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CIENCIA Y NOVEDADES TECNOLOGICAS

John Glenn vuelve al espacio Hay que reconocer que la vida de ciertas personas resulta mucho más interesante que la de otras. Pongamos el caso del famoso astronauta norteamericano John Glenn, quien tuvo su pri-

mera misión en órbita en el año de 1962, tripulando la nave Mercurio 6 (bautizada familiarmente con el nombre “Amistad 7”), siendo el primer hombre en dar varias órbitas alrededor de nuestro planeta (figura 1). Por esta proeza, Glenn tuvo un recibimiento de héroe en toda la Unión

Amistad 7, John Glenn y la cápsula

El lanzamiento

Figura 1

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Glenn con la tripulación del Discovery (1998)

Americana, y esta fama le sirvió para, en épocas más recientes, alcanzar un escaño en la cámara de senadores de Estados Unidos. Gracias a que Glenn se ha conservado sano y en gran forma física, no obstante sus 77 años, la NASA decidió realizar con él algunos experimentos para comprobar el efecto de la falta de gravedad en el metabolismo de las personas de la tercera edad. Pero, además, Glenn siempre ha-

El lanzamiento del transbordador

Figura 2

bía mantenido el ánimo de regresar alguna vez al espacio, de tal manera que cuando los directivos de la NASA entraron en contacto con él para este proyecto, no dudó en aceptar la oportunidad de revivir sus glorias como astronauta (figura 2). El entrenamiento que tuvo que recibir Glenn para adaptarse a su nueva misión fue muy extenso. En su primera misión en 1962, sólo tenía

Figura 3

6

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DESCRIPCION DEL SETUP Segunda y última parte Leopoldo Parra Reynada

Chipset Features Setup

Concluimos la descripción del programa encargado de la configuración de sistema en el estándar PC: el Setup. Le recordamos que este artículo, que iniciamos en el número anterior, corresponde a un capítulo del volumen TECNICAS AVANZADAS de la obra REPARACION Y ACTUALIZACION DE LA PC, editado por Centro Japonés de Información Electrónica.

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Este menú corresponde a parámetros que interactúan de forma directa con algunos elementos fundamentales de la tarjeta madre, como la memoria RAM, la caché, el intercambio de datos con sus buses de expansión, etc. (figura 6). Cualquier modificación en estas líneas puede traducirse en varios síntomas: un ligero aumento en el desempeño de la computadora, bloqueo total de la máquina durante el arranque y bloqueos del sistema durante la operación. En consecuencia, si usted no siente aún la confianza suficiente para manipular estos datos, lo mejor es dejarlos como están; después de todo, es mejor tener una máquina un tanto lenta a una que no funcione.

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Figura 6

ye abundante información para todo el público interesado. También puede encontrar datos interesantes en las páginas de AMI, MR BIOS y Phoenix. Otro punto donde puede obtener abundante información sobre el tema es el libro “THE BIOS COMPANION”, el cual puede adquirir a través de Internet, y que inclusive le permite consultar una porción de su contenido para que compruebe su utilidad (puede encontrarlo en la dirección http:/ /www.sysopt.com/bioscomp.html/); este libro resulta fundamental para toda persona que desee especializarse en la optimización del Setup.

Power Management Setup Estas líneas pueden variar considerablemente entre una marca y modelo de chipset a otro; así que sobra describir algún caso particular (por ejemplo el de la tarjeta madre que tomamos como base, que posee un chipset Intel Tritón TX), ya que si comparamos esta pantalla con la de una tarjeta con el chipset Tritón VX, seguramente encontraremos algunas diferencias; esta situación se acentúa si se trata de una tarjeta madre con chipsets de Opti, VIA, ALI o alguna otra marca. En todo caso, le recomendamos que contacte directamente con el fabricante del BIOS a través de Internet y que consulte la información específica para la tarjeta madre que esté optimizando; con esto se puede ahorrar una gran cantidad de problemas (figura 7). La página de Award inclu-

Figura 7

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Esta pantalla está especialmente dedicada a los parámetros relacionados con el ahorro de energía. Fueron incorporados por la presión de grupos preocupados por el deterioro ambiental y para cumplir con las especificaciones de algunas dependencias gubernamentales tanto de Estados Unidos como de Europa (la más conocida de ellas es la Enviromental Protection Agency o Agencia de Protección Ambiental, identificada por sus siglas EPA, figura 8). Por medio de estas opciones podemos hacer que ciertos elementos de la PC disminuyan su velocidad de operación (o la suspendan por completo), después de algún tiempo de que el usuario no proporcione ninguna orden adicional por el teclado, el ratón o algún otro elemento.

Figura 8

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Power Management Su función es habilitar o desactivar todas las características de ahorro de energía. Si esta línea está en Disabled, no importa lo que coloquemos en las demás opciones, el sistema no activará sus características de manejo de potencia.

PM Control by APM Por medio de esta línea se puede hacer que las características de ahorro de energía se den ya sea directamente por la tarjeta madre o por medio de software. Esta opción se colocó debido a que hay sistemas operativos que incorporan en sí mismos las características de conservación de potencia y en un momento dado pueden interferir con las órdenes del BIOS. Esto es especialmente crítico en computadoras portátiles.

Video off Method Aquí se indica lo que se desea que suceda con la pantalla del monitor una vez transcurrido el tiempo prefijado de no actividad: si se apagará la pantalla o se desea utilizar algún otro efecto (no todos los BIOS disponen de esta opción, y para que un monitor pueda obedecer a estos comandos también debe cumplir con las especificaciones EPA).

Doze mode De encontrarse habilitada, esta opción disminuirá el desempeño general del sistema en aproximadamente un 50%, lo cual redunda en un ahorro considerable de energía, aunque no es notado por el usuario, sobre todo si trabaja en aplicaciones sencillas como proceso de texto u hoja de cálculo.

Stand by Mode Activando esta línea, la máquina entra al “modo suspendido“; esto es, se desactiva la salida de video y el procesador se coloca en un modo de operación mínimo que le permite mantener la información básica de lo que estaba haciendo, pero no realizar ningún cálculo complejo.

HDD Power Down Si se activa, el disco duro dejará de funcionar una vez que transcurra el tiempo prefijado por

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el usuario sin que haya actividad en teclado y ratón. Esta opción es ligeramente riesgosa, ya que no todas las marcas y modelos de disco duro aceptan una interrupción en su operación a medio trabajo y puede conducir a daños permanentes en la unidad; así que utilícela con precaución. Esta opción no afecta el trabajo de unidades de tipo SCSI, sólo las IDE.

Wake Up Events in doze & Standby Mediante esta opción, se indica al BIOS qué líneas de interrupción debe monitorear para “despertar“ al sistema y sacarlo del modo Doze o Standby. Como puede observar, sólo se incluyen IRQs 3, 4, 8 y 12, correspondiendo las dos primeras a los puertos seriales 2 y 1 respectivamente, la 8 al reloj de tiempo real y la 12 al ratón tipo PS/2. Con esto podemos indicar, por ejemplo, que la computadora “despierte“ cuando llegue una comunicación por el módem conectado a puerto serial 2, con un movimiento del ratón en puerto serial 1 o en su conector PS/2, etc. La opción del teclado (IRQ1) siempre está activa por default, así que no se menciona.

Power down & Resume Events Estas líneas permiten determinar cuáles interrupciones monitoreará el BIOS para determinar si debe poner o sacar a la computadora del modo de ahorro de energía. Notará que aquí se tienen todas las líneas desde IRQ3 hasta IRQ15, así que es posible indicar al sistema los elementos que debe tomar en cuenta para decidir si se coloca en modo de ahorro de energía o no. Si desea activar las características de ahorro de energía en una computadora, le recomendamos que active los IRQs 4, 6 y 14, por default (4 = puerto serial 1 del ratón, 6 = unidad de disquete y 14 = unidad de disco duro). Si la máquina posee un ratón tipo PS/2, puede activar la línea 12 en lugar de la 4; si posee un módem, active el IRQ asignado a dicho dispositivo; y si incluye discos o dispositivos SCSI, también será conveniente activar su IRQ correspondiente. Los demás pueden quedarse sin habilitar, ya que no se utilizan en la arquitectura típica de la PC.

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EL PROGRAMA ELECTRONICS WORKBENCH Oscar Montoya Figueroa

Requerimientos del sistema

Desde hace ya muchos años que en el mercado informático se venden programas dedicados al diseño y simulación de circuitos electrónicos; tal es el caso de Orcad Express y Electronics Workbench, dos de los más conocidos en nuestro país. En el presente artículo nos ocuparemos de este último, destacando sus propiedades operativas, más que enfocando nuestros esfuerzos a enseñar su manejo, que además es muy intuitivo.

