191093901 Manual Fallas Automovil

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₁

S

S

UMARIO

UMARIO

C

1 - U

M

A

. . . .3

Introducción . . . .4

Sobre el Multímetro Digital . . . .5

Selección de las Magnitudes y Escalas o Rangos . .5 Continuidad, Prueba de Diodos y Resistencias . .5 Cómo Medir Tensión en DC . . . .7

Cómo Medir Corriente en DC . . . .7

Medición de Capacidad . . . .8

Medición de Otras Magnitudes . . . .9

Empleo del Multímetro en el Automóvil . . . .9

Cómo Medir Tensión . . . .9

Comprobación de la Resistencia y Continuidad . . .10

Comprobación de Diodos . . . .11

Pruebas con el multímetro Sobre el Circuito Eléctrico del Automóvil . . . .12

Comprobación de señal con Punta de Prueba Digital . . . .13

C

2 - U

O

A

. . . .15

Introducción . . . .16

Tipos de Osciloscopios . . . .16

Osciloscopio de Laboratorio . . . .16

Osciloscopio Digital Portátil de Automoción . . . .16

Osciloscopio integrado en PC . . . .16

Resumen de Controles y Ajuste del Osciloscopio . .17 Aplicaciones de los Osciloscopios en Automoción . . . .18

Tipos de Señales Más Comunes en el Automóvil18 Forma de Onda de los Códigos de Avería . . . . .25

Interpretación de las formas de onda . . . .26

Interpretación de la Tensión en un Oscilograma . . .27

Interpretación de la Frecuencia en un Oscilograma . . . .27

Comprobación de Componentes del Automóvil con el Osciloscopio . . . .28

C

3 - M

O

U

A

. . . .33

Introducción . . . .34

SoundCard Scope V 1.30 . . . .36

Cómo Usar Nuestro Osciloscopio . . . .40

Conclusión . . . .44

C

4 - P

A

S

A

. . . .45

Dispositivo Antirrobo Tritemporizado . . . .46

Alarma para Auto con 555 . . . .50

Alarma CMOS . . . .51

Alarma Transistorizada NC . . . .53

Alarma con Tiristor NC . . . .54

Alarma Temporizada NA . . . .55

Central de Alarma y Alarma para Automóvil . . . .56

Detector de Proximidad . . . .59

Detector de Rotura de Vidrios . . . .62

C

5 - I

12V

110V/220V, 50H

/60H

. . . .65

Introducción . . . .65

Principio de Funcionamiento . . . .66

Esquema Eléctrico . . . .68

Montaje del Inversor . . . .74

Montaje del Transformador T1 . . . .76

Montaje de las Aletas Disipadoras, MOSFet, NTC e Impedancias . . . .77

Montaje en el Gabinete . . . .78

Costo del Proyecto . . . .80

U

SO DEL

M

ULTÍMETRO Y

DEL

O

SCILOSCOPIO EN EL

A

UTOMÓVIL

:

S

UMARIO

2

Colección “Club Saber Electrónica”

Editorial

Director

Ing. Horacio D. Vallejo

Producción

José María Nieves (Grupo Quark SRL)

Selección y Coordinación:

Ing. Horacio Daniel Vallejo

EDITORIAL QUARK S.R.L.

Propietaria de los derechos en castellano de la publicación men-sual SABER ELECTRÓNICA - San Ricardo 2072 (1273) - Capi-tal Federal - Buenos Aires - Argentina - T.E. 4301-8804

Administración y Negocios

Teresa C. Jara (Grupo Quark SRL) Patricia Rivero Rivero (SISA SA de CV) Margarita Rivero Rivero (SISA SA de CV)

Staff

Liliana Teresa Vallejo Mariela Vallejo

Diego Vallejo

Luis Alberto Castro Regalado (SISA SA de CV) José Luis Paredes Flores (SISA SA de CV)

Sistemas: Paula Mariana Vidal Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández

Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Técnica y Desarrollo de Prototipos:

Alfredo Armando Flores

Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected] Internet: www.webelectronica.com.mx Publicidad: Rafael Morales [email protected] Club SE: Grupo Quark SRL [email protected] Editorial Quark SRL

San Ricardo 2072 (1273) - Capital Federal www.webelectronica.com.ar

La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan res-ponsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.

Impresión: Talleres Babieca - México

Este es el quinto tomo de la colección Club Saber Electrónica dedicado a la Electrónica del Automóvil. Ya hemos explicado el funcionamiento, medición y reparación del alter-nador, motor de arranque, sistema eléctrico y principios de la inyección electrónica, (tomo 1), qué es OBD II y que son los códigos de error (tomo 2), cómo se usa un escáner OBD II, cómo construir su propia interfaz multimarca y multiprotocolo y qué programas tienen disponibles los socios del Club Saber Electrónica para su descarga gratuita (tomo 3). El tomo 4 está dedicado a describir los distintos sensores y actuadores y a explicar el funcionamiento y diagnóstico de la computadora de a bordo (ECU).

Este libro pretende explicar a los técnicos automotrices el manejo del multímetro y del osciloscopio, así como la medi-ción de los distintos componentes que integran el sistema eléc-trico y electrónico de un vehículo. Incluye la descripción y montaje de un osciloscopio de uso automotriz, diferentes siste-mas de alarma y seguridad y de un inversor para que tenga ten-sión de línea a partir de la batería del coche. El texto se com-plementa con 2 CDs multimedia con excelente información y completa bibliografía. Sólo resta comentar que el próximo tomo que dedicaremos a la electrónica del auto será sobre inyección electrónica y estará disponible luego de 3 meses de la publicación de esta obra.

¡Hasta el mes próximo!

S

2 CD

S

D

Ud. podrá descargar de nuestra web 2 CDs: “Multímetro y Osciloscopio en el Automóvil” que contienen Cursos, Videos, Tutoriales, Guías de Reparación y Proyectos, etc. Todos los CDs son productos multimedia completos con un costo de mercado equivalente a 8 dólares americanos cada uno y Ud. los puede descargar GRATIS con su número de serie por ser comprador de este libro.

Para realizar la descarga deberá ingresar a nuestra web: www.webelectronica.com.mx, tendrá que hacer clic en el ícono password e ingresar la clave “multiosc84”. Tenga este texto cerca suyo ya que se le hará una pregunta aleatoria sobre el contenido para que pueda iniciar la descarga.

Editorial

Del Editor al Lector

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₃

C

C

APÍTUL

APÍTUL

O

O

1

1

U

SO DEL

M

ULTÍMETRO

EN EL

A

UTOMÓVIL

El multímetro es una herramienta de prueba y de diagnóstico invalorable para los técnicos elec-tricistas, técnicos en mantenimiento automotriz, aire acondicionado y refrigeración así como otros profesionales que desean usar este instrumento en sus respectivas áreas (como es el caso de la electricidad del automóvil) y expertos en múltiples disciplinas.

