipo NTC de 50Ω

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Figura 3

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Proyecto y Montaje de Termómetros Discretos y Digitales Figura 4

R2 - 1k2 R3 - 4k7 R4 - 4k7 R5 - Sensor de temperatura (ver texto) P1 - Pre-set de 10kΩ P2 - Pre-set de 470Ω C1 - 100µF x 16V - electrolítico Varios Placas de circuito impreso, estaño, cables, etc.

Termómetro Integrado

regulador integrado del tipo 78LO5. En la figura 4 se da el diagrama de circuito impreso correspondiente al termómetro pasivo. Por último, el sensor de temperatura, puede ser uno comercial del tipo KTY10 o KTY84 de Philips, en lugar del NTC, si se desea una precisión aún mayor. Lista de Materiales (circuito de la figura 3) D1 - 1N4001 - Diodo rectificador D2 - Led de 5mm D3 - Diodo zener de 5,1V x 1W D4, D5 - 1N4148 - Diodos de uso general. M1 - Microamperímetro de 50µA a fondo de escala. R1 - 470Ω

Al diseñar un circuito y adoptar la elección adecuada, necesitábamos un sensor para medir temperaturas de superficie superiores a los 100˚C. Este proyecto fue el resultado de algunas investigaciones realizadas sobre el tema. A pesar de su simplicidad básica, tendrá en el peor de los casos, un error de lectura de +/-2%, y en los rangos más bajos de la escala, el margen de error incluso disminuirá. Si lo desea, un ajuste de circuito le permitirá llegar a temperaturas inferiores a los 0°C. Como sensor pueden emplearse pares termoeléctricos, termistores y diodos. Luego de una constante experimentación con varios sensores, optamos por el humilde diodo de silicio, ya que proveía la mejor (y más fácil) solución al problema. El principio de funcionamiento es muy sencillo, la corriente que fluye por la juntura de un diodo de silicio polarizado convenientemente es proporcional con la temperatura y la variación es lineal; esto significa que el coeficien-

Figura 5

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Artículo de Tapa te de temperatura de un diodo no varía con cambios de temperatura en un rango razonablemente amplio. Esta relación lineal entre la caída de tensión y la temperatura del diodo para una corriente dada, hace que el dispositivo sea un sensor de temperatura bueno y económico. En la mayoría de los diodos de silicio, la barrera de potencial fluctúa entre los 550mV y los 700mV. Luego de probar unos cuantos diodos de los más comunes, el 1N4148 resultó ser el mejor candidato. Utilizando un rango de temperaturas variable entre 20˚C y 120˚C, en la mayoría de los diodos analizados, la barrera de potencial se ubicó entre los 580mV y los 630m. El coeficiente de temperatura para cada una de las muestras fue calculado sobre el mismo rango. Se constató, como era de esperar, una variación en el coeficiente con variaciones en la caída de tensión, pero esta variación promedió aproximadamente 2,35mV/°C para los diodos medidos. Esto implica que para cada elevación de grado Celsius, la caída de tensión a través del diodo decreció aproximadamente 2,35mV. Con estos resultados, se puede aceptar que para un diodo dado a una corriente constante, dentro de los límites de una caída de tensión (barrera de potencial) entre los 580mV y los 630mV, el coeficiente de temperatura resulta estable en un rango que oscila entre los 20°C y 120°C, y por lo tanto, con un procedimiento de instalacion adecuado, se puede lograr una escala lineal entre los límites de temperatura del diseño, esto es, entre los 0°C y 125°C. Ahora bien, cuando se considera un medio para medir la caída de tensión a través de un diodo, enseguida se piensa en un circuito puente, pero si bien este método funcionó, surgió un problema: uno o dos de los valores de los componentes resultaron críticos y el sistema no es adecuado para armadores inexpertos. Si se aplica una tensión constante a la pata no inversora de un amplificador operacional, la corriente a través del resistor R y el diodo D, que es la vía de realimentación, también se mantiene a un nivel constante, aproximadamente 1mA (vea el circuito de la figura 5). Esto asegura que los

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cambios de tensión a través de un diodo serán el resultado directo de la temperatura, y pueden ocurrir variaciones en la salida de tensión del operacional sólo como resultado de estos cambios de tensión. La tensión de salida es consecuentemente proporcional a la temperatura del diodo. Aun en diseños más simples, existen tres requerimientos indispensables para el circuito final: (a) la corriente del diodo debe ubicarse en el nivel deseado y mantenerse constante, (b) consecuentemente se desprende que el suministro de tensión debe ser estable, y (c) las resistencias usadas deben ser altamente estables y de un bajo coeficiente de temperatura. Si puede, use resistores de metal depositado. En la figura 5 se muestra el diagrama del circuito completo del Termómetro de Superficie. Han sido usados tres operacionales, y si bien estos pueden venir en paquetes individuales, resulta mejor usar tres secciones de un chip tipo TL074, o cualquier operacional similar con entradas JFET. Una batería de 9V alimenta directamente los integrados. La tensión se estabiliza en 5V para el resto del circuito mediante el uso del IC1, un chip regulador de tensión a +5V 100mA. Se usa un operacional (IC2a) para el suministro de potencia al sistema en la forma de una línea simétrica positiva y negativa, permitiendo así que el instrumento reaFigura 6

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Proyecto y Montaje de Termómetros Discretos y Digitales lice lecturas de temperaturas inferiores a los 0°C si lo requiere. Una tensión simple no podría hacer esto; por lo tanto, es necesario proveer una línea de tierra “operativa” que no esté en el polo negativo de la batería, lo que podríamos llamar la tierra “real”. No empleamos una fuente partida porque sería un método riesgoso si deseamos tener una tensión estable; el IC1 puede proveerlo y el IC2 realiza la distribución desde la combinación de R1 y R2 operando como un divisor de tensión. La pata 10 del IC2 es mantenida a una tensión constante mediante el ajuste del potenciómetro VR1; éste se ajusta durante la calibración de modo que la salida en la pata 8 del IC2b sea cero para que la tensión en el diodo se corresponda con la lectura de la temperatura más baja. Esta puede ser de 0°C pero puede ajustarse a cualquier otro nivel, por ejemplo, a un punto de partida de 10°C o +20°C. La salida del IC2b será una función de la tensión del diodo a temperaturas bajas o elevadas. La tensión de salida desde el pin 8 del IC2b será amplificada y amortiguada por el IC2c. La pata 5 del IC2c también será mantenida a un nivel constante por el divisor de tensión, formado por los resistores R7 y R8, y escoge un valor con el que a 0V le corresponda 0˚C. La salida del IC2 en la pata 7 será medida por el medidor ME1 que, en el prototipo, es escalado a 500µA, aunque se pueden usar otras deflexiones de escala completa. Con las resistencias R11 y VR2, la escala de 500µA es el equivalente a un voltímetro de 1,5V, de modo que el montaje del VR2 determinará el límite de temperatura superior . En la figura 6 se muestra el esquema del circuito impreso utilizado. En nuestro circuito, la pieza más complicada es el sensor de prueba. El lector deberá hacer el montaje del diodo y realizar las experimentaciones adecuadas para cada caso. Por ejemplo, para una pecera, lo que se necesita es un medio que contacte el sensor (diodo) con la superficie cuya temperatura necesita ser medida. Esto puede lograrse montando el diodo en una pieza de metal que pueda ser ajustada a la extensión de un tubo, así se provee el soporte del montaje. Esta pieza de metal puede ser de cobre, aluminio sólido o bronce; el aluminio es probablemente el más fácil de manejar, pero el cobre tiene la mejor conductividad de calor de los tres (a menos que haya ganado la lotería y prefiera usar plata), le siguen luego el aluminio y el bronce, en el orden que queda registrado. También necesitará un tubo de corta extensión, de material no metálico y 10 mm de diámetro.

En el diseño del sensor, surge el problema de mantener el diodo en contacto directo con la pieza frontal, ante el cual muchos constructores individuales abandonan la tarea Para la calibración del aparato, coloque los dos potenciómetros en sus posiciones medias; esto puede hacerse ajustando los tornillos a uno y otro lado hasta escuchar un click que le indicará el acceso al final del carril. Puesto que los potes específicos de los potenciómetros tienen 25 vueltas, desenroscando alrededor de 12 veces se alcanzará la posición media de cada uno de ellos. Cuando comience el proceso de calibración, le convendrá usar un medidor múltiple (un téster o multímetro) en un rango D.C. de aproximadamente 5V conectado entre la pata 7 del IC2 y masa. Ajuste el Potenciómetro VR1 hasta que el medidor lea 0. Una vez realizado este ajuste, puede reemplazar el medidor múltiple con un medidor de 500µA conectado a las terminales apropiadas. Verifique por el ajuste del VR1 que la aguja del medidor pueda moverse a ambos lados del punto cero. Para un rango de calibración de 0° a 125°C, puede iniciar el proceso de dos maneras distintas: (a) para una referencia de 0°C, utilice una mezcla de agua con hielo en iguales cantidades y agítela bien; (b) use la temperatura ambiente como referencia. En ambos casos, verifique la temperatura con un termómetro de mercurio y ajuste el VR1 de modo que el medidor muestre el mismo valor. Por el momento, esta acción determinará la temperatura más baja de la escala. Ahora, mantenga la prueba encima de una superficie de agua hirviendo cerca de medio minuto, luego sumérjala completamente. Esta acción evitará que el diodo (fuera de su mezcla helada) padezca un shock termal. Ajuste el control del VR2 para establecer la lectura del medidor en 100°C. La temperatura verdadera del agua hirviendo dependerá de la presión del aire, y si tiene un termómetro de mercurio, puede usarlo para verificar el punto exacto de ebullición. De todos modos, cuando menos, la verdadera temperatura ciertamente oscilará los 100°C aceptados, al menos que viva en la cumbre del Aconcagua, el error de obtener un punto de ebullición que no sea exactamente de 100°C puede ser soslayado. Vuelva al baño de agua con hielo y verifique que el medidor lea 0°C. Teóricamente, la medición debiera ser la misma, pero en la práctica ésta puede variar levemente; si así sucedió, reajuste el VR1 para restaurarlo a cero. El mismo procedimiento se aplicará si trabaja con temperatura a nivel ambiental, pero verifique que ésta no haya variado en el intervalo. Verifique entre los extremos de temperatura de este

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Artículo de Tapa modo hasta que no se produzcan variaciones evidentes, completando así la calibración. Si desea usar una escala alternativa, digamos de -10° a 80°C, los puntos de calibración deberán seleccionarse a 0°C como en el caso precedente, y un baño de agua a 80°C verificados con un termómetro de mercurio. No intente hacer la calibración con temperaturas inferiores a los 20°C o superiores a los 140°C, ya que pueden verse afectados el sensor diodo o la linealidad. Lista de Materiales (circuito de la figura 5) CI1 - 78L05 - Regulador de tensión de 3 terminales CI2 - TL074 - Cuádruple operacional con entrada Fet (ver texto) D1 - 1N4148 (PRNRF) - Diodo sensor (ver texto) R1 - 18kΩ R2 - 18kΩ R3 - 470Ω R4 - 1k8 R5 - 2k2 R6 - 1k2 R7 - 1k5 R8 - 12kΩ R9 - 1kΩ R10 - 10kΩ R11 - 2k2 VR1 - Pre-Set multivueltas de 5kΩ VR2 - Pre-Set de 1kΩ C1 - 0,1µF - Cerámico Varios: Placa de C.I., cables, estaño, fuente de alimentación, microamperímetro de 500µA a fondo de escala, interruptor simple (S1),conectores varios, etc.

Termómetro de Protección Los transistores de potencia y semiconductores en general que trabajen con corrientes elevadas, pueden levantar cierta temperatura, la cual no debe superar los 60˚C. Para que tenga una idea, en amplificadores de potencia con salida complementaria, si un transistor de salida tiene una temperatura superior a su par complementario, entonces tendrá una corriente de fuga superior que lo hará conducir más, lo cual hará que aumente la corriente de

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Figura 7 colector y, por tanto, la temperatura. A su vez, volverá a crecer la corriente de fuga y así sucesivamente hasta provocar la destrucción del componente. Si bien un semiconductor puede soportar temperaturas del orden de los 150˚C, es conveniente que no se supere un máximo de 60˚C que, en ocasiones, puede “estirarse” hasta 80˚C. Nuestro circuito controla permanentemente la temperatura del disipador. Si dicha temperatura es menor a los 60˚C, se prende el led verde. Para temperaturas comprendidas entre 60˚C y 70˚C, se enciende el led naranja y se apaga el verde; y si la temperatura supera los 70˚C, entonces se enciende el led rojo y se activa un relé cuyos contactos pueden conectar un sistema de aviso que indique que algo anda mal. El circuito se muestra en la figura 7 y no es más que un comparador de ventana con un diodo sensor D2, que proporciona un aumento de tensión en su juntura de 10mV por cada grado de elevación de temperatura, lo que significa que para un rango de variación de 10˚C, la tensión entre sus terminales habrá variado en unos 100mV, lo que resulta más que suficiente para ser detectado por cualquier comparador electrónico. Mientras que la tensión en el sensor sea inferior a la tensión en el cursor del potenciómetro P2, la salida de los comparadores formados por los operacionales de un TL082, permanecerán en estado bajo, con lo cual se encenderá el led verde y los otros dos permanecerán apagados. Cuando la tensión en el sensor D2 supera la presente en el cursor de P1 pero es menor que la que está presente en la pata 2 del integrado (cursor de P2), se da vuelta CI-1a y hace que se encienda el led naranja y se apague el verde.

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Proyecto y Montaje de Termómetros Discretos y Digitales Lista de Materiales (circuito de la figu ra 7) CI1 - TL082 - Amplificador operacional doble. Q1 - BC548 - Transistor NPN de uso general D1 - 1N4148 - Diodo de uso general. D2 - LM 335 - Diodo empleado como sensor de temperatura Dz1 - Zener de 3,3V x 1W L1 - Led rojo de 5 mm L2 - Led verde de 5 mm L3 - Led naranja de 5 mm R1 - 6k8 R2 - 8k2 R3, R9 - 10k R4 - 2k7 R5 - 3k3 R6 a R8 - 820 P1, P2 - 500 - Preset o potencióme tros C1 - 10µF x 16V - Electrolítico Varios: Placa de circuito impreso, cables para el sensor, perillas para los potencióme -

Figura 8

Si la tensión sobre el sensor sigue subiendo como consecuencia del aumento de la temperatura, las salidas de ambos comparadores toman el estado alto y se enciende el led rojo, dando aviso lumínico de que se ha superado la temperatura máxima establecida. El diodo zener Dz1 se coloca para que el led rojo se prenda con su máximo brillo y a la vez, para que Q1 se sature, así hace que se conecte el relé que dará otro tipo de aviso. Como ve, el principio de funcionamiento es bastante sencillo y la tarea de puesta en marcha se limita a ajustar los preset P1 y P2 para que los operacionales cambien de estado a la temperatura seleccionada por el usuario. Para hacer la calibración del montaje se debe tener agua caliente a la temperatura que uno quiere que se produzca el cambio de estado de los operacionales e introducir allí el sensor. Por ejemplo, gire hacia el lado izquierdo los cursores de P1 y P2, ponga a calentar agua en un recipiente y coloque en éste, un termómetro industrial y el sensor. Cuando la lectura del termómetro marque 60˚C, gire P1 para que se encienda el led anaranjado. Siga calentando el agua y cuando llegue a 70˚C, gire P2 para que ahora se encienda el led rojo. Note que debe estar activado el relé. La figura 8 muestra la placa de circuito impreso sugerida para este proyecto. Hecho los ajustes, sólo resta colocar el dispositivo en un gabinete para que esté listo para ser utilizado.

tros, estaño, etc.

Construcción de un Termómetro Digital El termómetro que proponemos surge en base a un proyecto publicado por John Rincón (http://www.geocities.com/micros_uan/Inclass/E7/term.htm) y que sigue el esquema que hemos descripto. La temperatura a medir se expresaa en grados Celsius (C) o en Fahrenheit (F), como lo prefiera el usuario. Para estos dos casos tenemos la siguiente relación: º F = 9/5 ºC + 32 Aquí se utilizó el CI LM35. Si aplicamos un voltaje de polarización de 4.V - 20.V tenemos una respuesta de 10.mV/ºC. Por ejemplo, 120mV equivalen a 12ºC e internamente en el programa del PIC se hace la conversión a º F. El temométro tiene un rango de medición de temperatura de 2ºC a 100ºC y de 35.6ºF a 100ºF aproximadamente. Como conversor se utilizó el ADC 0809CCN que tiene una resolución de 8 bits, un error de ± 1 LSB y fácil interfaces con muchos microcontroladores, también se puede utilizar otro tipo de conversores de más bajo costo (ADC 0804).

