revista electronica y servicio by leonardo duarte

CONTRUCCION DE UNA FUENTE REGULADA VARIABLE Oscar Montoya Figueroa

Introducción

En este artículo, presentaremos el montaje de una fuente de alimentación regulada variable de 1 amperio, con un voltaje ajustable de 0 a 12 voltios, rango suficiente para la mayoría de aplicaciones en el servicio electrónico. Y, por supuesto, este montaje también puede ser de gran utilidad para el estudiante y el experimentador.

ELECTRONICA y servicio

La fuente de alimentación, uno de los equipos de prueba más utilizados en el taller o laboratorio, es un circuito capaz de transformar la corriente alterna de línea en una corriente directa con un valor manejable por dispositivos electrónicos. Como sabemos, las características e importancia de la fuente de alimentación son la capacidad de regulación del circuito, el voltaje de salida máximo, la corriente máxima proporcionada por el circuito y el nivel de rizo que presenta en la salida. Con el propósito de que usted pueda armar su propia fuente de voltaje fijo para valores muy específicos y de que se ahorre una buena parte de la circuitería, en el presente artículo haremos referencia a una fuente de 1 amperio, con un voltaje ajustable de 0 a 12 voltios y regulada para cada valor elegido.

Descripción del circuito El diagrama completo del circuito de la fuente se muestra en la figura 1.

Figura 1

Diagrama esquemático de la fuente S1

127 Vca D1

(+)

F1 Clavija

IC1

D4 C1

R3 Y1

VSAL (0-12V)CD

C4 D7

R5 P1

(-)

La primera fase de un circuito de fuente, consiste en ajustar el voltaje de línea de 127 voltios de corriente alterna, a un voltaje menor y mayor que el que proporcionará como salida final. Para el diseño propuesto, deberá ser de 13 voltios aproximadamente. Se requiere entonces de un transformador de 127 a 13 voltios, a 1 amperio ; de acuerdo con lo que cada quien necesite, el transformador puede tener una corriente de menos voltios y sin que sea preciso hacer cambios en la circuitería posterior. El transformador está formado por dos bobinas, devanados sobre un núcleo de hierro. De esta manera, cuando por cada bobina circula la corriente eléctrica, aumenta la densidad de las líneas de fuerza magnéticas. A la bobina en que se aplica el voltaje de corriente alterna que se desea transformar, se le conoce como “primario” (entrada); a la bobina en que se recoge el voltaje ya modificado, se le conoce como “secundario” (salida). Cuando en el primario se aplica el voltaje de corriente alterna, se genera un campo magnético variable; es decir, éste se expande y se contrae continuamente conforme a las variaciones de la corriente aplicada. Al mismo tiempo, las líneas de fuerza magnética cortan al devanado secundario; entonces en éste se induce un voltaje, que puede calcularse con base en su propio número de vueltas, al número de vueltas del devanado primario y al voltaje aplicado. Esta relación se expresa como: E1/E2 = N1/N2

Donde: E1 es el voltaje en el primario. E2 es el voltaje en el secundario. N1 es el número de espiras o vueltas en el primario. N2 es el número de espiras o vueltas en el secundario. Sintetizando la fórmula, puede señalarse que: a) En un transformador en donde el número de espiras del devanado primario es menor al del devanado secundario, el voltaje de salida será mayor que el voltaje de entrada. Esto es a lo que se llama un “transformador elevador” (figura 2). b) En un transformador en donde el número de espiras del devanado primario es mayor al del devando secundario, el voltaje de salida será menor que el voltaje de entrada. Esto es a lo que se llama un “transformador reductor” (figura 3). c) Cuando el número de espiras del devanado primario es igual al número de espiras del devanado secundario, el voltaje de salida será

Transformador elevador +V +V

T -V

-V

Primario

Secundario

Núcleo

Figura 2

ELECTRONICA y servicio

Figura 3

Transformador reductor +V

Núcleo T

T -V

-V Secundario

Primario

onda de corriente alterna son aprovechados para formar la señal de corriente directa (figura 5). En el circuito de la figura 1, la señal de corriente alterna para el arreglo del puente rectificador, es entregada por el secundario de T1; en tanto, la salida del puente rectificador se conecta al capacitor electrolítico C1.

Proceso durante los semiciclos de la onda de corriente alterna casi igual al voltaje de entrada. Esto es a lo que se llama un “transformador igualador”, “transformador de paso” o “transformador uno a uno” (figura 4). De igual manera, estas tres conclusiones se cumplen para la relación de corriente y número de espiras. Volvamos al diagrama de la figura 1. Observe que en el primario del transformador T1 se ha colocado en paralelo un foco piloto (F1), el cual tiene la función de indicar la presencia de la corriente alterna de línea en el circuito del transformador. El interruptor S1 controla la alimentación principal del circuito, y el fusible A1 interrumpe el paso de la corriente de alimentación en caso de que se produzca algún cortocircuito que pudiera dañar a todo el aparato. Si debido a la acción de T1 el valor del voltaje de línea se reduce, habrá que convertir la señal de corriente alterna en corriente directa; para ello se utilizan diodos en configuración de puente rectificador. Este puente tiene la propiedad de transformar una onda de corriente alterna en una señal de corriente directa pulsante de onda completa; es decir, los dos medios ciclos de la

En la figura 6 se ha sintetizado el proceso que se lleva a cabo durante los semiciclos de la onda de corriente alterna: a) Cuando se presenta el semiciclo positivo de la onda de corriente alterna, el nodo A se hace negativo y el nodo B se hace positivo. Entonces los diodos D2 y D3 se polarizan de manera directa, permitiendo así el paso de la corriente; por su parte D1 y D4 se polarizan de manera inversa, con lo cual impiden que la corriente pase a través de ellos. De tal suerte, a la salida del circuito se tiene que el nodo C se hace positivo y que el nodo D se hace negativo. b) Cuando se presenta el segundo medio ciclo de la onda de corriente alterna, las polaridades en los nodos A y B se invierten; es decir, A se hace positivo y B se hace negativo. Con estas polaridades los diodos D1 y D4 se polarizan de manera directa, permitiendo así el paso de

Rectificador de media onda +V T

-V

Transformador de paso

Primario

Señal de entrada

Señal de salida

+V T

Secundario

Figura 4

ELECTRONICA y servicio

-V

Señal de salida

-V

Señal de entrada

Rectificador puente de onda completa

Núcleo

T -V

Figura 5

CIENCIA Y NOVEDADES TECNOLOGICAS

Digitalice sus ideas Sony ha lanzado al mercado un novedoso grabador digital, el ICD-70PC, que puede captar men-

sajes, ideas, pensamientos, planes, citas, etc., con fecha y tiempo, y sin necesidad de utilizar cintas magnéticas. No se trata propiamente de una agenda electrónica ni de una grabadora portátil (vea en la figura 1 su tamaño real), sino de un pequeño dispositivo que trabaja con circuitos de memoria donde se almacenan archivos temporales que después pueden ser transportados al disco duro de la computadora, enviados como audio a través del correo electrónico o disponer de un texto transcrito en el procesador de palabras. Con su capacidad de manejar cinco archivos, el ICD-70PC puede grabar hasta 495 mensajes (99 por archivo), lo que da un total de hasta 24 minutos de grabación de mensajes. Pequeño, práctico, siempre a la mano, con operación de perilla Jog Dial, este pequeño grabador permite al usuario prescindir de las notas en papel.

Un osciloscopio liviano y portátil

Figura 1

Tektronix, empresa mundial líder en instrumentos de alta precisión, ha diseñado una línea de osciloscopios y multímetros digitales portátiles, para el exigente entorno de servicio de campo; nos referimos a la serie THS700A que incluye

ELECTRONICA y servicio

varios modelos, como son el THS710A, el THS720P y el THS730A. El THS720P de Tektronix (figura 2) es el modelo intermedio de esta línea, y es un equipo de mano que integra las funciones de multímetro y osciloscopio en un pequeño dispositivo que presenta todos sus datos por medio de una pequeña pantalla de cristal líquido; sin embargo, a pesar de su tamaño reducido, sus prestaciones cubren perfectamente las necesidades incluso del técnico más exigente:

Figura 2

Cinescopio Trinitron de pantalla super-plana Finalmente, después de años de investigación, y a casi 30 años del lanzamiento del cinescopio Trinitron, Sony ha marcado un nuevo récord en materia de tubos de imagen con la tecnología FD Trinitron, cuya principal característica es que la pantalla es absolutamente plana. Ya Sony había producido cinescopios con pantalla extra-plana, pero sin alcanzar completamente esa propiedad geométrica, pues la pantalla podía ser considerada como parte de un cilindro; y aunque esto ya era un gran avance en comparación con las pantallas esféricas, aún producía una ligera distorsión visual cuando se observaba el televisor ligeramente de lado. Para lograr el despliegue de imágenes en una pantalla totalmente plana, los ingenieros de Sony utilizaron una variante muy mejorada de su tradicional tubo Trinitron (figura 3), que incluye un cañón electrónico de alto enfoque, lo cual redunda en imágenes más claras y definidas; un yugo

Cañón electrónico de alto enfoque Yugo de deflexión de alta precisión

• Ancho de banda de 100 MHz. • Velocidad de muestreo de 500 millones de muestras por segundo. • Sensibilidad horizontal de hasta 5 ns/div. • Dimensiones físicas de 17.7 x 21.7 x 5.1 cm, con un peso de 1.45 Kg (semejante a un libro mediano). Como puede apreciar, el rango de mediciones que ofrecen estos aparatos no se diferencia de los tradicionales osciloscopios de escritorio; si su trabajo implica una gran cantidad de tareas “de campo”, aquí tiene la solución para sus necesidades con un instrumento pequeño y confiable.

ELECTRONICA y servicio

Pantalla de cristal super plana

Rejilla de apertura de alta tensión

Figura 3

INTERNET COMO OPCION DE APOYO AL SERVICIO ELECTRONICO Alberto Franco Sánchez y J. Luis Orozco Cuautle

El presente artículo se ha redactado pensando en los lectores que no han tenido oportunidad de navegar por Internet, pero que desean conocer qué es esta red mundial de computadoras, cómo opera y cuáles son las posibilidades que brinda en apoyo al servicio electrónico; por lo tanto, no se trata de una guía que enseñe a navegar por Internet, ni un catálogo de términos informáticos, sino más bien una explicación general de esta extraordinaria herramienta, la cual es producto de la fusión de la electrónica con la informática.