Es una necesidad de este trabajo de investigación en dar a conocer ciertos aspectos importantes que deben de tenerse en cuenta al hacer mediciones con el multímetro, daremos al final las apli-caciones en el automóvil así como las pruebas respectivas tanto en el alternador, en el motor de arranque , pruebas de otros elementos en el automóvil.

El mecánico dedicado a tareas de electricidad y electrónica en el auto debe conocer bien las leyes eléctricas que gobiernan a los aparatos eléctricos del automóvil, como en anteriores tra-bajos de investigación se darán estos conceptos a modo de recuerdo.

INTRODUCCIÓN

En un automóvil se efectúan muchos procesos de trabajo mediante maquinas eléctricas, estos pueden ser generadores o alternadores. Es por ello que será necesario conocer a fondo tanto en la estructura como de su funcionamiento para hacer reparaciones. Para comenzar, y teniendo en cuenta que este libro puede ser leído por personas que no son “afi-nes” a la electrónica, daremos algunos conceptos básicos:

CORRIENTE ALTERNA.- Es aquella que cambia de polaridad en función del tiempo. Una caracterís-tica de esta en motores y alternadores es que es de forma sinusoidal (adquiere la forma de la función seno).

CORRIENTE CONTINUA.- Es la que nos entrega, por ejemplo, una batería y es la que tiene polaridad positiva en un cable y negativa en el otro. La rectifi-cación de la corriente alterna da como resultado una corriente continua pulsante pero siempre un cable es positivo respecto del otro, por eso se denomina con-tinua pulsante o concon-tinua variable.

LEY DE OHM.- Estable la relación entre la corriente, la resistencia y la tensión. Esta ley esta-blece que: “La intensidad es directamente nal a la tensión aplicada e inversamente proporcio-nal a la resistencia que se opone a ésta”.

CORRIENTE ELECTRICA.- Es el flujo de electro-nes a través de un conductor que es generalmente de cobre.

SEMICONDUCTOR.- Son materiales cuya con-ductividad depende del modo en que se los polariza, a veces son conductores y otras veces son aislantes, es el caso de los diodos o los transistores.

Para medir la tensión y la resistencia de los com-ponentes del automóvil, se recomienda un multímetro de alta impedancia (10kΩ -Ohm/V) que incluya una escala de tensión de 0-20V y una escala de resisten-cias con rango bajo (0-200Ω) y alto (0-20kΩ). Los medidores analógicos (con barrido de aguja a través de una escala numérica), debido a la lectura conti-nua, son útiles para ciertas aplicaciones, como el recuento de las deflexiones de aguja para identificar los códigos de avería de determinados modelos y la

identificación de fallos intermitentes; pero para el taller es recomendable utilizar un medidor digital, ya que es más fácil de utilizar, más resistente y más difí-cil de dañar si se utiliza incorrectamente. Los multí-metros digitales (con pantalla LED o LCD) están dis-ponibles en una gran variedad. Además de los medi-dores básicos, y para fines generales con escalas de tensión (CC/CA), resistencia y corriente, también se incorporan características adicionales como tempera-tura, coeficiente de utilización, régimen de motor, etc. en medidores de prueba específicos para aplicacio-nes automovilísticas.

En la figura 1 podemos apreciar el aspecto que posee un multímetro o téster digital sencillo que posee las siguientes referencias:

1- Display de cristal líquido.

2- Escala o rango para medir resistencia. 3- Llave selectora de medición.

4- Escala o rango para medir tensión en continua (puede indicarse DC en vez de una linea continua y otra punteada).

5- Escala o rango para medir tensión en alterna (puede indicarse AC en vez de la linea ondeada).

6- Borne o “jack” de conexión para la punta roja ,cuando se quiere medir tensión, resistencia y fre-cuencia (si tuviera),

tanto en corriente alterna como en continua. 7- Borne de conexión o “jack” negativo para la punta negra.

8- Borne de conexión o “jack” para poner la punta roja si se va a medir mA (miliamperes), tanto en alterna como en continua.

9- Borne de conexión o “jack” para la punta roja cuando se elija el rango de 20A máximo, tanto en alterna como en continua.

10- Escala o rango para medir corriente en alterna (puede venir indicado AC en lugar de la linea onde-ada).

11- Escala o rango para medir corriente en conti-nua (puede venir DC en lugar de una linea conticonti-nua y otra punteada).

12- Zócalo de conexión para medir capacitores o condensadores.

13- Botón de encendido y apagado.

Como mencionamos, la corriente alterna o AC (por Alternal Corrent) es aquella que se produce mediante generadores electromagnéticos, de tal forma que en el caso de México, fluye cambiando el polo positivo (polo vivo) a negativo (polo neutro), 60

4

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 1

veces por segundo. Por esto la corriente domiciliaria se dice que tiene un voltaje de 110 V a una frecuen-cia de 60 HZ (Hertz), en otros países como Argentina, por ejemplo, la corriente eléctrica domiciliaria es de 220V y 50Hz. La razón para que la tensión en el uso domiciliario sea alterna, es que resulta menos cos-tosa que la continua, ya que se la puede suministrar más directamente desde la usina, sin rectificarla a corriente continua, además es menos peligrosa ya que al tener sucesivos pasos por 0V es menos perju-dicial frente a un choque eléctrico.

Las baterías y pilas proveen una corriente conti-nua o DC (por Direct Current), es decir que en todo instante la corriente fluye de positivo a negativo. Para el caso del automóviles es más simple proveerse de un alternador o generador que rectifica la corriente alterna en continua mediante los diodos rectificado-res que posee en su interior.

SOBRE ELMULTÍMETRODIGITAL

Es muy importante leer el manual de operación de cada multímetro en particular, pues en él, el fabri-cante fija los valores máximos de corriente y tensión que puede soportar y el modo más seguro de manejo, tanto para evitar el deterioro del instrumento como para evitar accidentes al operario.

El multímetro que se da como ejemplo en esta explicación, es genérico, es decir que no se trata de una marca en particular, por lo tanto existe la

posibi-lidad que existan otros con posibiposibi-lidad de medir más magnitudes.

Con un téster o multímetro digital podemos tener una lectura directa de la magnitud que se quiere medir (salvo error por la precisión que el fabricante expresa en su manual de uso).