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Electronics Workbench versión 5.0a, es un programa que trabaja en ambiente gráfico, específicamente en Windows 95 y 98; en su versión para red, corre bajo Windows NT 3.51. Para su ejecución, se requiere una computadora 80486/100 MHz o superior, 8 megabytes en memoria RAM, monitor VGA y unidad lectora de CD-ROM. Con estos recursos como mínimo, el programa puede ser bien aprovechado; pero para óptimos resultados, siempre será más conveniente contar con un hardware superior.

EWB y la interfaz gráfica El programa Electronics Workbench -al igual que los demás programas con interfaz gráfica- contiene un menú principal desde donde se contro-

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Página Web del programa Electronics Workbench, de la firma canadiense Interactive Image Technologies Ltd.

hacia el área de trabajo (figura 2); es decir, para efectuar interconexiones, basta con arrastrar una línea desde los nodos a conectar (es casi como «dibujar a mano» un circuito, pero con la ventaja de poder energizarlo y de verificar su operación).

Alcances del programa

Figura 1

la todo lo referente a los archivos y su edición; además dispone de una barra de herramientas en la que encontramos iconos para acceder a todos los componentes tanto analógicos como digitales, indicadores, equipo de medición y, en general, a todo los recursos de un laboratorio de electrónica para diseñar e implementar cualquier circuito (figura 1). Dispone también de una serie de botones que al ser oprimidos ejecutan directamente la acción asociada; gracias a ello, mediante la simple pulsación de una tecla, tenemos a nuestro alcance todos los componentes digitales y analógicos con los que estamos acostumbrados a trabajar (por ejemplo, cualquier tipo de fuente de alimentación: de voltaje, de corriente; dependiente o independiente, etc.) Y lo más importante: lo único que hay que hacer es arrastrar los componentes

Figura 2

Desde cualquier punto de vista, es una gran ayuda simular circuitos electrónicos mediante EWB. Gracias a este programa, es posible monitorear el comportamiento de un circuito al que se le hayan «conectado» varios aparatos de medición, sin riesgo de que por mala conexión se cause daño en componentes o en el propio equipo; también facilita la sustitución de componentes y permite modificar sus características (valores nominales) sin necesidad de desconectar el circuito, así como visualizar formas de onda con el uso de osciloscopio o diseñar mediante dispositivos “reales” (es decir, los componentes pueden elegirse por su matrícula; como si se compraran y montaran en un protoboard). Y si fuese necesario, se pueden determinar las condiciones reales en que va a funcionar el dispositivo (la temperatura, por ejemplo). Todo esto da lugar a una simulación de alta calidad, puesto que -como ya se señaló- permite predecir con mayor exactitud el funcionamiento tanto de componentes como del circuito en general. Dado que las mediciones incluso pueden imprimirse junto con el circuito, se tiene la opción de generar diferentes reportes de proyecto o simplemente diagramas impresos y una lista de partes con matrículas.

Descripción general del programa Básicamente, Electronics Workbench es un simulador de electrónica con el que se pueden diseñar circuitos medianamente complejos; y para esto, prácticamente basta con “arrastrar” los componentes en el área de trabajo. Gracias a su gran librería disponible de componentes, casi cualquier circuito está al alcance del usuario. Así por ejemplo, encontramos com-

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ponentes básicos, diodos, transistores, circuitos integrados (figura 3) de diferentes tipos como compuertas y flip-flops; además de indicadores y, por supuesto, equipo de medición. Figura 4

Figura 3

de las condiciones iniciales de operación y determinación de la función de transferencia para algún bloque funcional.

Observaciones

Cuenta con un botón de encendido, para que el circuito se energice una vez terminado de armar y puedan efectuarse las lecturas en los instrumentos de medición. También tiene un botón de pausa, que sirve para detener el proceso en cualquier momento; de esta manera, se pueden analizar, por ejemplo, las formas de onda en el osciloscopio (y si lo desea, guardar éstas en un archivo). Dentro de la barra de menú, en la opción WINDOWS se puede activar un pequeño editor de texto -denominado DESCRIPTION- muy útil para agregar cualquier comentario que se vaya generando a lo largo de los experimentos; con esto es posible elaborar una bitácora de experimentos con el circuito diseñado. Otra prestación que contribuye a aligerar el trabajo, es la de un botón (figura 4) que al ser oprimido abre un área para insertar los componentes de mayor uso; de esta forma, se tiene a la mano una “caja de componentes” con los dispositivos y características que normalmente se utilizan en el servicio. Para quienes deseen hacer análisis más detallado del comportamiento de circuitos y componentes, existen dentro de la barra de menú, en la opción ANALYSIS, diversas alternativas; por ejemplo, análisis de temperatura, determinación

Este programa es aplicable tanto en trabajos de investigación universitarios (es el caso del estudiante que desea armar alguna práctica sencilla y hacer su reporte), como en el desarrollo de aplicaciones electrónicas en las que se requiere controlar diferentes parámetros a fin de reducir al máximo los problemas que pudieran surgir en el momento de armar físicamente el prototipo. Los archivos que genera este programa tienen la extensión EWB, y son realmente pequeños (del orden de los KB, que en el ambiente Windows 95 representa muy poco espacio).

Componentes Entre los componentes básicos encontramos resistencias, capacitores y bobinas, cuyo valor puede ser fijo (pudiendo éste establecerse con exactitud) o variable. También existen transformadores, relevadores, interruptores y otros elementos de uso común, así como diodos rectificadores, LEDs, puentes rectificadores, SCR, y todo tipo de transistores (bipolares, FET, MOSFET e incluso los GaAsFET; figura 5).

Primer bloque de botones Existen tres botones con los que podemos seleccionar un circuito de entre una gran variedad de circuitos integrados, tanto analógicos como digitales. Si es necesario, esta selección abarcará también el modelo o matrícula -según sea el

Figura 5

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fabricante- para ver en pantalla la forma en que vienen dispuestas las terminales del chip.

Segundo bloque de botones Hay otro par de botones, dedicados a funciones relacionadas con componentes digitales; mientras que el primero permite elegir de manera individual las compuertas o algún chip que contenga este tipo de compuertas (figura 6), el segundo nos muestra todo tipo de circuitos secuenciales (desde los flip-flops básicos como elementos o chips que contengan este tipo de elementos, hasta contadores o registros de corrimiento). Además, contiene multiplexores, demultiplexores, codificadores, decodificadores y circuitos aritméticos como una ALU (unidad aritmético lógica).

Figura 6

Tercer bloque de botones En el último bloque de botones de la barra, encontramos el botón de los indicadores y controles que, entre otras cosas, proporciona monitores de corriente y voltaje precisamente para observar los valores o, en su caso, cambios que éstos presentan conforme transcurre el tiempo de prueba.

Figura 7

También encontramos displays de 7 segmentos, y hasta un buzzer. Dentro de los controles tenemos, por ejemplo, un bloque que nos ayuda a determinar la función de transferencia de alguna sección del circuito.

Equipo disponible El EWB ofrece dos grupos de elementos fundamentales para la simulación electrónica: las fuentes de alimentación y el equipo de medición. En el primer grupo podemos encontrar todo tipo de fuentes -dependientes e independientes-, que son controladas por voltaje o por corriente, referencias de voltaje, etc. (figura 7); en el segundo grupo está un multímetro, un generador de señales, un generador de bytes (palabras lógicas) para trabajar con memorias principalmente, así como un osciloscopio. Cabe señalar que cada uno de estos instrumentos tiene su propia carátula desde donde se pueden ajustar las escalas de cada aparato de medición.(figura 8).