Fuentes de información para el servicio En nuestro medio, las opciones más comunes que existen para documentarse y resolver los problemas típicos del servicio electrónico, son las siguientes: • Diagramas y manuales de los equipos. • Libros y revistas especializadas. • Cursos y seminarios de actualización impartidos por Institutos técnicos. • Capacitación en videocassettes. • Clubes y organizaciones de técnicos. Cada uno de estos recursos de que dispone el personal de servicio electrónico, cubre determinadas necesidades informativas, y todos se complementan según las circunstancias específicas. Por ejemplo, un manual de servicio incluye información sistematizada (diagramas, ajustes, tablas de componentes) sobre cierto equipo, pero por lo general no examina la teoría de operación de los circuitos involucrados, lo que sí se hace en

ELECTRONICA y servicio

un libro, en una revista o en un curso; tampoco incluye las experiencias prácticas que se obtienen en el taller, y que normalmente se difunden en un seminario de actualización, en un programa en video o en los mismos clubes de técnicos. El hecho es que todos estos medios tienen una razón de existir, por lo que es importante no perderlos de vista y saber utilizarlos como opciones viables de adquisición de información, capacitación y actualización.

Los sistemas informáticos: una nueva alternativa Si bien estas opciones cubren por ahora la mayoría de necesidades informativas, debido a la velocidad con que se están desarrollando las tecnologías, al incremento de modelos de aparatos y, en muchas ocasiones, a la insuficiencia o carencia de los medios tradicionales, los sistemas informáticos se están convirtiendo en una alternativa nada despreciable. ¿Y a qué nos referimos cuando hablamos de los sistemas informáticos? A la información que se “publica” en CD-ROM y en la red Internet, cuyo acceso tiene que llevarse a cabo mediante una computadora (figura 1). El CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) es un medio de almacenamiento óptico, idéntico en tecnología y dimensiones físicas a un CD de

audio digital; sólo que además de contener sonido puede incluir datos en formato de texto, imágenes, video y animaciones. Naturalmente, la reproducción de un CD-ROM no puede hacerse en el lector de CD’s común, sino que requiere de una computadora con una unidad especializada (figura 2). Este medio de soporte de información, se utiliza para la venta de una clase de programas de computadora llamada “multimedia interactiva”, aunque por su capacidad de almacenamiento (hasta 640 megabytes), cada vez se le usa más en la distribución de programas de aplicaciones, bancos de imágenes, catálogos, etc. De hecho, diversos fabricantes de equipo electrónico utilizan ya de manera común el CD-ROM para distribuir sus manuales de servicio, las actualizaciones de dichos manuales, los reportes técnicos de sus centros de servicio autorizados, cursos interactivos para aprender el funcionamiento de alguna nueva tecnología, etc. Por ejemplo, Toshiba Corp. recientemente distribuyó en sus centros de servicio autorizados

Disco compacto Audio

Audio

Computadora con unidad lectora de CD-ROM

CD-ROM

Imágenes

Animación Video

Figura 1

ELECTRONICA y servicio

Figura 2

en nuestro país, un título llamado CD-ROM Training Toshiba, el cual contiene, entre otras cosas, 70 mil números de partes, lista de proveedores y diagramas esquemáticos de alrededor de 300 televisores de esa marca. ¿No es sorprendente que toda esa información pueda caber en un disco de 12 cm. de diámetro, y que pueda consultarse en la pantalla de la computadora o imprimirla si uno lo desea? Sabemos que existen títulos similares en Sony, donde poseen una amplísima base de datos con los reportes de fallas que han llegado (tanto por garantía como para reparación) de sus centros de servicio autorizados de todo el mundo (principalmente de Estados Unidos); e igualmente, hemos detectado algunos títulos de Philips. Sin embargo, cabe mencionar que por ahora no es una política generalizada de las empresas el distribuir información en CD-ROM (o por lo menos no en nuestro país); además, cuando lo hacen, la distribuyen solamente a sus centros de servicio autorizados. No obstante, por la tendencia hacia la informatización en las actividades productivas, así como por las notables ventajas que esta tecnología informática representa, cabe suponer que en próximos años, en lugar de que usted vaya a comprar un diagrama, adquiera un CDROM (o un DVD). ¿Y el Internet qué es y qué ofrece? De ello nos ocuparemos en los siguientes apartados.

Qué es Internet Internet es una red de computadoras enlazadas mediante muy diversas tecnologías, entre las que destaca la infraestructura telefónica, a través de un protocolo de comunicaciones llamado TCP/ IP, el cual garantiza el intercambio de archivos y de información entre los diversos sistemas de cómputo, aún cuando éstos se encuentren alejados cientos o miles de kilómetros entre sí o trabajen con sistemas operativos distintos (Windows 95, Unix, Mac OS, etc.) Podríamos entender a Internet como una gran telaraña formando una red, a la que pueden conectarse nuevos “hilos” mediante simples nudos, ampliando así su tamaño y complejidad (figura 3). La diferencia es que a los nudos de esta “red de redes” se les llama “nodos”, que no son más que computadoras cuya gran capacidad de almacenamiento y procesamiento de datos (servidores) les permite fungir como enlace y punto de almacenamiento de datos de y para otras computadoras. Una de las ventajas de la red Internet, es la disponibilidad de información sobre cualquier tema, desde cualquier parte del mundo, todos los días y a toda hora, y al costo de una llamada local más una pequeña renta por el servicio de conexión. Sin embargo, tal vez una de las desventajas para muchos usuarios, es que la mayor

Puede decirse que Internet es la unión de varios millones de computadoras repartidas en diversos países y continentes. Su amplia difusión se debe a que todas las comunicaciones entre las máquinas se realizan por medio de la infraestructura telefónica.

Figura 3

ELECTRONICA y servicio

parte de la información se presenta en inglés; sin embargo, eso no impide utilizar a Internet como medio de consulta, actualización, intercambio de experiencias, etc.

conversación directa a través de voz como si fuera una llamada telefónica (los llamados internetphone) e incluso hacia la transmisión de la imagen de los interlocutores (videoconferencia).

Principales servicios que brinda Internet

La World Wide Web (telaraña mundial)

Correo electrónico Es un servicio similar a la distribución postal; pero en lugar de mandar cartas, se envían mensajes escritos y archivos informáticos. Igualmente, existe un remitente y un destinatario (cada uno con su dirección propia) enlazados por un sistema de servicios intermediario, que en este caso no sería el servicio postal, sino las compañías mediante las que los usuarios se conectan a Internet. Un ejemplo de dirección de correo electrónico es la siguiente: j4280@intmex.com, la cual corresponde a la revista Electrónica RadioGráfica.

IRC Permite entrar a grupos virtuales de conversación escrita, en los que navegadores de distintas partes del planeta “se reúnen” para intercambiar experiencias sobre un tema específico; lo que un usuario escribe en su computadora los otros lo pueden leer. A estos servicios también se les conoce como chat-rooms o salas de conversación. El concepto también ha evolucionado hacia la

Es un sistema basado en “páginas “, que no son otra cosa que interfaces similares a las que se utilizan en los programas multimedia, es decir, pantallas con texto, gráficos, sonidos, animación y otros elementos de control que se utilizan en los programas de computadora con interface gráfica. Y al igual que en un programa multimedia, la pantalla tiene textos e imágenes sensibles que, al colocar el puntero del ratón y hacer clic, permiten “saltar” de un punto a otro de la misma página o hacia otra página (figura 4). La Web (World Wide Web) es la parte más exitosa de Internet y la que de hecho ha popularizado a esta red mundial de computadoras, debido a su manejo extraordinariamente sencillo. Cualquier persona, aunque no tenga conocimientos de computación, puede “navegar” por la Web. Otra de sus ventajas es que hay millones de páginas en todo el mundo, puestas por las empresas, por las universidades y por particulares, que brindan acceso gratuito a todo tipo de información. Un ejemplo de página es el siguiente: http:// www.panasonic.com En donde:

Página de Panasonic en la Web. Cada uno de los títulos es una zona sensible, que mediante el puntero y un clic del ratón permite el acceso a otras áreas del sitio de esta compañía

Figura 4

ELECTRONICA y servicio

• http:// - Es a lo que se llama “protocolo de transferencia de hipertexto”. Es un conjunto de reglas que deben respetarse para lograr la conexión entre computadoras. • www - Sistema de “navegación” que, además de permitir el uso de distintos tipos de computadoras con muy diversos sistemas operativos (estableciendo intercambio de información entre ellas sin problemas), ofrece la opción de “saltar de una página a otra” en búsqueda de información. Esto se logra utilizando una convención similar a la del “hipertexto”, que consiste en tener una página central de referencia desde la cual es

posible saltar o dirigirse hacia el punto de interés con un simple clic del mouse, es decir, sin necesidad de conocer en lo absoluto los protocolos de comunicación entre sistemas (el programa de navegación se encarga de procesar dichas solicitudes). • panasonic - Se le llama site o “sitio”, y por lo general hace referencia al nombre de la empresa dueña de este espacio (nodo) en la red. • com - Término que define el tipo de empresa o institución dueña del sitio; por ejemplo: sony.com, es de tipo comercial; unam.edu, es institución educativa; presidencia.gob, es organismo de gobierno, etc. Otros “nombres” (formalmente llamados URL, de Universal Remote Location o localidad remota universal, que es como la ruta de acceso o dirección de Internet) son sin embargo más largos. Por ejemplo: h t t p : / / w w w. p a n a s o n i c . c o m / h o s t / consumer.html Esto indica que se está consultando una página que está dentro de un sitio (en esta caso la sección de productos de Panasonic para el consumidor).

Grupos de discusión También llamados “grupos de interés” o newsgroups. Es un servicio mediante el que grupos de usuarios (pueden estar dispersos en todo el mundo) conversan e intercambian información sobre ciertos temas que les son afines: cine, ovnis, rock, electrónica, etc. Su organización adopta diversas modalidades; por ejemplo, es posible suscribirse y darse de baja, puede existir un moderador, alguien puede publicar un artículo, etc.

Otros servicios Existen otros servicios disponibles en Internet, como listas de correo, transferencia de archivos de un servidor hacia cualquier computadora que lo solicite (FTP), etc. Pero sin duda los que se han mencionado son los más empleados en la actualidad por el usuario típico.