En cambio con el téster analógico (o de aguja), tenemos que comparar la posición de la aguja con respecto a la escala, lo cual trae aparejado dos erro-res, como el de apreciación (que depende del ojo o buena vista del operario) y el error de paralaje (por la desviación de la vista) que muchas veces no respeta la dirección perpendicular a la escala. A todo esto debemos sumarle el error de precisión del propio ins-trumento, lo cual hace evidente que resulta mucho más ventajoso la lectura de un téster digital.

SELECCIÓN DE LASMAGNITUDES Y

ESCALAS ORANGOS

Continuidad, Prueba de Diodos y Resistencias:

Tenga en cuenta que para utilizar el multímetro en esta escala, el componente a medir no debe recibir corriente del circuito al cual pertenece y debe encon-trarse desconectado. En la figura 2 podemos ver un ejemplo de uso del multímetro para la medición de resistencia, donde se obtiene una indicación de 0,5Ω aproximadamente. En la figura 3 se puede observar la medición de una resistencia de 680Ω y en el dis-play se puede leer 0,672kΩ (debido a la tolerancia

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₅

Uso del Multímetro en el Automóvil

Figura 1 - Partes principales de un multímetro digital. Si bien existen instrumentos para uso automotor, para la mayoría de las pruebas basta con tener un instrumento sencillo para electrónica.

del componente no se miden 680Ω exactos). Tal cual como está posicionada la llave selectora en el multí-metro de la figura 4, nos indica que podemos medir continuidad mediante el sonar de un timbre o “buz-zer”, por ejemplo cuando en un conjunto de cables se busca con las puntas de prueba un extremo y el correspondiente desde el otro lado. Se activa un zumbido si la resistencia es menor de 30Ω (aproxi-madamente). Si la resistencia es despreciable (como debería ocurrir en un conductor), no solo sonará el buzzer sino que además el displey indicará 000.

Por esto, cuando se prueban diodos, en un sen-tido (el inverso a su polaridad), indica

el número “1” a la izquierda del display u “OL” (fuera de escala). Esto significa que está bloqueando la corriente (con una resistencia muy elevada) y por lo tanto se debe a que el diodo está en inversa. En cambio en la polaridad correcta, cambiando la posición de las puntas de prueba en el diodo, el dis-play indica algunos milivolt que depen-den del tipo de diodo que se está pro-bando, ya que si bien el diodo conduce conectando las puntas en la polaridad

correcta, lo hace con resistencia apreciable. El ins-trumento fija una corriente de prueba de 1mA.

Cuando buscamos un valor de la resistencia al realiziar una medición, tenemos para elegir escalas o rangos que determinan el valor máximo que se puede medir en dicho rango. En la figura 5, por ejemplo, podemos elegir entre : 200 Ohm, 2kΩ (2 kiloOhm o 2000 Ohm), 20kΩ (20000 Ohm), 200kΩ (200000 Ohm) y 2M (2 MegaOhm o 2 millones de Ohm) y en algunos téster, hasta 20MΩ.

Si el valor a medir supera el máximo de la escala elegida, el display indicará “1” u “OL” a su izquierda.

6

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 1

Figura 2 - El téster o multímetro se emplea en el auto para probar la continui-dad de los cables, detectar cortocircuitos, etc.

Figura 3 - Para medir resistencias hay que colocar la llave selectora en la posición correcta. En la parte derecha se observa la medida de una

resis-tencia de 0,672Ω.

Figura 4 - En la posición “buzzer”, cuando se mide un corto, el

instru-mento emite un sonido.

Por lo tanto habrá que ir subiendo de rango hasta encontrar el rango correcto.

Muchas veces se sabe de antemano cuánto debería medir la resistencia, por ejemplo, si es una bobina primaria de encendido, elegimos buzzer para comprobar su continuidad y luego para el valor de la resistencia pasamos a la escala de 200Ω. En cambio, para el bobinado secundario, usaremos la escala de 20kΩ.

Cómo Medir Tensión en DC:

Sabemos que como voltímetro, el multímetro se conecta en paralelo con el componente a medir, de tal manera que el instrumento indique la diferencia de potencial entre las puntas.

En la figura 6 se destacan los rangos de la llave selectora para medir tensión de corriente continua y en qué lugar se deben conectar las puntas de prueba. Donde indica 200m el máximo valor que se

puede medir es 200 milivolt (0,2V), el resto de las escalas se comprende tal cual están expresados por sus cifras. Por lo tanto para medir la tensión de la batería del automóvil debemos elegir la escala o rango de 20V (indicado simplemente con 20). Si se están midiendo caídas de tensión en terminales o conductores, podemos elegir una escala con un máximo más pequeño y así tener una lectura aproxi-mada a la real. Si no se sabe cuál es la tensión que se va a medir, siempre hay que empezar por un rango alto, para ir bajando y así obtener mayor preci-sión. Cuando el valor a medir supere el máximo ele-gido, el display también indicará “1” u “OL” en el lado izquierdo.

Cómo Medir Corriente en DC:

Para medir esta magnitud, hay que tener mucha precaución porque como amperímetro, el multímetro se conecta en serie, por lo tanto toda la corriente a

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₇

Uso del Multímetro en el Automóvil

Figura 5 - Un multímetro digital tiene varias esca-las o rangos para la medición de resistencias, con ésto se persigue tener mejor definición en

una medición.

Figura 6 - Rangos de la llave selectora para medir tensión de corriente continua, note dónde se deben conectar las puntas

de prueba.

medir se conducirá por su interior, con el riesgo de quemarlo si la misma excede el máximo soportado por el aparato. En el manual de uso, el fabricante aconseja no solo el máximo de corriente que puede soportar sino además el tiempo en segundos (por ejemplo 15 segundos).

En la figura 7 podemos observar el lugar de la escala en que se debe colocar la llave selectora del multímetro para medir corriente de corriente continua y dónde se conectan las puntas de prueba.

Los rangos en el multímetro de ejemplo para esta medición son: 200µA (0,0002A ó 0,2mA), 2000µA (2mA ó 0,002A), 20mA (0,02A) y 200mA (0,2A).

Note también el rango para la medición de 10A, debe tener en cuenta que hay una conexión especial para la punta de prueba color rojo cuando se quiere utilizar este rango.

Nota: Cuando deba hacer las conexiones del

mul-tímetro para encendido convencional, electrónico e

inyección electrónica, se utiliza el instrumento como voltímetro u óhmetro y la mayoría de las veces resulta suficiente para resolver el problema. Cuando sea necesario conocer la corriente, es mejor utilizar una pinza amperométrica, figura 8.