EWB y la edición de circuitos Con el propósito de reafirmar los conceptos de edición con el EWB, diseñaremos un circuito oscilador que servirá para ejemplificar la forma

Figura 8

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LA SUPERCONDUCTIVIDAD Y SUS APLICACIONES Leopoldo Parra Reynada

La superconductividad, es una propiedad que presentan ciertos materiales sólidos de perder súbitamente toda resistencia al paso de la corriente eléctrica al sobrepasar un nivel umbral térmico denominado “temperatura crítica”. Si bien este fenómeno se conoce desde principios del presente siglo, es hasta años recientes cuando se están encontrando nuevas y fascinantes aplicaciones. El presente artículo tiene como objeto precisamente mostrarle el grado de desarrollo que tiene la tecnología superconductora, y qué se puede esperar de ella en un futuro cercano. 10

Un poco de historia Desde que comenzaron a estudiarse los fenómenos eléctricos y fue descubierta por George Ohm la ley que tomaría su nombre, algunos experimentos demostraron que la resistencia eléctrica de los materiales sufre variaciones si se exponen a cambios de temperatura. De hecho, al medirse estas variaciones, llegó a calcularse un parámetro conocido como “coeficiente de temperatura”, el cual indica qué tanto se modifica el valor de la resistencia de un material al aplicarle una variación de temperatura. También se descubrió que casi todos los materiales conductores (especialmente los metales) presentan un coeficiente de temperatura positivo, esto es: cuando aumenta su temperatura aumenta su resistencia y, al contrario, cuando la temperatura

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desciende, la resistencia eléctrica del material tiende a disminuir (este comportamiento es el común en la mayoría de los materiales, aunque los semiconductores llegan tener un coeficiente de temperatura negativo, situación que se aprovecha para la fabricación de los termistores). Simultáneamente al estudio de las propiedades conductoras de los materiales, en el siglo pasado, la comunidad científica se encontraba verdaderamente fascinada con la investigación de los fenómenos “criogénicos”. La criogenia es la rama de la física que se ocupa de la aplicación de los fenómenos que se producen en la materia al ser sometida a bajas temperaturas. Los experimentos realizados entonces, se orientaban principalmente a la licuefacción de los gases que componen la atmósfera terrestre (oxígeno, nitrógeno, bióxido de carbono, hidrógeno, helio, etc.). Se pensó que si se enfriaban lo suficientemente, pasarían de su estado gaseoso al líquido, lo que permitiría investigar nuevas propiedades de dichas sustancias. Durante toda la segunda mitad del siglo pasado, se logró licuar casi todos los gases, gracias a que se perfeccionaron los métodos para conseguir temperaturas muy bajas, cercanas al 0K (cero grados Kelvin es igual a -273.16 grados centígrados) nivel conocido como “cero absoluto”. El único gas que no pudo ser licuado, sino hasta el siglo XX, en 1908, fue el helio, que tuvo que ser llevado a una temperatura de 4.22K (sólo como curiosidad científica, en la actualidad se ha conseguido llevar a todos los gases incluso a su estado sólido, exceptuado al helio, el cual no parece solidificarse ni siquiera a temperaturas de apenas una fracción de grado por encima del cero absoluto). Ya que se disponía de la tecnología para obtener temperaturas tan bajas, a muchos científicos se les ocurrió investigar qué sucedía con las propiedades de diversos materiales en esas condiciones. Fue el físico holandés, de la Universidad de Leyden, Heike Kamerlingh Onnes (el mismo que logró licuar el helio por primera vez), quién descubrió en 1911 el fenómeno que posteriormente se llamaría “superconductividad”. Por este importante hallazgo, Onnes recibió en 1913 el premio Nobel de Física (figura 1).

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Figura 1

Qué se entiende por superconductividad Como se mencionó, los científicos sabían ya que la resistencia eléctrica de la materia disminuye conforme baja la temperatura. Onnes quiso averiguar hasta qué punto se podía reducir dicha resistencia, y si fuese posible lograr que desapareciera por completo. Por uno de esos extraordinarios golpes de suerte o de intuición, eligió al mercurio como material a investigar (además de que era uno de los metales que más fácilmente se obtenía en estado puro). Al enfriarlo por debajo de los 4.22K (en esos niveles ya en estado sólido), Onnes notó que la resistencia era tan pequeña que ya no se podía medir, y dedujo un comportamiento perfectamente lineal de la resistividad eléctrica del mercurio ante cambios en la temperatura. Observe en la gráfica de la figura 2 cómo se va reduciendo la resistencia a medida que baja la temperatura, hasta que llega a 0, justo en un nivel de 4.22K.

Resistencia

Figura 2

Temperatura 4.22 k

11


Sin embargo, investigaciones posteriores permitieron determinar que en realidad la variación sí era lineal pero hasta poco arriba de los 4.22K, y que llegado a este punto de temperatura existía un “salto” descendente súbito, como se muestra en la figura 3. A este estado en que desaparece la oposición al paso de la corriente eléctrica, es decir, en que no hay disipación de energía, se le llamó “superconductividad“. Pero además, en estas condiciones, los materiales exhiben otras importantes características, según veremos enseguida. Figura 3 Resistencia

0

4.22 k

Temperatura

Características de los superconductores Veamos ahora dos propiedades que hacen tan especiales a los superconductores. 1) La principal, y más obvia, es su nula resistencia, y por consiguiente la posibilidad de ofrecer una virtualmente infinita velocidad de propagación de la energía eléctrica sin pérdida alguna por calor disipado. Esto se comprende mejor si recordamos que la potencia que disipa un conductor, es una función de la corriente que circula por él y de la resistencia del mismo. Analicemos sobre la siguiente fórmula algebraica que nos permite expresar el razonamiento anterior: P = R x I2 Donde: P = potencia disipada (watts)

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R = resistencia eléctrica I = corriente circulando Es obvio entonces que si la resistencia es igual a cero, la potencia disipada también será igual a cero. 2) Impenetrabilidad del flujo magnético en el material superconductor. Esto es muy importante, dado que el efecto se puede aprovechar para la fabricación de sistemas realmente asombrosos. Aunque existen otras propiedades interesantes en los superconductores, las dos anteriores son las que más se pueden aprovechar en diversas áreas de la técnica. Ahora bien, ¿por qué se ha desatado en todo el mundo tal interés por los superconductores, si se descubrieron hace más de 80 años? La respuesta es simple: hasta hace no muchos años, los únicos superconductores que se conocían eran metálicos y pasaban a dicho estado solamente si se sometían a temperaturas extremadamente bajas, lo que los convertía en una rareza de laboratorio sin ninguna aplicación práctica inmediata. Sin embargo, con los años se han descubierto aleaciones cerámicas que se comportan como superconductores a temperaturas relativamente altas, alcanzando en algunos casos cerca de los 100 grados Kelvin, es decir, bastante arriba de la temperatura de ebullición del nitrógeno líquido, que es un refrigerante barato y fácil de obtener. Este alcance ha estimulado a los investigadores en la búsqueda de superconductores aún más “calientes”, que haga factible su aplicación masiva sin un gasto excesivo en sistemas de refrigeración. Concretamente, el descubrimiento de materiales superconductores de tipo cerámico fue realizado por J. Georg Bednorz y K. Alexander Müller, en un laboratorio de la IBM de Zurich, Suiza, lo que les valió el premio Nobel de Física de 1987 (figura 4). Otro investigador que también ha aportado importantes avances en este campo es el doctor Paul Chu, de la Universidad de Houston (quien de hecho descubrió el primer superconductor de “alta temperatura”, alrededor de –179ºC).

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Figura 4 J. Georg Bednorz

K. Alexander Miiller

Esta aplicación ha despertado el interés de la comunidad científica internacional, ya que podría reducir considerablemente los costos de generación y distribución de energía eléctrica, al grado de que con un cable de muy pequeño calibre podrían circular varios cientos o miles de amperes sin pérdida apreciable de energía en forma de calor. En la actualidad ya se están haciendo experimentos en dicho campo, y se calcula que en la primera década del siguiente siglo se instalarán las primeras líneas de transmisión de este tipo en los Estados Unidos (en Europa y Japón se tiene un interés similar, así que estamos frente a una verdadera “carrera tecnológica” entre todas estas naciones para ver quién desarrolla primero y más eficientemente esta aplicación).

Generación de energía eléctrica

Aplicaciones de los superconductores Transmisión y distribución de energía eléctrica Sabemos que la resistencia de un cable puede considerarse de cero a distancias cortas; pero si consideramos un cable que mide decenas e incluso cientos de kilómetros, su resistencia ya no puede despreciarse. Si a esto añadimos que dicho cable debe transportar miles de kilowatts de potencia, el problema es realmente complejo. La solución que se ha dado hasta hoy, es la utilización de líneas de muy alto voltaje (220 ó 440 KV), lo cual disminuye de manera significativa la corriente que circula por los cables y, por consiguiente, la pérdida de energía por calor disipado. Actualmente se han desarrollado cables superconductores para la transportación y distribución de energía eléctrica, mas no se han generalizado. Este tipo de cables requieren de una cubierta refrigerante a su alrededor para mantenerlos a una temperatura inferior al nivel crítico. Sin embargo, tal cubierta no sería necesaria si se dispusiera de un elemento conductor que trabajara a la temperatura ambiente, de ahí el interés de los físicos en la búsqueda de superconductores cerámicos. En la figura 5 se muestra la estructura de este tipo de cables.