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Artículo de Tapa Figura 9

; Tabla 1: Termómetro Digital

LIST P=16F84 ;************************************************************ ; ; Este programa demuestra como hacer la carga de un dato ; presente en el puerto B del PIC 16F84 y la conversión ; de un dato en hexadecimal a binario y su vizualización ; en un modulo LCD a 8 Bits. ; ; El tiempo está basado en el uso del PIC 16F84 en el modo ; 'RC' usando una resistencia de 10kohm. y un condensador de ; 20pF ; ; PIC 16F84: ; ; Pin 1 (RA2) --> OUTPUT ENABLE ; Pin 2 (RA3) --> START ; Pin 3 (RA4) --> Selección de ºC y ºF ; Pin 17 (RA0) --> RS del LCD ; Pin 18 (RA1) --> ENABLE del LCD ; ; Programa: temperat.ASM ; Fecha: 11-11-98 ; ; ;************************************************************ ; Definicion de Registros ;************************************************************ PC EQU 0x02 STATUS EQU 0x03 TRISA EQU 0x85 TRISB EQU 0x86 PORTA EQU 0x05 PORTB EQU 0x06 DEL EQU 0x10 NUEVO1 EQU 0x11 NUEVO2 EQU 0x12 NUEVO3 EQU 0x13 ANILLO EQU 0x14 CINCO EQU 0x15

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ONCE EQU 0x16 ROT EQU 0x17 MEDI EQU 0x18 VER1 EQU 0x19 VER2 EQU 0x1A OPER EQU 0x1B ASCII EQU 0x1C RETT EQU 0x1D REG2 EQU 0x1E REG3 EQU 0x1F ;************************************************************** ; Inicio del programa ;************************************************************** BSF STATUS,5 ;PROGRAMACION DE PUERTOS MOVLW 0xF0 ;PORTA4 COMO ENTRADA MOVWF TRISA ;LOS DEMAS COMO SALIDA MOVLW 0x00 MOVWF TRISB BCF STATUS,5 CLRF PORTA CLRF PORTB MOVLW 0x38 ;INSTRUCCIONES: CALL CONTROL ;DOS LINEAS, 8 BITS MOVLW 0x0E ;ACTIVA DISPLAY CALL CONTROL MOVLW 0x06 ;MENSAJE FIJO CALL CONTROL GOTO INI RETARDO MOVLW 0xFF ;AJUSTE DE TIEMPOS MOVWF DEL DECRE DECFSZ DEL,1 GOTO DECRE RETLW 0x00 CONTROL BCF PORTA,0 GOTO DATO2 DATO BSF PORTA,0 ;ESTA RUTINA GENERA DATO2 BSF PORTA,1 ;LAS SEÑALES DE CONTROL MOVWF PORTB ;Y ENVIA EL DATO AL CALL RETARDO ;MODULO CON INTERFACE BCF PORTA,1 ;A 0CH0 BITS CALL RETARDO RETLW 0x00

TABLA

ADDWF PC,1 RETLW " " RETLW " " RETLW " " RETLW "T" RETLW "E" RETLW "M" RETLW "P" RETLW "E" RETLW "R" RETLW "A" RETLW "T" RETLW "U" RETLW "R" RETLW "A" RETLW " " RETLW " " RETLW " " RETLW " " RETLW " " RETLW " " RETLW " " RETLW 0x00 INI MOVLW 0x01 CALL CONTROL MUESTRA MOVLW 0x00 MOVWF ASCII CICLO MOVF ASCII,0 CAMBIA CALL TABLA CALL DATO MOVLW 0x9F MOVWF RETT RETA1 DECFSZ RETT,1 GOTO RETA1 INCF ASCII,1 MOVLW 0x0F XORWF ASCII,0 BTFSS STATUS,2 GOTO CICLO CLRF PORTA PRINCIP CALL DELAY BSF STATUS,5

;MENSAJE A SER VISUALIZADO

;INICIA ENVIO DE DATOS ;AL MODULO ;HACE BARRIDO DE LA TABLA

;RETARDO ENTRE CARACTERES

;SIGUE CON EL PROXIMO ;CARACTER DEL MENSAJE ;PREGUNTA SI YA TERMINO ;EL MENSAJE PARA SEGUIR ;CON LA OTRA PARTE DEL ;PROGRAMA

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Proyecto y Montaje de Termómetros Discretos y Digitales MOVLW 0xFF MOVWF TRISB BCF STATUS,5 BSF PORTA,3 CALL DELAY BSF PORTA,2 CALL RETARDO BCF PORTA,3 MOVF PORTB,0 MOVWF MEDI BCF PORTA,2 BSF STATUS,5 MOVLW 0x00 MOVWF TRISB DATO

BEGIN

SEG1

PREG

SEG2

SUMA32

BCD

BCF STATUS,5 BCF STATUS,0 CLRF VER1 CLRF VER2 CLRF OPER BSF OPER,0 MOVF MEDI,0 RLF OPER,1 BTFSC OPER,6 GOTO PREG ADDWF VER1,1 BTFSS STATUS,0 GOTO SEG1 INCF VER2,1 GOTO SEG1 BTFSC PORTA,4 GOTO BCD CLRF OPER BSF OPER,0 MOVF MEDI,0 RLF OPER,1 BTFSC OPER,5 GOTO SUMA32 ADDWF VER1,1 BTFSS STATUS,0 GOTO SEG2 INCF VER2,1 GOTO SEG2 MOVLW 0x40 ADDWF VER1,1 BTFSC STATUS,0 INCF VER2,1 INCF VER2,1 CLRF NUEVO1 CLRF NUEVO2 CLRF NUEVO3 CLRF ROT MOVLW 0x07 MOVWF ANILLO MOVLW 0x05 MOVWF CINCO MOVLW 0x0B

;PROGRAMA EL PUERTO B COMO ;ENTRADA PARA GUARDAR EL INICIO ;EL DATO DELADC ;DA EL FIT DE START AL ADC CERO

MOVWF ONCE BTFSC VER2,1 GOTO UNO BCF STATUS,0 GOTO ADE ;HABILITA LA SALIDA DEL ADC UNO BSF STATUS,0 ADE RLF VER1,1 RLF VER2,1 ;LEE Y GUARDA EL DATO EN INCF ROT,1 ;EL ADC MOVLW 0x03 SUBWF ROT,0 BTFSS STATUS,0 ;PROGRAMA EL PUERTO B COMO GOTO INICIO ;SALIDA PARA MOSTRAR EL MOVLW 0x04 SUBWF ROT,0 ;EN EL LCD BTFSC STATUS,0 GOTO EEE ;EMPIEZA CONVERSION A ºC Y ºF MOVF VER1,0 ANDWF ANILLO,0 MOVWF NUEVO1 VERIFY MOVF CINCO,0 ;GRADOS CELSIUS SUBWF NUEVO2,0 BTFSC STATUS,0 GOTO ARREGL2 RLF NUEVO3,1 ANTES MOVF CINCO,0 SUBWF NUEVO1,0 BTFSC STATUS,0 GOTO ARREGL1 BTFSC NUEVO1,3 GOTO XYZ BCF STATUS,0 ;GRADOS FAHRENHEIT GOTO MOVER XYZ BSF STATUS,0 MOVER RLF NUEVO2,1 RLF NUEVO1,1 GOTO INICIO ARREGL2 MOVF ONCE,0 ADDWF NUEVO2,1 RLF NUEVO3,1 BSF NUEVO3,0 BCF NUEVO2,3 BCF NUEVO2,4 GOTO ANTES ARREGL1 MOVF ONCE,0 ADDWF NUEVO1,1 RLF NUEVO2,1 BSF NUEVO2,0 ;EMPIEZA LA CONVERSION RLF NUEVO1,1 ;A BCD BCF NUEVO1,4 BCF NUEVO1,5 GOTO INICIO EEE BTFSC VER1,0 GOTO ONE ZERO BCF NUEVO1,0 GOTO OOO ONE BSF NUEVO1,0

La visualización se hace a través de un módulo de cristal líquido o LCD el cual se controla con el PIC. Se utiliza el PIC 16F84 el cual tiene 13 bits de entrada y/o salida repartidos en dos puertos, el dato en el ADC es almacenado en el PIC y visualizado en el LCD, para ello el PIC genera los bits de control para la conver-

OOO

MOVLW 0x0A SUBWF ROT,0 BTFSS STATUS,0 GOTO VERIFY ;FIN DE LA CONVERSION A BCD MOVLW 0xC0 ;PASAR A LA OTRA LINEA DEL CALL CONTROL ;LCD MOVLW 0x20 CALL DATO MOVLW 0x20 CALL DATO MOVLW 0x20 CALL DATO MOVLW 0x20 CALL DATO MOVLW 0x30 ;ESCRIBE EL DATO EN BDC ADDWF NUEVO3,0 ;EN EL LCD CALL DATO MOVLW 0x30 ADDWF NUEVO2,0 CALL DATO MOVLW "." CALL DATO MOVLW 0x30 ADDWF NUEVO1,0 CALL DATO MOVLW 0x30 CALL DATO MOVLW 0x20 CALL DATO MOVLW 0xDF CALL DATO BTFSS PORTA,4 ;PREGUNTA POR EL BIT QUE GOTO F ;INDICA SI ES ºC O ºF MOVLW "C" CALL DATO GOTO PRINCIP ;EMPIEZA DE NUEVO LA F MOVLW "F" ;CONVERSION CALL DATO GOTO PRINCIP DELAY MOVLW 0xFF ;RETARDO ENTRE CADA MOVWF REG3 ;CONVERSION LBDOS MOVLW 0xFF MOVWF REG2 LBUNO DECFSZ REG2 GOTO LBUNO DECFSZ REG3 GOTO LBDOS RETURN END ;************************************************************** ; Diseño del programa a cargo de John Rincón ; estudiante de la Univesidad Antonio Nariño ; Facultad de Ingeniería Electrónica sede sur ; ;**************************************************************

sión del ADC y la visualización en el LCD. El circuito completo del termómetro se muestra en la figura 9. En la tabla 1 se puede ver el programa completo del termómetro para ser grabado dentro del PIC. Si desea más información sobre este proyecto puede dirigirse a la página del autor.

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Artículo de Tapa Termómetro Digital con Reloj Carlos Díaz, en su página http://perso.wanadoo.es/chyryes/index.htm publica un termómetro que funciona correctamente y al que le hemos hecho algunas modificaciones a los efectos de obtener un mayor rango de medida y mejora en la velocidad de respuesta. Además, en nuestra versión, el display puede mostrar el nivel de tensión entregado por el sensor y con una adaptación hasta la indicación de la humedad relativa ambiente. A continuación daremos una breve descripción de este termómetro, respetando los aspectos originales y aclarando que el lector puede dirigirse a la página de Carlos Díaz para obtener información sobre el proyecto completo o a nuestra web para obtener las diferentes variantes y más de 10 proyectos de termómetros. Para obtener esta información, debe dirigirse a www.webelectronica.com.ar, hacer click en el ícono password e ingresar la clave: termototal. El termómetro digital propuesto en la página de Carlos Díaz muestra en una misma pantalla LCD 16X2 la temperatura actual, la fecha completa (reconoce años bisiestos), y la hora y día de la semana. Asimismo es posible consultar en todo momento las temperaturas máximas y mínimas diarias de toda la semana así como las horas a las que se produjeron. Además dispone de una alarma que avisa a la hora deseada. El circuito se muestra en la figura 10 e incluye la fuente de alimentación. El sensor de temperatura empleado es un LM35. Posteriormente esta señal es acondicionada por U1. U1A se encarga de adaptar impedancias y U1B de cambiar la escala de medida y sumarle 1,25V de esta forma se obtiene una tensión variable entre 0V y 5V cuando la temperatura var®ia de -25,6ºC a +76,7ºC. Esta tensión se introduce por el pin2 del PIC16F876, que lleva un convertidor analógico-digital integrado de 10 BIT, el cual se encarga de convertir la señal analógica en lenguaje binario que es el único que entiende el microcontrolador. Si no encuentras el LM358 (U1) se puede sustituir por un LM833 o por dos LF411 y funciona correctamente. El funcionamiento del circuito es el siguiente: AJUSTE DE FECHA Y HORA: Desde la pantalla principal pulsar el botón B dos veces, se muestra el mensaje "Fecha y hora". Mantener pulsado el botón C unos segundos. En primer lugar se pedirá que ajuste la hora, pulsando el botón A se incrementa en uno el número sobre el cual esté el cursor. Para mover el cursor al siguiente número pulsar B. Cuando se ha ajustado la hora pulsar B para pasar al ajuste de la fecha o C para acabar el ajuste.

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Para ajustar la fecha se sigue el mismo procedimiento que con la hora. El formato de la fecha será: dos números para el día, dos para el mes y otros dos para el año (dd/mm/aa). Si se introduce una fecha incorrecta se muestra el aviso "FECHA INCORRECTA" y se vuelve a pedir que introduzca la fecha. Cuando se acaba de ajustar la fecha se pulsa B y se pasa al ajuste del día de la semana: pulsar A hasta que aparezca en pantalla el día de la semana correcto. Pulsar B para volver a la pantalla principal. ALARMA: Para acceder al menú de la alarma pulsar una vez el botón B, se mostrará entonces la información referente a la alarma. Para activar o desactivar la alarma pulsar el botón A. Cuando la alarma esté activada se mostrará un símbolo al lado de la hora. Para cambiar la hora de la alarma mantener pulsado unos instantes el botón C e introducir la hora deseada con los botones A y B. Para que deje de sonar la alarma pulsar cualquier botón desde la pantalla principal. MAXIMAS Y MINIMAS: El dispositivo está dotado de ocho memorias para almacenar la máxima y la mínima de cada dia de la semana y la máxima y mínima absolutas. En la memoria absolutas se almacenan las temperaturas máxima y mínima desde la última vez que se resetearon. Esta memoria es la única que se puede borrar manualmente. En las memorias individuales de cada dia de la semana se almacenan las máximas y mínimas de toda la semana y las horas a las que se produjeron. Por ejemplo, si estamos a martes en la memoria del martes estará la máxima y mínima de hoy, en la del lunes estarán las de ayer, en la del domingo las de anteayer y asi sucesivamente. Al pasar el día la memoria correspondiente al nuevo dia, que contiene información de la semana pasada, se borra automáticamente. CONSULTA DE MAXIMAS Y MINIMAS: Pulsar A desde la pantalla principal una vez para la absoluta, dos veces para la del martes, tres veces para la del miércoles... así sucesivamente y se irán mostrando las máximas, bajo una M mayúscula y las minimas bajo una m minúscula. Para consultar las horas a las que se produjeron, ir hasta la pantalla del día de la semana que se quiere consultar y pulsar el botón C. BORRAR MAXIMAS Y MINIMAS: La absoluta es la única que se puede borrar manual-

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Proyecto y Montaje de Termómetros Discretos y Digitales Figura 10

Figura 7

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Artículo de Tapa mente. Para ello pulsar una vez el botón A desde la pantalla principal y mantener pulsado el botón C unos segundos. El resto de temperaturas se borran automáticamente cuando caducan (después de una semana).

Figura 11

DESCONEXIONES DE ALIMENTACION: Cuando se desconecta el circuito de la alimentación no se pierde ningún dato. Si la desconexión es de unos segundos, el reloj solamente experimentará un leve retraso. El diagrama de circuito impreso para este termómetro se muestra en la figura 11. El programa puede bajarlo directamente de la página del autor (por razones de espacio no lo publicamos). Una versión adaptada puede bajarla de nuestra web, con la clave: termototal. En dicho apartado, además, encontrará abundante información adicional y los links que lo llevan a la página del autor. Lista de Materiales (circuito de la figura 10) IC1 - PIC16F876 Microcontrolador IC2 - LM358 - Operacional IC3 - LM317 - Regulador IC4 - LM35 - Sonda o transistor sensor de temperatura IC5 - 7806 - Regulador de tensión IC6 - ICL7660 - Convertidor de tensión IC7 - 78L05 - Regulador de tensión IC8 - 79L05 - Regulador de tensión R1 - 10k

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R2 - 1k R3 - 16k2 al 1% R4 - 3k32 al 1% R5 - 3k32 al 1% R6 - 16k2 al 1% R7 - 100 R8 - 68k R9 - 10k

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Proyecto y Montaje de Termómetros Discretos y Digitales caciones con microprocesadores, microcontroladores. Las características más importantes de esto conversores son:

Figura 12 R10 - 10k R11 - 10k P1 - 10k C1 - 33pF - disco C2 - 33pF - disco C3 - 100nF - cerámico C4 - 100nF - cerámico C5 - 470µF - Electrolítico x 25V C6 - 100pF - disco C7 - 100µF - Electrolítico x 25V C8 - 100µF - Electrolítico x 25V C9 - 47nF - cerámico C10 - 10µF - Tantalio C11 - 47nF - cerámico C12 - Tantalio CX1 - Cristal de 10MHz

Un Sensor de Temperatura para Prácticas Es común encontrar proyectos que emplean como sensor a un transistor LM35DZ modelo TO-92, el cual es un sensor de temperatura con buena precisión en escala Celsius. Este dispositivo transforma la temperatura del ambiente en voltaje, del orden de mV. El LM35DZ entrega a la salida una resolución de 10mV por cada grado centígrado. Empleándolo solo sin ninguna configuración en especial, el dispositivo presenta un rango de medición de 2 a 150°C. La figura 12 muestra las conexiones de este sensor de temperatura. Esta configuración es la idónea para el proyecto pues solamente la utilizaremos para medir temperaturas hasta 99°C. Este sensor es fabricado por Fairchild y National Semiconductor.