Medición de Capacidad :

El multímetro que estuvimos usando hasta ahora como ejemplo no permite medir capacidad y en algu-nas ocasiones esta medida es necesaria para ciertos dispositivos presentes en el automóvil. En la figura 9 podemos ver un multímetro relativamente económico que puede medir capacidad y en la figura 1º un ins-trumento auto-rango de mejor calidad, cuya llave selectora está en la posición para medición de capa-cidad (capacitancia).

CX quiere decir “capacidad por”.

Para los automóviles con encendido por platinos los valores de capacidad pueden ir de 0,20µF a

8

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 1

Figura 7 - Observe el lugar de la escala en que se debe colocar la llave selectora del multímetro para

medir corriente de corriente continua y dónde se

conectan las puntas de prueba. Figura 8 - Pinza amperométrica.

0,28µF, por lo tanto es mejor medir en el rango de 2µF en el caso de usar un téster como el de la figura 9 (si emplea un multímetro como el de la figura 10, la selección del rango es automática). En un rango alto de capacidad puede demorar unos segundos en alcanzar la lectura final. Siempre los capacitores deben estar descargados, antes de conectar las pun-tas de prueba del instrumento. Cuando se trata de capacitores de papel de estaño (como el de los siste-mas de platinos) no hace falta respetar polaridad de las puntas de prueba. Pero existen capacitores utili-zados en electrónica, que tiene marcada la polaridad y en estos casos se debe tener en cuenta la polari-dad.

Medición de Otras Magnitudes:

Hay multímetros genéricos que además miden frecuencia en kilohertz (kHz) y mediante un zócalo adicional (parecido al de capacitores) y una termocu-pla o conector especial, pueden medir temperatura en ºC. La frecuencia en kHz generalmente tiene un rango único de 20kHz (20000Hz), que para encen-dido e inyección electrónica es poco sensible o resulta una escala demasiado grande, pues necesi-tamos medir frecuencias que van desde 10Hz a 15Hz hasta 50Hz a 80Hz y 100Hz a 160Hz. Por lo tanto para mediciones precisas de frecuencia hay que adquirir multímetros especialmente diseñados para la electrónica del automóvil.

La temperatura en ºC puede ser captada tocando con la termocupla el objeto a controlar y la rapidez con la cual registre el valor, a igual que su precisión, dependerá de la calidad de cada multímetro y de la termocupla en cuestión. La temperatura ambiente se obtiene sin conectar la termocupla ya que vienen con un sensor incorporado (dentro del instrumento) para tal fin.

EMPLEO DELMULTÍMETRO EN ELAUTOMÓVIL

Cómo Medir Tensión

Ponga el multímetro en la posición TENSIÓN (V). Si es necesario, ajuste la escala del multímetro al valor correcto (20V de corriente continua, por ejem-plo). Conecte el cable de pruebas negro a un buen punto de masa del auto, o directamente al borne negativo de la batería.

Observe las condiciones de la prueba, por ejem-plo, contacto dado, contacto quitado etc.

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₉

Uso del Multímetro en el Automóvil

Figura 9 - Multímetro de uso automotor que permite la medición de frecuencia y capacidad.

Figura 10 - Multímetro autorrango ajustado para medición de capacidad.

10

Colección “Club Saber Electrónica”

terminal positivo del elemento bajo prueba.

Lea y grabe el valor mostrado. La medición de la bajada de tensión mediante cables y componentes puede ser una herramienta de diagnosis útil, ya que cualquier anomalía afectará al fun-cionamiento de el o los circuitos y com-ponentes pertinentes. Los cables de conexión en el automóvil, por su largo, suelen tener una caída de tensión o dife-rencia de potencial que producen una “bajada de tensión” respecto al valor de la batería. La bajada máxima de tensión no debe superar los siguientes valores para cada caso:

- Cable del conector del módulo de control del motor: 200mV

Interruptor o llave de arranque: -300mV

- Conexión a masa: -100mV - Conexión a un sensor: -50 mV

La figura 11 muestra cómo se mide la tensión de una batería de un auto mientras que en la figura 12 tenemos la forma de hacer la comprobación de la tensión de señal entre cables en el conector del mazo, con el conector “conectado y desconectado”.

Comprobación de la Resistencia y Continuidad

Una alta resistencia en las conexiones a masa puede causar síntomas inusuales (y aparentemente ilógicos) que no parecen estar relacionados con los

componentes involucrados. La limpieza de las cone-xiones a masa debe ser exhaustiva y realizarse con un producto limpiador de contactos de marca regis-trada antes de proceder a la instalación.

Las conexiones próximas a la batería son espe-cialmente vulnerables a la corrosión.

Es necesario comprobar los cables a masa en toda su extensión para asegurarse de que no pre-sentan rozamiento, corrosión ni daños mecánicos. Un cable a masa normalmente tiene de 0 a 30 hilos y aunque siga existiendo conexión con sólo unos

Capítulo 1

Figura 11 - Medición de la tensión de una batería con el multímetro.

Figura 12 - Medición de tensiones en conectores y masos de cables.

pocos intactos, la alta resistencia resultante causará problemas.

Los conectores posiblemente defectuosos deben desmontarse (si es posible) y los terminales limpiarse e inspeccionarse exhaustivamente. Ponga el multí-metro en la posición RESISTENCIA (ohm).

Si es necesario, ajuste la escala del multímetro al valor correcto (si es auto-rango sólo coloque la llave selectora en posición para medición de resistencia). Conecte el cable de pruebas negro al cable de pruebas rojo del instrumento y compruebe que el multímetro indique CERO. Si no es así, existe una anomalía en el multímetro o en las punta de prueba.

Desconecte el componente a medir de todo el cableado.

Conecte el cable de pruebas negro del instru-mento a un terminal del eleinstru-mento bajo prueba.

Conecte el cable de pruebas rojo al otro termi-nal del componente bajo prueba.

Lea y grabe el valor mostrado por el display del multímetro.

Si el multímetro indica CERO (0), significa que hay continuidad. Si indica INFINITO, significa que hay circuito abierto en el componente. En la figura 13 se tiene una síntesis de la forma en que se debe conectar el multímetro para cada caso.

Comprobación de Diodos

Ponga el multímetro en la posición RESISTENCIA o DIODO.

Conecte el cable de pruebas rojo al terminal del ánodo del diodo.

Conecte el cable de pruebas negativo al terminal del cátodo del diodo.

El multímetro debe indicar continuidad o algunos milivolt (figura 14). Invierta los cables de prueba, el multímetro deberá indicar que NO hay continuidad o que la tensión es 0V (figura 15).

Nota: si el multímetro indica continuidad en

ambas pruebas, el diodo está en corto y si en ambas mediciones indica infinito, el componente está abierto..

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₁₁

Uso del Multímetro en el Automóvil

Figura 13 - Medición de resistencia en conectores con el multímetro.