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Los generadores eléctricos no trabajan a los elevados voltajes de la línea de transmisión; por lo tanto, para que la potencia generada sea grande, es necesario que por los embobinados circulen corrientes muy elevadas. Para poder manejar estas corrientes, los generadores se construyen con cables muy gruesos, capaces de soportar esas condiciones de trabajo, lo que redunda en un volumen y peso excesivos (el rotor de un generador eléctrico puede pesar varias toneladas, lo que implica que se necesita un enorme volumen de agua circulando, y por consiguiente una presa enorme, para poder moverlo e iniciar la generación de electricidad). Si estas unidades se construyeran con tecnología superconductora, tanto el tamaño como el peso se reducirían considerablemente, disminuyendo los costos de construcción, montaje y mantenimiento, permitiendo incluso obtener de presas relativamente pequeñas una cantidad apreciable de energía eléctrica. En este campo (y en el anterior), destacan los compuestos con base en Bismuto, que ya se están investigando y comenzando a aplicar en forma experimental. Estos compuestos han venido a sustituir las tradicionales aleaciones de Niobio y Titanio, que fueron ampliamente utilizadas a partir de los años 60 (vea más adelante una de las aplicaciones de estas aleaciones).

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CIRCUITO INTERCOMUNICADOR Oscar Montoya F. y Alberto Franco S.

Introducción

En este artículo hablaremos, en principio, de los elementos principales que conforman un intercomunicador, para enseguida describir un circuito muy sencillo de construir y que usted podrá aplicar de manera flexible en distintas situaciones.

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Los intercomunicadores o interfonos son sistemas de comunicación electrónica local. Su principio de operación es muy parecido al utilizado por el teléfono; pero a pesar de ello no se pueden conectar entre sí de modo directo, debido a lo diferente de los circuitos que se utilizan en cada uno. Estos aparatos son utilizados como redes de comunicación interna e independiente de la línea telefónica, y su principal característica es que, a diferencia de cualquier otro medio de comunicación local, emplean una red de cable como enlace entre un aparato y otro; además, siempre son sistemas fijos. Las instalaciones de intercomunicación se han incrementando durante los últimos años, especialmente en el área doméstica, pues estos sistemas nos dan cierto grado de seguridad al tener una confirmación audible de la persona que toca la puerta, sin tener que abrirla.

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En el presente artículo se describen las partes fundamentales que conforman un sistema de intercomunicación, iniciando con los elementos principales y la teoría de operación de las diferentes configuraciones, para luego pasar a un circuito sencillo mediante el cual se construye un intercomunicador.

Configuración de los sistemas de intercomunicación Como ya mencionamos, este tipo de sistemas se utilizan como una red de comunicación interna. El termino “red” se utiliza para definir a un conjunto de terminales o interfonos conectados entre sí. Dependiendo de las características de la construcción donde se va a instalar y de las necesidades del usuario, se pueden elegir entre diferentes formas de instalación o conexión, tal como lo veremos a continuación.

Conexión simple de dos interfonos

Instalación de dos terminales de comunicación (Sistema de interfono simple)

Terminal Terminal Línea de comunicación (cable telefónico) Fuente de alimentación

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Conexión centralizada Se utiliza para la comunicación entre un aparato principal (conectado a un sistema de conmutación electrónico) y un cierto número de aparatos secundarios. Normalmente se utilizan en pequeñas empresas donde se requiere de comunicación directa entre los departamentos y con la dirección (figura 2).

Instalación centralizada de intercomunicador

Terminal

Línea

Terminal

Conmutador electrónico

Terminal

Es la forma más sencilla de establecer un enlace directo entre dos puntos sólo con ayuda de una fuente de alimentación, las terminales de comunicación y el cable de transmisión. Este tipo de conexión se utiliza normalmente para comunicar dos habitaciones, oficinas o la casa y el taller. En la figura 1 se presenta el diagrama de conexión de una red simple de dos intercomunicadores, cuyo enlace se logra con ayuda de un

Figura 1

cable telefónico y una fuente de alimentación que suministra la corriente a ambos aparatos.

Terminal

Fuente de alimentación

Figura 2

Una versión más simple de la configuración centralizada consiste en conectar múltiples terminales de interfono a una sola terminal central, de forma que el enlace de comunicación se realiza entre las terminales y la central, pero nunca entre éstas.

Configuración de portero electrónico Con esta configuración es posible enlazar las diferentes terminales de interfono de los departamentos de un edificio, con la terminal de entrada. Es decir, el visitante puede establecer la comunicación desde la terminal de entrada con cualquiera de los aparatos conectados en la red. Para esto, la terminal de entrada cuenta con un timbre independiente para cada uno de los departamentos, de manera que al llamar desde la terminal de entrada a alguno de ellos, el anfitrión contesta desde su terminal en el interior de su hogar.

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Figura 3 Portero electrónico

Fuente de alimentación

Chapa electrónica

El único inconveniente de este sistema es que la comunicación se establece con todos a la vez; así que, aunque sólo uno recibe la señal del timbre, todos pueden escuchar la comunicación. Algunos modelos más modernos de intercomunicadores cuentan con un interruptor para cada terminal, de forma que al ser presionado, se acciona un sistema electromecánico que automáticamente abre la puerta de entrada, evitando que el anfitrión se desplace a abrirla (figura 3).

Terminales en conexión estrella En este modelo, todas las terminales forman una pequeña red de intercomunicación en la que cada aparato puede ponerse en contacto con cualquiera de los demás. La selección del usuario con el que se desea hablar, se realiza de manera manual y directa mediante interruptores y LEDs indicadores (figura 4).

Instalaciones compuestas Este tipo de instalaciones tienen características funcionales de por lo menos dos de las conexio-

Figura 4

Conexión de Intercomunicación total

Fuente de alimentación

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Principio de funcionamiento de los micrófonos de carbón Recipiente

Figura 5

R

R Amperímetro

Membrana

+ Gránulos de carbón

nes que se acaban de describir. Por ejemplo, se pueden considerar como instalaciones compuestas las que tienen una terminal (estación) central, y la estructura de portero electrónico. Este tipo de conexiones son muy comunes en edificios de viviendas. También se pueden encontrar instalaciones de intercomunicación que utilizan medios distintos; es decir, además de los servicios comunes de telefonía, permiten realizar funciones especiales como la transmisión de video o la búsqueda de personas mediante una llamada, a través de bocinas colocadas estratégicamente en el inmueble. Como ya comentamos, estas instalaciones de intercomunicación son de uso privado. Cada tipo de instalación de intercomunicación se caracteriza por un esquema de conexión y por el uso de determinado tipo de aparatos, sin embargo, gracias a la maleabilidad de este tipo de esquemas y a la relativa sencillez de los equipos, cada instalación puede adoptar configuraciones muy variadas, tanto de circuitos internos del intercomunicador, como de conexión funcional de la red. Esta es una ventaja, ya que se presta para poder adaptarlos a cualquier necesidad funcional.

Elementos principales de un intercomunicador Micrófono El micrófono es uno de los elementos básicos que conforman cualquier sistema de intercomunicación. El micrófono es un transductor cuya función es la de transformar las ondas sonoras

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Ondas sonoras + -

Señal eléctrica

que recibe en señales eléctricas. Puede ser de carbón, de bobina móvil y piezoeléctrico; a continuación describimos brevemente los dos primeros. a) El micrófono de carbón está formado por un recipiente con partículas muy pequeñas de carbón, contenidas por una tela delgada y sujetada mediante una lámina metálica ranurada (figura 5). Bajo la acción de las ondas sonoras, comprime el carbón haciendo variar la resistencia total del dispositivo; al polarizar el micrófono, las variaciones de resistencia provocan variaciones en la caída de tensión, de forma que éstas representan las ondas sonoras de la voz. Este tipo de micrófonos operan en un rango de frecuencias de 250 Hz a 4 KHz, ya que ese es también el rango de la voz humana. En estos micrófonos es característico un ruido de fondo; se trata de una distorsión provocada por la misma naturaleza del micrófono, pero son los más utilizados por su bajo costo. b) En el micrófono de bobina móvil, los elementos electromagnéticos reducen las distorsiones de la señal y son más estables que los transductores de carbón; pero como generan una señal de baja intensidad, se requiere de etapas posteriores de amplificación. El principio de operación se basa en la generación de un voltaje inducido en una bobina situada cerca de un imán que proporciona el flujo magnético a la bobina (figura 6). A cada vibración mecánica de la membrana, corresponde una variación del flujo magnético, con

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CIRCUITOS DE SOLDADURA SUPERFICIAL Segunda y última parte Oscar Montoya F. y Alberto Franco S.