Quién manda en Internet y cómo se mantiene La red Internet no tiene dueño ni es una empresa, ni tiene gobierno, ni líderes ni encargado de su manutención. Los costos se distribuyen entre los miles de usuarios (universidades, empresas, gobiernos, laboratorios de investigación, etc.) que tienen servidores propios (nodos). Por ejemplo, la Universidad Nacional Autónoma de México posee canales de comunicación directa con otras universidades, tanto del país como del extranjero, de tal forma que los usuarios que se enlacen a la Red UNAM, pueden comunicarse con esos otros sitios. A su vez, las otras instituciones a las que se enlaza la Red UNAM tienen convenios con otras más, y así sucesivamente; de esta manera, un usuario desde México puede enlazarse con instituciones europeas, asiáticas o de cualquier parte del mundo a través de un simple “ruteo”, y todo al costo de una llamada local, pues los costos del enlace internacional se reparten entre los diversos puntos intermedios. Podríamos imaginar a la red Internet como una autopista con muchas ramificaciones, en la que todo mundo que transita es propietario de un fragmento de carretera, unos en mayor medida que otros, pero todo usuario tiene aunque sea un pequeño lote. En otras palabras, la redautopista es construida por los mismos usuarios, quienes también se encargan de dar mantenimiento y pagar los costos derivados de su pequeña propiedad (figura 5). Mas los usuarios de la red, para poder conectarse a ella, tienen que regirse por ciertas normas, que son justamente los protocolos TCP/IP (siglas de Transmission Control Protocol/Internet Protocol); esto es, una serie de reglas bien establecidas para lograr el intercambio de información entre muy diversos tipos de computadoras. ¿Y quien puso esas reglas? Hagamos un poco de historia. Internet surgió como una iniciativa del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, que a finales de la década de los 60’s decidió desarrollar una red computacional defensiva que respondiera ante circunstancias extremas,

ELECTRONICA y servicio

Sitio de Toshiba

Sitio de Aiwa

Figura 5

Sitio de Panasonic

incluso ante un eventual ataque nuclear. Dicha red, además, debía ser un canal de comunicación entre las diversas compañías e instituciones encargadas de los proyectos del ejército. En un ejemplo hipotético, supongamos que la compañía Boeing haya tenido a su cargo la construcción de un nuevo avión de reconocimiento, para lo cual necesitaba de algunas investigaciones sobre cámaras de alta resolución que se estaban efectuando en la Universidad de California, y también precisaba de un nuevo tipo de motor que se desarrollaba en las instalaciones de la Lockhead, y de un nuevo circuito de control desarrollado por Solitron Devices, ¿cómo garantizar el intercambio de información de una manera eficiente entre instituciones alejadas entre sí cientos o miles de kilómetros? Una solución era enlazar en red las computadoras de las diversas empresas, universidades e instituciones, pero esto habría representado enormes costos por el tendido de cable. Mas no era el único problema, pues las computadoras de los años 60’s, eran máquinas muy costosas y complejas, producidas por muy diversos fabricantes y trabajando con sistemas operativos incompatibles. Pero los problemas no terminaban ahí; era la época de la Guerra Fría, y se pensaba sobre todo en la seguridad de la información (figura 6). ¿Qué hacer?

ELECTRONICA y servicio

Ante esa situación, el Departamento de Defensa dio una solución verdaderamente ingeniosa; estableció una serie de estándares de comunicación que cumplían varias características: 1) Se basaban en un protocolo universal de intercambio de información, para garantizar la comunicación entre computadoras distintas. 2) El enlace entre computadoras se hacía por medio de la red telefónica a través de un módem.

Internet surgió en el contexto belicoso de la Guerra Fría, cuando las dos superpotencias, Estados Unidos y la entonces Unión Soviética, se disputaban la supremacía militar. Ambas naciones invirtieron grandes cantidades de dinero en armamento y en una logística que, de producirse la guerra, les debía permitir vencer en la contienda.

Figura 6

FUNDAMENTOS FISICOS DE LA REPRODUCCION DEL SONIDO Oscar Montoya Figueroa

El fenómeno del sonido consiste en la propagación de ondas sonoras, las cuales equivalen a una serie de compresiones y rarefacciones sucesivas del aire, originadas por la vibración de algún cuerpo, de lo que se deduce que el sonido no puede transmitirse en el vacío, según explicaremos en este artículo de nivel básico. También nos referiremos a las características físicas del sonido (tono, intensidad y timbre) y al papel que juegan las bocinas o altavoces en la reproducción de las señales eléctricas de audio.

Generalidades El dispositivo universal que se utiliza para la reproducción del sonido, son las bocinas o altavoces, en tanto elementos terminales que convierten en ondas sonoras las señales resultantes de los procesos electrónicos previos. Para entender el principio de operación de las bocinas, primero se requiere definir qué son estos elementos y qué es el sonido. La bocina puede definirse como “un transductor capaz de transformar una señal de corriente eléctrica en una onda de sonido audible” (figura 1). Por su parte, el sonido es un fenómeno físico que estimula el sentido del oído mediante cambios en la presión del aire. En los seres humanos, esto ocurre siempre que una vibración con frecuencia comprendida entre los 20 y los 20,000 Hz llega al oído interno. Para llegar al oído interno, las vibraciones viajan por el aire. A veces, el término “sonido” se emplea únicamente para las vibraciones que se transmiten de este modo; sin embargo, los físicos

ELECTRONICA y servicio

Figura 1

Las bocinas son dispositivos generadores de sonido

-V Sonido Señal eléctrica

Bocina

modernos también suelen utilizarlo para desig-nar a las vibraciones similares que se desplazan a través de medios líquidos o sólidos. A las ondas que se encuentran por debajo del límite audible de 20 Hz se les conoce como “infrasónicas”, mientras que los sonidos con frecuencias superiores a 20,000 Hz se denominan “ultrasonidos” (figura 2).

Propagación de las vibraciones u ondas En general, las vibraciones u ondas del sonido se propagan de forma transversal o longitudinal. En ambos casos, la energía y el ritmo del movimiento ondulatorio sólo se propagan a través del medio en cuestión; es decir, ninguna parte de éste se desplaza físicamente en la dirección de propagación para permitir el viaje de la onda. Por ejemplo, si atamos una cuerda a un punto fijo (un poste), la estiramos sin aplicar demasiada

fuerza y la sacudimos, una onda se desplazará del extremo que estamos sujetando hasta su otro extremo; al llegar al punto fijo, la onda se reflejará y viajará de regreso hasta nuestra mano (figura 3). Como acabamos de ver, ninguna parte de la cuerda se mueve longitudinalmente hacia el poste; lo que sucede, es que todas las partes de ella se mueven de forma transversal (arriba y abajo) siguiendo el movimiento de nuestra mano. Este tipo de movimiento ondulatorio se denomina “onda transversal”. Del mismo modo, si tiramos una piedra a un estanque, una serie de ondas transversales se propagará desde el punto de impacto. Entonces, cualquier objeto que flote cerca de este punto se moverá hacia arriba y hacia abajo, de acuerdo con la dirección y fuerza del movimiento ondulatorio; pero apenas mostrará movimiento longitudinal, o sea un desplazamiento (figura 4).

Espectro de sonido Hz 0

20 Infrasonido (por ejemplo, el que produce un temblor de tierra).

20,000 Sonido audible (por ejemplo, los trinos de un pajarillo o la voz de una persona).

Ultrasonido (por ejemplo, el que se utiliza en un sonar).

Sonda Haz de ondas sonoras emitidas por sonda

Bla, bla, bla

Eco producido por los peces

Figura 2

ELECTRONICA y servicio

Figura 3 Desplazamiento de una onda por una cuerda

¿Qué es entonces una onda de sonido? A continuación lo explicaremos.

La onda de sonido Una onda de sonido es una onda longitudinal. A medida que la energía del movimiento ondulatorio se propaga alejándose del centro de la perturbación, las moléculas de aire individuales que transportan al sonido se mueven hacia de-

Zona de aire comprimido desplazándose hacia adelante

Figura 4

Al caer en el agua, la piedra genera ondas transversales

lante y hacia atrás, de forma paralela a la dirección de dicho movimiento. Si un cuerpo se desplaza ligeramente hacia adelante (figura 5A), momentáneamente el aire frente a él se comprime, pero de forma instantánea trata de recuperar su densidad normal; por lo que la compresión comienza a viajar en la misma dirección del movimiento inicial, pero con la distancia se va diluyendo poco a poco. Exactamente esto sucede cuando el mismo cuerpo retrocede a su sitio original, pero ahora generando una pequeña porción de baja densidad (figura 5B), que viaja con las mismas características de la anterior. Combinando ambos efectos, cuando un objeto está vibrando rápidamente, frente a él se genera una serie de zonas donde la densidad del aire varía dependiendo del grado de desplazamiento original del cuerpo, formando una serie de ondas que se van alejando del punto de origen (figura 5C). Estas sucesivas zonas de aire comprimido y enrarecido son captadas por el tímpano, el cual

Zona de aire enrarecido desplazándose hacia adelante

Compresiones y rarefacciones alejándose de una placa vibrante

Figura 5

ELECTRONICA y servicio

Figura 6

Oído externo Las ondas sonoras son transmitidas a través del conducto auditivo externo hacia el tímpano, en el cual se produce una vibración. Estas vibraciones se comunican al oído medio a través de una cadena de pequeños huesos formada por el martillo, el yunque y el estribo, transmitiéndose así Pabellón a través de un conducto llamado auditivo “ventana oval” hasta el líquido del Conducto auditivo oído interno, en la cóclea. externo Ahí, son estimuladas las células pilosas, las cuales, a su vez, transmiten a través del nervio auditivo un patrón de Membrana del respuestas eléctricas hacia tímpano los centros auditivos del cerebro.

reproduce en escala pequeña los desplazamientos originales del cuerpo vibrante, y transmite al oído interno esta información, donde el cerebro lo interpreta como sonido (figura 6). Por lo tanto, una onda de sonido es una serie de compresiones y rarefacciones sucesivas del aire (por lo que el sonido no puede transmitirse en el vacío). Cada molécula transmite la energía a la molécula que le sigue; una vez que la onda de sonido termina de pasar, las moléculas permanecen más o menos en la misma posición (figura 7).

Características físicas Cualquier sonido sencillo (una nota musical, por ejemplo) puede ser descrito en su totalidad, mediante tres características con que se percibe: el tono, la intensidad y el timbre. Estos atributos corresponden exactamente a tres características físicas: la frecuencia, la amplitud y la composición armónica o forma de onda. Por su parte, lo

Oído interno Oído medio

Nervio coclear Martillo Cóclea o caracol Estribo

Yunque

que conocemos como ruido, es un sonido complejo; se trata de una mezcla de diferentes frecuencias o notas sin relación armónica.