El Convertidor AD ADC080X El convertidor ADC0809, o uno más económico como el ADC0804, es un convertidor A / D de 8 bits con salida en paralelo muy popular en aplicaciones de sistemas ya que hay mucha información sobre sus características y usos en libros y en Internet para poderlo emplear en apli-

* Posee dos entradas analógicas: VIN (+) y VIN (-), las cuales permiten tener entradas diferenciales. El voltaje real de entrada VIN es la diferencia entre los voltajes apli cados en dichas terminales. Para medir temperatura (no diferencia de temperatura), la entrada analógica se aplica en VIN(+) mientras que VIN(-) se conecta a la tierra ana lógica. Durante la operación normal, el convertidor utiliza VCC = +5 V como voltaje de referencia y la entrada ana lógica puede variar desde 0 hasta 5 V, que es el valor de escala completa. * Convierte el voltaje analógico de entrada en una sa lida digital de ocho bits. La salida es de tres estados, lo que permite conectar al convertidor con facilidad en cana les de datos. Con ocho bits la resolución es de 5V / 255 = 19.6mV. * Tiene un circuito de clock interno tipo RC ajustado por componentes externos. La frecuencia será igual a f=1/(1.1RC), donde R y C son los valores de los compo nentes externos conectados al convertidor. Una frecuen cia típica de reloj es de 606kHz y se obtiene con R = 10k y C = 150pF . Se puede conectar un reloj externo; éste se conecta a la terminal CLKIN del CI. * Al utilizar una frecuencia de 606 kHz, el tiempo de conversión es de unos 100µs. Dicho convertidor utiliza el método de aproximaciones sucesivas para la conversión de unidades o señales. Los convertidores de aproximaciones sucesivas contienen un valor fijo en su tiempo de conversión que no depende del valor de la entrada analógica. Si bien la disposición básica es semejante a la de ADC de rampa digital, el convertidor de aproximaciones sucesivas no utiliza ningún contador para dar una entrada en el bloque del convertidor DAC, sino que usa un registro con lógica de control que modifica su contenido bit a bit hasta que los datos del registro son el equivalente digital de la entrada analógica. El tiempo de conversión de los convertidores de aproximaciones sucesivas de "n" bits requieren "n" ciclos de reloj para realizar su conversión sin importar el valor de la tensión que está presente en la entrada ya que los circuitos de control tienen que ver si en cada posición del bit es necesario colocar un “1” lógico. Es por esto que los convertidores de aproximaciones sucesivas tienen tiempos de conversión muy rápidos, por lo cual se los usa en aplicaciones de sistemas con adquisición de datos, ya que es muy ventajoso cuando los datos analógicos cambian su valor rápidamente. La figura 13 muestra el diagrama en bloques del pro-

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Artículo de Tapa Figura 13

ceso de conversión y la tabla 2 muestra la función de cada patita o pin del conversor ADC0804. Con este conversor se puede usar un sensor que entregue una tensión proporcional o dependiente de la temperatura que se desea medir. Por ejemplo, si se usa el sensor LM35DZ éste tendrá una tensión en sus terminales que representan una cantidad analógica dependiente de la temperatura que se está midiendo. Necesitamos convertirla a su equivalente en valor digital para poderla manejar, pues los valores digitales son cantidades discretas y por lo tanto es más fácil trabajar con ellas que con cantidades analógicas; para ello, podríamos emplear el ADC0804. La figura 14 muestra el diagrama de terminales del ADC080X. Tiene conexiones a tierra por separado para los voltajes analógicos y digitales. La pata 8 corresponde a la tierra analógica y se conecta al punto común como referencia en el circuito analógico que genera el voltaje analógico. La pata 10 es la tierra digital, que es la que utilizan todos los dispositivos digitales que integran al sistema. Resumen del PIC16F84 Se trata de un microcontrolador de 18 terminales que maneja palabras de 8 bits, con dos puertos (el A incompleto y el B completo), figura 15. El formato de todas las instrucciones es de la misma longitud. Todas las instrucciones de los microcontroladores de la gama baja tienen una longitud de 12 bits. Las de la gama media tienen 14 bits y más las de la gama alta. Esta característica es muy ventajosa en la optimización de la memoria de instrucciones y facilita enormemente la construcción de ensambladores y compiladores. Posee un procesador RISC (Computador de Juego de Instrucciones Reducido). Los modelos de la gama baja, como el PIC16F84 disponen de un repertorio de 33 instrucciones, 35 los de la gama media y casi 60 los de la alta. Como todas las instrucciones son ortogonales, cualquier instrucción puede manejar cualquier elemento de la arquitectura como fuente o como destino. Tiene una arquitectura basada en un "banco de registros” lo que significa que todos

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Fig. 14 Tabla 2

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Proyecto y Montaje de Termómetros Discretos y Digitales dantes los programadores, los simuladores software, los emuladores en tiempo real, Ensambladores, Compiladores C, Intérpretes y Compiladores BASIC, etc. La arquitectura Harvard y la técnica de segmentación son los principales recursos en los que se apoya el elevado rendimiento que caracteriza estos dispositivos programables, mejorando dos características esenciales: Velocidad de ejecución. Eficiencia en la compactación del código. Figura 15 Figura 16

A continuación resumimos las características del PIC16F84: Memoria RAM de programa de 1K con palabra de 14 bits tipo Flash. Memoria EEPROM de datos con 68 registros de pro pósito general. ALU de 8 bits. 2 puertos de comunicación puerto A de 5 bits y puer to B de 8 bits. Temporizador con preescaler. Stack de 8 niveles. Contador de programa de 13 bits. El programa que deberá manejar el PIC, para leer los datos del DAC y entregarlos al display, puede seguir el esquema sugerido por el diagrama de flujo de la figura 16.

los objetos del sistema (puertas de E/S, temporizadores, posiciones de memoria, etc.) están implementados físicamente como registros. La empresa Microchip y otras que utilizan los PIC ponen a disposición de los usuarios numerosas herramientas para desarrollar hardware y software. Son muy abun-

Display de LCD Un display muy empleado es el de 2 líneas por 16 caracteres (ks0066u), el cual será conectado a la salida del puerto B del PIC16F84A para enviarle a éste los datos a visualizar, siendo éstos los equivalentes a números decimales de la palabra digital obtenida del ADC y por el puerto A se enviarán las señales para controlar el dispositivo (figura 17). ✪ Bibliografía 1) Medición de Temperatura - Arnoldo Galetto, Biblioteca Saber Electrónica. 2) Termómetro Digital con PIC y ADC Externo Fredy Rincón, http://www.geocities.com/micros_uan/Inclass/E7/term.htm 3) Termómetro Digital - José Luis Rayón, publicado en monografías.com 4) Termómetro Digital con Reloj - Carlos Díaz, http://perso.wanadoo.es/chyryes/index.htm

Figura 17

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MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS

PLACAS POST DETECTORAS DE ERRORES La tecnología POST de toda PC ofrece a los usuarios y técnicos una gran ayuda. Su evolución final son las placas post, una he rramienta de gran utilidad pero que muy pocos conocen. De la Redacción de

de MP Ediciones

L

a sigla P.O.S.T. significa Power On Self Test (o auto-comprobación de arranque), y es la prueba que cada computadora realiza a sus propios componentes críticos, como procesador, memoria y teclado, para asegurarse de que todo está en condiciones de arrancar normalmente. En caso de presentarse un problema, éste se notifica por pantalla, en la famosa y temible pantalla inicial del POST, que es la primera que aparece al encender el equipo. Desde hace algunos años, los fabricantes de BIOS la reemplazaron por una imagen más vistosa, en muchos casos, en color, con el logo del motherboard, chipset o del propio fabricante. Esa llamativa imagen puede quitarse temporalmente pulsando la tecla [TAB], para que aparezca la clásica pantalla del POST, donde se puede observar el conteo de la memoria RAM, la verificación de las unidades de disco y ópticas, etc. En definitiva, el POST es un programa o serie de órdenes que se alojan en el chip del BIOS. Veamos brevemente qué es el BIOS y, un poco más en detalle, el proceso de POST, para luego conocer cómo interpretar y solucionar los problemas que se manifiesten.

Proceso de Inicialización Al encender la PC, lo primero que hace el procesador es dar la orden que ejecuta el programa BIOS. Éste realiza una comprobación de los componentes de hardware críticos, como la memoria RAM, el procesador, la interfaz de video y los discos rígidos instalados. Al término de este

Figura 1 - Con el pequeño botón soldado a la placa POST y a la extensión, es posible visualizar los códigos de error que se acumulan al encender un equipo con fallas.

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procedimiento, ordena la carga del BIOS de la placa de video; en este punto también busca BIOS de otros dispositivos, como unidades ópticas, placas controladoras y de red. En su fase final, se rastrean las unidades booteables y se ejecuta el bootstrap. Listaremos los principales componentes que el POST se encarga de comprobar, y el orden en que lo hace.

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Placas POST - Detectoras de Errores Si bien tanto el orden como los dispositivos que se van a testear varían con cada fabricante de BIOS, podemos decir que éstos son los más comunes:

* Por medio de beeps: Pitidos que se emiten por el altavoz (PC speaker) en el momento del inicio. Como se trata de un error crítico o de alguno de los componentes principales, la pantalla permanece completamente * Procesador en negro. * Controlador DMA * A través de mensajes en panta* Teclado lla: Se indica el error en la pantalla * Primeros 64KB de RAM inicial del POST, en modo texto, me* Controlador de interrupciones diante un código numérico y una bre(PIC) vísima descripción, que puede ayu* Controlador de caché darnos o, al menos, orientarnos, para * Controladora de video descubrir el origen de la falla y así * RTC (reloj de tiempo real) poder solucionarla. * Memoria RAM superior a los pri Si algún problema es detectado meros 64KB en los componentes críticos -como * Puertos serie y paralelo procesador, memoria, caché o inter* Discos duros faz de video- se emitirá un código so* Unidades ópticas noro en forma de beeps. En caso de * Unidades de disquetera que exista alguna falla en el resto de los dispositivos, se mostrará un mensaje con su respectivo código de Informe de Errores error en pantalla, al estilo del famoso Keyboard error or keyboard not preToda PC tiene, al menos, dos mé- sent o Floppy drive error. todos para notificarle al técnico o al Dependiendo del fabricante del usuario qué tipo de problema está BIOS (actualmente, los principales ocurriendo: son AMI y Award/Phoenix, pero exis-

Figura 2 - Placa POST, extensión con display y manual. La relación costo/be neficio de esta placa la convierte en una herramienta útil para todo personal de soporte técnico.

ten y han existido muchos otros), estos códigos varían, razón por la cual se pueden descargar las tablas de códigos de error de Internet, para conocer qué significa cada secuencia sonora.

La Evolución del POST Existen varias alternativas por parte de los fabricantes de motherboards para evitar los ya clásicos beeps de error y mensajes en forma de texto. El primer intento para evolucionar se presentó cuando se incluyó en los motherboards una serie de LEDs o luces indicadoras (en algunos casos, 4; en otros 6 y hasta 8 LEDs) que, de acuerdo con la combinación de luces encendidas/apagadas en forma de código y la ayuda del manual de la placa madre, permitía determinar la falla más fácilmente, sin necesidad de estar contando los pitidos del altavoz ante un error. Ésa es, justamente, la ventaja. La desventaja de este método radica en que no hay un estándar definido, y cada fabricante de motherboards adopta el propio. En algunos modelos, estos LEDs vienen soldados al motherboard, en tanto que en otros, vienen en formato de bracket, o sea, es un conector que se enchufa a la placa madre y se atornilla como si fuera una placa de expansión; de esta forma, las luces indicadoras quedan a la vista, en la parte trasera del equipo. Otro método aplicado en los modelos avanzados de motherboards es emplear dos displays de siete segmentos. En caso de un error crítico, se muestra en la pequeña pantalla soldada a la placa madre un código numérico en hexadecimal; buscando la referencia en el manual del motherboard, podremos saber de qué se trata el error. El último intento de hacer evolucionar el POST fue introducido por fabricantes de motherboards como ASUS, con su tecnología POST Re-

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Mantenimiento de Computadoras porter. Aprovechando la placa de sonido incorporada en la placa madre, al detectar un error, se dispara un sintetizador de voz que pronuncia, en voz alta y clara, de qué se trata. Un software incluido permite cambiar el idioma de nuestro “ayudante”, entre los cuales está el español. El POST Reporter se puede desactivar desde el BIOS Setup, para dar lugar al clásico esquema de POST por medio de beeps.

A Prueba Tuvimos la oportunidad de probar una placa POST, más precisamente, la Tester Post DP-40 de SiliconByte. Ésta cuenta con dos displays de siete segmentos en la placa y en un cable de extensión, conexión para parlante, LEDs indicadores de estado y medición de las tensiones que recibe el motherboard desde la fuente de ener-

gía, un pulsador para leer códigos POST en caso de que haya más de los que el display puede mostrar y un completo manual en castellano que, además, incluye las tablas de códigos para cada BIOS. También existe una versión reducida llamada “pocket” con conexión PCI únicamente, y otra para equipos portátiles. El precio de la versión que probamos (de interfaz PCI e ISA) es U$S 49, un valor muy bajo si solemos reparar motherboards con bastante frecuencia. Al utilizar la placa en motherboards “muertos”, indica un código POST que no existe en las tablas de referencia y es el siguiente: “- - - -”. Las cuatro líneas horizontales expresan que el generador de clock del motherboard no funciona; por lo tanto, el procesador no recibe los impulsos para poder operar y el equipo no arranca. Este código de error, al no figurar en las tablas de referencia, genera confusión. Éste sería el único

punto flojo que le encontramos al producto. Lo cierto es que la placa se desenvuelve muy bien, indicando cuál es el origen de cada falla. Del puñado de motherboards con presunto “certificado de defunción” que fueron testeados con esta placa, pudieron salvarse varios (sobre todo, los que tenían problemas en el chip de BIOS) o, al menos, pudimos obtener un diagnóstico certero de cuál era el componente que fallaba, para, así, proceder a repararlo. Si bien no es fácil conseguir ciertos elementos de repuesto para placas madre, se pueden extraer de otras obsoletas, en desuso o “irreparables”; es cuestión de ir a escarbar un poco en las tiendas de componentes usados y amigarse con el soldador de estaño). Desde ya, agradecemos enormemente la gentileza de SiliconByte Argentina (www.siliconbyte.com.ar) por permitirnos ver en la práctica qué tal se desempeñan estas tarjetas. ✪

Figura 3 - La TesterPOST en plena acción. Luego de revisar todos los códigos obtenidos, se llegó a la conclusión de que la placa de video onboard estaba fallada.

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MONTAJE

Interruptor para 110V/220V Activado por Sonido Conectando el dispositivo en cualquier tomacorri entes de la casa se podrá encender el dispositivo que a él se conecte por medio de sonidos cuya intensidad podrá regular. Resulta últi para encender lámparas en ambientes oscuros en los que se tiene acceso desde varios lugares y no tenemos interruptores en todas las puertas. También puede armar un dispositivo más completo que actúa como un minirreceptor que puede activar o desactivar un aparato con la “trans misión” que es un simple silbido. Autor: Ing. Horacio D. Vallejo

S

i bien uno de los circuitos que describiremos puede ser presentado como un llavero sónico, su uso se extiende a gran cantidad de aplicaciones que van desde el entretenimiento de niños hasta la

puesta en marcha de complejos sistemas, con la emisión de sonidos característicos. Incluso, como llavero propiamente dicho resulta "algo incómodo", dado que la plaqueta de circuito impreso es de un tamaño

Figura 1 EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRÓNICA Herrera 761/763 Capital Federal (1295) TEL. (005411) 4301-8804

EDICION ARGENTINA Nº 106 FEBRERO 2009 Distribución: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. (4301-4942) Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C., Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. Uruguay: RODESOL: Ciudadela 1416 - Montevideo, TEL: 901-1184

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Impresión: P u b l i m p rent S.A. - Cón dor 17 85 - Bs.A s. - A rg .

Director Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción José María Nieves Producción José Maria Nieves Staff Teresa C. Jara Olga Vargas Luis Leguizamón Alejandro Vallejo Liliana Vallejo

apreciable.Cuando se detecta un silbido de cierta frecuencia, se activa un relé y se enciende un led que da la confirmación a una cierta orden. Al culminar el silbido, todo vuelve a sus condiciones normales y se apaga el led. El primer circuito, mostrado en la figura 1, es muy sencillo y sirve para activar un interruptor con un aplauso o un sonido fuerte. De la función principal de este circuito está encargado el SCR1, el cual conecta la corriente entre el ánodo y el cátodo con una corriente muy baja en la compuerta provista por el micrófono. Cuando hablamos o emitimos un sonido fuerte el SCR se dispara. R1 y C1 están encargados de mantener por cierto tiempo Publicidad Alejandro Vallejo Editorial Quark SRL (4301-8804) Web Manager - Club SE Luis Leguizamón La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.

Interruptor para 110V/220V Activado por Sonido

Figura 2

Figura 3

(dependiendo de la capacidad de C1) activado el aparato conectado al tomacorriente. Es decir, podemos

“ajustar” el tiempo que estará prendida la luz. Por otra parte, con el agregado de la figura 2 (quitando R3) se puede ajustar la intensidad del disparo y la frecuencia del sonido que provocará el cambio de estado del tiristor. En la figura 3 se muestra el circuito impreso para este proyecto, aunque nada impide que haga un montaje en puente o araña dentro de un gabinete más pequeño para que quepa en la caja de la pared. En la figura 4 mostramos un circuito más completo, cuando se detecta un sonido de frecuencia ajustable, se activa un relé y se enciende un led. Al dejar de recibir el sonido, todo vuelve a sus condiciones normales (después de un cierto tiempo) y se apaga el led. El transductor receptor es un micrófono de cristal que se conecta a un preamplificador de alta sensibilidad. Podemos ver la existencia de dos etapas amplificadoras transistorizadas formadas por Q1, Q2 y sus componentes asociados. La señal amplificada se entrega a un circuito integrado comparador de señal de voz,

LISTA DE MATERIALES del circuito de la figura 1 D1 a D4 - 1N40041 - Diodos rectifica dores de 1A. D5 - C106D - Tiristor de media potencia y alta tensión (pueden emplearse susti tutos). SW1 - Interruptor simple. R1 - 820 R2 - 4k7 R3 - 1k (puede sustituirse por el dia grama de la figura 2, para ello deberá adquirir un potenciómetro adicional de 10k lineal y dos capacitores cerámi cos de 100nF). C1 - 100µF - Capacitor electrolítico x 25V. VR1 - Potenciómetro lineal de 100k IC2 - Micrófono de electret de reducido tamaño. Varios: Placa de circuito impreso, estaño, gabi nete para montaje, conectores varios, etc. que posee en su interior un comparador y un complejo oscilador que genera señales con frecuencias comprendidas entre 1 y 2kHz. El comparador compara la señal ingresante por el micrófono con la del oscilador interno, de modo que si la misma cae dentro de esa gama, se dispara un flip-flop (también dentro del UM3763) que entregará un

Figura 4

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Montaje LISTA DE MATERIALES del circuito de la figura 4

Fig. 4

estado "alto" a su salida, que podremos emplear para comandar otro circuito externo. En nuestro caso, empleamos un transistor que posee como carga un relé, de modo que al recepcionarse un sonido cuya frecuencia esté comprendida entre 1 y 2kHz, se active el relé cuyos contactos activarán, a su vez, un circuito secundario. La activación del relé se podrá identificar por el encendido de un led. Si bien nuestro circuito posee un relé, el UM3763 fue concebido para funcionar en un llavero sónico y por ello puede alimentarse con 1,5V o 3V con un consumo extremadamente pequeño. De esta manera, con un solo transistor amplificador, el integrado UM3763 y un generador de melodías como el visto en Saber

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115, se puede construir un aparatito de pequeñas dimensiones. En nuestro caso, se prevé una tensión de alimentación de 6V, lo cual permite que este telecomando sea empleado en juguetes para que se ponga en marcha un determinado mecanismo cuando se emite un silbido. Otra alternativa para el empleo de este aparato, consiste en colocar en serie con C5 un filtro cerámico de una frecuencia determinada (por ejemplo 1,8kHz), de modo tal que el relé se dispara cuando se recepciona solamente una señal de esa frecuencia y no un simple silbido que sólo contiene una pequeña porción de señal de esa frecuencia. En la figura 5 puede ver el dibujo de la placa de circuito impreso para este circuito. ✪

Q1, Q2, Q3 - BC548 - Transistores NPN. CI1 - UM3763 - Integrado D1, D2 - 1N4148 - Diodos de uso gene ral. L1, L2 - Leds de 5 mm R1 - 1k R2, R7 - 1M R3, R8 - 470k R4 - 100k R5, R6 - 27k R9 - 180k R10 - 56k R11 - 680k R12 - 10k R13 - 1k C1 - .022µF- Cerámico C2, C3, C4 - .1µF - Cerámicos C5 - .01µF - Cerámico C6 - 10µF x 16V Relé - Para impresos de 6V Micrófono de cristal Fuente de alimentación o pilas por 6V o 9V. Varios: Placa de circuito impreso, estaño, gabi nete para montaje, conectores varios, etc.