Introducción

Concluimos en esta ocasión el artículo sobre circuitos de soldadura superficial que iniciamos en el número anterior. Continuaremos describiendo las características de los dispositivos de montaje superficial y finalizaremos el tema con una serie de recomendaciones para soldar este tipo de componentes.

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Primeramente recordemos que, en comparación con los dispositivos discretos convencionales, los dispositivos de montaje superficial son elementos electrónicos de dimensiones muy reducidas, y que su interconexión en las tablillas de circuito impreso se realiza soldándolos en las pistas y pads de la superficie. La mayor parte de la tecnología electrónica que hoy se produce utiliza dispositivos de montaje superficial. Esto permite la reducción de costos de manufactura, de inversión en materiales, de peso y de consumo de energía de los propios aparatos.

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Figura 1 Encapsulado SOT-23 para montaje superficial Dimensiones en milímetros 3 (0.48) 1 2 (1.3)

(2.5) Max.

(0.95) (1.9)

(3.0) Max. (1.1)

(0.2)

Diodos de sintonía

cumplen una gran cantidad de funciones; por ejemplo:

Los diodos de sintonía tienen la capacidad de modificar su valor de capacidad en función del voltaje de polarización aplicado en sus terminales. Estos diodos, que están disponibles para toda la banda de frecuencias utilizadas en electrónica (desde la banda de HF hasta la de UHF), se utilizan en receptores y transmisores de radiofrecuencia. Dentro de estos sistemas, los diodos

• Sintonía de lazo cerrado por fase (PLL). • Ajuste de frecuencia de osciladores locales. • Selectores presintonizados de radiofrecuencia. • Filtros de radiofrecuencia. • Registros de fase de radiofrecuencia. • Amplificadores de RF. • Control automático de frecuencia.

Figura 2 Encapsulado SOT-23 para montaje superficial

Capacitancia (picofaradios)

Matrícula

VR(BR)R Volts min.

Radio Cap (4.0 V, 50 MHz)

Q

7.5 11 13.2 16.5

30 30 30 30

2.5 2.5 2.5 2.5

400 350 350 350

22

24.2

30

2.5

300

27 33

29.7 36.3

30 30

2.5 2.5

250 200

Min.

Nom.

Má x.

MMBV2101LT1 MMBV2103LT1 MMBV2104LT1 MMBV2105LT1

6.1 9 10.8 13.5

6.8 10 12 15

MMBV2107LT1

19.8

MMBV2108LT1 MMBV2109LT1

24.3 29.7

ELECTRONICA y servicio

19


Figura 3 3

Encapsulado SOT-33 de montaje superficial dual, con dos diodos de sintonía

(*)

M4B 1

VR(BR)R Volts min.

Radio Cap (3.0 V, 50 MHz)

Q

Min.

Nom.

Máx .

MV104

37

42

3

2.5

100

*

MMBV432LT1

43

48.1

2

1.5

100

**

• Filtros de video y líneas de retardo. • Generadores de armónicas. • Moduladores de frecuencia FM. En su construcción, estos dispositivos son dotados de tecnología de unión abrupta o de unión hiperabrupta. La familia de unión abrupta incluye una gama de dispositivos que se emplean en la mayoría de los circuitos sintonizados para rangos pequeños de frecuencia, los cuales cubren sin embargo todo el espectro de frecuencias; por su parte, los diodos de unión hiperabrupta presentan altos valores de radio de capacitancia; dado que esto es particularmente adecuado para cuando se necesitan amplios rangos de selección de frecuencia, es muy común encontrar este tipo de dispositivos en radios de AM/FM y en la sección de sintonía de televisores modernos. Cabe aclarar que la mayoría de los diodos de montaje superficial vienen en un encapsulado tipo SOT23 (siglas de Small Outline Transistor o transistor de encapsulado pequeño), cuyas características físicas se muestran en la figura 1, junto con una fotografía para que los identifique fácilmente. A continuación presentamos un conjunto de diodos de sintonía de unión abrupta, mismos que varían su capacitancia en términos de un radio que va de 2.0 a 30 voltios; se fabrican en un encapsulado SOT-23, tal como se muestra en la figura 2.

20

2

Capacitancia (picofaradios)

Matrícula

(**)

Los siguientes dispositivos de montaje superficial contienen dos diodos de sintonía dentro del mismo empaque, y utilizan un encapsulado tipo SOT-33 (figura 3). Algunos de los modelos de diodos de sintonía de unión hiperabrupta, en encapsulado SOT-23,

Figura 4 Encapsulado SOT-23 para diodos de sintonía de montaje superficial, con tecnología de unión hiperabrupta

3

1

2

Matrícula

Marca

Voltaje zener

MMSZ5221BT1

C1

2.4

MMSZ5222BT1

C2

2.5

MMSZ5223BT1

C3

2.7

MMSZ5224BT1

C4

2.8

MMSZ5225BT1

C5

3.0

MMSZ5226BT1

D1

3.3

MMSZ5227BT1

D2

3.6

ELECTRONICA y servicio


Figura 5

Configuraciones de los diodos dentro del encapsulado 3

Estilo 8

1

3

Estilo 9

1

2

Matrícula

Estilo 11

2

3

1

Estilo 19

3

1

2

2

V(BR)R Volts Pfd

CTmax

Marca

Estilo 8

MMBD701LT1

70

1.0

5H

MMBD301LT1

30

1.5

4T

8

MMBD101LT1

7.0

1.0

4M

8

MMBD352LT1

7.0

1.0

M5G

11

MMBD353LT1

7.0

1.0

M4F

19

MMBD354LT1

7.0

1.0

M6H

9

se indican en la figura 4. Recuerde que el indicador de marca viene impreso en el cuerpo del dispositivo; básicamente es una abreviatura definida por el fabricante, que permite reconocer cada tipo de dispositivo de montaje superficial.

tal particularidad será aprovechada en muchas aplicaciones electrónicas. Ahora veremos un grupo representativo de diodos Schottky en su versión de Hot-carrier, los cuales se fabrican en encapsulados de montaje superficial (figura 5).

Diodos Schottky Diodos de conmutación Los diodos Schottky de alto nivel de portadores, llamados Hot-carriers, se utilizan como mezcladores y detectores de alta frecuencia en las bandas de VHF y UHF; y, en general, en la mayoría de las aplicaciones donde haya señales de alta frecuencia. Estos dispositivos presentan características eléctricas muy estables, gracias a la eliminación del diodo de punto de contacto. En poco tiempo,

Los diodos de conmutación, que son dispositivos que manejan pequeñas señales, se utilizan para conmutación de baja corriente y aplicaciones de conducción. En la tabla de la figura 6 señalamos dos diodos de conmutación de montaje superficial; se indica también el encapsulado para estos dispositivos.

Diodos múltiples de conmutación Para ahorrar espacio y costos, se encapsulan diferentes configuraciones de diodos de conmutación en empaques de soldadura superficial. En la figura 7 se muestra el encapsulado y las configuraciones para estos diodos.

Figura 6 Estilo 8

3

Encapsulado para diodos de conmutación

1

2

Matrícula

V(BR)Rmin Volts Pfd

Marca

MMBV3700LT1

200

4R

MMBV3401LT1

35

4D

ELECTRONICA y servicio

Diodos zener Recordemos que los diodos zener son dispositivos semiconductores que durante su operación normal deben polarizarse de manera inversa; así, pueden hacer que en los extremos de sus termi-

21


EL CONTROL REMOTO Leopoldo Parra Reynada

Qué es un control remoto

El control remoto digital es un accesorio de gran importancia en el manejo de los aparatos electrónicos modernos: sistemas de componentes, receptores de cable y de antena parabólica, videograbadoras y cámaras de video, no pueden prescindir ya de esta unidad. En el presente artículo vamos a hablar de la teoría de operación del control remoto inalámbrico, con miras a apoyar los procedimientos de servicio a estas unidades, que es el tema del siguiente artículo.

ELECTRONICA y servicio

Un control remoto es una unidad externa con la que es posible operar un equipo a distancia, esto es, sin que el usuario tenga la necesidad de establecer algún contacto físico con el sistema asociado; por ello, en el control remoto se concentra el manejo de las diversas funciones del equipo al que complementa. En los aparatos electrónicos domésticos el uso de este dispositivo permite acceder a los distintos controles y prestaciones del equipo; encendido, cambio de canal, conmutación de funciones, nivelación de volumen, congelamiento de imágenes, efectos especiales, etc. Incluso en algunos televisores modernos, diversos ajustes que antes el técnico debía efectuar mediante presets, ahora se llevan a cabo vía el control remoto, modificando los valores de ciertas memorias internas que a su vez controlan a sendos potenciómetros digitales (figura 1).