Frecuencia o tono Por frecuencia del sonido se entiende el número de ciclos de una onda por segundo. Conforme mayor sea la frecuencia de una onda, más agudo se escuchará el sonido; y al contrario, conforme menor sea la frecuencia de la misma, más grave se escuchará el sonido. Un fenómeno interesante es el que se produce cuando se tocan dos instrumentos distintos en la misma nota. Ambos sonidos pueden tener la misma frecuencia, pero no necesariamente se percibirán igual; la diferencia radica en el timbre característico de cada instrumento (figura 8).

Amplitud La amplitud de una onda de sonido es el grado de movimiento de las moléculas de aire que la transportan. Dicho movimiento corresponde a la intensidad de rarefacción y compresión de la propia onda.

Moléculas de aire

Sonido

Frecuencia (número de ciclos en un segundo)

1 segundo

Onda de sonido

5 ciclos por segundo

Figura 7

ELECTRONICA y servicio

1 segundo 1 ciclo por segundo

Figura 8

PERFIL Tecnológico

DEL FONOGRAFO AL DISCO VERSATIL DIGITAL (DVD) Felipe Orozco y Leopoldo Parra

INTRODUCCION

En este artículo se hará un breve recuento técnico-histórico de los principales medios de grabación de información, desde el fonógrafo hasta el DVD, el más reciente estándar óptico. Destacaremos el hecho de que en la actualidad ya no se concibe el diseño de nuevos medios que soporten un solo tipo de información (como en su momento lo hicieron los cilindros y los discos de surco, que se proyectaron solamente para la grabación de música), sino que se piensa en el almacenamiento de información considerada ésta en sentido amplio (datos, texto, audio, imágenes y video); es el caso del DVD.

Los medios mecánicos para la grabación y reproducción del sonido, fueron el punto de partida de la actual industria de edición y distribución de música, películas, programas de televisión, software de computadoras, etc. La grabación y reproducción acústica nació casi al mismo tiempo que la tecnología electrónica, e invariablemente se vio beneficiada por los avances en el tratamiento de señales, resultado a su vez del desarrollo de los tubos de vacío, de los transistores y, en años más recientes, de los dispositivos de alta escala de integración. Como resultado, en la actualidad ya no se concibe el diseño de un nuevo medio de soporte de información para un único material, como en su momento fueron los cilindros y los discos de surco, que se proyectaron pensando solamente en la grabación de música. Por ejemplo, si bien las cintas magnéticas surgieron como una alternativa al tradicional disco de acetato para la grabación de audio, conforme se produjeron avances en la composición

ELECTRONICA radio-gráfica

de los materiales plásticos y magnéticos, así como en los procedimientos de grabación, pudieron también utilizarse en el registro de señales de video. De hecho, el cassette de audio, introducido por Philips en 1964, representó un ejemplo a seguir en el terreno del video profesional, con las primeras máquinas U-Matic, y posteriormente en el video doméstico, con los formatos Beta y VHS. Una ruta parecida seguiría el disco compacto, que originalmente se diseñó pensando en la grabación de audio digital, pero cuya tecnología pudo ser trasladada casi directamente a aplicaciones informáticas, con el CD-ROM. Y ahora, es el camino que desde su concepción se ha planteado para el DVD (Disco Versátil Digital), de cuya tecnología nos ocuparemos en el presente artículo; pero antes, haremos un breve recuento técnico-histórico de los principales medios de almacenamiento que se han utilizado masivamente.

ciones laterales de la aguja, y no de arriba a abajo, como en el cilindro. Su compañía, Victor Talking Machine Company, formada en 1901, rápidamente atrajo a intérpretes y al público hacia el formato del disco; y aunque los cilindros siguieron proporcionando ligeramente mejor sonido y Edison continuó produciéndolos hasta los años 20’s, el disco llegó a ser el formato dominante. En los años venideros, el fonógrafo acústico se benefició de la evolución de los sistemas amplificadores de grabación y reproducción, desarrollados en los laboratorios de la Bell Telephone. La principal ventaja de la grabación eléctrica fue

Edison en los laboratorios de Menlo Park, durante una demostración del fonógrafo

Parte 1 MEDIOS DE ALMACENAMIENTO DE INFORMACION Grabación mecánica de audio

ELECTRONICA radio-gráfica

Cortesía de Smithsonian Institution

La grabación del fonógrafo fue el primer medio exitoso para la captura, preservación y reproducción del sonido por medios mecánicos. Y de hecho fue el medio de grabación más popular por cerca de un siglo. Los métodos prácticos para el registro de ondas de sonido sobre la superficie de un disco o cilindro y su reproducción, fueron descritos en 1877 por Charles Cros en Francia y por Thomas Edison en los Estados Unidos. Sin embargo, Edison llevó esta idea a un modelo de trabajo práctico, por lo que se le considera el inventor del fonógrafo. No obstante, mientras que la patente de Edison describe tanto a la técnica del cilindro como del disco de grabación, su prototipo original y su producción comercial posterior se enfocó al primer formato (figura 1). Fue el alemán Emile Berliner, quien en 1880 diseñó el “gramáfono”, un sistema en el que las ondas de sonido estaban grabadas en una pista espiral sobre la superficie de un disco, con vibra-

Una publicidad del fonógrafo de Edison

Fonógrafo de Edison, fabricado en 1877

Figura 1

Figura 2 En la reproducción de un disco de acetato estereofónico se empleaba una aguja de diamante o zafiro artificial y de punta redondeada o elíptica. El surco muestra irregularidades diferentes en cada lado. Una pared es para el canal de audio derecho y la otra para el canal izquierdo.

Cortesía de Smithsonian Institution

Primer modelo de 45 revoluciones por minuto; fue fabricado por RCA en los años 50’s. Este formato hizo muy popular la distribución de material musical.

una mayor fidelidad del sonido, gracias a la producción de pastillas de recuperación más sensibles (los primeros fonógrafos estaban formados tan sólo por una membrana conectada directamente a la aguja, cuyas vibraciones se transmitían a un megáfono, la famosa campana que caracterizaba a dichos aparatos, donde se amplificaba el sonido). Otros avances que beneficiaron al disco electromecánico fueron: el descubrimiento de las propiedades del vinyl; el desarrollo del microsurco de grabación LP (Long Play), que permitió incrementar el tiempo de grabación por un menor espacio del surco y una disminución en la velocidad de rotación; mejoras en las técnicas de grabación y ecualización; la masterización en cinta; la grabación en alta fidelidad (HiFi); el desarrollo de la estereofonía y la cuadrafonía; el uso de matrices digitales para la grabación original del audio, etc. (figura 2). Así, los discos de acetato lograron ofrecer cada vez mejor fidelidad del sonido, hasta que tuvieron que compartir ese lugar con las cintas magnéticas, para posteriormente ser desplazados por los CD’s.

palmente porque las señales magnéticas pueden ser grabadas, copiadas, borradas o regrabadas, lo que no era posible con el disco de acetato. Los conceptos de la grabación magnética datan del siglo pasado, y fueron descritos por Oberlin Smith en 1888. Unos años más tarde, en 1898 el inventor danés Valdemar Poulsen patentaría el primer grabador magnético. Hacia principios de siglo, se experimentaron grabaciones en alambre de acero y, posteriormente, en cinta metálica. En 1928 en Alemania fue patentada una cinta de papel cubierto con polvo de hierro, la cual probó ser superior a la tira continua de metal sólido. La empresa AEG Telefunken desarrolló una cinta de grabación llamada magnetófono (Magnetophon), y BASF sustituyó la frágil cinta de papel por una película

Algunos de los primeros modelos de grabadoras de audio comercial

La grabación en cinta magnética En recientes décadas, la grabación magnética llegó a ser una de las tecnologías de almacenamiento de información más populares, princi-

Figura 3

ELECTRONICA radio-gráfica

Principio de grabación del sonido en cinta magnética La cabeza graba y reproduce por medio de un electroimán dotado de una fina bobina de alambre. La bobina conduce las señales eléctricas que representan el sonido.

Corriente de alta frecuencia

Figura 4

Corriente de las señales

Guía Para grabar, la cabeza borradora elimina primero los patrones magnéticos de la cinta. La corriente de intensidad variable, pasa por la cabeza y ejerce una atracción magnética cambiante.

Cinta magnetofónica Al igual que atraen limaduras de hierro a través de un papel, los imanes reacomodan las partículas metálicas de la cinta.

Pistas 1 y 2, lado 1 Pistas 1 y 2, lado 2 La cinta se graba sólo por un lado. Hay dos pistas (derecha e izquierda en estéreo) para cada "lado" (dirección de la grabación)

Las partículas de la cinta magnética se vuelven imanes y forman patrones que varían según el sonido.

de acetato de celulosa, desarrollando a la vez un proceso seguro para fabricar finas partículas de óxido de metal. El magnetófono fue introducido en 1936, dando origen a toda una generación de medios basados en cinta (figura 3) y beneficiándose de distintos desarrollos, como la polarización de corriente alterna, mejores cintas y circuitos de ecualización, y el desarrollo de cabezas magnéticas más pequeñas, que permitieron la grabación de varios tracks o pistas paralelas (figura 4). Pero, sin duda, el factor que marcó el despegue de las cintas magnéticas como medio popular de distribución y almacenamiento de audio, fue el desarrollo del cassette de audio, introducido por Philips en 1964. Las cintas de cassette no sólo hicieron la música portátil, sino que también sentaron un modelo a seguir en el terreno del video profesional y más adelante en el video doméstico. Los primeros sistemas de video en cinta magnética siguieron el método de grabación lineal, basado en una cabeza estacionaria y una cinta

ELECTRONICA radio-gráfica

pasando a gran velocidad, de manera similar a la grabación magnética de audio. Naturalmente, en aquellos sistemas primitivos se requerían enormes rollos de material magnético para grabar apenas algunos minutos, así como elementos mecánicos de alta precisión y rapidez, capaces de transportar la cinta a una velocidad constante (figura 5). El siguiente paso en la evolución de estas máquinas, se dio con la introducción de un tambor giratorio en el que se alojaban las cabezas dispuestas de manera cruzada con la cinta; a este sistema se le conoció como de “grabación transversal”. Gracias a este recurso pudieron ser fabricadas las primeras videograbadoras funcionalmente aplicables en la realización de programas de TV, puesto que ya no se requería el extraordinario consumo de cinta para grabar las elevadas frecuencias implícitas en la señal de video. El siguiente paso consistió en la compactación del sistema, lo cual llevó a los diseñadores a implementar un tipo de grabación helicoidal. En