Figura 14 - Un diodo en directa debe indicar algu-nos milivolt (depende del tipo de diodo).

Figura 15 - Un diodo en inversa se comporta como un circuito abierto.

PRUEBAS CON EL MULTÍMETRO

SOBRE ELCIRCUITOELÉCTRICO DELAUTOMÓVIL

1) Medición de Tensión en el Circuito Eléctrico

Para realizar esta medida tenemos que tener el circuito conectado bien con la llave de contacto o simplemente con la conexión a batería, según la parte del circuito que se quiera comprobar.

Debe poner el multímetro para la medición de ten-sión (V). Conecte el borne negativo (-) a masa y toque con la punta positiva roja del instrumento (+) en el punto del circuito donde se quiere saber el valor de tensión, hay que tener siempre las escala del multí-metro en 20V (figura 16).

2) Medición de Continuidad

Primero desconecte la batería, después prepare el multímetro para medir resistencia; junte entre si las puntas de pruebas del instrumento para comprobar que nos mide cero ohm, luego ponga las puntas de prueba entre los extremos de la parte del circuito que se desee comprobar y lea el valor de la resistencia.

Un valor de cero ohm expresa continuidad del cir-cuito y un valor infinito le dice que el circir-cuito esta abierto (cable cortado), figura 17.

3) Comprobación de Caídas de Tensión

Para esta comprobación el circuito debe de estar conectado a la fuente de tensión. Con el multímetro

preparado para la medición de tensión (V) toque con las puntas de prueba entre los dos puntos donde se desea conocer la caída de tensión, la punta de prueba del cable positivo (rojo) será la mas cercana a la fuente de alimentación. Esta medición se hace para comprobar los defectuosos contactos de las conexiones, figura 18.

4) Comprobación de un Cortocircuito

Desconecte la carga del circuito y quite el fusible asociado al bloque circuital donde quiere comprobar la existencia de un cortocircuito. Prepare el multíme-tro para medir tensión (V) y conecte las puntas de prueba a los terminales del fusible, el terminal posi-tivo (rojo) lo mas próximo a la fuente de alimentación. Si el multímetro indica medida de tensión, existe un cortocircuito a masa, cable pelado, desgastado o pellizcado. Se puede realizar la misma operación con el óhmetro, desconectando la batería del circuito, figura 19.

5) Comprobación de la Corriente

Para medir la intensidad de corriente que pasa por un circuito, debe emplear una pinza amperomé-trica que le permitirá hacer una medición rápida y segura, además es de uso obligado cuando estemos comprobando intensidades grandes, como por ejem-plo las que tenemos en el circuito de carga de la bate-ría y arranque del motor, figura 20.

12

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 1

Figura 16 - Medición de tensión en el circuito

eléc-trico del automóvil. Figura 17 - Búsqueda de cortos y/o continuidad_{en el circuito eléctrico.}

6) Pruebas del Conector del Módulo de Control del Motor

Si no se dispone de una caja de pruebas ni de cables de adaptador adecuados, lleve a cabo las pruebas en el lado del cableado del conector del módulo de control del motor.

Para acceder a los terminales, retire la tapa de protección del conector. Se pueden utilizar distintos tipos de conectores para el mazo de cables de

ges-tión del motor; se muestran en los ejemplos de la figura 21.

Utilice el diagrama del lado del cableado del conector del módulo de control del motor correspon-diente e identifique los terminales que se van a pro-bar.

Utilice sólo sondas de prueba de gran Pruebas en el lado del cableado del conector del mazo de cables

COMPROBACIÓN DE SEÑAL CON

PUNTA DEPRUEBADIGITAL

Las Puntas de Prueba Digitales o “puntas lógicas” son comprobadores con LED que implican un método seguro de uso en los circuitos electrónicos ya que el consumo de corriente del instrumento no puede dañar los componentes electrónicos del auto-móvil.

Son especialmente útiles a la hora de comprobar un impulso o una señal intermitente.

La mayoría de estas puntas de prueba tienen forma de sonda que está unida al cuerpo del com-probador, con un cable de pruebas y una pinza para el otro terminal. Los comprobadores más sofisticados tienen varios LED de colores diferentes para indicar la polaridad. La figura 22 muestra la forma de probar la presencia de tensión en un conector con una punta lógica.

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₁₃

Uso del Multímetro en el Automóvil

Figura 18 - Verificación de la caída de tensión en distintas partes del tendido eléctrico.

Figura 19 - En forma análoga a lo mostrado en la figura 17, se pueden encontrar cortocircuitos.

Figura 20 - La corriente en el motor de arranque debe ser medida con una pinza amperométrica.

ATENCIÓN: los comprobadores de circuito con

bombilla incorporada no deben utilizarse en circuitos electrónicos ya que la alta

corriente podría dañar los com-ponentes sensibles.

La figura 23 muestra el cir-cuito de una punta lógica que se alimenta de la misma batería del automóvil, conectándose el ter-minal (-) a la masa y el terter-minal (+) al punto que se quiere medir. El funcionamiento es muy rudi-mentario y gira entorno a un tran-sistor NPN que actúa como con-mutador y tres compuertas inver-soras. Hay solo tres posibles estados que puedan hacerse presentes en la punta (marcada como Pta.).

Estado Bajo: En ese caso sobre la base del transistor no habrá tensión por lo que no con-ducirá y hará que en la entrada de la compuerta inferior (terminal 5) haya un estado lógico bajo, presentando esta compuerta el valor opuesto en su salida (estado alto). Esto impedirá que el LED brille de color rojo. Volviendo a la punta (cuyo estado estaba en bajo), la entrada de la compuerta superior izquierda (terminal 1) presentara también un estado lógico bajo, haciendo presente en su salida (terminal 2) un estado alto. Este estado hace que, a la salida de la segunda compuerta superior (terminal 4)

haya un estado bajo, lo cual provocará que el LED bicolor brille de color verde, indicando un estado

BAJO.

Estado Alto: Si en la punta se presenta un estado TTL alto la base del transistor se polarizará y este componente entrará en conducción por lo que en la entrada de la compuerta inferior habrá un estado lógico alto, lo que provocará un estado bajo a su salida y hará que el LED ahora brille de Colorado. Como en la punta hay un estado alto, a la salida de la primera com-puerta superior habrá un estado bajo, haciendo que la salida de la segunda compuerta sea alta. Esto impedirá que el LED verde ilumine.