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Técnicas de Liberación de Celulares

CAJAS Y CABLES PARA TELEFONÍA CELULAR (2ª P

ARTE)

En Saber Electrónica Nº 253 publica mos el primer artículo tendiente a explicar qué posee una caja de libe ración comercial en su interior y si bien siempre tratamos de dejar en claro que repudiamos las activida des ilícitas, somo conscientes que cualquier persona puede utilizar co nocimientos para realizar actos ile gales por lo cual también diremos (una vez más) lo que creemos que está bien y lo que está mal enten diendo que cada persona debe consultar con las autoridades de su lo calidad para saber si las actividades que realiza son lícitas. En este artículo daremos los circuitos de algunas cajas comer ciales y le indicamos cómo descargar más esquemas. Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejo e-mail: [email protected] Entre la Etica, la Moral y lo Legal Días pasados un lector se comunicó conmigo para solicitar asesoramiento sobre la legalidad o no de contar con “cajas de desbloqueo” del estilo de las smartunlocker, red box, tonado, universal all in one, etc, etc. Al respecto, y sin ser especialista, si uno importa formalmentes estos productos y los emplea para actividades lícitas debería ser legal pero consultando a entendidos (tanto despachantes como abogados), la mayoría de estos dispositivos no pueden importarse legalmente ya que con ellos se pueden clonar celulares y realizar otras actividades ilícitas. De hecho, yo no cuento con infinidad de estos

equipos por no haberlos podido conseguir en nuestro país y por lo tanto no he podido comprobar su uso para mantenimiento, reparación y liberación de bandas de celulares.

para armar una trampa de RF que puede colocar “en su terraza”, cerca del cable y que esta trampa es capaz de capturar la señal de pérdida que irradia esta instalación. Yo pregunto, si se dan todas esas suposiciones: ¿es legal que Ud. utiliPero ¿qué es ético, moral y le - ce la señal capturada por la trampa gal? para ver televisión sin pagar el serComo dije en un editorial hace vicio al proveedor?. Es probable tiempo: supongamos que un pro- que no esté cometiendo delito pero veedor de señales de TV por cable ¿es moral o ético proceder de esta invade el espacio aéreo de su te- forma? Seguramente la respuesta rraza colocando un cable que la está en lo que cada uno entienda atraviesa a menos de 2 metros de por ético o moral pero de lo que esaltura, sin pedir permiso y contravi- toy seguro es que lo que corresniendo normas legales. Suponga- ponde hacer es “denunciar” ante mos además que el tendido, por no quien corresponda (no sé cuál seposeer una calidad mínima, tiene ría el organismo pertinente) que fugas. Y, por último, supongamos una empresa no está cumpliendo que Ud. tiene los conocimientos normas mínimas, ya sea por inva-

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Cuaderno del Técnico Reparador sión de la propiedad y/o por empleo de materiales que no están en condiciones. Hagamos ahora el siguiente planteo: si usted compra un teléfono celular GSM, entonces el teléfono es suyo (si lo tiene en alquiler o comodato, no es suyo) luego, si quien se lo vendió lo programó para que sólo pueda usar el teléfono con chips de esa compañía y usted le cambia el programa para usarlo con otra compañía (es decir, lo desbloquea) lo que ha hecho no es ni ilegal ni antiético ya que no está “estafando” a nadie porque el equipo es suyo. Recurro a estos dos ejemplos porque últimamente me encuentro con planteos similares por parte de personas que aplican diferentes razonamientos para “acomodar” sus ideas a su propia conveniencia (yo suelo ser una de ellas). En mi opinión, no puedo decir qué está bien y qué no está bien pero creo que cada cosa hay que mirarla desde todo punto de vista y uno debe colocarse en ambas veredas antes de emitir una opinión porque no caben dudas de que un problema legal se puede discernir en la justicia, pero desde el punto de vista moral se han escrito muchos libros y siempre van a existir diferentes opiniones. Cuando doy charlas sobre telefonía celular para enseñar a reparar y liberar teléfonos móviles, dejo muy en claro la diferencia entre clonación y liberación de forma tal que los asistentes sepan qué actividades constituyen delito y cuáles pueden ser una unidad más dentro de la tarea del service para poder aumentar sus ingresos. A la prohibición de cambiar el IMEI de un teléfono debe sumársele la práctica penalizada de cambiar el sistema operativo (flasheo) si no se cuenta con la licencia para el uso del nuevo programa, de la misma manera que no se puede colocar el sistema Windows a una computadora si no

se cuenta con la licencia de Microsoft. Sin embargo, la liberación, la actualización mediante el uso de archivos permitidos por los fabricantes, la carga de archivos o la reparación por software y hardware, son prácticas lícitas y que pueden ser muy rentables.

automóvil, de modo que si Ud. lo cambia estará cometiendo un delito y puede ir preso. En general, las compañías telefónicas dicen que no es posible cambiar este número pero... ¿será cierto? Si usted sabe algo de microcontroladores, recordará que éstos poseen una memoria de datos, una Adquirir conocimientos es memoria de programa, un microsiempre BUENO, utilizarlos para procesador, lógica de control y delinquir es MALO, es por eso puertos para comunicarse con el que recomendamos muy espe - exterior, luego, para hacer correr cialmente a estudiar y proceder un programa, a éste lo debe cargar con seriedad, ya que de sus ac - en la memoria de programa. En diciones dependerá su futuro. Es cho programa Ud. puede “grabar” decir, las cosas no son ni BUE - un número para que sea comparaNAS ni MALAS, son las acciones do con otro que recibe desde el exlas que definen su carácter. terior a través de un puerto I/O, de modo que el programa sólo corra ¿Por qué liberar es permitido? cuando sea recibido dicho número. Las compañías prestatarias de Por lo tanto, si Ud. cambia el protelefonía celular, cuando venden un grama, podrá modificar el número teléfono a un usuario suelen pro- de acceso. gramarlo para que sólo reconozca Los teléfonos celulares poseen las tarjetas SIM de esa empresa, un microcontrolador y él controla el de modo que cuando uno le coloca número por medio del cual es idenun chip de otra empresa, el teléfo- tificado en la red telefónica, de mono no funcione. Desbloquear un te- do que cuando se da aviso de robo léfono celular implica “cambiar la de una unidad, la empresa prestainformación” de posiciones de la taria de servicio coloca en la red el memoria del teléfono, a los efectos número del teléfono para que éste de que pueda reconocer cualquier no pueda volver a ser accesado por tipo de chip (SIM), sin importar la ningún otro cliente. Dicho en térmiempresa a la que pertenezca. Des- nos sencillos, si la empresa da la bloquear un teléfono no constituye orden para que un teléfono con ese ningún delito, siempre que se cuen- IMEI no funcione en la red, dicho te con el aval del propietario del celular quedará inutilizado. Sin emmóvil pero... ¿al desbloquear un te- bargo, cuando se habla de “clonar” léfono se lo está clonando?, la res- un teléfono, normalmente se hace puesta es NO ya que la clonación referencia a “cambiarle” la línea teimplica cambiarle la identidad al lefónica de modo que una persona móvil y esto SI constituye un delito pueda hablar “sin pagar a la comgravísimo y penado por la ley. pañía”, lo cual constituye una estaEn los sistemas de telefonía ce- fa y está penado por la ley. lular con chip, el IMEI (International Mobile Equipment Identity) de un Recuerde: La clonación de te teléfono es un código de 15 dígitos léfonos celulares es ilegal y Sa que sirve para identificar al teléfono ber Electrónica NO incita a reali dentro de la red GSM/DCS/PCS. zar ninguna actividad ilegal. Para hacer una analogía, el IMEI de un teléfono es como si fuese el Editorial Quark, Saber Electrónúmero de serie del chasis de un nica y el Autor no tendrán ninguna

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Técnicas de Liberación de Celulares Figura 1

responsabilidad si el lector utiliza el material que solemos publicar o que está en nuestra web para “buscar” información extra, ya que todo lo que hacemos persigue fines educativos.

Para que un teléfono TDMA o CDMA pueda operar en la red, es preciso que tenga un sistema de identificación (SYSTEM ID), un código de área (AREA CODE) y el número del teléfono celular. Precisamente, si cambiamos el número del EL LECTOR DE ESTA SEC - teléfono celular “estaremos clonanCION ES RESPONSABLE DE TO - do al teléfono”. DAS LAS ACCIONES TOMADAS El System ID es el sistema DESPUES DE LEER CADA ARTI - identificación para el área que está CULO. trabajando el teléfono. Este código lo saben las compañías, ya que lo Editorial Quark, Saber Electró- deben colocar cuando alguien nica y el Autor NO son responsa- compra o vende un teléfono y lo bles de las consecuencias a terce- quiere utilizar para una línea en ros, ni perjuicios directos e indirec- particular. Por ejemplo, sería muy tos del mal uso de la Información, fácil llamar a un vendedor de telétampoco es responsable por daño fonos celulares y decirle que usted moral o económico a personas o está programando su teléfono celuempresas. lar a otro número porque lo está El conocimiento de electrónica vendiendo o algo parecido para no es delito, sino el incentivar a co- que le brinden un número de idenmeterlo, o hacer algo ilegal con ese tificación del sistema que consistirá conocimiento. en un número de cinco dígitos. Sin Decimos esto para que el lector embargo, no creo que éste sea un tome consciencia sobre los proce- método sencillo de conseguir dicho dimientos que son lícitos y cuáles código. están penados. Obviamente, si sabe bastante

de telefonía celular, podrá obtener este número por medio de un teléfono que esté funcionando. El código de área es un número de tres dígitos y es el segundo elemento que se necesita para poder programar un teléfono con otra línea telefónica. El NUMERO de TELEFONO CELULAR es el que uno desea programar y si hace esto sin permiso de la empresa prestataria de servicios estará CLONANDO y, por lo tanto, cometiendo delito. Una vez que Ud. posee estos tres datos, estará en condiciones de realizar la operación que será diferente para cada teléfono. Aclarado una vez más este punto, damos a continuación algunos circuitos que corresponden a cables de comunicación entre teléfonos y PC y “cajas de trabajo para diferentes celulares”. La figura 1 muestra el esquema de un cable de datos para teléfonos Pantech GPRS. La figura 2 muestra el esquema de una caja denominada “GSM

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BOX” muy similar a nuestra caja de trabajo RS232 (vea saber 235). Se trata de una caja conversora de niveles para poder comunicar a diferentes teléfonos con una computadora. Por último, en la figura 3 se observa el diagrama de una caja denominada “GSM ALL IN ONE” que fue probada con éxito para trabajar

con celulares Ericsson, Siemens, Panasonic, Sagem, Sony, Alcatel, Motorola, Nokia, Bosch, etc. ya sea en RS232, MBUS y FBUS. Para saber cómo trabajar con estas cajas, en nuestra web brindamos los links para contactar a las páginas de los autores o responsables. Si desea obtener los diagramas de otras “cajas” puede visitar nues-

Figura 3

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tra web y, con la clave dada en el párrafo anterior, descargar la información que le interese. De todos modos, en próximas ediciones publicaremos una nueva versión “mejorada” de nuestra caja de trabajo RS232 cuyo armado, funcionamiento y uso fue explicado en Saber 235. ✪

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Generador de Funciones

da

2 Parte Conclusión

Construya un generador de formas de onda sintéticas con indicación de frecuencia y voltaje, utilizando la placa IGTV En el artículo anterior iniciamos la construcción de un ge nerador de funciones para la placa IGTV. En esta segunda y última parte del proyecto explicaremos el diagrama es quemático y su construcción. Además expondremos con cierto detalle el código del software utilizado para medir frecuencia y voltaje. Por: Luis Roberto Rodríguez Diagrama Esquemático Refiérase a la figura 1 donde se muestra el diagrama esquemático de nuestro generador de funciones. La alimentación de corriente alterna de bajo voltaje se introduce por el conector J3. Se puede utilizar un transformador de 18 volts con derivación central, o usar dos transformadores de 9 volts uniendo una línea de cada uno y conectando la unión a la pata central del conector J3 (tierra). Los diodos D4-D7 forman un puente rectificador para obtener un voltaje positivo (V+) y uno negativo (V-) de aproximadamente 12 volts cada uno. La tensión de V+ alimenta a los amplificadores operacionales y al regulador 7805, cuya salida de 5 volts se usa para alimentar los circuitos digitales. La tensión de V- alimenta exclusivamente a los amplificadores operacionales. Con el fin de simplificar el diagrama no se muestran las conexiones de alimentación de los integrados; sin embargo. en el esquema se encuentran textos indicando las patas de ali-

mentación para cada integrado utilizado. Observe U6, el cual es el oscilador controlado por voltaje 74HC4046. En la pata 11 se conecta la resistencia usada para determinar el rango de frecuencia. Esta pata va a un punto común de las resistencias R24R27, R30 y R31 las cuales se habilitan a tierra por medio de los interruptores analógicos U3 y U5, los cuales son controlados por el microcontrolador de acuerdo a la escala seleccionada. El condensador C9 es el otro elemento del oscilador. En este caso el valor de este elemento es fijo. El potenciómetro R35 controla la frecuencia mínima y máxima del oscilador introduciendo un voltaje variable a la pata 9. El potenciómetro R33 se utiliza como ajuste fino de la frecuencia. La resistencia R34, al ser de valor elevado sólo permite una variación de pocos milivolts en la pata 9. La salida del oscilador se obtiene en la pata 4, esta señal se introduce al PIC16F84 en donde regularmente se conecta el cristal para el oscilador de ciclos de reloj interno. Es decir, en lugar de un cristal con frecuencia fija introduciremos una señal de frecuencia variable, de esta manera podre-

mos controlar la duración de cada ciclo del reloj interno, y por lo tanto también controlaremos la frecuencia generada. En la pata 1 del PIC16F84 (RA2) se obtienen pulsos con una frecuencia al doble de la forma de onda. Dicha señal se envía al PIC16F873 a la pata 11 (T1CLKIN) con el fin de medir su frecuencia. El PIC16F84 genera una señal digital en el Puerto B y por medio del convertidor digital-analógico tipo R2R convertimos dicha señal digital en analógica. El Convertidor D/A está implementado con las resistencias R5R20. La salida del convertidor se introduce al operacional U1A, el cual es simplemente un seguidor con el fin de aislar la salida del convertidor presentando una alta impedancia de entrada. El potenciómetro R4 se utiliza para controlar el nivel de salida. U1B es un amplificador inversor con una ganancia aproximada de 4, lo que proporciona un nivel de salida máximo de aproximadamente 20 volts de pico a pico al amplificar los 5 volts que se obtienen a la salida del convertidor.

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Figura 1 - Diagrama esquemático.

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Generador de Funciones para IGTV 20 volts de pico a pico máximo son 10 de pico máximo, los cuales por medio del divisor de tensión formado por R21 y R22 se convierten en 5 volts máximo. Esto debe ser así debido a que utilizaremos el convertidor analógico-digital del microcontrolador y la entrada no debe exceder de 5 volts. Antes de llevar el nivel de salida para medirlo debemos hacer pasar la señal por un detector de voltaje de pico, con el fin de mantener el nivel constante a la entrada del convertidor al efectuar la medición. El detector de pico está formado por U2A, D1, D2 C12 y R29. El voltaje máximo de la señal generada (voltaje de pico) se obtiene en C12, luego se introduce al seguidor de voltaje U2B con el fin de presentar una alta impedancia a C12, para evitar que se descargue rápidamente. Para medir un nuevo voltaje de pico inferior al último medido se debe

descargar C12. La resistencia R29 se utiliza para este fin. Si no descargáramos C12, se quedaría almacenado el último voltaje de pico y no se podría medir uno menor. (Puesto que el circuito mide el voltaje máximo). En la pata 7 de U2B se obtiene el voltaje de pico que luego se introduce a un filtro pasa-bajos formado por R28 y C13. La salida de dicho filtro se lleva a la pata RA0 del PIC16F873 la cual es una entrada al convertidor analógicodigital integrado. El interruptor S1 selecciona la forma de onda deseada (senoidal, cuadrada, triangular o sierra) y S2 selecciona la escala de la frecuencia, desde 10Hz hasta 20kHz. Cada vez que se presiona el interruptor ESCALA, el microcontrolador selecciona una de las 6 resistencias R24-R27, R30 y R31 con el fin de cambiar el rango de la frecuencia del oscilador 74HC4046.

Software Las operaciones básicas efectuadas por el PIC16F873 son: a) Manejar los interruptores FOR MA y ESCALA b) Medir la frecuencia generada c) Medir el voltaje de salida d) Comunicación con la placa IGTV A continuación describiremos brevemente el software de cada función mostrando diagramas de flujo y extractos del código en ensamblador donde se considere apropiado.

Uso de los Interruptores de Forma y Escala El manejo de estos interruptores se hace en el programa principal de acuerdo al diagrama de flujo mostrado en la figura 2. El programa verifica si el interruptor SW_ESCALA está presionado, si lo está se cambia a la siguiente escala y se vuelve al programa principal. Si SW_ESCALA no está presionado se pregunta entonces si lo está el interruptor SW_FORMA. Si es así se selecciona la siguiente forma de onda. Si este interruptor no está presionado tampoco, entonces se regresa al programa principal donde se repite indefinidamente el ciclo.

Medición de la Frecuencia Generada

Figura 2 - Diagrama de flujo del manejo de los interruptores.

Para medir la frecuencia generada utilizaremos el timer 1 del PIC16F873 al cual habilitaremos durante 500 milisegundos para que cuente los pulsos en su entrada externa, la cual es la pata 11 (T1CLKIN). Este timer se compone de 2 registros de 8 bits, los cuales permiten contar hasta 65535 pulsos. La máxima frecuencia proporcionada por el

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Montaje generador de forma de onda es aproximadamente 20000Hz, por lo que es suficiente con estos 16 bits (TMR1H y TMR1L).