Figura 5

Figura 6

En esta videograbadora utilizada por la BBC de Londres en la década de los 50’s, la cinta corría a una velocidad de 17 kilómetros por hora, apenas suficiente para la grabación de la señal en blanco y negro. Por su costo, complejidad y dimensiones esta máquina no habría podido ser utilizada en el ámbito doméstico.

este caso la cinta corre lentamente en la misma dirección, rodeando más de la mitad de la circunferencia del tambor, el cual incluye solamente un par de cabezas magnéticas encargadas de la grabación y reproducción. Este método se implementó en varios formatos de grabación profesional de video, producidos por compañías como Ampex, RCA, Philips, etc. Sin embargo, en todos los sistemas de este tipo la cinta venía contenida en un carrete, por lo que debía ser colocada manualmente en todo su trayecto por un operador, como en el proyector cinematográfico, haciendo complicado y riesgoso su manejo (vea en la figura 6 una videograbadora de carrete abierto). Hacia 1971, Sony Corp. ofreció a las compañías productoras de TV una máquina basada en un formato realmente innovador, que combinaba la grabación helicoidal con un mecanismo de auto-enhebrado de cinta; a su vez, ésta venía

contenida en un cartucho o cassette cerrado, que el operador no tenía más que insertar para disponer a la máquina en el modo de grabación o reproducción. Este formato recibió el nombre de U-Matic, porque el trayecto de la cinta tenía forma de U y porque el enhebrado se efectuaba de manera automática. Con el sistema U-Matic quedaron sentadas las bases para la videograbación doméstica, porque a la vez que solucionaba la dificultad técnica que entrañaba el manejo de señal de video, permitía una operación confiable y sencilla. No obstante, tuvieron que pasar algunos años hasta que avanzara la miniaturización de componentes y otras técnicas, para lograr la fabricación de máquinas lo suficientemente compactas y baratas como para ofrecerlas al público en general. Esto sucedió en 1975, con el lanzamiento de los formatos Beta por parte de Sony Corp. y VHS por parte de JVC (figura 7).

Trayecto de la cinta

Grabación helicoidal Tambor de cabezas rotatorias

Información grabada

Figura 7

ELECTRONICA radio-gráfica

El disco compacto Según comentamos en un artículo anterior de esta revista (ver La Revolución de los Medios Opticos, en el número 2), el surgimiento del disco compacto de audio digital desencadenó una revolución en los medios de almacenamiento de información, considerada ésta en sentido amplio (datos, texto, audio, imágenes y video), pues permitió grabar en un disco de apenas doce centímetros de diámetro enormes cantidades de datos. Precisamente, el DVD, que promete convertirse en los próximos años en el medio de registro de información por excelencia, reemplazando al CD de audio, al disco láser de video y al CD-ROM, se fabrica con la misma tecnología de un CD de audio convencional; es decir, sigue los mismos principios de lectura por sistema óptico.

Parte 2 LA TECNOLOGIA DEL DVD Antecedentes del DVD El DVD no sólo representa un logro tecnológico impresionante, sino también diplomático. Sus orígenes se remontan a 1994, cuando Philips y Sony propusieron un estándar llamado “Disco Compacto de Alta Densidad” para programas de multimedia en computadoras. Unas semanas después, Toshiba, Matsushita y Time Warner Inc. propusieron un formato alternativo llamado Disco de Video Digital de Super Alta Densidad”, fundamentalmente con el propósito de distribuir películas. Parecía entonces que la industria se enfrascaría en una competencia similar a la guerra comercial entre los formatos Betamax y VHS, que inició en 1977 y cuyas consecuencias y desenlace ya conocemos; sin embargo, para fortuna de la propia industria y de los consumidores, gracias a la intercesión de los fabricantes de equipos de cómputo, ambos grupos se pusieron de acuerdo y adoptaron un formato común. Así, en septiembre de 1995, diez de las principales empresas electrónicas del mundo establecieron las normas para el DVD, saliendo al mercado los primeros equipos a principios de 1997 (figura 8).

ELECTRONICA radio-gráfica

Espacio de almacenamiento que requiere el video El CD es un medio de almacenamiento que brinda una capacidad suficiente para audio digital (74 minutos) y satisfactoria en la distribución del software actual de computadoras (640 megabytes), mas no para el caso de la grabación de señales de video digital. En una señal de audio, las frecuencias involucradas son relativamente pequeñas; recordemos que el ancho de banda audible por el ser humano abarca desde 20 hasta 20 mil Hz, por lo que cualquier medio de almacenamiento de audio que aspire a la máxima fidelidad de sonido deberá capturar toda esta gama de frecuencias. En el CD de audio se utiliza un muestreo a una frecuencia de 44.1 KHz, con una precisión de 16 bits por muestra; en consecuencia, para grabar un segundo de música estereofónica se precisan alrededor de 1.5 millones de bits, aunque debido a modulaciones y adición de datos auxiliares, la frecuencia de datos en un CD es de aproximadamente 4.3 megabits por segundo (Mbps), rango muy elevado, aunque manejable por circuitos de bajo costo. Por contraste, en la señal de video compuesto del estándar NTSC, el ancho de banda va de 0 Hz hasta 4.25 MHz, lo que requeriría una frecuencia de muestreo de por lo menos de unos 9 MHz. Suponiendo una digitalización de mediana calidad (por ejemplo, 10 bits por muestra), el equipo reproductor necesitará manejar 90 millones de bits por segundo como mínimo; y aunque esto no es imposible para la tecnología actual, sí resulta muy costoso.

Figura 8

DISPOSITIVOS ELECTRONICOS DE MEMORIA Leopoldo Parra Reynada

Dispositivos de memoria

En este artículo de nivel básico, se pretende brindar un panorama general de los circuitos de memoria, dando una explicación mínima de su teoría de operación y destacando, sobre todo, la importancia funcional que tienen en los sistemas electrónicos modernos, sean de audio, video o de procesamiento de datos, como las computadoras. De hecho, consideramos este artículo como un preámbulo para temas que publicaremos posteriormente, y que tienen que ver con la sustitución y programación de memorias EEPROM en televisores modernos; es por ello que hemos retomado parte de un material publicado en el número 225 de Radio-Gráfica. 32

ELECTRONICA y servicio

A los elementos que permiten retener información para su posterior uso o reproducción, se les llama “dispositivos de memoria”. En este sentido, cualquier medio que permita registrar información, como una hoja de papel, una tarjeta perforada, una cinta magnética, un disco compacto o un circuito electrónico son, por ese hecho, dispositivos de memoria. En la tecnología electrónica, los dispositivos de memoria se pueden clasificar en dos grupos: 1) Los que se utilizan para grabar y reproducir información de uso final. 2) Los que se emplean para grabar y reproducir información de uso intermedio. En el primer grupo encontramos al disco compacto de audio digital, al CD-ROM, a los videocassettes en sus diversas modalidades, al disco láser de video, etc. En el segundo grupo se incluyen a las memorias electrónicas en circuito integrado, a los discos duros de computadora, etc. Y aunque ésta no es una clasificación muy técnica, la empleamos para distinguir entre el tipo de información de usuario propiamente di-

cha, de la información que se utiliza para apoyar la operación de sistemas electrónicos que proce-san datos para un determinado fin. Por ejemplo, es distinta la información musical que se graba en un CD, de la información correspondiente al sistema operativo que se almacena en los circui-tos de memoria RAM de una computadora, aun-que en ambos casos se trate de datos en forma de bits. Desde esta perspectiva, podríamos comparar a los dispositivos que se emplean para grabar y reproducir información de uso intermedio, con aquellas porciones del cerebro humano que almacenan los recuerdos u otros datos que le permiten a este órgano vital tomar decisiones.

Aplicaciones de los circuitos digitales de memoria En la electrónica moderna, los circuitos de memoria cada vez tienen mayor presencia. Se les aplica en computadoras, televisores, videograbadoras, reproductores de CD, videojuegos, e incluso en lavadoras automáticas, calculadoras de bolsillo y relojes de cuarzo. Su función consiste en almacenar instrucciones, operaciones, resultados de operaciones aritméticas y lógicas, etc., ya sea de manera temporal o definitiva, para luego reutilizar esta información en la ejecución de alguna instrucción subsecuente. Fundamentalmente, la aplicación de circuitos de memoria tiene que ver con sistemas electrónicos donde se procesan datos, se toman deci-

siones lógicas, se lleva un control de determinados eventos, se guarda cierto “estado de las cosas” como referencia futura, etc. Es decir, se emplean en registros de control y de almacenamiento que apoyan el funcionamiento de circuitos y subsistemas específicos en computadoras, audio, video, sistemas de control, etc. (figura 1). Por ejemplo, en computadoras se utilizan para almacenar las rutinas de arranque y soportar al microprocesador en la ejecución de los programas de aplicaciones. En un televisor se emplean para “memorizar” las rutinas de operación del aparato, los canales, el volumen, los ajustes de tinte, color, etc. En una videograbadora también se aprovechan para almacenar las rutinas de operación de la máquina, así como las preferencias del usuario respecto a los canales activos en su localidad y la información necesaria para la grabación sin asistencia de programas de TV. En reproductores de CD se les utiliza para compensar las variaciones mecánicas en la reproducción, para reproducir los números musicales en el orden predeterminado por el usuario, para llevar el conteo de minutos y segundos de cada interpretación, etc.

Nota histórica El surgimiento de los dispositivos de memoria está íntimamente ligado al desarrollo de los sistemas de cómputo, aunque el primer elemento de memoria conocido tenía más bien una función de control; nos referimos a las tarjetas de madera

ria

A pesar de que su construcción interna sea virtualmente idéntica, una memoria puede desempeñar tareas muy distintas dependiendo del equipo en que sea utilizada.