Estado de alta impedancia (sin conexión): Si, en cambio, dejamos la punta sin conectar a ningún lado la base del transis-tor no se polarizará, por lo que (siguiendo el caso de estado bajo) el LED rojo no brillará. Pero, como para las compuer-tas de lógica TTL un estado de alta impedancia o desconexión es visto como un estado ALTO, la salida de la compuerta supe-rior izquierda será BAJA, por lo que la salida de la segunda compuerta será alta y tampoco brillará el LED verde. Esto hace que, cuando la punta esta sin conexión el LED no brille de nin-gún color. ☺

14

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 1

Figura 21 - El módulo de control del motor también puede ser medido con un multímetro. En general debe checarse la presencia de tensión en los conectores del módulo.

Figura 22 - Las puntas lógicas suelen tener un LED que indica la presencia de tensión en un punto del circuito

eléctrico del automóvil.

Figura 23 - Punta lógica sencilla para uso automotor.

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₁₅

C

C

APÍTUL

APÍTUL

O

O

2

2

U

SO DEL

O

SCILOSCOPIO

EN EL

A

UTOMÓVIL

En este capítulo se expondrá la importancia del buen conocimiento que debe tener el Técnico Electromecánico, así como el Técnico Superior de Automoción y el Técnico en el uso del oscilos-copio como aparato de medición en el taller, de modo que con el mismo sea capaz de controlar una serie de señales eléctricas, incluso electrónicas, imposibles de controlar por medio del tester o multímetro. Se realizará una descripción general de un osciloscopio para uso automotor, así como una muestra de varios ejemplos reales de mediciones con el mismo, sobre un sistema de inyección diesel moderno. El objetivo que pretende el autor, sobre cuyo trabajo basamos esta entrega (Jesús Díaz Fonseca), es demostrar que el técnico debe saber manejar este tipo de apa-ratos de medida, cuando las señales a medir no pueden ser captadas con un multímetro. A su vez, le proponemos métodos sencillos para la verificación del estado de funcionamiento de algu-nos dispositivos del sistema electrónico del auto.

INTRODUCCIÓN

El osciloscopio es un equipo de medida capaz de visualizar en gráficas todas las mediciones eléctricas que se realizan con polímetro, además de otras que por la velocidad con la que cambian de valor no se pueden medir con el tester o multímetro.

Existen osciloscopios de laboratorio que incluyen muchos controles y ajustes, algunos de los cuales no se utilizan en automoción, por lo que los más adecua-dos para el automóvil son los osciloscopios digitales portátiles, específicos de automoción, o también aque-llos que se utilizan con el ordenador por medio de un software que se instala y de un interfaz o elemento que se coloca entre la computadora y el circuito a medir.

TIPOS DEOSCILOSCOPIOS

En general existen tres tipos de osciloscopios:

Osciloscopio analógico de laboratorio. Osciloscopio digital portátil de automoción. Osciloscopio digital integrado en PC, pudiendo ser de 2 o 4 canales.

Algunos muestran al menos 2 canales simultánea-mente, lo cual es una ventaja a la hora de comparar señales que están relacionadas entre sí.

Osciloscopio de Laboratorio

Este tipo de osciloscopio (analógico), muy utilizado por técnicos de TV, radio y electrónicos en general, figura 1, no se utiliza en automoción, debido a la falta de respuesta en velocidad ante diferentes señales

electrónicas del automóvil, aunque en ocasiones puede ser de utilidad.

Osciloscopio Digital Portátil de Automoción Existen varias marcas de aparatos de diagnosis de automoción (diagnóstico en el automóvil) que ofrecen este tipo de osciloscopios, figura 2, los cuales son muy eficaces, ya que pueden trasladarse fácilmente y fun-cionan conectados a la batería del automóvil, por lo que se convierte en una herramienta de disposición rápida y muy útil para diagnosticar averías fuera del taller en vehículos inmovilizados en la carretera o bien realizar pruebas en el vehículo rodando en carretera.

Osciloscopio integrado en PC

Esta solución es de las más comunes en los talle-res y consiste en un aparato que se conecta a modo de interfaz entre la computadora y el vehículo. Es necesario instalar el programa adecuado en la PC, y al utilizarlo, las gráficas se muestran en la pantalla de la

16

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 2

Figura 2 - Osciloscopios usados en el diagnóstico del automóvil.

Figura 1 - Osciloscopio usado en el laboratorio de electrónica.

computadora. En la figura 3 podemos observar un osciloscopio marca TEXA, muy empleado en talleres automotrices, cuyo costo puede superar los 400 dóla-res americanos. Sin embargo, en esta misma edición, le propondremos el armado de un osciloscopio de bajo costo.

RESUMEN DECONTROLES YAJUSTE DELOSCILOSCOPIO Un osciloscopio de uso automotor está diseñado para que sea capaz de analizar y comprobar los cir-cuitos de carga, arranque, sistemas de encendido, y especialmente todos los sistemas electrónicos que actualmente incorporan los automóviles,

estando muy indicado para la comprobación de señales digitales y alternas que generan los diversos y variados sensores del auto-móvil, así como las señales aplicadas por la ECU (computadora de abordo ó UCE) a los actuadores de los sistemas electrónicos.

La visualización de una señal en un osci-loscopio puede diferir bastante en función del ajuste que se efectúe en éste, de modo que dichos ajustes dependerán de la fre-cuencia y valor de tensión de una señal, para que ésta se vea en la proporción ade-cuada en la pantalla.

Para explicar el funcionamiento y utiliza-ción del osciloscopio, se mostrará un osci-loscopio digital diseñado especialmente para su utilización en el automóvil. En la figura 4 podemos apreciar la imagen de un

osciloscopio TEXA con el detalle de sus principales controles mientras que la figura 5 representa la ima-gen en la PC del software Scope que usaremos para el osciloscopio que propondremos arma. Los principa-les ajustes son:

* Ajuste vertical: Tendrá que ajustar el nivel de tensión de la señal para que no se vea muy pequeña ni que se salga de la pantalla; en concreto se escoge el valor de Volt / división, siendo la división cada cua-drícula en la que se divide la pantalla.

* Ajuste horizontal:Tendrá que ajustar el valor del tiempo que dura un ciclo (periodo), de modo que cada ciclo ocupe, aproximadamente, una división, con lo

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₁₇

Uso del Osciloscopio en el Automóvil

Figura 3 - Osciloscopio TEXA utilizado en el diagnóstico automotor.

Figura 4 - Los controles en la PC del osciloscopio TEXA.

que en el ancho de pantalla veremos varios ciclos y tendremos una visión clara de la señal. Es lo que se llama Tiempo / división.

* Ajuste de tensión alterna o conti-nua:Aquí debe situar el selector corres-pondiente en alterna o continua depen-diendo del tipo de señal a visualizar. Si quiere ver una señal continua pero varia-ble, en el entorno de la señal variavaria-ble, deberá “quitar” la componente continua (para que la señal no se salga de la pan-talla y la porción variable se pueda visua-lizar) acoplando el osciloscopio en AC.