25


Figura 1

1

Con el remoto, se coloca al televisor en el modo de servicio y se le dan las instrucciones pertinentes

El CPU dentro del aparato recibe las órdenes y se encarga de su cumplimiento

El CPU se comunica con los presets electrónicos, modificándolos según la selección efectuada

2

3

4

No. de función

00 AFC 00 SERVICE

Como indicador visual, el CPU expide en pantalla una serie de datos numéricos, para que el personal de servicio pueda comparar con las tablas del manual

Modo de servicio Sub-función accesada

Es importante resaltar que el rango de prestaciones otorgadas por un control remoto dependerá del diseño específico de cada equipo. Cabe mencionar que la evolución que este accesorio ha experimentado al paso del tiempo (figura 2), no ha modificado su principio básico de operación: un transmisor envía las instrucciones codificadas mediante algún canal de comunicación hacia un receptor alimentado permanentemente, el cual capta la señal y la envía en forma de pulsos eléctricos al sistema de control, donde el comando específico es identificado para proceder a ordenar su ejecución.

El control remoto digital La principal característica del control remoto moderno es que se apoya en la tecnología de las emisiones infrarrojas para la transmisión de órdenes entre la unidad remota y el aparato receptor. Analicemos cómo trabajan estos accesorios, cuáles son las señales que emiten y algunos aspectos relevantes de su operación.

Propiedades de las emisiones infrarrojas La luz infrarroja es una emisión electromagnética cercana al espectro de la luz visible (figura

26

Nivel de ajuste 00 63

3). Entre las propiedades que le otorgan ventaja sobre otros sistemas utilizados anteriormente, resaltan: • Son ondas altamente direccionales, por lo que es necesario “apuntar“ o dirigir el accesorio remoto hacia el aparato sujeto a control, sin afectar a otros equipos que se ubiquen de manera cercana a la trayectoria de los rayos. • Su rango de acción es muy limitado (un máximo promedio de siete metros), lo cual impide que las señales “salgan“ del recinto donde se generan y afecten a otros aparatos de habitaciones contiguas. • Los LEDs (diodos emisores de luz) son muy económicos y su operación es muy confiable. • Debido a la naturaleza particular de las ondas de luz, es posible enviar datos a muy alta velocidad, con la certeza de que tanto la emisión como la recepción serán adecuadas. • La emisión de rayos luminosos por medio de un LED consume un mínimo de energía, lo que prolonga la vida útil de las baterías empleadas. Desde que los fabricantes decidieron aprovechar un rayo de luz para el envío de información, consideraron más apropiado no utilizar emisiones

ELECTRONICA y servicio


Figura 2 Podría decirse que el primer control remoto utilizado en un aparato electrodoméstico consistió en un cable con una clavija y un interruptor en sus extremos.

ON/OFF

A fines de los años 70, y apoyados en el sistema digital, los primeros diseños de control remoto contaban con un conjunto de interruptores colocados de manera paralela en los equipos, enlazados por un conjunto de cables.

ON

L

/OF

VO

F CH NE

L

AN

VO

También en la década de los 70, se recurrió a otros medios de enlace entre el emisor y receptor. Los primeros dispositivos inalámbricos utilizaban ondas acústicas ultrasónicas producidas por un conjunto de campanillas tubulares.

L

Baterías

Solenoides

Campanas ultrasónicas

Ondas ultrasónicas

CIRCUITO OSCILADOR RC

AMP Bocina ultrasónica

La sustitución de las campanillas por circuitos resonantes y una bocina ultrasónica, permitió incluir en los controles un mayor número de órdenes; pero se presentó la dificultad de que la señal enviada sobrepasaba la esfera de acción requerida e interfería en otros aparatos.

C1

C2

C3

C4

C5

C6

........

Cn

Receptor de radio Aunque se utilizó como una alternativa de solución a los problemas causados por la señal ultrasónica, el uso de señales de ondas de radio no fue del todo eficiente.

Ondas de radio

} órdenes

ELECTRONICA y servicio

27


Longitud de onda en metros

Figura 3 10-15 10-14 10-13 10-12

10-11

Rayos Gamma

10-10

10-9

10-8

10-7

Ultravioleta

10-6

10-5

10-4

10-3

Infrarrojo

10-2

10-1

1

1

10

2

10

10

3

10

4

10

5

10

6

7

10

8

10

Ondas de Radio

Ondas de Radio

Radio de onda corta Rayos X Luz visible

Tipo de radiación

Microondas radar

TV RadioFM

RadioAM

Banda empleada por los modernos controles remoto

del espectro visible, lo que podría ser molesto para los usuarios en determinadas circunstancias, sino la porción que se ubica justo abajo de

la frecuencia correspondiente al color rojo (de ahí el nombre de “zona de infrarrojo“). Y si bien este tipo de rayos constituye una fuente de ca-

Figura 4 Parte superior

Contactos para batería

Teclado de goma

Circuito impreso Ventana transparente

Parte inferior Tapa de baterías

28

ELECTRONICA y servicio


REPARACIONES MENORES EN UNIDADES DE CONTROL REMOTO Leopoldo Parra Reynada

Observaciones referentes al servicio

Continuando con el tema de las unidades de control remoto, en este artículo hablaremos de algunos procedimientos de reparación cuando la falla es susceptible de corregirse. También construiremos un pequeño circuito probador de emisiones infrarrojas, con el cual es posible comprobar si la unidad remota envía las instrucciones respectivas al aparato receptor.

ELECTRONICA y servicio

Se ha difundido la idea de que el control remoto es un módulo desechable y que no es objeto de reparación, puesto que no se encuentran las partes o son costosas, llegando a recomendar al cliente que mejor adquiera uno nuevo. Y esto es verdad, aunque dependiendo de la falla hay casos en los que las reparaciones son muy sencillas, por lo que vale la pena considerar estos trabajos como una fuente de ingresos. Debido precisamente a su carácter de objeto portátil, el control remoto se encuentra sujeto a la posibilidad de malos tratos y abuso por parte de los usuarios. Y no obstante que es un accesorio relativamente barato, no siempre es fácil encontrar el reemplazo exacto para un equipo en

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Figura 1 Las perillas Jog & Shuttle se basan en un patrón circular de pistas de circuito impreso, accionadas con escobillas en las perillas, detectando así en forma precisa la posición mecánica de las mismas. En los modelos más modernos, las escobillas tienden a ser remplazadas por medios ópticos.

particular, sobre todo si es de una marca no muy conocida o de poca penetración en el mercado nacional; esta situación, y el hecho de que a veces los diseños sí llegan a ser muy especializados, ha propiciado una cierta demanda de reparación de tales accesorios. En este artículo hablaremos de algunas fallas más comunes y su solución, incluyendo algunos consejos para el servicio. Es conviene aclarar que nos hemos limitado a las unidades remotas convencionales, en las que se incluyen solamente teclas conectadas en forma de matriz y que utilizan la tecnología infrarroja para la transmisión de datos; y aunque no se incluye el servicio para los de tipo de Jog & Shuttle (figura 1), prácticamente estamos cubriendo un 95% de los controles remoto que actualmente se producen, independientemente de la marca, modelo o aparato específico al que pertenecen.

Reparaciones menores Cuando se recibe en el taller un control remoto defectuoso, en primera instancia se deben checar dos aspectos básicos de la operación de este dispositivo: el estado de las baterías -pues no es difícil que éstas se hayan agotado y el usuario no las haya sustituido- y si hay emisión de rayos infrarrojos (puede utilizar el probador especial que le mostraremos más adelante). Si se descarta la falla en estas dos opciones, lo más probable es que el problema se localice en el aparato receptor.