Figura 1

ELECTRONICA y servicio

Figura 2 Las tarjetas perforadas fueron utilizadas durante muchos años en las computadoras. Originalmente se utilizaban en los telares mecánicos. Sólo las agujas que coincidían con los agujeros podían penetrar y formar el diseño.

perforadas, un invento del francés J. Marie Jacquard que permitía controlar el patrón de tejido de los telares mecánicos, y el cual data de 1805 (figura 2). A finales del siglo XIX, el norteamericano Hermann Hollerith aprovechó el principio de tarjetas perforadas para manejar las cifras del censo de Estados Unidos de 1890, tarea que pudo llevar a cabo en tan sólo dos años y medio, cuando antes tomaba ocho o más años. Con el paso del tiempo, Hollerith participó en la creación de la Computing Tabulating Recording Company, empresa que en 1957 dio origen a la International Business Machines Corporation, mejor conocida por sus siglas: IBM. A principios del siglo XX se desarrollaron las primeras calculadoras eléctricas, cuya operación se basaba en la apertura y cierre de un gran

ELECTRONICA y servicio

número de relevadores, cada uno de los cuales funcionando como unidad de memoria de un dato elemental. Ya en los años 40’s, con la aparición de la ENIAC, la primera computadora completamente electrónica, surgieron las primeras memorias construidas con válvulas de vacío (bulbos). Pero como la información almacenada se perdía irremediablemente en cuanto se apagaba la máquina, los datos se almacenaban en una cinta perforada de papel como un medio de memoria permanente (figura 3). Es importante mencionar que los dispositivos de memoria tuvieron un impulso en su desarrollo, precisamente en los años 40’s, cuando se sentó el modelo teórico en el que se basarían los diseños de las computadoras. En efecto, en 1944 John Von Neumann propuso la idea de introducir en la memoria de trabajo de la máquina tanto el programa a ejecutar como los datos a procesar. Con esta revolucionaria idea especificó un modelo teórico para disponer de una máquina de propósito universal, como son las computadoras, aunque inicialmente se contemplaron únicamente como enormes máquinas sumadoras, que facilitarían el trabajo de los científicos al realizar operaciones matemáticas. Desarrollos posteriores permitieron diseñar memorias más “compactas”, como la de anillos magnéticos (figura 4), basada en una red de conductores eléctricos en forma de matriz, con sendos anillos de material ferromagnético en cada

Las cintas perforadas utilizadas en las primeras computadoras almacenaban su información en forma de puntos, los cuales eran leídos por medio de escobillas que establecían contacto eléctrico al coincidir con una perforación.

Figura 3

Figura 4

Circuitos de memoria con núcleos de ferrita utilizados en las antiguas computadoras

ron los primeros circuitos integrados, en los cuales se “empaquetó” una gran cantidad de componentes en una sola pastilla de silicio con un encapsulado sencillo. Y por supuesto que las memorias fueron de los primeros circuitos en los que se aprovechó esta nueva técnica de integración, fabricándose a partir de entonces diversos tipos para aplicaciones específicas. Las capacidades actuales de los circuitos de memoria son realmente sorprendentes; por ejemplo, se han anunciado chips capaces de almacenar hasta 16 millones de bytes, lo que significa que un módulo de 32 MB de RAM se podría construir con tan sólo dos de estos integrados; y todo parece indicar que los desarrollos en este campo seguirán por tiempo indefinido.

Técnicas de fabricación de las memorias digitales unión. Sin embargo, fue con el advenimiento de los transistores que su pudo diseñar una nueva generación de memorias electrónicas, significa-tivamente más pequeñas, con una mayor veloci-dad de respuesta y una operación general mucho más confiable. A fines de los años 50’s, con el desarrollo de la tecnología planar por parte de la compañía Fairchild, fabricante de semiconductores, surgie-

Fotoresistencia

Las técnicas de fabricación de las memorias digitales, no difieren sensiblemente de las que se utilizan en cualquier otro circuito integrado, incluidos los modernos microprocesadores. En efecto, se utiliza tecnología MOS grabando millones de minúsculos transistores en grandes obleas de silicio, utilizando para ello métodos de fotograbado muy similares a los de la litografía (figu-

Oblea de silicio preparada

Capa de dióxido de silicio

Proyección de luz

Capa de nitruro de silicio

Sustrato de silicio

Retícula (o mascarilla)

Un ciclo similar es repetido para cubrir las uniones de metal entre los transistores

La nueva fotoresistencia es girada en la oblea y los pasos 2 al 4 se repiten

Conector de metal

Los patrones son proyectados sobre la oblea repetidamente

5 Región con impurezas

Lente

Los iones bañan las áreas grabadas con impurezas Las áreas no protegidas por la fotoresistencia son grabadas con gases

La fotoresistencia expuesta es removida

Figura 5

ELECTRONICA y servicio

ra 5). Esto ha permitido la fabricación de memorias de capacidad creciente sin que por ello su costo se incremente (al contrario, tiende a disminuir considerablemente); por lo tanto, en la actualidad podemos hablar fácilmente de sistemas de cómputo que poseen varios millones de bytes de memoria instalada sin que eso implique un precio excesivo.

Cómo trabaja una memoria digital Una memoria digital es un dispositivo que almacena estados lógicos, es decir, 1’s y 0’s. Para ello, requiere de un sistema de entrada de datos, un sistema de direccionamiento de los datos hacia localidades de memoria específicas y un método para recuperar o dar lectura a la información ya grabada. Para llevar a cabo estas funciones, es necesaria la presencia de tres buses independientes, pero que interactúen estrechamente entre sí: el bus de datos, el de direcciones y el de control. Vea en la figura 6 una explicación gráfica de para qué sirve cada uno de ellos. Por ejemplo, para guardar un dato específico en una memoria, la información correspondiente se coloca en el bus de datos, mientras que en el de direcciones se identifica la casilla específica donde será almacenada dicha información; por su parte, en el bus de control se indica qué se va a hacer con ese dato (guardarlo, dejarlo pasar, etc.) Una vez almacenada la información, ésta

permanece en dicha localidad de memoria tanto tiempo como esté energizado el sistema, y si en un momento dado se desea leer los datos, simplemente en el bus de control se envía una orden de lectura, en el de direcciones la ubicación de la casilla de interés, y la memoria coloca su información en el bus de datos. Este proceso puede repetirse millones de veces por segundo. Como veremos enseguida, dependiendo de su aplicación las memorias semiconductoras se clasifican en diferentes categorías, que a su vez se pueden agrupar en dos grandes familias: ROM y RAM.

Memorias de la familia ROM Las primeras memorias semiconductoras que se utilizaron fueron del tipo ROM (Read Only Memory o memoria de sólo lectura). Como su nombre lo indica, estos dispositivos se diseñaron para almacenar datos que sólo pueden ser leídos por el usuario, pero no modificados, lo cual resulta de gran utilidad en aparatos que siempre trabajan con las mismas rutinas o principios; de esta manera, el programa requerido para la operación de los circuitos involucrados, se graba en una ROM para que el microprocesador lo ejecute sin variaciones. A su vez, dentro de la familia de memorias ROM se encuentran varias categorías. ROM, PROM, EEPROM y UV-EPROM.

Memorias ROM Bus de datos

Proceso de datos

Bus de direcciones

Bus de control

M e m o r i a

Todo sistema que se apoye en memorias digitales debe poseer por lo menos tres tipos de buses: 1) De datos, donde circula toda la información que se lee o escribe en la memoria. 2) De direcciones, que indica el lugar exacto donde se va a guardar o leer un dato. 3) De control, que indica qué se va a hacer en un momento determinado; una lectura, una escritura, una transferencia, etc.

Figura 6

ELECTRONICA y servicio

Estrictamente hablando, éstas fueron las ROM originales. Su característica principal es que la información queda grabada por medios físicos en la pastilla de silicio (por lo general, en forma de un diodo conectado a un par de líneas cruzadas). En la figura 7 se muestra la configuración básica de este elemento de memoria; observe que se trata de un arreglo resistencia-diodo en el que se almacena un dato, consistente en un voltaje alto o bajo (bit), dependiendo de si existe o no un diodo entre ambas líneas. La información memorizada depende, entonces, de la disposición de diodos en una configuración que define el arreglo de unos y ceros correspondientes a los datos a almacenar, lo cual

AJUSTES ELECTRONICOS EN TELEVISORES PANASONIC Y QUASAR Javier Orozco Mancilla

En el número anterior revisamos el proceso de ajustes electrónicos en los televisores RCA y General Electric. Ahora explicaremos el mismo proceso para los televisores Panasonic con chasis AREDP224 (modelos CT-275185/cs/29518L5/ ps/vs) y AEDP 242 (modelos CT315185/cs); se trata de aparatos equivalentes a los televisores Quasar con chasis AREDC224 (modelos SP2726k/2736K) y AEDC 242 (modelos SP3136K/ck), respectivamente. Todos estos equipos incorporan el bus de comunicación I2C, mismo que reemplaza a los ajustes mecánicos tradicionales.

Acceso al modo de servicio Para acceder al modo de servicio, ejecute el siguiente procedimiento: 1) Encienda el televisor. 2) Cortocircuite momentáneamente el punto de prueba FA1 a la tierra fría ( ) FA2. Esto colocará al televisor en modo de cambio; durante éste, las teclas de VOLUMEN ARRIBA/ABAJO se ajustarán rápidamente. 3) Oprima simultáneamente las teclas de ACTION y VOLUMEN ARRIBA en el panel frontal del televisor. Entonces entrará al modo de servicio (figura 1). Observe que en el ángulo inferior derecho de la pantalla se ha desplegado un valor numérico de una, dos o tres cifras y -luego de una pequeña separación- un código alfanumérico. Este último

ELECTRONICA y servicio

Figura 1

Datos desplegados en la pantalla al entrar al modo de servicio

TCR

GRADO DE AJUSTE DE LA FUNCION ELEGIDA Cada función (sub-brillo, sub-color, corte del rojo, etc.) presenta un rango específico de ajuste. Para modificar éste, oprima las teclas VOLUMEN ARRIBA/ABAJO en el panel o las flechas IZQUIERDA/DERECHA en el control remoto.

indica a cuál de los cuatro modos de ajuste se ha entrado: B para ajustes del DAC (sub-brillo, sub-color, sub-tinte etc.), C para ajustes del TRC (centrado horizontal, corte del rojo, corte del verde, etc.), S para ajustes de fábrica del Picture in Picture (brillo PIP, contraste PIP, color PIP, etc.) y Normal TV (que en realidad no modifica ningún ajuste, ya que hace operar de manera normal a las teclas de VOLUMEN ARRIBA/ABAJO y CANAL ARRIBA/ABAJO). Para cambiar el modo de servicio, oprima la tecla de POWER en el control remoto. Por su parte, el valor numérico de una, dos o tres cifras cumple la tarea de definir el grado de ajuste de cada función. Tal y como mencionamos en el artículo anterior, podemos comparar al código alfanumérico con el “preset” de la función a ajustar; al valor numérico, con el grado de ajuste de la misma. Por ejemplo, si al inicio el menú de servicio despliega el número 97 y el código B0, significa que

Modo de servicio DAC

MODO DE SERVICIO ELEGIDO Del B0 al B5: Ajustes del DAC (sub-brillo, sub-color, sub-tinte, etc.). Del C0 al C5: Ajustes del TRC (corte del rojo, corte del verde, etc.) Del S0 al S7: Ajustes de fábrica del PIP (brillo PIP, contraste PIP, etc.) Para conmutar entre los diferentes modos de servicio, oprima la tecla POWER en el control remoto. Para conmutar entre las funciones de cada modo de servicio, oprima las teclas CANAL ARRIBA/ABAJO en el panel o las flechas ARRIBA/ABAJO en el control remoto.

la función a ajustar -preset- es la de sub-brillo (en los ajustes del DAC, B0 equivale a sub-brillo -según se mostrará en las tablas de ajuste-) y el grado en que ajustará la misma es de 97 unidades. Al hacer uso del control de VOLUMEN ARRIBA o VOLUMEN ABAJO para modificar estas 97 unidades, notaremos cómo aumenta o disminuye el nivel de brillo del TRC (tal y como si se ajustara el preset mecánico de sub-brillo).