X 7), luego en la subrutina de interrupción se hace un retardo de aproximadamente 48 milisegundos más para completar los 500 milisegundos. En este momento se deshabilita al TMR1 y en sus registros TMR1H y TMR1L tendremos la frecuencia del generador.

El programa principal lo único que hace es verificar si se ha presionado uno de los dos botones. El TMR0 corre mientras tanto y al momento de presentarse un desbordamiento se ¿Por qué lo habilitaremos sólo genera una interrupción y en la su500 milisegundos y no un segundo? brutina correspondiente se incremenRecuerde que el PIC16F84 prota CONT. Si CONT es igual a 7 se deporciona en su pata 1 (RA2) una setiene la entrada al TMR1 y se envía el ñal cuya frecuencia es 2 veces la freA continuación se enumeran los dato a la IGTV. Después se borran cuencia de la onda, por lo que sólo es pasos empleados para medir la fre- los timers y CONT inicia otro ciclo necesario contar durante medio se- cuencia: dentro del programa principal. gundo. En realidad, después de obtener 1) Configurar TMR1 para contar el valor de la frecuencia, también se ¿Cómo mediremos estos 500 mi - pulsos externos. mide el voltaje en la misma subrutina lisegundos? 2) Configurar TMR0 para contar de interrupción. Esto se discute en el Utilizaremos el timer 0 del micro- pulsos internos (del oscilador) y con - siguiente punto. controlador. Dicho timer tiene la posi- figurar el preescalador para dividir bilidad de incorporar un preescalador por 256. a su entrada. Si lo configuramos para 3) Borrar los registros del TMR0 y Medición del Voltaje de Salida que divida por 256 y seleccionamos TMR1 para iniciar la cuenta de pul su entrada del oscilador interno ten- sos. Para medir el voltaje de salida se dremos que el TMR0 contará un pul4) Cada desbordamiento del emplea el convertidor A/D integrado so cada 256 microsegundos, debido TMR0 incrementar el registro CONT. en el mismo microcontrolador. En esa que el reloj interno es de 1useg 5) En cuanto CONT sea igual a 7 te caso se usa la entrada AN0 (pata (4MHz del cristal dividido por 4). Ca- detener la entrada de pulsos al 2), la cual es alimentada por el detecda vez que ocurra un desbordamien- TMR1. tor de pico (después del filtro). to del TMR0 significa que se han con6) Enviar el valor de la frecuencia El proceso de medición inicia tado 65536 pulsos (256 x 256). Usa- (TMR1H y TMR1L) a la placa IGTV después de que el microcontrolador remos un registro para contar el nú- para su visualización. envía el valor de la frecuencia. En mero de veces que ocurra un desborcuanto se obtiene el valor digital del damiento y en cuanto este registro Observe la figura 3 donde se voltaje de salida se envía su valor a llegue a 7 significará que han trans- muestra un diagrama funcional de la la placa IGTV para su despliegue. currido 458.752 milisegundos (65536 manera en que se mide la frecuencia. En la tabla 1 se muestra el código completo de la subrutina de interrupción, la cual se llama cada vez que el TMR0 se desborda. Lo primero que se hace en la subrutina es incrementar el registro CONT, luego se pregunta si CONT es igual a 7, en caso de ser menor se regresa de la subrutina. En caso de que CONT sea igual a 7 se entra en un pequeño ciclo (EspMedFrec) con el fin de esperar que transcurran los 48 milisegundos restantes para completar los 500 milisegundos. Enseguida se detiene el TMR1 (BCF T1CON,TMR1ON) para luego activar el convertidor A/D (MOVN ADCON0, 0x81). Mientras el circuito del convertidor realiza la conversión, el Figura 3 - Diagrama funcional del medidor de frecuencia.

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Generador de Funciones para IGTV ;--------------------------------------------------------------------------; SUBRUTINAS DE INTERRUPCION ;--------------------------------------------------------------------------SUBR_INT INCF CONT,F CPNSIG CONT,0x07,EspMedFrec BCF INTCON,T0IF ; Borrar aviso de interrupción deTMR0. RETFIE EspMedFrec CPNSIG TMR0,0xA1,FinMedFrec GOTO EspMedFrec FinMedFrec BCF T1CON,TMR1ON ; Detener TMR1. MOVN ADCON0,0x81 ; Seleccionar entrada y activar el CAD. MOVN FormPunto,0x40 ; Programar 5 dígitos para display CLRF Cero CURSOR 110,53 BRILLO 4 DISPLAY_CUARZO FormPunto,Cero,TMR1H,TMR1L BSF ADCON0,GO ; Comenzar la medición analógica. EspMed BTFSC ADCON0,GO ; Verificar si ya se midió. GOTO EspMed CURSOR 110,110 PAGINA1 MOVF ADRESL,W PAGINA0 MOVWF TempADL MOVN FormPunto,0x42 DISPLAY_CUARZO FormPunto,Cero,ADRESH,TempADL CLRF TMR1H CLRF TMR1L CLRF CONT CLRF TMR0 BCF INTCON,T0IF ; Borrar aviso de interrupción de TMR0. BSF T1CON,TMR1ON ; Activar TMR1 RETFIE Tabla 1- Código de la subrutina de interrupción.

microcontrolador envía el resultado de la frecuencia a la tarjeta IGTV. (DISPLAY_CUARZO FormPunto, Cero, TMR1H, TMR1L). Después de enviar la frecuencia al display se envía el resultado del

convertidor, ya que éste debe estar listo debido a que se efectúa en menos de 1 milisegundo (DISPLAY_CUARZO FormPunto,Cero,ADRESH,TempADL). Por último se borran todos los re-

Figura 4 - Pantalla indicando una frecuencia de 1000Hz y 6 Volts.

gistros de los timers y se activa de nuevo el TMR1, quedando todo listo para el siguiente ciclo de medición de frecuencia. Por cuestiones de espacio no podemos publicar el programa fuente completo; sin embargo éste está disponible en el sitio WEB de la revista para los lectores que deseen estudiarlo a detalle.

Actualización Esta sección es útil para los lectores interesados en el diseño y construcción de equipo de instrumentación con la placa IGTV. Si su intención sólo es armar los proyectos propuestos en la revista, puede saltarse esta sección sin que su objetivo pierda continuidad. Constantemente estamos aumentando y actualizando las rutinas y macros con el fin de simplificar el desarrollo del software en aplicaciones para IGTV. En esta ocasión el archivo de macros actualizado es Macros5IG.asm. También se han agregado 2 subrutinas con el fin de poder enviar una mayor cantidad de texto y datos a la tarjeta. Dichas subrutinas son TablaDatosA.asm y TablaTextoA.asm.

Figura 5 - Forma generada desplegada en un osciloscopio

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Figura 6 - Cara superior del circuito impreso.

Figura 7 - Cara inferior del circuito impreso.

Figura 8 - Localización de componentes

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Generador de Funciones para IGTV Lista de componentes Circuitos integrados U1 U2: TL072 Amplific. operacional U3 U5: 4066 Interruptor analógico U4: PIC16F873 Microcontrolador U6: PLL de alta velocidad U7: LM7805 Regulador de 5 Volts. U8: PIC16F84 Microcontrolador de 20MHz Diodos D1, D2: 1N4148 Diodo de uso gral. D3: LED Rojo D4, D5, D6, D7: 1N4007 Diodo rectificador Resistencias R1, R3, R4, R33, R35: 10kΩ R2: 39kΩ R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R32: 1,8kΩ R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20: 3,6kΩ R21, R22, R26: 22kΩ R23: 390Ω R24: 1,5MΩ R25: 100kΩ R27: 470kΩ R28: 4,7kΩ R29: 3,9MΩ R30: 1,5kΩ R31: 5,6kΩ R34: 330kΩ R36: 2,2kΩ Condensadores C1: 4,7 C2, C3: 15pF C4, C5: 1000 x 25V C6, C8, C10, C11, C12: 100nF C7: 47 C9: 100pF C13: 10 Varios J1: Conector RCA para circuito impreso J3: Conector de bloque 3 terminales S1 S2: Interruptores mini para impreso Y1: Cristal 4MHz T1 (No ilustrado) Transformador de 110 (220) a 18 Volts con derivación.

Simplemente agregue estos archivos al directorio “comunes” de su PC.

Funcionamiento La figura 4 muestra la pantalla del instrumento donde se muestra que se ha seleccionado una forma de onda senoidal con una frecuencia de 1000Hz y un nivel de salida de 6 volts de pico. La figura 5 muestra la forma de onda en un osciloscopio donde se puede apreciar claramente los pasos discretos de la salida del convertidor digital-analógico. Observe la división horizontal la cual es de 200µSeg por división dando un total de 1000µSeg para el ciclo completo, lo cual corresponde con los 1000Hz señalados en el display. La división vertical es de 2 volts por división, lo cual coincide con el voltaje del display (recuerde que el voltaje señalado es de pico, y no de pico a pico).

Construcción Si usted opta por armar el circuito en protoboard o perfoboard necesitará 2 ó 3 tarjetas. Si prefiere armarlo en circuito impreso (el cual es de dos caras) se provee el diseño de ambas caras en las figuras 6 y 7. En la figura 8 se muestra el diagrama de montaje de los componentes. Recuerde que la alimentación del circuito debe ser provista por 1 ó 2 transformadores, los cuales deben estar montados aparte de la placa del circuito impreso ya que no se ha provisto de espacio para su montaje en la misma placa.

Operación El instrumento consta de 2 botones: FORMA, para seleccionar el tipo

de onda deseada y ESCALA, para seleccionar una de 6 escalas disponibles, desde 10Hz hasta 20kHz. Para controlar la frecuencia se tienen 2 potenciómetros, uno de los cuales es de ajuste fino. Para el nivel de salida se tiene otro potenciómetro con el que puede obtenerse un nivel desde 0 hasta 10 volts de pico.

Comentarios Finales Hemos recibido correos de nuestros lectores donde nos sugieren implementar un curso de programación para IGTV, ya que son muchos los lectores interesados en el desarrollo de equipo pero se sienten un poco inseguros a la hora de programar la tarjeta; esto debido a que son muchas las opciones y no hemos publicado artículos especializados en las instrucciones disponibles. También hemos recibido correos de maestros interesados en implementar, para sus alumnos, tareas de fin de cursos donde el alumno diseñe y construya algún tipo de instrumento con la tarjeta aprovechando las características de modelo didáctico tanto en electrónica como en programación. Quienes colaboramos para la revista sabemos que sin el apoyo de nuestros amables lectores sería imposible que nuestra querida revista viera la luz, por tal motivo las peticiones y sugerencias de nuestros lectores son de vital importancia para nosotros. Estamos preparando un curso completo y desde cero para la tarjeta IGTV y pronto estaremos en condiciones de ofrecerlo de manera complementaria a los diferentes proyectos que iremos publicando. Bien, es todo por este mes. ¡Hasta la próxima! ✪

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PROYECTOS

CON

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L A B O R AT O R I O S V I RT U A L E S

Armonizador Ambiental Proyectos de Ionizadores de Aire

En Saber Electrónica hemos publicado circuitos que elevan la tensión de una fuente hasta varios centenares de volt que son suficientes para “disociar” las moléculas del aire y producir iones (partículas polarizadas) y ozono. Estudios realizados en diversas facultades de medicina y centros de investigación revelan que la presencia de iones en el aire, puede ser responsable por diversas alteraciones del comportamiento humano. Así, se ha demostrado que mientras los iones positivos (cuando existen en exceso) ocasionan irritación en las personas, principalmente los que tienen problemas del aparato respiratorio, dando inicio a las crisis, los iones negativos, tienen un efecto contrario en la mayoría de las personas. Cuando están presentes en el aire en cantidad, estos iones impiden la manifestación de las crisis, haciendo que las personas "se sientan bien" e incluso en el caso de las personas con quemaduras o fracturas, puede hasta haber la disminución de eliminación de los dolores. Por medio de capacitores y diodos, es posible construir estos circuitos multiplicadores de tensión. En base a esto, en la próxima edición describiremos el montaje de tres ionizadores para diferentes aplicaciones, es decir, aparatos que emiten al aire iones (partículas cargadas de electricidad) los cuales, según se ha comprobado, causan alivio a las personas con crisis de alergia, problemas del aparato respiratorio, y dolores debidos a quemaduras o fracturas. Por ejemplo, el circuito que está en esta página, que ya hemos publicado con anterioridad, servirá para la construcción de los otros prototipos que veremos en la próxima edición. Puede comprobar el funcionamiento realizando la simulación en el programa Livewire y obtener sus propios impresos en PCB Wizard 3, utilizando los programas DEMO que también se proveen. Para bajar los archivos de Internet diríjase a www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono PASSWORD e ingrese la clave: newave.

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MONTAJE

Luz de Emergencia de 12V con Tubo Fluorescente Presentamos el circuito de una luz de emergencia de 12V con tubo fluorescente que emplea una batería de gel con capaci dades de 2A a 7A. Si bien el rendimiento lumínico se puede mejorar, los componentes usados son comunes y el montaje es sencillo. Posee un ajuste para la carga automática de ba tería. Autor: Ing. Horacio D. Vallejo

S

i bien hemos publicado varios circuitos para el encendido de tubos fluorescentes de 12V o de lámparas de bajo consumo, y también diagramas de sistemas de luces de emergencia para tensiones de 6V y 12V, la ventaja del circuito que presentamos a continuación radica en el hecho que no precisa bobinas de construcción especial y los componentes son comunes.

Como dijera Egon Strauss en uno de sus artículos, en el diseño de fuentes de alimentación de emergencia de 220 Volt, 50Hz, es necesario pensar en la facilidad de construcción y mantenimiento y en la confiabilidad del funcionamiento. Usar una batería de automóvil de 6 o 12 Volt como fuente primaria de la fuente de 220 Volt parece aceptable, ya que el consumo recae sobre esta fuente pri-

maria y actualmente es el elemento más económico y duradero que se dispone para este fin. Al mismo tiempo, al introducir una batería de automóvil en el diseño, es necesario pensar en la recarga de dicho componente que debe realizarse en forma automática al regresar el suministro normal de la tensión de red de 220 Volt. La potencia de salida puede ser

Figura 1

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Montaje suficiente para alimentar unas 5 o 6 lámparas fluorescentes de bajo consumo, de 7 Watt cada una que actualmente se obtienen en el mercado a precios muy convenientes. Estas lámparas fluorescentes enroscables brindan un rendimiento lumínico muy alto y son recomendados para este tipo de iluminación de emergencia. En la figura 1 se muestra el circuito de una fuente de emergencia para tensiones de 6V, en la que se puede apreciar la necesidad de componentes que no suelen estar en el banco de trabajo de un técnico y que posee las siguientes características: • Tensión de la fuente primaria: Eb = 6 Volt c.c. ±0,9 Volt, • Corriente de alimentación: Ib = 11 Ampere para consumo de 50 Watt, • Tensión alterna de salida: Eout = 220 Volt c.a., • Potencia nominal: Pout = 50 Watt, • Frecuencia: f = 50Hz ±1Hz Para lograr este tipo de exactitud y tolerancia, deben tomarse ciertas precauciones que aconsejan un circuito que comprende las siguientes etapas: • Un generador sinusoidal de

50Hz provisto de un circuito resonan te LC y un transformador cuyos arro llados actúan junto con un capacitor de 2µF como elementos reactivos para el oscilador y también como transformador de excitación. • Una etapa de excitación en push-pull que también funciona como etapa separadora entre el oscilador y la etapa de salida. • Una etapa de salida que provee la energía necesaria y un transforma dor que entrega la tensión necesaria de 220 Volt. • Un circuito de conmutación au tomática que: a) conecta la tensión rectificada de la red a la batería para su recarga cuando la red funciona normalmente; y b) entrega la tensión de 220 Volt de la fuente cuando la red está interrumpida. La inductancia L del circuito LC se determina en 5,06 Henry, aproximadamente, cuando el valor del capacitor es de 2µF y la frecuencia de 50Hz. Con estos valores se cumple la condición para 50Hz de LC = 10,14 aprox. El hecho de usar transformadores en este diseño garantiza la estabilidad de frecuencia necesaria y facilita también la obtención de la tensión de

salida especificada. El uso de una batería de 12 Volt en lugar de 6 Volt, es también una variante factible, si bien requiere un dimensionamiento diferente de los transformadores. Los datos indicados son para los componentes especificados en el diagrama o reemplazos equivalentes. Se observa que la rectificación de la tensión alterna para lograr la tensión de carga de la batería, la efectúan los transistores de salida. Esta conexión la efectúa el relé de salida. El circuito de excitación sinusoidal está determinado por el capacitor C2 y los arrollamientos L2, L4 y L1 del transformador Tr1. Los transistores de salida poseen un encapsulado metálico, motivo por el cual se montan en forma directa sobre el chasis metálico para lograr una disipación térmica conveniente. Deben usarse arandelas de mica y grasa termoconductiva para el montaje, a fin de evitar cortocircuitos y al mismo tiempo lograr un comportamiento térmico adecuado. Este circuito, su explicación y el diagrama de circuito impreso puede bajarlo de nuestra web: www.webelectronica.com.ar, debe hacer click en el ícono password e ingresar la clave: “emerge12”. Figura 2

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Luz de Emergencia de 12V Sin embargo, si Ud. está interesado en conocer los componentes del circuito a continuación brindamos algunos comentarios:

El capacitor del oscilador, C2, es de 2µF x 70 Volt, del tipo de papel o Mylar, no electrolítico. El capacitor C1 es un electrolítico de 200µF x 3 Volt. El capacitor C3 es de papel de 47nF. Los resistores son seis y poseen las siguientes características:

Transformador Tr1: Núcleo M 42, chapa Nº IV, apilado unilateral, entrehierro de 0,5 mm. Bobinado L2: 240 espiras de alambre de 0,4 mm. Bobinado L4: 2700 espiras de alambre de 0,14 mm, Bobinado L1: 80 espiras de alambre de 0,1 mm. Bobinado L3: 2 x 60 espiras de alambre de 0,2 mm.

R1: preset de 10k, R2: resistor de carbón 390 x 1/2 watt, R3: preset de 100, R4: alambre de 1,8, Watt, R5: alambre de 1,8, Watt, R6: resistor de carbón 1,5k x 1/2 W att.