36

Pero si por el contrario, se detecta que las radiaciones infrarrojas no se producen, la falla se localiza, indudablemente, en el interior de la unidad remota. Entonces proceda a abrir cuidadosamente el control y a revisar que no exista suciedad de cualquier tipo; por ejemplo, residuo de café o refresco que impidan el contacto adecuado entre la membrana y las terminales del teclado. Limpie cuidadosamente la zona de contacto utilizando alcohol isopropílico y un cotonete pero sin aplicar mucha fuerza, ya que puede desgastar la pintura de ferrita y ocasionar ya sea un contacto intermitente o definitivamente la pérdida total de unión. Si el control remoto está limpio, entonces revise el estado de la pintura de ferrita, ya que suele desgastarse con el uso continuo; de hecho, hemos encontrado que en los controles de los televisores, es muy común que las teclas de cambio de canal presenten un desgaste acentuado, por la costumbre del usuario de explorar constantemente la programación. Si el desgaste es considerable, se puede recuperar la conducción pintando la parte inferior de la membrana en forma de domo con un toque de pintura de carbono, de la que se emplea normalmente para recubrir el aquadag de los tubos de imagen, es posible sustituir esta pintura con una delgada capa de aluminio (utilice el papel metalizado que traen la mayoría de cajas de cigarros, figura 2). Péguela con mucho cuidado utilizando un adhesivo para plástico no co-

ELECTRONICA y servicio


Figura 2

Lámina muy delgada de papel aluminio

Se pega el papel aluminio con adhesivo no corrosivo

Tecla con la pintura de ferrita desgastada En la zona de contacto de algunas teclas, el desgaste es muy evidente

rrosivo (una minúscula gota de silicona es suficiente), y cuide que no queden rebordes ni protuberancias que puedan provocar un contacto permanente. Permita que seque bien el pegamento antes de efectuar las pruebas convenientes y entonces vuelva a armar la unidad. Si lo que se ha desgastado es la pista de circuito impreso, puede reforzarla cubriéndola con una delgada capa de soldadura de estaño-plata, utilizando para ello un cautín de baja potencia, a fin de evitar que las pistas se levanten de su base. Sin embargo, hay casos en los que el desgaste es tan acentuado que ya es difícil lograr una reparación satisfactoria, en cuyo caso podría tratar de repararlo utilizando las plumas especiales de reconstrucción de pistas de circuito impreso, (aunque la pista resultante fácilmente se desgasta).

Reparaciones de tipo electrónico Aunque las fallas mencionadas anteriormente son las más comunes en un control remoto, existen otras que requieren un trabajo de tipo electrónico. Según se mencionó con anterioridad, en estos accesorios además del circuito integrado de control puede encontrar algunos elementos periféricos, como condensadores, resistencias, un cristal oscilador, etc. Si ya ha revisado las baterías y el estado de los contactos, y no ha detectado problema alguno, debe entonces proceder a diagnosticar el circuito en sí.

ELECTRONICA y servicio

Lo primero que debe comprobar es el estado de la placa de circuito impreso, puesto que el abuso al que llega a someterse el pequeño aparato, en ocasiones se traduce en una placa rota o fracturada, impidiendo la comunicación entre las distintas partes del circuito. Si es el caso, dependiendo de la magnitud del problema, podemos optar por reparar la placa o sugerir al cliente que adquiera un control nuevo. Pero si no se presentan fracturas de ningún tipo, revise entonces cuidadosamente los componentes para determinar si alguno se ha dañado. En el caso de las resistencias, mida su valor con las baterías retiradas, y también compruebe que los condensadores no presenten fugas (figura 3). Si el multímetro con el que está efectuando las mediciones incluye probador de diodos, verifique entonces el estado de estos elementos y de los transistores auxiliares (en ocasiones este probador no sirve para revisar el estado de los LEDs). Si hasta aquí no hay problema alguno, revise en detalle las terminales del cristal oscilador (figura 4); al respecto, hemos comprobado que son muy débiles y que no resisten un golpe fuerte, en cuyo caso llegan a romperse, por lo que el circuito de control no trabaja al no contar con un reloj interno, inutilizando por consecuencia al control remoto. Si este es el caso, trate de soldar nuevamente las terminales, reforzándolas con soldadura de estaño-plata; pero si la soldadura es imposible de efectuar, trate entonces de conseguir en el mercado electrónico un cristal de la misma fre-

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FALLAS RESUELTAS Y COMENTADAS EN HORNOS DE MICROONDAS Leopoldo Parra Reynada

Continuando con el tema del servicio a hornos de microondas, iniciado en el número anterior, hablaremos ahora de diversos casos sin pretender hacer un recetario. Más bien, nos interesa que haga usted una reflexión sobre cada falla y su solución, tratando de combinar sus conocimientos teóricos sobre el tema; también es de nuestro interés que trate de aplicar estas explicaciones en fallas similares de otros modelos o marcas no citados aquí.

ELECTRONICA y servicio

• Marca: Daewoo, AXM-1200. • Síntoma: El aparato llegó completamente “muerto”. • Solución: Se descubrió que el fusible de entrada estaba abierto, pero al reemplazarlo se encontró que el receptáculo del fusible estaba carbonizado y en mal estado. Se reemplazó el portafusible y el fusible. • Comentarios: Cuando el portafusible está defectuoso, puede hacer un falso contacto con el fusible, sobrecalentarlo y hacer que se abra. Si no reemplaza dicho componente, el aparato tendrá en poco tiempo el mismo problema.

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micos que no tienen ni ventilador ni charola rotatoria, así que téngalo en cuenta. • Marca: Emerson, MT-3055. • Síntoma:Aparecían chispazos en el interior de la cavidad del horno mientras funcionaba. • Solución: Se descubrió que el arqueo se producía debido a la presencia de residuos de comida que se habían carbonizado. Recuerde que el carbón es un buen conductor de la electricidad y que está terminantemente prohibido colocar elementos conductores dentro del horno, porque precisamente se puede producir un chispazo. Para corregir el problema hay que limpiar muy bien la cavidad del horno, reemplazar aquellos elementos que se hubieran podido dañar (como la cubierta de salida de la guía de ondas) y recomendar al cliente que limpie periódicamente su horno. • Comentarios: Este tipo de problemas pueden presentarse también si se introducen al horno utensilios metálicos, como tenedores y cucharas, o platos con borde de pintura metalizada o elementos similares. Avise a su cliente del riesgo de introducir cualquiera de estos objetos, y adviértale que puede dañar irremediablemente su horno.

• Marca: Kenmore (Sears) 564-9997810. • Síntoma: Se repartía el calor de forma no uniforme y, en ocasiones, el horno se apagaba por sí mismo. • Solución: Se descubrió que las aspas del ventilador de dispersión de ondas (stirrer fan) se habían atascado, lo que provocaba que las ondas no se distribuyeran en toda la cavidad del horno; en ocasiones, incluso, provocaban que parte de las microondas regresaran al magnetrón, produciendo sobrecalentamiento y la activación del interruptor térmico asociado. Se liberaron las aspas del ventilador de dispersión y el problema se solucionó. • Comentarios: En la actualidad, pocos fabricantes siguen utilizando el método del ventilador de dispersión, siendo reemplazado por la charola giratoria; sin embargo, este tipo de síntomas pueden presentarse en hornos econó-

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• Marca: Kenmore (Sears), 564-9997810. • Síntoma: El horno comenzaba a funcionar tan pronto se conectaba la clavija, permaneciendo encendido todo el tiempo. La única forma de apagarlo era desconectándolo. • Solución: Se descubrió que el triac de control principal estaba en corto, lo cual provocó que también se dañaran varios elementos asociados en la placa de control. Para remediar el problema, se tuvo que reemplazar toda la placa del microcontrolador. • Comentarios: Esta es una de las razones por las cuales los fabricantes raramente usan triacs como elementos de control en hornos de microondas, pues con relativa facilidad pueden ponerse en corto y ocasionar la falla descrita. Esto generalmente no ocurre con los relevadores.

• Marca: Panasonic, NN-6368. • Síntoma: Al conectar el horno, se escuchó una serie de “beeps”, siendo imposible controlar cualquier acción con el teclado. • Solución: Se descubrió que una de las teclas del panel frontal estaba en corto permanente, por lo que introducía órdenes no reconocibles al momento de inicializar el sistema, causando que se bloqueara. Para solucionar la falla, se tuvo que reemplazar toda la membrana del interruptor al tacto. • Comentarios: Cuando surjan problemas que aparentemente provienen del microcontrolador, será necesario revisar las señales fundamentales de este componente; dichas señales son: alimentación y tierra, reloj, reset, señales de entrada y señales de salida. Si cualquiera de ellas está mal, el sistema se comportará erráticamente.

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SERVICIO A REPRODUCTORES DE AUDIOCASETES MODERNOS Segunda y última parte Alvaro Vázquez Almazán

Una de las secciones que más dificulta el trabajo del técnico, es la parte mecánica de un reproductor de audiocasetes. Esto se debe a que los sistemas mecánicos varían incluso entre modelos de máquinas de una misma marca. Por tal motivo, el presente artículo tiene la finalidad de explicar de una manera práctica el procedimiento para desensamblar estos equipos, así como para localizar y solucionar sus fallas más comunes. ELECTRONICA y servicio

Introducción Comparados con equipos de hace todavía unos cinco años, en los que el usuario tenía que oprimir con cierta fuerza las teclas del panel frontal para ejecutar sus diferentes funciones, los reproductores de audiocasetes modernos ofrecen la ventaja de que pueden cumplir cualquier orden (reproducción, paro, avance, rebobinado, etc.), incluso con sólo oprimir los botones del control remoto; o sea, por tratarse de sistemas con tecnología digital, lo único que necesita el mecanismo es tener insertado un casete para comenzar a ejecutar las funciones que se le indiquen.