Procedimiento de ajustes A continuación veremos cómo hay que realizar los ajustes electrónicos en estos equipos.

Ajustes del DAC (B0 ~ B5) Para seleccionar cualquiera de las seis funciones de este modo, oprima las teclas de CANAL ARRIBA/ABAJO en el panel frontal de la TV o las flechas ARRIBA/ABAJO en el control remoto (figura 2).

Selección de las funciones de los modos de servicio Control remoto

B0 = Sub-brillo B1 = Sub-color

T.V.

Flechas arriba / abajo

B2 = Sub-tinte CH

B3 = Sub-contraste B4 = Nivel de detector de video B5 = Nivel de salida de audio

Teclas de canal arriba / abajo Para cambiar la función de cada modo de servicio, presione las teclas de CANAL ARRIBA/ABAJO en el panel de la TV o las flechas ARRIBA/ABAJO en el control remoto.

Figura 2

ELECTRONICA y servicio

MECANISMO TIPO MAGAZINE DE SEIS DISCOS EN AUTOESTEREOS Leopoldo Parra Reynada

Tomando en cuenta que es cada vez es más común el uso de los reproductores de CD en el automóvil, hemos dedicado el presente artículo a analizar la operación del mecanismo de seis discos tipo magazine utilizado en autoestéreos. Dicho mecanismo constituye una unidad adicional que se instala en la cajuela. Para ello, tomaremos como modelo base el autoestéreo CDX-5490, junto con el módulo reproductor CDX-T62, ambos de Sony, los cuales funcionan en conjunto.

Introducción El autoestéreo CDX-5490 se monta en el panel frontal del automóvil, y contiene al sintonizador, al control principal, un reproductor de CD’s para un solo disco y al amplificador de potencia, mientras que el CDX-T62 es el módulo reproductor de discos compactos que se monta en la cajuela, el cual posee un magazine para seis discos (figura 1). Expliquemos los procesos mecánicos que se llevan a cabo en el módulo reproductor.

Movimiento de introducción del CD a la unidad del panel frontal Veamos paso a paso el proceso que sigue el mecanismo para llevar a cabo la carga y descarga de los discos compactos, ordenado desde el módulo CDX-5490. De acuerdo con el diagrama a bloques de este panel frontal (figura 2), el circuito de control es un microcontrolador a cuyas terminales 29 y 31 llegan las señales que provienen de sendos foto-

ELECTRONICA y servicio

Autoestéreo CDX-5490

Figura 1

Cambiador automático de CD's para automóvil CDX-T62

Módulo CDX-T62 Bocina frontal

Bocinas traseras

Autoestéreo CDX-910

Bocina frontal

transistores, los cuales trabajan como detector de presencia de disco (Q2) y de disco adentro (Q1). Igualmente este control envía los voltajes que activan al motor de carga M903. Veamos cómo se combinan estos elementos para realizar la carga del disco compacto. En la figura 3 se muestra un diagrama muy simplificado de la posición que ocupan los transistores Q1 y Q2 a la entrada del disco. Note que cuando se inserta un CD el primero de los transistores que deja de recibir luz es Q2, el cual por consiguiente se apaga y aplica un nivel ALTO a la terminal 31 del microcontrolador, mismo que al recibir esta señal pone a funcionar al motor de carga; de esta forma, el disco es capturado e introducido en la unidad hasta alcanzar su posición de lectura. Para llevar a cabo este movimiento, el motor de carga mueve un rodillo recubierto de goma con una forma muy especial, semejante a un reloj de arena muy alargado (figura 4). Este aspecto tan peculiar tiene por objeto garantizar que todo el manejo del CD se lleve a cabo por los bordes 48

ELECTRONICA y servicio

del disco, para evitar, en lo posible, maltratar su superficie de policarbonato. Este movimiento continúa hasta colocar al disco en su posición de lectura correcta, misma que es detectada por una palanca colocada en la parte trasera del aparato; cuando esta palanca se acciona, todo el ensamble que contiene al disco baja para efectuar tres movimientos: 1) Baja el rodillo de entrada para que ya no estorbe el libre movimiento del disco. 2) Captura al disco en su posición de lectura, efectuando el movimiento de clamping. 3) Se liberan los seguros mecánicos que mantienen fija a la sección de CD al resto del autoestéreo, consiguiendo con ello que esta porción quede “flotando” sobre ciertos suspensores de goma (figura 5), lo cual previene que las vibraciones inevitables de un automóvil se transmitan hacia el CD. Cuando todo esto sucede, se acciona el interruptor SW-1 (disco abajo), lo que a su vez provoca

Tarjeta placa principal

Batery 5V D501B

Q513 Batery 5V D501A R531

L501 MD 5V

Tarjeta de display R532 A B CNP CNP 801 502 9 9

R801-R813

D521 R529

AD ON 1

KEY In 0

Key in LSW802

LSW 816-828

EJECT LS801

D526 6.8V

10 10

D529 6.8V

R528

LM LOD

DISC SET SW 1 NO (no disc) RELEASED MD 5V

29 29

1 L LMOT IC3 DRIVE LB1638MTP

LMONT 2

80 KEY IN 1

R814-R826 3 CNJ2

DSW

CNJ4 CNP504 28 28

3 59

R575

4.19MHz X501

Key in OFF LS816

303 CNJ4

47 P/U 5V

OC501 MASTER MICRO COMPUTER µPD75518GF 270-389

R584 S901 DISC DET NC (no disc)

Q523

SCOR IC2/74

POWER ON

Figura 2

ELECTRONICA y servicio

5 Tarjeta de servo

LM EJ

IN SW SCOR

MD 5V

27 27

L +

SCOR ACT

PH1

7 M 9

M903 LOADING

R572 23 23 Q2 (INSIDE) R573 Q1 (OUTSIDE)

PH2 31

ILL ON

TUN CD CD ON MON ON

Q502/B Q503/B Q516/B Q519/B Q509/B

24 24 DISC SENSORS

Placa de servo

Figura 3

MECH

Figura 5

DESCARGA DEL DISCO

que el motor de carga se detenga y de inicio la función focus search, con lo que comienza la lectura del disco. Como ha podido apreciar, la descripción del proceso de carga de disco en realidad es muy sencilla. Veamos ahora qué sucede cuando se da la orden de EJECT.

Movimiento de EJECT de la unidad del panel frontal Cuando el usuario presiona la tecla EJECT y el disco está funcionando, la secuencia de acciones que se llevan a cabo son las siguientes: 1) El motor de giro de disco se detiene con un frenado dinámico, deteniendo en menos de dos segundos la rotación del CD. 2) El motor de carga comienza a funcionar en sentido inverso al descrito en el apartado anterior, con lo que consigue asegurar nueva-

mente la porción del CD hacia el resto del aparato (deja de estar flotando en sus suspensores de goma) y colocar el rodillo de entradasalida en posición correcta. 3) Se libera al disco compacto del mecanismo de clamping, dejándolo listo para su expulsión. Una vez hecho esto, el motor de carga sigue girando para impulsar al CD hacia afuera del aparato (y este movimiento no se detiene sino hasta que se activa el fototransistor Q1), pero sin llegar a extraerlo por completo (por lo tanto, el transistor Q2 permanece activado) y lo deja en esa posición hasta que el usuario lo retira manualmente. Cuando esto sucede, se enciende Q2 y el aparato queda en condiciones iniciales para repetir nuevamente todo el proceso. Resulta evidente que los movimientos involucrados en la carga y descarga del CD en la unidad del panel frontal son sumamente sencillos y fáciles de entender. Veamos ahora cómo trabaja la unidad que se encuentra en la cajuela, es decir, el CDX-T62.

Movimiento de carga de la unidad de cajuela

Figura 4

ELECTRONICA y servicio

Para dejar al descubierto el mecanismo de esta unidad, deberá retirar una serie de tornillos, como se muestra en figura 6A; también deberá levantar con cuidado la placa principal (como si fuera la cubierta de un libro), de modo que que-

SISTEMA DE AUTODIAGNOSTICO PARA LOCALIZAR FALLAS EN VIDEOGRABADORAS Carlos García Quiroz

En los equipos de audio y video, los recursos informáticos ya han adquirido carta de naturalización, y su avance prosigue. En las modernas videograbadoras ya comienza a incluirse un software que checa la máquina durante el arranque y la operación normal del sistema, reportando en el display las anomalías que llegaran a existir. En este artículo, vamos a mostrar los procedimientos que se deben llevar a cabo para interpretar de forma adecuada los despliegues generados por la rutina de autodiagnóstico de las modernas videograbadoras Panasonic. 54

ELECTRONICA y servicio

Informática en las videograbadoras Desde su concepción, las videograbadoras domésticas integraron un sistema de control para garantizar la interacción de todas y cada una de sus secciones, tanto mecánicas como electrónicas. Por supuesto, en los primeros modelos el sistema de control no era más que un microcontrolador muy elemental, rodeado de compuertas digitales y de un gran número de elementos auxiliares, como transistores, solenoides, etc. Conforme se desarrollaron las técnicas digitales, el sistema de control evolucionó hasta reducirse a un circuito de alta escala de integración, en cuyo interior se agruparon todos los elementos necesarios para llevar a cabo la supervisión de las funciones del aparato, con muy pocos circuitos y dispositivos auxiliares, pero con un aumento significativo en las prestaciones ofrecidas al usuario. Por ejemplo, los modernos sistemas de control despliegan datos en pantalla para indicar al usuario del estado del sistema; permiten

funciones como la grabación diferida, la progra-mación para grabar múltiples eventos sin asis-tencia del usuario, etc. Básicamente, podemos agrupar el conjunto de tareas que lleva a cabo un sistema de control en las siguientes categorías: • Ejecución de órdenes externas. Recibe las órdenes que le transmite el usuario, ya sea por medio del control remoto o directamente desde el teclado del aparato; identifica qué es lo que se desea hacer y se encarga de su cumplimiento. • Supervisión de la operación del aparato. Por medio de una serie de sensores repartidos tanto en el mecanismo como en las secciones electrónicas del mismo, si detecta cualquier anomalía, de inmediato determina acciones correctivas o preventivas para evitar daños mayores a la cinta o al aparato mismo. • Programación. Recibe una serie de órdenes precisas por parte del usuario, las almacena en su memoria y, cuando ha llegado la hora estipulada en dichas órdenes, pone a funcionar todos los sistemas para conseguir una grabación adecuada incluso sin el auxilio de un operador humano.