* Ajuste del disparo o trigger: Es una función que permite sincronizar el comienzo de visualización de una señal en un punto concreto de la pantalla, coin-cidiendo con un nivel de tensión y otro de tiempo ajustado previamente por el

usua-rio; de este modo parecerá que la señal está conge-lada, ésta no se moverá mucho y será fácil analizarla.

* Ajuste de la línea de cero: Es la línea que separa la parte positiva y negativa de la señal, cuando ésta sea alterna. Cuando le interese ver una señal continua con su nivel de tensión muy ampliado, tendrá que bajar la línea de cero; al visualizar una señal alterna, normalmente situará la línea de cero a mitad de pantalla, para que se vean bien las componentes positivas y negativas de la señal.

APLICACIONES DE LOSOSCILOSCOPIOS ENAUTOMOCIÓN

Las aplicaciones más comunes que han tenido los osciloscopios en auto-moción hasta hace algunos años eran las visualizaciones obtenidas de las tensiones del primario y secundario en el sistema de encendido de los motores de gasolina.

Modernamente, los vehículos incor-poran multitud de dispositivos electróni-cos que, o bien generan señales digita-les o alternas (sensores), o bien funcio-nan con las mismas (actuadores), ya sean con motores diesel como con gasolina, ya que existen una serie de sistemas no relacionados con el motor

que funcionan electrónicamente. En este artículo se explicarán algunas de estas señales y los dispositivos que las generan o las utilizan, así como los ajustes realizados en el osciloscopio para su correcta visuali-zación e interpretación.

TIPOS DESEÑALESMÁSCOMUNES EN ELAUTOMÓVIL

Señales de Tensión Alterna

Las señales alternas más comunes a controlar en el automóvil son las siguientes:

18

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 2

Figura 5 - Los controles en la PC del osciloscopio que vamos a armar en esta edición.

Figura 6 - Señal presente en los sensores inductivos.

* Señal de sensores inductivos:

En este gráfico de la figura 6 se ve el tipo de señal alterna que generan estos sensores. En estos tipos de señales cada ciclo completo se realiza en un determinado tiempo o frecuencia.

En general, los sensores inductivos no necesitan alimentación para generar esta señal. Las encontramos en ele-mentos como sensores de revoluciones de motor, de ruedas (en el ABS), etc.

Para visualizar en el osciloscopio este tipo de señales, tendremos que seleccionar la opción AC, además de los ajustes necesarios para la correcta visualización tanto en la escala vertical (Volt/Div) como en la horizontal (Tiempo/Div).

* Señal de la componente alterna rectificada en el alternador: Aunque

es una señal continua “rectificada”, se observa que mantiene una componente alterna, la cual se ve diferente según el distinto ajuste del osciloscopio. En la figura 7 podemos ver esta señal “ampliada” (sin la componente continua) gracias a los ajustes del osciloscopio.

Fallas en el puente de diodos (rectifi-cador) se podrían ver claramente ya que el resultado sería una señal alterna no rectificada. En la figura 8, en azul, se muestra el oscilograma de la intensidad de carga del alternador, por medio de una pinza amperimétrica.

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₁₉

Uso del Osciloscopio en el Automóvil

Figura 7 - Señal presente en el alternador.

Figura 9

Figura 8 - En azul se muestra la intensidad de carga del alternador.

Señales de Tensión Continua Constante

Como si utilizásemos un multímetro, con el oscilos-copio se pueden medir tensiones continuas. Si se trata de un equipo que emplea la placa de sonido de la PC (como el que mostramos en esta edición), se debe tener en cuenta que no se podrán medir tensiones continuas, a menos que se emplee algún arreglo cir-cuital que permita “obviar” el capacitor de entrada de la placa de captura (de sonido). En la figura 9 pode-mos ver 2 señales continuas en un osciloscopio.

Señales de Tensión Continua Variables

Son señales que generan algunos sensores de los diferentes sistemas electrónicos y que informan a la UCE de ciertas situaciones y condiciones físicas, como pueden ser el caudalímetro de aire, el potenció-metro del acelerador o la sonda lambda en los siste-mas de gestión de motor (figura 10), que informan de la cantidad de aire aspirado, la posición del pedal de acelerador o de la cantidad de oxígeno en los gases de escape, respectivamente.

Estas señales son de corriente continua, pero su valor es variable, en función de la variación de los parámetros físicos o variables de las que informan. A

los efectos prácticos, vea en la figura 11 las señales presentes en un caudalímetro en diferentes momentos del funcionamiento del motor.

Vea en la figura 12 la señal presente en el poten-ciómetro de un acelerador.

Un potenciómetro de acelerador no es más que una resistencia variable, con tres conexiones, a la que se le aplica una tensión (+ y -) entre dos de sus bornes y, en función de la posición que tome el acelerador ofrece un valor de tensión diferente a través de la ter-cera conexión o salida. Normalmente dan un valor cer-cano a 0,5V en ralentí para ir subiendo el valor hasta 4,75V aproximadamente, con el pedal totalmente pisado.

Para medir el estado o comportamiento de un sen-sor de oxígeno o sensen-sor lambda, debe colocar un mul-tímetro digital en una escala que puede ser tanto en mV o V.

En ella verá una variación de ciclos en valores de 0 a 1V (de 0mV a 1000mV), y debe cambiar 10 veces en 10 segundos, lo cual indicará que la proporción de mezcla está cambiando continuamente de pobre a rica, tratando de mantenerse alrededor de 500mV, o proporción estequiométrica.

20

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 2

Figura 10 - Caudalímetro, acelerador y sonda lambda.

Figura 11 - Señales presentes en el caudalímetro en diferentes condiciones del motor.

Si quiere medir en la escala mV deberá colocar el polímetro en mV. Esta variación es igual que la ante-rior, pero irá de 0 a 1000 mV.

En el caso de querer visualizar la señal con un osciloscopio, se observará una señal continua cuyo valor irá oscilando entre los valores ya comentados y con una frecuencia aproximada de 1Hz., tal como se observa en la imagen de la figura 13.

Señales de onda cuadrada

Este tipo de señal es continua, ya que no cambia de polaridad, pero variable en su nivel de tensión, pudiendo ser positiva o negativa, figura 14.

Tienen un valor mínimo, que no tiene por qué ser 0V y uno máximo, que puede ser 5V, 12V, etc.

Son generadas por diversos dispositivos para ofre-cer informaciones de estados físicos del motor o del

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₂₁

Figura 12

vehículo, como las revoluciones del motor, la velo-cidad del vehículo, la posición del árbol de levas o el distribuidor de encendido, etc.