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o B), reproducción continua de ambos lados del casete y protección contra grabaciones accidentales, entre las principales funciones. Todo esto no hubiera sido posible sin la ayuda del microcontrolador, en el que se han incluido todas las funciones de control relacionadas con el arranque y paro del motor, tanto en velocidad normal como alta. Para cumplir su cometido, el microcontrolador debe recibir señales de las condiciones en que se encuentran los compartimentos del casete; de esta manera, mediante el programa almacenado puede determinar si se ha insertado o no una cinta; y cuando ésta no existe, no envía orden de arranque al circuito de potencia del motor, pero cuando sí existe, espera la orden del usuario y enseguida le indica al circuito que debe energizar al motor para que empiece a girar y a efectuar la reproducción (figura 1). Además de dar tal orden al circuito de potencia del motor, el microcontrolador envía pulsos del motor mismo a los solenoides; entonces éstos liberan al engrane maestro (CAM), el cual al girar libera unos seguros y éstos a su vez permiten que los engranes contiguos giren para que finalmente se ejecute la función seleccionada por el usuario.

Figura 1 Microcontrolador Sensores

Control

Potencia

Motor

Teclado

Mecanismos inteligentes El concepto de “mecanismos inteligentes”, creado para facilitar el manejo del reproductor de audiocasetes, se fundamenta en la incorporación de sistemas de detección de tipo de cinta insertada, modo de reproducción, grabación en ambos lados del casete sin necesidad de extraerlo y volverlo a introducir, grabación sincronizada de un CD o de casete a casete, selección automática de melodías, tocacintas seleccionado (A

Banda de transmisión

Figura 2

Motor

Carrete de suministro Carrete receptor

Cabeza de borrado

Cinta magnética

Eje de las ruedas volantes

46

Rodillo de presión Cabeza de reproducción/grabación

ELECTRONICA y servicio


MECANISMOS DE REPRODUCTORES PORTATILES DE AUDIOCASETES José Luis Orozco Cuautle

Partes principales del mecanismo Las partes mecánicas son las que con mayor frecuencia sufren daño en los equipos de audio, debido al desgaste natural por el roce físico. En este artículo –dirigido a estudiantes que se inician en el servicio– vamos a explicar cómo operan los mecanismos de los reproductores portátiles de audiocasetes, tomando como referencia un modelo de Panasonic; aunque por la obviedad con que opera este formato de grabación/ reproducción de audio analógico, usted podrá aplicar estos conocimientos en otros mecanismos similares. En números posteriores analizaremos la operación de “decks” más complicados, como los usados en sistemas de componentes. 50

Para explicar el movimiento en un mecanismo de reproductor de casete portátil, utilizaremos como base el modelo RQE30V de Panasonic. La estructura básica de todo mecanismo de reproductor de casete portátil, está compuesta por una sección de palancas o botones de operación y por el mecanismo en sí. Los botones activan las funciones de alto o Stop, reproducción, retroceso y adelantado rápido, rebobinado, alto y algunas funciones especiales que dependen del modelo específico (figura 1). La sección mecánica de este modelo contiene a los engranajes de los carretes izquierdo y derecho, al engranaje intermedio (A y B) y al

ELECTRONICA y servicio


STOP

PLAY

REW

FF

Figura 1

STOP: Alto PLAY: Reproducción Rew: Retroceso FF: Avance

engranaje TU, así como al motor, al embrague (clutch), a la polea intermedia y a la banda que apoya el movimiento de todos los componentes en su conjunto (figura 2). Cada uno de estos elementos realiza una acción específica, dependiendo de la función en que sea colocado el reproductor.

Operación del mecanismo Este modelo ha sido diseñado básicamente para la reproducción y cuenta con las siguientes funciones básicas:

Activación y desactivación del motor Durante la operación de reproducción, avance rápido o rebobinado, es indispensable que el motor se encuentre activado. Cuando se empuja la palanca, la placa de bloqueo se mueve hacia la izquierda y el buje del brazo del interruptor, montado en el mismo, se mueve hacia arriba para activar al interruptor del motor montado en la tarjeta PC al estado activado. Al activarse el interruptor el motor gira y la rotación se transfiere a través de la banda a las partes correspondientes en forma sucesiva (figura 3).

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Reproducción Al presionar la palanca de reproducción, el interruptor del motor se activa y las partes correspondientes actúan de la siguiente forma: la palanca de cuña se mueve hacia la izquierda y la polea montada en el lado inferior del engranaje TU se pone debajo de ella hasta que baja el engranaje TU (figura 4). Posteriormente, el engranaje del lado inferior del embrague (clutch) se engrana con el engranaje del lado inferior del engranaje TU, y la rotación se transfiere a través del mecanismo de fricción al engranaje TU. El embrague tiene dos engranajes (superior e inferior) y hay un mecanismo de fricción entre ellos (figura 5). De esta forma, podemos concluir, que en el modo de reproducción la rotación se transfiere al engranaje del carrete derecho para avance o al engranaje del carrete izquierdo para retroceso (figura 6).

Rodillos de presión Cuando se presiona el botón de reproducción, la cabeza y los rodillos de presión F y R se mueven en la dirección que indica la flecha, según se muestra en la figura 7.

51


Figura 2

Sección mecánica o de transferencia de rotación (Vista superior)

Polea intermedia

FW-R

FW-F Banda foto Motor Engranaje de carrete izquierdo

Engranaje intermedio B

Engranaje de carrete izquierdo

Engranaje TU

Engranaje de carrete derecho

Embrague

Engranaje TU

Engranaje intermedio

FW-L

Correa

Engranaje intermedio B Motor

Tapa de carrete

Engranaje intermedio A

(Vista lateral) Engranaje de carrete derecho

Con la cabeza en contacto con la cinta y los rodillos de presión aprisionando los ejes de arrastre, se logra impulsar la cinta. En el modo de avance, el rodillo de presión F ejerce presión contra el eje de arrastre F y en el modo de retroceso, el rodillo de presión R aprisiona al eje de arrastre R.

Función de avance rápido Cuando se acciona la palanca de avance rápido, el brazo TU se mueve hacia la izquierda y el en-

52

granaje TU se empuja hacia la derecha. El engranaje TU empujado hacia la derecha se combina con el engranaje del carrete derecho y, al girarse la mesa del carrete de toma, se inicia la acción de retroceso rápido (figura 8). Es importante resaltar que, durante la transferencia de rotación en el modo de avance rápido, la palanca de cuña no se mueve hacia el lado del engranaje TU sino que lo hace sólo hacia la derecha, por lo que el engranaje TU no baja. Este es el punto en que difiere la transferencia de ro-

ELECTRONICA y servicio


Activación y desactivación del motor Banda

Figura 3

Placa de bloqueo

Buje del brazo del interruptor

Polea intermedia

FW-F

Motor

Engranaje intermedio

Embrage

Engranaje intermedio A

Engranaje TU

tación en el modo de reproducción. Y puesto que la rotación se transfiere directamente y no a través del mecanismo de fricción, se obtiene una rotación rápida y potente.

nan entre sí, girando el engranaje del carrete izquierdo, con lo que en el aparato se establece el modo de rebobinado (figura 9).

Función de alto El modo de rebobinado Cuando se empuja la palanca de rebobinado, el brazo TU se mueve hacia la derecha mientras que los engranajes TU e intermedio B lo hacen hacia la izquierda. Consecuentemente, el engranaje del carrete izquierdo y el engranaje intermedio B se combi-

Durante las funciones de reproducción, retroceso rápido y rebobinado, la palanca de bloqueo es “neutralizada” mediante la palanca de parada. Cuando se presiona el botón de alto, la placa de bloqueo se mueve hacia la izquierda y la palanca de operación se desbloquea. Por ejemplo, durante el modo de reproducción, al presionar el botón de alto, la palanca de parada se acciona igualmente hacia abajo, consiguiendo que la

Figura 4

Engranaje de carrete derecho

Engranaje TU

Figura 5 Engranaje TU

Engranaje intermedio A

Engranaje de carrete derecha

Placa de cuña Tapa de carrete

ELECTRONICA y servicio

Embrague Tapa de carrete

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