Transformador Tr2: Núcleo M 55, chapa Nº IV, apilado bilateral. Bobinado Bifilar L5: 2 x 130 espiras de alambre de 0,75 mm, Bobinado Bifilar L6: 2 x 25 espiras de alambre de 0,3 mm LISTA DE MATERIALES Q1, Q2 - TIP 41A - Transistores de audio de potencia. D1, D2 - 1N4148 - Diodos rectifi cadores. VR1 - Potenciómetro de alambre de 1k (puede ser de 500). RL1 - Relé de bobina de 12V para cir cuitos impresos y contacto inversor de 2A. R1, R2 - 180 C1, C2 - Capacitores de 0,05µF cerámicos. C3 - Capacitor cerámico de 0,5µF. T1, T2 - Transformadores de acuerdo con la red local y secundarios de 12V + 12V x 200mA Varios: Placa de circuito impreso, gabinete para montaje, conetores, llave de encendido, cables, disipadores para los transistores, etc.

Bobinado Bifilar L7: 2 x 42 espiras de alambre de 0,75 mm. Transformador Tr3: Núcleo M 102, apilado bilateral. Bobinado L8: 2 x 27 espiras de alambre de 2 mm, Bobinado L9: 2 x 8 espiras de alambre de 0,7 mm, Bobinado L10: 930 espiras de alambre de 0,4 mm, Bobinado L11: 210 espiras de alambre de 0,4 mm. Otro de los componentes especiales es el relé, que cumple las funciones arriba mencionadas y por lo tanto debe poseer juegos de contactos para todas ellas. Se trata de un relé inversor de cuatro polos, con un par de contactos normalmente abiertos y otro normalmente cerrado. Esto significa que debe poseer 6 juegos de contactos inversores. En dos juegos de contactos la corriente es mínima, pero en los otros cuatro la corriente puede llegar a 0,5 Amperes. La bobina del relé se conecta a 220 Volt, motivo por el cual debe cumplir las especificaciones adecuadas.

de

2 2 de

El diodo D1 es del tipo 1N4001 de silicio, con una tensión de 600 Volt, 1 Ampere. Nuestro circuioto, más sencillo,se muestra en la figura 2. Incluye un pequeño cargador para la batería que puede tener una capacidad pequeña de 2A o una mayor de 7A. El potenciómetro debe ajustarse para que la corriente cuando la batería está cargada, sea del orden de 1mA. El funcionamiento del circuito es como sigue: Cuando hay energía eléctrica los contactos del relé están activados para cargar el acumulador (batería); cuando hay un corte de energía eléctrica, el relé deja de recibir voltaje y por ende el contacto NA se desactiva, y se conecta el contacto NC, conectando a la batería que alimentará el circuito del oscilador que funciona en base a dos transistores de potencia de uso general formando una configuración multivibradora que generará picos de tensión sobre el transformador T2, de modo que en su secundario se inducirá una tensión de 220V con una frecuencia fijada por R1, R2 C1 y C2.

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Montaje De más está decir que este circuito no genera una señal senoidal como el de la figura 1 pero es suficiente para provocar el encendido de un tubo fluorescente o una lámpara de bajo consumo de hasta 15W. El armado de la fuente de emergencia es sencillo, ya que no hay problemas de frecuencias altas o acoplamientos delicados. Sin embargo, es necesario cuidar el aspecto eléctrico y la aislación, para evitar sorpresas desagradables. En el uso conviene tomar en cuenta la potencia máxima especificada y evitar la sobrecarga del circuito. La colocación de un fusible en el circuito de carga es recomendable pero no imprescindible. Para los principiantes recomendamos verificar la polaridad de los componentes tales como diodos y transistores (los capacitores que se usan en este circuito no son electrolí-

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ticos por lo cual no poseen polaridad). En el caso de la batería deberás tomar en cuenta el positivo y negativo. Instrucciones: Los transformadores no se ubican sobre la placa y se conectan por medio de cables comunes. En la figura 3 se muestra el diseño de la placa de circuito impreso para este proyecto. Debemos destacar una de las ventajas del sistema de la figura 1 de fuente de emergencia de 220 Volt con respecto a las fuentes conven-

cionales de baja tensión. Estas últimas sólo funcionan durante apagones y constituyen un circuito adicional e independiente de todos los circuitos de 220 Volt existentes. El sistema de 220 Volt en cambio, puede funcionar en forma permanente. Cuando no hay corte, se alimenta de la red eléctrica común pero, en el caso del corte de luz, pasa automáticamente a funcionar desde la fuente de emergencia. Los artefactos instalados se convierten así en parte integrante permanente de la iluminación de la casa o departamento en el cual están instalados. Al cortarse la red eléctrica se mantienen iluminados sin corte, mientras que el resto se apaga. En cada caso conviene evaluar las ventajas de uno u otro sistema y luego optar por el que más le convenga según cada necesidad. ✪

MONTAJE

Móvil Mini-Robot Transistorizado En Saber Electrónica Nº 200 comenzamos con la publicación de artículos sobre mini-robótica, destinados a la construc ción de móviles con microntroladores PIC y PICAXE y en el primero de ellos se explicó la forma de construir la platafor ma mecánica. Aprovechando dicho prototipo, dieseñado por el Ing. Juan Carlos Téllez Barreda, le proponemos que arme un vehículo automático que funciona con transistores. Autor: Ing. Horacio D. Vallejo

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roponemos la construcción de un prototipo ideal para los que quieren dar sus primeros pasos en robótica. Se trata de un vehículo que ve objetos por medio de sus “ojos” electrónicos, diseñados con fototransistores. Los fototransistores envían la información al “mini-cerebro” del robot (simples transistores bipolares), el cual lo guía a buscar lu-

gares más luminosos. El principio de funcionamiento es simple, como se observa en el diagrama de la figura 1. Un multivibrador astable alimenta a 2 motores comunes. En el control del tiempo de conducción de cada una de las ramas astables están conectados los sensores u ojos electrónicos, los fototransistores. Cuando éstos reciben la misma

cantidad de luz, cada astable tiene tiempos de conducción igual al otro, y con esto los motores giran a la misma velocidad por lo cual el móvil avanza en línea recta. En caso de que uno de los fototransistores reciba más luz que el otro, una rama del mutivibrador astable se desequilibra y uno de los motores gira más rápido que el otro, dando como resultado

Fig.1

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Montaje Figura 2

que el robot modifique su trayectoria (gira). Si no existiera ninguna fuente de luz que haga restablezca equilibrio en la conducción de los fototransistores, el robot dará una vuelta completa hasta que encuentre la iluminación que lleve el circuito al equilibrio, es

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entonces que avanza nuevamente en línea recta (ésto lo puedo verificar tapando a uno de los fototransistores). El ajuste del equilibrio se hace con los pre-set de cada rama para llevar al robot al comportamiento que deseamos. En el circuito se incluyen 2 leds

conectados a los colectores de los transistores para darle un efecto visual, éstos parpadean de acuerdo a la luz que ve el robot. La alimentación del circuito se hace con 6 volt y dependiendo de la autonomía que requiera podrá colocar pilas medianas, pequeñas o hasta una batería de 9V (con ella alcanzará una autonomía de unos 20 minutos con el empleo de motores comunes de los empleados en juguetes electrónicos). En la figura 2 se puede observar la placa de circuito impreso sugerida. Note que sus dimensiones son grandes, ya que fue pensada para principiantes, pero puede reducirse (vaya a nuestra web: w w w. w e b e l e c t r o n i c a.com.ar, haga click en el íicono password e ingrese la clave robotrans). En la figura 3 damos una idea de cómo se puede ensamblar la parte mecánica, pero para que no tenga inconvenientes, volvemos a explicar la construcción sugerida por el Ing. Téllez en su serie de mini-robótica. Se hace la aclaración de que las dimensiones usadas y los elementos de construcción son sugerencia del autor y no deben tomarse de manera estricta, sino como una guía en la cual el lector pueda utilizar elementos similares o a su gusto, lo cual puede verse reflejado en mayor economía o una vistosa presentación visual.

Móvil Mini-Robot

La base se construirá a partir de una lámina de acrílico de 3 mm, se cortará con las dimensiones marcadas en la figura 4, en el centro de la misma se harán tres perforaciones para la colocación de los cables hacia los sensores y motores, dichas perforaciones serán aproximadamente de un diámetro de 1/4 de pulFigura 6

Figura 7

gada. He visto móviles que usan como base un CD inservible, lo cual es muy buena opción ya que le Figura 4 da un toque moderno además que la perforación central será útil para pasar los cables. La perforación para la rueda loca será de acuerdo a la que el lector pueda conseguir en cualquier tienda de herrajes para muebles, inclusive en los supermercados en el área de ferretería ya pueden encontrarse y son económicas, en la figura 5 vemos la usada por el autor,

que fue de manufactura propia tomando como base una de esas ruedas comerciales sólo para darle un toque de uniformidad con el material de la base. Para las cajas reductoras con motor incluido se usaron las unidades de un modelo comercial, Figura 5 pero éstas pueden ser sustituidas por cualquier reducción mecánica de algún juguete en desuso o similar que se consiga en modelos a motor. Como característica principal debemos respetar que las cajas sean idénticas, esto para no tener diferencias significativas en el régimen de giro cuando se encuentren en funcionamiento simultáneo. También que los motores funcionen a voltajes de entre 5 y 9 volt ya que nuestra fuente de alimentación será de 6 volt (si emplea motores de otra tensión no habrá problemas, la parte electrónica puede ser ajustada con tensiones desde 3V a 12V). De cualquier forma se presenta la figura 6 con la constitución interna de la caja de reducción usada y tenerla cómo referencia para conseguir una similar, o en dado caso de tener los elementos y la habilidad ésta pueda ser construida por el lector. Para su colocación tomamos como referencia las perforaciones que la caja tiene, ésta se hará en la parte inferior realizando perforaciones previamente marcadas de acuerdo a una presentación previa sobre la base, en caso de que la caja procurada por el lector no tenga manera de sujetarse con tornillos podemos aplicar pegamento de Cianoacrilato y de esa manera tendremos colocadas nuestras unidades motrices. La colocación de la “rueda loca” se hará en la parte frontal, de tal manera que quede el espacio suficiente para la colocación de los sensores, lo

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Montaje LISTA DE MATERIALES

Figura 8 que es muy importante es que esta rueda junto con las de las cajas reductoras proporcionen la altura necesaria para que la base esté paralela al piso, como se muestra en la figura 7. Esto es sin inclinación, sino tendremos que colocar algo que sirva para nivelar la altura lo cual podrían ser pequeñas láminas de acrílico como el que usamos o algún otro similar. La fuente de energía será un portapilas que pueda albergar a unidades tipo “AA” con lo cual tendremos una fuente de energía de 6V, si el lector lo prefiere puede usar “packs” de pilas recargables de una tensión si-

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milar, o en su defecto una de mayor tensión para lo cual tendremos que adicionar una etapa reguladora con un C.I. 7805 para que sea compatible con los circuitos usados (en este caso funcionaría bien). Como pueden observar en la figura 8, si respetamos la estructura básica nuestra unidad principal estará lista para adicionarle los elementos necesarios para funcionar. Recuerden que la plataforma de construcción y los materiales son a gusto del lector o simplemente sigan esta pequeña guía, todo depende de la habilidad y de la imaginación de cada uno. ✪

Q1, Q8 - TIP 31C - Transistores de au dio de potencia. Q2, Q5, Q6, Q7 - BC548 - Transistores NPN de uso general. Q3, Q4 - TIL78 - Fototransistores de uso general. D1, D2 - Leds de 5 mm color amarillo de lato contraste o alto rendimiento. D3 - Led de 5 mm color verde. D4, D5 - 1N4148 - Diodos de uso ge neral. VR1, VR2 - Presets de 25k a 50k. R1, R6 - 10k R2, R5 - 1k2 R3, R4 - 2k2 R7 - 1k C1, C2 - 4,7µF - Electrolíticos x 25V C3 - 100nF - Capacitor cerámico. T1, T2 - Transformadores de acuerdo con la red local y secundarios de 12V + 12V x 200mA Varios: Placa de circuito impreso, estructura para el móvil, conectores, llave de encendido, cables, portapilas de 6V (o conector de 9V), etc.

Libro Mes - Monitores

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A partir de este mes, en los mejores quioscos del país podrá encontrar el tomo 45 de la Colección Club Saber Electrónica. En él, le proponemos el estudio de un curso que le enseña el funcionamiento y la reparación de los monitores de TV y de computadoras.

INTRODUCCIÓN ¿Cómo reunir en una sola obra los conceptos sobre todos los monitores que andan dando vueltas por ahí, espe cialmente ahora que los equipos LCD tienen tanto auge? Como es una pregunta a la que no le hemos encontrado respuesta hemos decidido escribir un par de tomos para la colección Club Saber Electrónica y éste está encargado de desarrollar el tema referente a los monitores con TRC. Aún así, también podrá estudiar el funcionamiento y la reparación de los monitores de LCD descargando la información desde nuestra web www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e ingresando la clave “club45moni”. Para encarar el estudio de este libro, el lector debe tener un conocimiento mínimo sobre TV. Cuando el tema lo requiera se trabajará con el laboratorio virtual Workbench Multisim, de modo que sería conveniente que el lector lo tenga instalado en su PC. De cualquier modo todos los dibujos y circuitos del Multisim serán publicados para que aquél que no lo posea lo pueda seguir, por lo menos, por observación. No es lo mismo correr los archivos que observarlos. En el primer caso, el lector interacciona con los circuitos y obtiene una comprensión muy superior del tema. Por otro lado, en este curso, vamos a emplear un método de práctica a la distancia, que por lo que sabemos se emplea por primera vez en el mundo. Se mencionan los archivos de circuitos correctos y luego se generan archivos con fallas para que el lector encuentre el material dañado, lo cambie

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y observe que el circuito haya recuperado su buen funcionamiento. En una palabra en este texto “se realizan reparaciones virtuales”. Con esta obra se pretende que los lectores aprendan algo más que a reparar un determinado monitor. Por esa razón se explican circuitos en detalle y dando indicaciones de las variantes de diferentes marcas y modelos y de otros circuitos integrados similares al propuesto como ejemplo. En el momento actual, la información de circuitos de monitores y las especificaciones de sus componentes se obtienen en muchos casos de Internet con la clave dada más arriba. Es evidente que no podemos brindarle toda esa información en este texto. Por eso, tanto en este libro como en la información que puede bajar de Internet (tenga en cuenta que se le harán consultas sobre este texto para bajar dicha información sin cargo) se indica cómo se obtienen los circuitos y las especificaciones como un complemento del curso. Por supuesto que Ud. no tiene obligación de tener instalada una conexión a Internet, pero le aconsejamos que como mínimo, se contacte con algún cybercafé o un locutorio desde donde pueda conseguir impresiones de circuitos y especificaciones si es que se dedicará efectivamente a la práctica de la profesión de reparador.

EL CAMINO DE LAS SEÑALES EN EL MONITOR INTRODUCCION Ningún otro equipo de los que pasan por nuestro laboratorio tiene tantas facilidades para su reparación que los monitores. No queremos decir que sea fácil repararlos, sólo queremos decir que todas sus señales pueden ser medidas con medidores adecuados. En un TV es prácticamente imposible medir la salida de FI del sintonizador debido a su pequeña amplitud y elevada frecuencia (en realidad con un osciloscopio de 20MHz se llega a medir algo pero sin pretender medir la amplitud). En una videocasetera es imposible medir la señal de las cabezas de video antes de la amplificación correspondiente. En un centro musical no se puede medir la señal de los fotodiodos antes de aplicarla a los conversores corriente tensión. En un monitor, las señales de entrada tienen una amplitud cercana al voltio y sus componentes de mayor frecuencia no superan los 20MHz. Esto significa que pueden ser medidas con un osciloscopio o con algún otro dispositivo que lo suplante. Posteriormente estas señales se amplifican hasta llegar a niveles de aproximadamente 60V sobre los cátodos del tubo. ¿Para qué sirven las etapas de video de un monitor, cuáles son las señales de entrada de video? Es muy simple, las señales de entrada para el canal de video son tres: una para el rojo otra para el verde y otra para el azul. Estas señales no están multiplexadas de ninguna forma ni siquiera tienen señales de sincronismo que haya que separar, son simples señales analógicas de video del orden del voltio pico a pico. Esto garantiza que las mismas puedan tener componentes de muy alta frecuencia (20MHz o más) compatible con la mayor definición de un monitor con respecto a un TV. Las etapas de video sólo cumplen con una función muy simple. Amplificar y agregar una tensión continua que cumple

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las funciones de modificar el brillo. Esa amplificación y esa tensión continua deben ser posibles de modificar por el usuario todas a un mismo tiempo; la intención es lograr un ajuste de brillo y contraste. En los monitores más viejos este control se realizaba con simples potenciómetros y en los más nuevos con pulsadores a través del microprocesador del sistema. Las etapas de video tienen algunos ajustes más que no son accesibles para el usuario. Nos referimos a los controles que permiten variar la tensión continua y la amplificación en forma diferencial a cada canal de color. Estos ajustes son los únicos que permiten variar el matiz de los colores y es imprescindible ajustarlos con precisión para lograr que las imágenes del monitor tengan un color blanco compatible con los estándares internacionales. En realidad, los monitores más modernos suelen tener un pulsador llamado “temperatura de color” que modifica levemente el tono de blanco estándar. La temperatura de color es un término heredado de la fotografía y se refiere al color definido por un cuerpo negro calentando a la temperatura indicada. Se trata de una medición muy compleja utilizada por la ciencia de la física que escapa a los alcances de un reparador. En realidad, en todo laboratorio de electrónica dedicado a reparar TVs, monitores o cámaras debería existir un patrón de blanco contra el cual contrastar los equipos. Pero dada la complejidad de ese patrón todo queda librado al criterio del técnico reparador.