Microntrolador Microprocesador Control I/0 ROM

Registros

ALU

P u e r t o I/0

RAM Control direcciones AD

• Comunicación con el usuario. Esta se lleva a cabo tanto por el display del panel frontal del aparato como por medio de un despliegue en la pantalla del televisor. Aunque no vamos a explicar cómo trabaja un sistema de control, conviene tener bien claro que es un sistema de proceso informático similar a una computadora, pero con una mínima capacidad de procesamiento (figura 1). Incluso, hace años algunos manuales de servicio llamaban “microcomputadora” al sistema de control. Y en efecto, ambos sistemas electrónicos son conceptualmente similares en los siguientes aspectos: • Poseen un núcleo físico que se encarga de ejecutar las instrucciones definidas por un programa (por lo que podemos decir que existe una porción de hardware y otra de software). • Se pueden programar, aunque la capacidad del microcontrolador de una videograbadora es muy limitada, ya que se trata de un dispositivo de propósito específico, con muy pocas opciones que cubrir, mientras que una computadora es un equipo de propósito general con una arquitectura abierta. • Tienen un teclado y un sistema de despliegue de información. • Incluyen un sistema de autodiagnóstico que detecta la confiabilidad de los componentes fundamentales del sistema, antes de comenzar a trabajar. Inclusive -y este es el objetivo del que nos ocuparemos en el presente artículo-, en las modernas videograbadoras ya comienza a incluirse un software que checa la máquina durante el arranque y la operación normal del sistema, reportando las anomalías (de existir) por medio del display.

D/A

Control I/0

El microcontrolador es un circuito de alta escala de integración, donde se concentran funciones de ejecución de ordenes externas, supervisión de la operación del aparato, programación y otras tareas en las que se requiere un control central. El núcleo de estos circuitos es un microprocesador similar al de una computadora, aunque no comparable en poder, pero sí en concepto.

Figura 1

Con relación al último punto, gracias a estas rutinas informáticas de autochequeo, el trabajo del personal técnico se facilita considerablemente, pues basta un simple dato alfanumérico y las tablas que describen la falla (mismas que se incluyen en el manual de servicio de la máquina), para detectar la sección que presenta anomalías. Como resulta obvio, ni siquiera es necesario abrir la máquina ni hacer una inspección física de ella.

ELECTRONICA y servicio

Lo más probable es que estos sistemas de autodiagnóstico o de ayuda técnica se generalicen, y no sólo en las videograbadoras, sino también en otros aparatos que utilicen microcontrolador. De ser así, habrá evolucionado el concepto del servicio electrónico hacia un ámbito donde es cada más borrosa la frontera entre los equipos de audio y video y las computadoras. No está de más mencionar, que ya comienzan a aparecer en el mercado electrónico jigs de servicio que incluyen una tarjeta de interface que se conecta a la PC y al aparato en reparación, estableciendo la comunicación micro a micro para diagnosticar la causa más probable de la falla; asimismo, ya circulan CD-ROM’s con amplios catálogos de fallas ya resueltas, por lo que el técnico sólo tiene que introducir el síntoma del equipo defectuoso y la computadora le muestra una serie de opciones donde probablemente se encuentra el problema; finalmente, Internet es una fuente muy valiosa de información y un medio de intercambio de experiencias derivadas del servicio. En los apartados siguientes, vamos a mostrar los procedimientos que deben llevarse a cabo para interpretar de forma adecuada, los despliegues generados por la rutina de autodiagnóstico de las modernas videograbadoras Panasonic.

Areas que debe diagnosticar el técnico de servicio Las áreas específicas donde debe concentrar su atención el personal de servicio para localizar fallas en videograbadoras, son las siguientes: 1. Enhebrado (threading). Se refiere al proceso de carga del cassette, el cual es detectado y controlado por medio de sensores, solenoides y motores. 2. Sistema de control. Este sistema interpreta todas las entradas de botones, sensores y otras señales de control, para entonces ejecutar las instrucciones en la secuencia requerida. 3. Tensión y trayectoria de cinta. Si el cassette es cargado satisfactoriamente pero la cinta no avanza de manera uniforme,

ELECTRONICA y servicio

puede suceder que ciertas porciones de la imagen aparezcan más ruidosas (lo que implica que la envolvente de RF sea “no lineal”), en cuyo caso es preciso verificar la tensión y la trayectoria de la cinta. 4. Sistema de servo. Hay cinco elementos importantes a considerar dentro de este sistema: a) Referencia de entrada. b) El motor que proporciona el movimiento. c) Detector de la posición de salida. d) Comparador que determina la diferencia (error) entre la referencia y la salida lograda. e) Trayectoria de retroalimentación del error que es aplicado para permitir la acción correcta. 5. Sistema de audio. En la mayoría de los sistemas de grabación analógica, el alineamiento de la pista longitudinal del sistema de audio es similar al de una grabadora de audio, excepto en que hay una cabeza combinada que graba y reproduce. El alineamiento debe verificarse con una cinta para esa función. 6. Sistema de video. Puesto que el alineamiento de video es similar al del audio, su verificación debe realizarse también con la ayuda de una cinta de alineamiento. Como ya mencionamos, el uso de microcontroladores en videograbadoras ha permitido incluir nuevas funciones en dichas máquinas, una de las cuales es el autodiagnóstico. Este recurso no se incluye en todos los modelo; pero los que sí lo incorporan, tienen una ventaja técnica con relación a otros, pues gracias a ciertas indicaciones en la pantalla se pueden detectar problemas en las áreas mencionadas anteriormente.

Ayuda técnica en la videograbadora NV-HD610 PM de Panasonic El recurso de ayuda técnica que brinda esta videograbadora se divide en dos: el autodiagnóstico y el modo de servicio. El autodiagnóstico se refiere al hecho de que si durante la instalación o uso cotidiano de la vi-

Tabla 1 PANTALLA DE INDICACION DEL AUTO-DIAGNOSTICO Indicació n

Causa

Remedio / verificar

H01

Despué s de que el amarre del cilindro es detectado, é ste no empieza a girar nuevamente aun despué s de descargar la cinta

Verificar el circuito excitador del motor del cilindro

H02

La cinta del casete no se enrolla durante la descarga, excepto en el modo EJECT.

Verificar el circuito excitador del motor del capstan

F03

El mecanismo amarra durante el modo de transició n, excepto en el modo EJECT.

1. Verificar el circuito excitador del motor de carga 2. Verificar el alineamiento de fase del mecanismo 3. Verificar el interruptor de modo

F04

El mecanismo amarra durante la descarga de la cinta

1. Verificar el circuito excitador del motor de carga 2. Verificar el alineamiento de fase del mecanismo

F05

La cinta del casete no se enrolla durante la descarga de cinta en el modo EJECT

1. Verificar el circuito excitador del motor de capstan 2. Verifique el pulso del carrete supply / take-up

F06

El mecanismo amarra despué s de que la cinta se descargó en el modo EJECT

1. Verificar el circuito excitador del motor del carga 2. Verificar el alineamiento de fase del mecanismo para la unidad portadora de casete

F07

El voltaje de alimentació n REC no aparece en el modo de REC

Verificar el circuito de la fuente de alimentació n de REC

F08

El voltaje de alimentació n de REC aparece excepto en el modo de REC

Verificar el circuito de la fuente de alimentació n de REC

F09

No hay transmisió n de reloj en serie entre IC 6001 e IC 7501

Verificar el circuito de reloj en serie

NOTAS: 1) La indicación “U” se muestra en FIP (panel de indicación de fallas) mientras la alimentación esté en activo. 2) Si la indicación mostrada en FIP es “H” o “F”, la energía eléctrica se interrumpe automáticamente. Al restablecerse ésta, el código de indicación de fallas desaparece y la máquina vuelve al modo normal en la pantalla (ya sea con el reloj o el contador). Entonces este código se almacena en el microprocesador de tiempo, sin importar que el enchufe de CA esté desconectado.

deograbadora se detecta algún problema, éste será señalado en la pantalla de funciones, a manera de un código que aparece automáticamente. A su vez, el modo de servicio permite profundizar en las pruebas que se realizan en los distintos bloques del aparato, dando al técnico en servicio una indicación mucho más precisa del origen del problema, con lo que la solución del mismo se facilita considerablemente. Ambos apoyos operan a través de sensores y del switch de modo, el cual es el encargado de detectar la posición que guarda el sistema mecánico del aparato (a este switch también se le conoce como encoder).

Información que expide la función de autodiagnóstico Por lo que respecta al autodiagnóstico, los códigos que se expiden consisten en una letra se-

3) La parte númerica -dos dígitos- del código indicador de fallas almacenado, puede ser mostrada nuevamente en la posición de segundos del FIP; es decir, en los dos últimos dígitos encendidos. Para ello, la unidad debe colocarse en el modo de servicio número 2 (cuando cambia la información de servicio en la pantalla; por ejemplo “01” ó “02”, etc.). Si fuesen dos o más las fallas que se presentaran, sólo la última sería -mediante código- exhibida y almacenada. 4) Para borrar el dato del código indicador de fallas almacenado, basta con presionar simultáneamente los botones de FF y EJECT durante 5 segundos.

guida por dos números, como es el caso de “H01” y otros que se muestran en la tabla 1.

Información que se expide en el modo de servicio Esta información ayuda a localizar la falla, pues señala el origen de la misma. Para su trabajo de reparación, el técnico debe utilizar el número de modo de servicio y el número de dato de servicio; de esta manera puede estimar con más precisión el costo de la reparación y reducir el tiempo que le tome la misma. En cambio, simplemente para diagnosticar la falla, el usuario puede utilizar la información de servicio (figura 2). Para activar esta pantalla, basta con oprimir al mismo tiempo los botones de FF y EJECT. Entonces aparecerán cinco dígitos divididos en tres funciones.

ELECTRONICA y servicio