SEÑALES DE VIDEO RGV Si bien cada equipo tiene un circuito de video diferente, los mismos no difieren fundamentalmente. Para el autor no hay mejor método didáctico que analizar el equipo más conocido de plaza y realizar un comentario sobre las variaciones existentes en otros. Nosotros vamos a analizar un equipo muy difundido en Argentina y América latina: el Samsung Syncmaster en sus diferentes versiones de 15 y 17”. Todo lo que veamos en este curso sirve para la reparación de los monitores Syncmaster 550b de 15” y Syncmaster 750s de 17” que son idénticos eléctricamente a los modelos Samtron 55b y 75s respectivamente. En realidad, podríamos decir que analizaremos en detalle los circuitos integrados que los componen y que forman parte de innumerables marcas y modelos de monitores. En lo que respecta al video, estos equipos utilizan tres integrados: KA2506, LM2439 y KA2501-09. El análisis del circuito corresponde realizarlo partiendo del cable de entrada. Prácticamente todos los monitores están provistos de un conector macho DB15 en su versión VGA con tres hileras de patas tomadas de a cinco. Podríamos decir que este conector tiene una sección dedicada al sincronismo y comando y otra dedicada al video que es la que nos interesa por el momento. La sección de video termina en un conector interno generalmente de 6 patas. La disposición de este conector está sujeta al libre albedrío del fabricante pero para nuestro equipo tiene la disposición mostrada en la figura 1. El conector J1 es el que se conecta a la PC y el J2 se ubica por lo general sobre la misma placa del tubo aunque algunos monitores lo tienen sobre la placa principal. El conector J1 tiene más patas conectadas pero aquí sólo dibujamos las correspondientes a la sección de video. Sobre las patas R V y A tendremos señales que dependen del color de la imagen. Si la imagen es blanca R V y A son los valo-

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Figura 1 res máximos e iguales a 0,7V. Como las señales de sincronismo H y V se transmiten por separado durante el borrado, las señales R, V y A tienen valor de negro igual a 0V. Esto significa que la máxima señal de video tiene una amplitud pico a pico de 0,7V para cualquiera de los tres colores y que una tensión máxima significa máximo R o V o A y una tensión nula significa negro. En la figura 2 se pueden observar los oscilogramas en las entradas verde y roja, es decir en la pata 3 y 1 del conector J2 haciendo la salvedad de que dicho oscilograma depende de que el conector esté conectado o desconectado porque las tensiones nominales son con una carga de 75Ohm. Sirve de excelente prueba del cable medir los oscilogramas con J2 desconectado (pero cargando el conector con resistores de 75Ohm) mientras se retuerce el cable o se mueven los conectores.

Esta señal es la que se obtiene abriendo el Ntest con el Windows seteado en 800x600 pixeles y seleccionado cuadro blanco completo (pulse en color). Recuerde que con otros seteos los tiempos se modifican levemente y que con otras imágenes que no sean blancas la señal se modifica salvo durante el 18% del tiempo en que se produce el borrado horizontal en donde siempre es igual a cero. En realidad la señal en la entrada no sólo tiene cortes a la frecuencia horizontal, también los tiene a frecuencia vertical que para el seteo elegido es de 100Hz. Es decir que simplemente eligiendo una base de tiempo del osciloscopio de 2mS/div aparecen señales con cortes correspondientes a frecuencia vertical. Ver la figura 3. ¿Y si no tengo osciloscopio? La señal a frecuencia horizontal es inaudible pero a frecuencia vertical es perfectamente audible. Esto significa que si no se la puede ver por lo menos se la puede escuchar. El autor aconseja utilizar un bafle potenciado de los utilizados para PC o, mejor aún, algún bafle armado por el lector con un amplificador de audio que tenga una sensibilidad de 100mV al recor-

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Circuito de entrada con capacitores de aclopamiento a continua

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te. Trate de utilizar un parlante y un bafle de buena calidad porque la mayoría de las mediciones a realizar son de muy baja frecuencia. Luego le conviene calibrar en forma aproximada la perilla de control de volumen de modo de tener alguna idea de la amplitud medida. Si puede proveer al bafle de un medidor de salida mejor aún. En el caso presente el potenciómetro de volumen deberá indicar 700mV aproximadamente y se debe escuchar en el parlante un tono de baja frecuencia de 100Hz con un gran contenido armóni-

co (onda rectangular). En nuestro laboratorio, a pesar de tener 3 osciloscopios se utiliza un milivoltímetro de aguja (con un auricular conectado sobre su salida sin rectificar). Por ser un elemento más fácil de utilizar. EL ACOPLAMIENTO EN ALTERNA En los TVs, el amplificador de video final siempre tiene acoplamiento a la CC. En cambio en los monitores siempre es a la alterna. En principio debemos aclarar al lector cuál debe ser la respuesta en frecuencia de un monitor para que las imágenes se puedan observar sin distorsiones. En alta frecuencia debe responder por lo menos hasta 20 o 30MHz para poder observar los detalles pequeños de la imagen. Pero ahora nos preocupa la respuesta en baja frecuencia. Para que no se produzcan distorsiones, la respuesta a baja frecuencia debe llegar hasta CC. En caso contrario se pueden producir errores en la interpretación de los tonos de gris. Imagínese que la computadora genera una imagen con una banda horizontal gris central (350mV) y dos bandas blancas arriba y bajo (700mV). Ahora suponga que en el camino de la señal se pierde la componente continua por el agregado de un capacitor sobre cada canal de color. Luego de los capacitores, el gris de 350mV seguramente va a tener un valor cercano a cero y el blanco de 700mV va a tener un valor del orden de los 350mV. Observe que la diferencia entre el gris y el blanco se conserva pero se pierde el valor absoluto lo que obligaría a tocar el nivel de brillo para que la imagen se reproduzca correctamente (ver la figura 4). Si la señal fuera una barra central negra con dos grises arriba y abajo no podría diferenciarse de la anterior.

Figura 4

Desde ya que lo dado hasta aquí es sólo una introducción al tema que se amplía en la obra. ✪

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MICROCONTROLADORES

Programación de los Microcontroladores AVR de Atmel Manejo de Interrupciones En esta edición se presenta la manera en que se programa el módulo de interrupciones del micro controlador ATmega8535, así como un programa que hace uso de la fuente de interrupción por EEP ROM para datos lista para escritura. Obviamente se describirá la forma de acceder a este bloque de memoria usando sus registros de dirección, de datos y de control, por medio de los cuales se nos permite escribir o leer bytes individualmente. Autor: José Luis Hernández Aguilar E-mail: [email protected] Docente ESCOM-IPN Una característica importante de cualquier micro es su capacidad inherente para controlar y actuar en retroalimentación de dispositivos periféricos, es decir, censar la operación del sistema bajo su control y responder con comandos correctivos. Cualquier sistema basado en µC es alambrado para permitir que un periférico, que requiera respuesta rápida, pueda enviar “señales de interrupción” hacia el micro. Una señal de interrupción logra que la CPU pare la ejecución de su programa principal en cualquier momento y salte a un programa especial llamado “rutina de servicio de la interrupción”, la cual después ejecutarse le regresa el control al programa principal. El µC ATmega8535 tiene 20 fuentes de interrupción enmascarables y cada una de ellas tiene su propio “vector de interrupción” para

su rutina de servicio. Se llaman vectores de interrupción a las localidades de memoria que contienen las direcciones donde empiezan las rutinas de servicio de las interrupciones. Cada interrupción tiene un bit de habilitación independiente de las demás, pero para activar cualquiera de ellas, también es necesario habilitar el bit global de control de interrupciones “I” (Global Interrupt Enable) ubicado en el registro de estado SREG. Las localidades donde se encuentran los vectores de interrupción deben ser ROM, para evitar que éstos sean volátiles. Por esta razón, las direcciones más bajas de la memoria de programa ($001 a $014) son los vectores de interrupción. Una tabla completa con estas direcciones se muestra, a continuación, en la tabla 1, en la cual se puede observar que, aunque no es una interrup-

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ción enmascarable, el vector de reset está en la dirección $000 (es decir después de un reset, el valor del contador de programa “PC” es $000). La tabla 1 también determina los niveles de prioridad de las interrupciones, cuanto más baja es la dirección más alta es la prioridad. De acuerdo a esto el reset tiene la más alta prioridad debido a que es del tipo “no-enmascarable”, después le sigue la interrupción INT0 (interrupción externa 0) y así sucesivamente. Un ejemplo de programa típico, situado en las primeras direcciones de la memoria de programa cuando se usan todas las interrupciones, sería el visto en el cuadro 1. En este programa se utiliza el comando RJMP para indicarle al micro la dirección de inicio de cada rutina de servicio de interrupción, las cuales se sitúan normalmente

Programación de los Microcontroladores AVR Dirección Etiquetas Código Comentarios ;------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------$000 RJMP RESET ; Salta al programa principal $001 RJMP EXT_INT0 ; Rutina de servicio por INT0 $002 RJMP EXT_INT1 ; Rutina de servicio por INT1 $003 RJMP TIMER2_COMP ; Rutina de servicio por Comparación en TIMER2 $004 RJMP TIMER2_OVF ; Rutina de servicio por Desbordamiento de TCNT2 $005 RJMP TIMER1_CAPT ; Rutina de servicio por Captura de TIMER1 $006 RJMP TIMER1_COMPA ; Rutina de servicio por Comparación A en TIMER1 $007 RJMP TIMER1_COMPB ; Rutina de servicio por Comparación B en TIMER1 $008 RJMP TIMER1_OVF ; Rutina de servicio por Desbordamiento de TCNT1 $009 RJMP TIMER0_OVF ; Rutina de servicio por Desbordamiento de TCNT0 $00A RJMP SPI_STC ; Rutina de servicio por TX completa en SPI $00B RJMP USART_RXC ; Rutina de servicio por RX completa en USART $00C RJMP USART_UDRE ; Rutina de servicio por Registro de datos vacío en USART $00D RJMP USART_TXC ; Rutina de servicio por TX completa en USART $00E RJMP ADC ; Rutina de servicio por Conversión completa en ADC $00F RJMP EE_RDY ; Rutina de servicio por EEPROM de datos lista $010 RJMP ANA_COMP ; Rutina de servicio del Comparador analógico $011 RJMP TWSI ; Rutina de servicio de la Interfase serial Two-Wire $012 RJMP EXT_INT2 ; Rutina de servicio por INT2 $013 RJMP TIMER0_COMP ; Rutina de servicio por Comparación en TIMER0 $014 RJMP SPM_RDY ; Rutina de servicio por Memoria de programa lista ;------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------$015 RESET: LDI R16,HIGH(RAMEND) ; Inicio del programa principal $016 OUT SPH,R16 ; Inicialización del Stack Pointer $017 LDI R16,LOW(RAMEND) $018 OUT SPL,R16 $019 SEI ; Habilitación del módulo de interrupciones $020 xxx

Cuadro1

antes del inicio del programa principal, que a su vez se empieza a ejecutar cada vez que el sistema es reseteado. Ver tabla 1. Debido a que la memoria de programa flash está dividida en dos secciones, una para el programa de arranque del sistema y otra para el programa de aplicación, los vectores de interrupción pueden ser ubicados en cualquiera de es-

tas secciones de memoria. El vector de RESET puede ser movido al inicio de la sección de arranque programando el bit fusible BOOTRST, así como también los demás vectores configurando el bit IVSEL en el registro GICR. Por default todos los vectores de interrupción están ubicados en la sección de aplicación. Si el programa de aplicación no utiliza alguna fuente

de interrupción entonces éste puede ocupar el espacio de memoria de programa correspondiente a los vectores ubicados, como se ha mencionado antes, entre las direcciones flash $000 y $014. Cuando una interrupción ocurre, el bit I en el registro de estado es puesto en 0 y todas las interrupciones son deshabilitadas. El software de usuario puede escribir un '1' lógico a este bit para habilitar nuevamente las interrupciones. Toda interrupción habilitada podrá entonces interrumpir la actual rutina de interrupción. El bit I es automáticamente configurado cuando una instrucción RETI es ejecutada. Se pueden distinguir básicamente dos tipos de interrupciones. El primer tipo es disparado por un evento que activa un bit de bandera de interrupción. Para éstas, la PC es cargada con el vector de interrupción correspondiente para ejecutar la rutina de servicio de interrupción y el hardware desactiva el bit de bandera previamente activado. Las banderas de interrupción también pueden ser desactivadas

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Microcontroladores por software escribiendo un '1' lógico en la posición del bit a ser desactivado. Si una condición de interrupción ocurre mientras su correspondiente bit de habilitación es puesto en 0, su bandera de interrupción se mantendrá activa hasta que dicha interrupción sea permitida o hasta que la bandera sea desactivada por software. Similarmente, si una o más condiciones de interrupción ocurren mientras el bit I es puesto en 0, las correspondientes banderas de interrupción serán activadas y mantenidas así hasta que el bit I sea activado y entonces sean ejecutadas en orden de prioridad. El segundo tipo de interrupciones se dispara por tanto tiempo como la condición de interrupción se presente. Estas no necesariamente tienen banderas de interrupción. Si la condición de interrupción desaparece antes de que la habilitada sea permitida, ésta no será disparada. Cuando el micro sale de una rutina de servicio de interrupción, éste siempre regresará al programa principal y ejecutará una o más instrucciones antes de atender alguna interrupción pendiente. El registro de estado no se guarda automáticamente al entrar a una rutina de interrupción. Por lo tanto, tampoco se restaura al volver de este tipo de rutinas, esto debe ser manejado por software. Cuando se usa la instrucción CLI para deshabilitar las interrupciones, éstas serán inmediatamente deshabilitadas y ninguna se ejecutará después de CLI, incluso si alguna ocurre simultáneamente con dicha instrucción. Cuando se usa la instrucción SEI para habilitar las interrupciones, la instrucción siguiente a ésta será ejecutada antes de alguna interrupción pendiente. El tiempo de respuesta de ejecución para cualquier interrupción habilitada es como mínimo cuatro ciclos de reloj. Es decir, cuatro ci-

clos de reloj después de que la interrupción se ha disparado, el programa cambia a la dirección del vector de interrupción correspondiente para ejecutar la rutina de servicio respectiva. Durante este período de cuatro ciclos de reloj, el PC es guardado en la pila y el SP es decrementado por dos. El vector es normalmente un salto relativo a la rutina de servicio y toma dos ciclos de reloj. Este tiempo de respuesta puede variar en los siguientes casos: si una interrupción ocurre durante la ejecución de una instrucción multiciclos, en este caso la instrucción será completada antes de que dicha interrupción sea atendida; asimismo, si una interrupción ocurre cuando el micro está en algún modo sleep de ahorro de energía, el tiempo de respuesta en la ejecución de ésta es incrementado por cuatro ciclos de reloj. Dicho incremento aparece en adición al tiempo de arranque del modo sleep seleccionado. El regreso de la rutina de servicio de interrupción se realiza en cuatro ciclos de reloj, igual que para un regreso de subrutina, durante los cuales el PC es recuperado de la pila y el SP es incrementado por dos, además el bit I en SREG es configurado. En interrupciones disparadas por eventos que pueden permanecer estáticos, por ejemplo comparación, la bandera de interrupción será puesta en '1' cuando el evento ocurre, pero si esta es borrada y la condición de interrupción sigue, la bandera no cambiará a '1' hasta que el evento ocurra otra vez. Antes de ejemplificar el manejo de las interrupciones en el ATmega8535, se describirá el uso del bloque de memoria EEPROM de datos de 512 bytes. Es un bloque de memoria para datos independiente en el cual se puede leer o escribir un byte a la vez. Esta memoria tiene una vida útil de al me-

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nos 100000 ciclos de escritura. El tiempo de escritura en dicho bloque de memoria es de 8.4 ms, medidos con un oscilador RC interno calibrado a 1MHz que desarrolla 8448 ciclos de 1µs. Un retardo automático deja que el usuario detecte cuándo se puede escribir el siguiente byte, pero para escribir un byte el bit EEWE en el registro EECR se debe poner en “1” y cuando EEWE cambia automáticamente al valor de “0” lógico, el micro está listo para una nueva escritura. Si se escribe un programa que escribirá datos en la memoria EEPROM hay que tener ciertas precauciones. Quizás la más importante es lo concerniente al voltaje de alimentación, una fuente de alimentación con tiempo de subida muy grande (debido a capacitores de filtro de valor relativamente grande), también tendrá tiempos de caída muy grandes antes de que se apague, esto causará que el dispositivo trabaje por cierto tiempo a un voltaje inferior al mínimo para la frecuencia de oscilador usada. En estas condiciones de funcionamiento el µC puede ejecutar saltos imprevistos y aun escribir en la memoria EEPROM. En estos casos se recomienda usar un circuito externo de reset que mantenga en reset al µC cuando el voltaje de alimentación VCC sea inferior al mínimo garantizado. Claro que eso resulta más fácil al hacer uso del reset por apagón parcial, que para realizar dicha función fue incluido en este micro. El reset por apagón parcial utiliza un circuito de detección del nivel de voltaje de alimentación que resetea al dispositivo cuando el nivel de dicho voltaje disminuye. Esto se describirá en detalle próximamente. Lo anterior se ha mencionado ya que si un reseteo ocurre mientras una operación de escritura está en progreso, ésta será completada sólo si el vol-

Programación de los Microcontroladores AVR taje de alimentación es suficiente. También para disminuir el riesgo de una escritura accidental de la memoria EEPROM, al escribir en este bloque de memoria se debe seguir un procedimiento relativamente especial haciendo uso del registro EECR. Cada vez que se escribe ó lee la memoria EEPROM de datos, el CPU del µC se detiene por dos y cuatro ciclos de reloj respectivamente antes de poder ejecutar la siguiente instrucción. El acceso a EEPROM de datos se realiza utilizando sus registros de dirección EEAR, de datos EEDR y de control EECR, los cuales están en el espacio de memoria de entrada/salida (E/S ó I/O). El registro EEAR, cuya longitud es de 9 bits, indica la dirección del byte que se quiera leer o escribir en este bloque de memoria en el rango de 0 a 511. Dicha dirección se puede establecer escribiendo el valor deseado en los registros EEARH (parte alta de EEAR) y

EEARL (parte baja de EEAR). Obviamente para establecer dicha dirección se utilizan los 8 bits de EEARL y sólo el bit menos significativo de EEARH como se muestra en la figura 1. El valor inicial de EEAR es desconocido, pero los bits no utilizados de EEARH se leen como cero lógico. EEDR en una escritura contiene el byte que será escrito en la localidad de EEPROM especificada por EEAR. En una lectura, es en donde aparece el contenido de la localidad de EEPROM seleccionada por EEAR. Su valor inicial es cero según se muestra en la figura 2. En el registro de control EECR se tienen 4 bits que determinan si el proceso que se llevará a cabo al acceder a EEPROM será de lectura o escritura y si se activa o no la fuente de interrupción por EEPROM lista para escritura. Esos bits se muestran en la figura 3 y a continuación se describe la función de cada uno de éstos. Observe la tabla 2.

Otros puntos importantes a considerar como medidas de precaución para evitar errores de escritura a EEPROM de datos son: • Se debe verificar que la memoria de programa Flash no esté siendo programada antes de iniciar un proceso de escritura en la EEPROM de datos. Esto es importante si, por ejemplo, el programa de arranque permite que la CPU actualice la sección de memoria Flash en donde se ubica el programa de aplicación. • También es conveniente que se borre el bit I de SREG antes de activar un proceso de escritura, ya que una fuente de interrupción podría causar errores al acceder a EEPROM de datos. • Verifique que el estado del bit EEWE no indique que existe una operación de escritura pendiente de terminar al momento en que se escribe algún dato en los registros EEAR y EEDR, puesto que la escritura pendiente será terminada y el resultado será impredecible.

Figura 1 - Registro de dirección de la EEPROM.

Figura 2 - Registro de datos de la EEPROM.

Figura 3. Registro de control de la EEPROM.

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Microcontroladores • Es recomendable verificar que un proceso de escritura en EEPROM de datos se haya completado antes de que el dispositivo entre a algún modo “SLEEP” de ahorro de energía. Los modos se describirán en una edición posterior; sin embargo cuando se elige el modo Power-down, la operación de escritura es completada antes de que el dispositivo entre por completo a este modo sleep. Antes de iniciar un proceso de lectura, normalmente el usuario deberá verificar que no se encuentre en progreso una escritura ya que en este caso no será posible leer la EEPROM de datos y tampoco se podrá cambiar el contenido del registro EEAR. El programa del cuadro 2, al ejecutarse, logra que se escriban los datos en hexadecimal desde el $00 hasta el $FF, uno a la vez, en las primeras 256 localidades de EEPROM de datos haciendo uso de la fuente de interrupción por EEPROM lista para escritura.

En este programa se censa con la instrucción SBIS el estado de EEWE para verificar que un proceso de escritura en progreso haya terminado y poder iniciar otro. Recordemos que dicha instrucción salta a la siguiente instrucción si el bit censado tiene un nivel lógico ALTO, de lo contrario no hace dicho salto y la instrucción siguiente es ejecutada. La instrucción siguiente a SBIS, RJMP, hace un salto al punto del programa en donde se hace una llamada a la subrutina REACTIVAR que vuelve a poner a '1' al bit I en SREG, el cual se borra cada vez que se ejecuta la subrutina ESCRIBIR. Después de que se ejecuta la subrutina REACTIVAR se hace una comparación entre DATO y CERO, si el resultado de la comparación no es igual a cero, se realiza un salto condicional al punto del programa en donde se vuelve a ejecutar la subrutina ESCRIBIR para iniciar una nuena escritura en EEPROM.

Tabla 2

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Lo anterior se debe a que BRNE por medio de la bandera Z en el registro de estado determina que faltan datos por escribir en este bloque de memoria. De lo contrario, si el resultado de la comparación es CERO entonces hace un salto relativo al final del programa. Se deja como ejercicio al lector la simulación del programa descrito con ayuda del AVRStudio, para verificar tanto el funcionamiento de la interrupción como la escritura en la EEPROM de datos. Espero que lo tratado aquí haya resultado de gran ayuda para nuestros amigos lectores interesados en estos temas. En una próxima entrega se continuarán describiendo los distintos módulos que constituyen al ATmega8535 y por supuesto seguiremos proporcionando más programas de aplicación en donde se muestra la forma de utilizar dichos módulos, Hasta la próxima y no duden en hacer llegar cualquier duda y/o comentario. ✪

Programación de los Microcontroladores AVR ; Programa que escribe en EEPROM de datos los números del 00H al FFH ; haciendo uso de la interrupción por EEPROM lista para escritura. ;----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------.NOLIST .INCLUDE "m8535def.inc" .LIST .DEF temp=R16 .DEF dato=R17 .DEF dirl=R18 .DEF dirh=R19 ;----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------rjmp inicio ; Inicialización de los vectores de interrupción a utilizar. reti reti reti reti reti reti reti reti reti reti reti reti reti reti rjmp EE_RDY ;----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------EE_RDY: ; Rutina de servicio de interrupción inc dirl ; Siguiente dirección a escribir inc dato ; Siguiente dato a escribir reti ;----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Inicio: ; Inicio del programa principal ldi temp,HIGH(RAMEND) ; Inicialización del Stack Pointer out SPH,temp ldi temp,LOW(RAMEND) out SPL,temp sei ; Activación del bit de habilitación global de interrupciones sbi EECR,EERIE ; Activación de la interrupción por EEPROM lista para escritura clr dirh ; Inicialización de registros a utilizar para actualización de EEAR y EEDR clr dirl clr dato rcall escribir ; Llamada a subrutina para primera escritura en EEPROM esperar: sbis EECR,EEWE ; ¿EEWE=0? No, esperar finalización de escritura en progreso rjmp continuar ; de lo contrario continuar con nueva escritura. rjmp esperar continuar: rcall reactivar ; Llamada a subrutina reactivar para volver a poner a '1' el bit I en SREG. cpi dato,0x00 ; ¿dato=0? No, entonces seguir escribiendo en EEPROM, brne seguir ; de lo contrario ir al fin del programa principal. rjmp fin seguir: rcall escribir ; Llamada a subrutina para nueva escritura en EEPROM. rjmp esperar fin: rjmp fin ;----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------reactivar: sei ; Se vuelve a activar el bit I en SREG que se borra cada vez que se ret ; ejecuta la subrutina escribir. ;----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------escribir: sbic EECR,EEWE ; Antes de iniciar una escritura en EEPROM se verifica que no haya rjmp escribir ; una en progreso. cli ; Se deshabilitan las interrupciones antes de iniciar una escritura. out EEARH,dirh ; Se actualizan EEAR y EEDR. out EEARL,dirl out EEDR,dato sbi EECR,EEMWE ; Se habilita una escritura. sbi EECR,EEWE ; Se inicia un proceso de escritura. Cuadro 2 ret

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AUTO ELÉCTRICO

Sensores y Actuadores en la Inyección Electrónica

En este artículo les mostraremos y explicaremos el funcionamiento de algunos sensores y actuadores que utilizan los sistemas de inyección que tratamos en esta sección. Tenga en cuenta que el uso de éstos depende de la marca y modelo del vehículo, por ejemplo, no to dos los motores usan un sensor de detonación y “ni espere encontrar un medidor de flujo de aire sólo porque el motor es fuel injection”. Lo importante es que usted ubique, identifi que y se familiarice, con todos los componentes, sus funciones y sus síntomas de falla. Sobre un Artículo de Enrique Célis www.automecanico.com

E

s importante recordar que antes de asumir problemas en el sistema de “injection” (inyección electrónica) debemos descartar problemas mecánicos y/o problemas en el sistema de emisión. Por ejemplo, un cable de bujía roto o en mal estado haría que la gasolina (nafta) que ingresa en ese cilindro no sea quemada y ocasionaría como consecuencia fallas en la potencia del motor, falta de fuerza y por consiguiente, los sensores de oxígeno, posición de garganta, presión absoluta del manifold y

otros acusarán fallas. Una manguera que debe estar al vacío, si está desconectada o rota, daría como consecuencia una entrada de aire falso y por consiguiente, las revoluciones del motor se alterían. En los motores actuales es frecuente encontrar colectores o manifold de admisión superior, confeccionados de material no ferroso. Este tipo de componente se deforma con el calor, e igualmente las juntas o empaques que usan, se queman o endurecen, dando lugar a una fuga de vacío.

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La consecuencia es que el funcionamiento del motor en baja y en frío es inestable. Por ello, antes de asumir el cambio de un sensor, asegúrese que el sistema mecánico se encuentre en buenas condiciones. Los sensores y actuadores tienen la función de sentir, corregir y mejorar el funcionamiento básico del motor. En la figura 1 podemos observar una figura explotada de un sistema de inyección electrónica típico (para saber cómo funciona y los detalles del sistema electrónico vea Saber

Sensores y Actuadores en la Inyección Electrónica Electrónica 248 o visite nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave: elemovil).

Figura 1

Cold Star Val: Válvula de Encendido en Frío Cuando el motor está frío necesita de una mezcla rica. En algunos sistemas de injection, los fabricantes han diseñado un inyector especial para esta función que se activa por medio de un switch (interruptor) que se encuentra ubicado muy cerca del termostato o sensor de temperatura del agua (figura 2). Figura 2

gura 3). Si usted desconecta este sensor, se activa una luz (cheek en-

Cuando el motor está frío este inyector surte de gasolina al sistema y cuando el motor calienta se desconecta. Si el motor ya se encuentra caliente y este inyector siguiera activado acusaría fallas debido a que mantiene la mezcla rica.

Sensor de Temperatura: Este sensor funciona como un interruptor, se encuentra ubicado cerca de la manguera que lleva agua al motor después del termostato, o sea que sensa la temperatura del agua dentro del motor. Es importante conocer la función de este sensor pues, aparte de informar a la computadora la temperatura del motor, su función de interruptor, activa o desactiva el ventilador eléctrico (fan) del radiador (fi-

Figura 3

gine) en el tablero y de inmediato se activa el ventilador. Si el motor no tuviera termostato, o si éste tuviera algún defecto que le impidiera cerrarse, el agua correría libremente y no alcanzaría la temperatura adecuada para activar o desactivar este sensor y, en consecuencia, la computadora permanecería trabajando en circuito abierto entregando una mezcla rica, para el motor frío.

computadora aplica corriente a este filamento para calentarlo y el aire que lo atraviesa dirigiéndose hacia el manifold de admisión lo enfría, la computadora “insiste” en mantenerlo caliente. Por lo tanto, este sensor se ubica dentro del sistema de circulación de aire (figura 4).

Figura 4

Air Mass Sensor Medidor de Masa de Air Este medidor lleva en su interior un filamento muy parecido a lo que se ve en una lamparita común. La

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Auto Eléctrico Las variaciones de temperatura en el sensor varían su resistencia provocando diferentes caídas de tensión que la computadora las interpreta de acuerdo con el programa que tiene preestablecido y como respuesta activa los inyectores, éstos a su vez, rocían la gasolina suficiente para que el motor funcione, teniendo en cuenta que tanto el aire que entró como la gasolina entregada deben conformar una mezcla correcta (14.7 partes de aire por 1 de gasolina). Las fallas de este sensor darían como resultado mezclas ricas o mezclas pobres.

Figura 5

Air Flow Sensor: Medidor del Flujo de Aire Este sensor se diferencia del anterior porque no lleva filamento. La función de medir lo hace respondiendo al hecho de que cuando usted acelera, abre la placa de la toma de aire; en ese momento el aire que absorbe el motor viene desde la parte exterior del medidor del flujo de aire y al pasar por éste empuja la compuerta del medidor de tal manera que mientras más aire absorba el motor, más se abrirá la compuerta (figura 5). Esta compuerta, al abrirse, activa una señal que se envía a la computadora y en base a ésto la computadora activa los inyectores el tiempo suficiente para que la mezcla de aire y gasolina siempre sea la correcta. Figura 7

Sensor de Posición de la Garganta Este sensor está ubicado a un lado de la garganta y lleva un conector eléctrico por medio del cual recibe de la computadora un voltaje de referencia de forma tal que cuando aceleramos abrimos el barrilete o papalote (placa de aceleración). Cuando el aire ingrese del exterior el voltaje de referencia se altera, la computadora lo interpreta y de acuerdo con su programa activa los inyectores el tiempo suficiente para que la mezcla aire/gasolina siempre sea la correcta (figura 6). La apertura de descanso o idle de la garganta viene preajustada de fábrica. Sensor de Posición

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Figura 6

de Cigüeñal Este sensor es utilizado en motores equipados con el sistema DIS (sistema de encendido directo). Al

no llevar distribuidor este sensor indica a la computadora el momento en que los pistones alcanzan el recorrido máximo de su carrera. Esta señal la utiliza la computadora para que en concordancia con el módulo de encendido se genere la chispa en cada una de las bujías. Generalmente se encuentra ubicado al frente, cerca de la polea del cigueñal o a un lado en el bloque de cilindros (figura 7). Los fabricantes de vehículos instalan estos Componentes a sus vehículos pero éstos son adquiridos de un mercado globalizado que como es de entenderse están mas preocupados en vender que en el control de calidad. De allí que no debe extrañarnos la frecuencia de fallas intermitentes de estos com-

Sensores y Actuadores en la Inyección Electrónica ponentes, confundiendo el criterio de diagnóstico de cualquier mecánico. Los lectores de códigos no pueden detectar este tipo de fallas; son rápidas y apagan el motor (en estos casos los fabricantes llaman a los usuarios para corregir el problema). El sensado se realiza por magnetismo; el cigueñal, al dar vueltas, alinea un corte que el sensor detecta como una señal que es enviada al módulo de encendido (pastilla) y de allí a la computadora. Las fallas de este sensor se manifiestan por ausencia o deficiencia de chispa en las bujías, confundiéndose con fallas del módulo de encendido. Este sensor al venir incrustado en el monoblock, tiene el problema de estar expuesto a altas temperaturas y debido a esto, en determinado momento, se daña (revienta) y hace panza haciendo difícil su cambio. En algunos casos se hace necesario remover el carter para forzar su salida desde abajo.

Sensor de Presión Absoluta del Manifold Este sensor mide el vacío dentro del manifold de admisión, la computadora interpreta esta señal para determinar el monto de gasolina que el motor requiere en diferentes condiciones de trabajo. Generalmente se encuentra ubicado a un lado y cerca del motor (figura 8).

ajuste la mezcla de acuerdo con el monitoreo de sus otros sensores. Es decir, se encarga de enviar señales a la computadora para que ciertos actuadores corrijan la mezcla y/o atrasen o adelanten el tiempo de encendido.

Sensor de Temperatura del Agua: Coolant Temperature Sensor

Figura 8

particularidad de generar corriente. Se encuentra instalado cerca o en el manifold de escape. Este sensor lleva un conector, un alambre va a la computadora si tuviera tres, los otros dos sirven para alimentar una resistencia que se encarga de mantenerlo caliente (figura 9).

Figura 10

Inyección Electrónica

Figura 9

Sensor de Oxígeno (Lamba, Ego) Entre todos los sensores, éste tiene una función que podríamos llamarla peculiar, debido a que no recibe corriente de referencia de la computadora, debido a que está compuesto de un tipo de material llamado zirconio; el cual tiene la

Este sensor indica a la computadora la temperatura del agua para que ésta, a su vez, ajuste su funcionamiento. Se entiende que la computadora, pasará de circuito abierto a circuito cerrado. La figura 10 muestra el aspecto de este sensor. Recuerde que un motor frío consume más gasolina que un motor caliente. ✪

Este sensor sólo trabaja caliente, se encarga de “oler” los gases que el sistema de combustión expulsa hacia el sistema de escape sobre la base de mezcla rica o mezcla pobre; envía la señal a la computadora para que ésta, a su vez,

La inyección electrónica es una forma de inyección de combustible que se diferencia en varios tipos (monopunto, multipunto, secuencial, simultánea) pero básicamente todas se basan en la ayuda de la electrónica para dosificar la inyección del carburante y reducir la emisión de agentes contaminantes a la atmósfera y a la vez optimizar el consumo. Este es un sistema que reemplaza el carburador en los motores de gasolina, su introducción se debió a un aumento en las exigencias de los organismos de control del medio ambiente para disminuir las emisiones de los motores. Su importancia radica en su mejor capacidad respecto al carburador para dosificar el combustible y crear un mezcla aire / combustible, muy próxima a la estequiométrica (14,7:1 para la gasolina), lo que garantiza una muy buena combustión con reducción de los porcentajes de gases tóxicos a la atmósfera.

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Auto Eléctrico

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S E C C I O N . D E L . L E C T O R Seminarios Gratuitos Vamos a su Localidad Como es nuestra costumbre, Saber Electrónica ha programado una serie de seminarios gratuitos para socios del Club SE que se dictan en diferentes provincias de la República Argentina y de otros países. Para estos seminarios se prepara material de apoyo que puede ser adquirido por los asistentes a precios económicos, pero de ninguna manera su compra es obligatoria para poder asistir al evento. Si Ud. desea que realicemos algún evento en la localidad donde reside, puede contactarse telefónicamente al número (011) 4301-8804 o vía e-mail a: [email protected]. Para dictar un seminario precisamos un lugar donde se pueda realizar el evento y un contacto a quien los lectores puedan recurrir para quitarse dudas sobre dicha reunión. La premisa fundamental es que el seminario resulte gratuito para los asistentes y que se busque la forma de optimizar gastos para que ésto sea posible.

Respuestas a Consultas Recibidas Para mayor comodidad y rapidez en las respuestas, Ud. puede realizar sus consultas por escrito vía carta o por Internet a la casilla de correo: [email protected] De esta manera tendrá respuesta inmediata ya que el alto costo del correo y la poca seguridad en el envío de piezas simples pueden ser causas de que su respuesta se demore. Pregunta 1. En uno de los seminarios que dictó el Ing. Vallejo utilizó el niple y lo estoy utilizando, pero no sé si bien, ya que realizo el mismo desarrollo presentado en dicho seminario y cuando intento cargarlo con el NOPPP, éste me informa que le falta una palabra de configuración y se rehusa a cargar el P I C. En el material del seminario se entregó un libro con el curso en donde aparece el cargador Quark Pro 2 y el PCB, lo que quiero saber es por qué no anda el Icprog, no sé si hay

que setear algo o poner algún parche, creo que habló algo de eso. El PCB tiene dos islas próximas al zócalo de 40 pines, ¿son para un puente? El programador viene preparado para conectar en “com 1” podrá facilitarme las conexiones para hacerlo. ¿Se puede usar el Com 2? Francisco Castillo Respuesta: Hasta donde yo sé, el niple no pone pa labra de configuración, todos los cargadores la ponen por default cuando no la tienen, o sea, debe cargar sin problemas. Puede usar el Quark Pro 2 en el COM 2, solo que debe configurar el ICPROG para ello, en nuestra web tiene un tutorial sobre configuración del ICPROG. Sí, en las dos is las lleva un puente. Para Windows XP se debe colocar un parche, también se especifica la forma de ha cerlo en nuestra web..✪

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