Otras veces son señales suministradas por uni-dades electrónicas de control aplicadas a diferen-tes actuadores para que estos realicen sus funcio-nes, como son válvulas EGR, válvulas de pilotaje del turbo, presión de combustible, motores de ralentí, etc. Su frecuencia de trabajo viene dada por la duración de un ciclo. A veces se utilizan señales con frecuencia fija donde la mitad del tiempo la señal está al nivel alto y la otra mitad al nivel bajo. Otras veces, para identificar un punto concreto de un elemento se utilizan frecuencias variables, determinadas por una parte caracterís-tica del sensor, como en la figura 15.

Señales con modulación de impulsos

En ocasiones se utiliza lo que se conoce como “relación cíclica de apertura (RCO)” o porcentaje Dwell, en la que la frecuencia es fija pero la duración del estado de nivel de tensión máximo y mínimo es variable. Hasta ahora se han estudiado dos tipos de corriente, la continua y la alterna, pero existe un tercer tipo que posee características de ambas: “los impul-sos”. Las Unidades de Control Electrónico (ECU ó UCE) diseñadas para gobernar algunos actuadores, tales como electroválvulas, donde es necesario un perfecto control de la apertura y el cierre, funcionan generando impulsos de mando sobre el actuador. El control puede hacerse de dos modos:

1 Enviando impulsos de corriente continua y haciendo variar la frecuencia a la que se producen.

2 Manteniendo la frecuencia constante, hacer variar la anchura del impulso; en ambos casos se con-sigue regular la corriente de mando sobre el actuador.

En los impulsos se aprecian las siguientes caracte-rísticas:

1 . Son de corriente continua, puesto que circulan siempre en el mismo sentido.

2 . Son intermitentes (igual que las ondas). 3 . Poseen cierta longitud (o duración) que es el ciclo (o periodo).

4 . Sólo una parte del impulso es “activo”.

5 . La relación en porcentaje entre la duración de la parte activa y la duración del periodo del impulso pro-porciona una exacta referencia de la energía que

22

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 2

Figura 13 - Tensión continua variable observada en el acelerador con un osciloscopio.

Figura 14 - Señal de onda cuadrada presente en diversos elementos

aso-ciados con la ECU.

Figura 15

aplica el impulso. A esta relación se denomina factor de trabajo o DWELL de la señal.

Este último procedimiento de regulación, “impulsos a frecuencia fija y con variación de su anchura”, es el más habitual y se conoce como variación en la rela-ción de ciclo de la señal o también variarela-ción del

DWELL. Es el método que se emplea para el control de las electroválvulas de inyección o para el mando regulado de algunas válvulas de ralentí.

Los actuadores reciben impulsos de mando con una tensión y frecuencia fija, y se hace variar la rela-ción entre la anchura del impulso a nivel bajo (0V ó masa) y alto (12V), es decir se modifica la relación entre la señal cuando “trabaja” y “no trabaja”.

El resultado final es que los dispositivos a controlar reciben una corriente perfectamente regulada y la uni-dad de control no se somete a los peligros de la exce-siva disipación de energía, figura 16.

Otros modos de llamar a esta particular forma de activar ciertos elementos eléctricos es:

Modulación de impulsos Porcentaje Dwell

Modulación de ancho de pulso (PWM)

Su utilización se explica con el siguiente ejemplo, en el que se describe el funcionamiento de un regula-dor de presión de alta de combustible de un sistema de inyección Diesel de alta presión (Common Rail).

* El regulador de presión de alta es una electrovál-vula que retiene el combustible que iría al retorno del depósito de combustible de modo que mientras más cantidad de combustible retorne menos presión habrá en la rampa de alta presión, y lo contrario, mientras menos cantidad de combustible retorne habrá mayor presión en rampa.

* Si la válvula la activa-mos eléctricamente, la abrimos, de modo que retorna el combustible y baja la presión, pero inmediatamente tendrí-amos que volver a cerrarla porque si no la presión caería mucho, y así sucesivamente tendríamos que estar activando y desacti-vando eléctricamente la válvula para conse-guir estabilizar la pre-sión y poder aumen-tarla o disminuirla con precisión, figura 17.

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₂₃

Uso del Osciloscopio en el Automóvil

Figura 16 - impulsos eléctricos con ancho variable para control de procesos.

Figura 17 - Funcionamiento de un regulador de presión “de alta” de combustible.

Hasta aquí lo que se ha conseguido es abrir o cerrar la electroválvula completa-mente, pero la forma adecuada de conseguir la regulación precisa de la presión es poder abrirla MÁS o MENOS, de modo que si abri-mos más, baja más la presión y si abriabri-mos menos, cae menos la presión.

Este objetivo se consigue eléctricamente por medio de la relación cíclica de apertura (RCO), aplicando sobre los elementos a acti-var impulsos eléctricos en forma de onda cuadrada, con una frecuencia fija, pero con un tiempo de puesta a masa (activación eléc-trica del elemento) variable.

La relación que existe entre el tiempo que dura la activación o puesta a masa y el tiempo que dura un ciclo completo de la onda cuadrada nos da el valor (en porcentaje) de la relación cíclica de apertura o porcentaje Dwell, de modo que un porcentaje cercano al 100 % significa mucho tiempo de activación o puesta a masa, y por lo tanto electroválvula muy abierta; al contrario un porcentaje cer-cano al 0 % significa muy poco tiempo de puesta a masa y una apertura pequeña de la electroválvula.

Este método de regulación, denominado como relación de ciclo, también se conoce de otros modos diferentes, tales como:

Regulación por ciclo de trabajo variable. Variación del factor de trabajo.

PWM (Pulse Width Module) o modulación del ancho de pulso.

Estas señales que hemos visto se visuali-zan con un osciloscopio (vea otra vez la figura 16), pero se puede determinar su valor por medio de un multímetro, midiendo su fre-cuencia (en el caso de una señal de onda

cuadrada con frecuencia variable) o en posición de medición Dwell (en el caso de una señal de frecuencia fija con variación del impulso de activación.

La figuras 18 muestran la activación del regulador de presión de combustible anteriormente explicado, con 17% de modulación de impulsos. Lo que indica el 17% es la porción de señal que está a un nivel bajo, es decir, el porcentaje de tiempo respecto al total de un ciclo que la electroválvula está puesta a masa.

Igualmente la figuras 19 grafica el oscilograma de la variación en la activación por parte de la UCE de la

electroválvula EGR. La válvula está al 80% de su aper-tura. A los fines prácticos, en las figuras 20 y 21 pode-mos observar algunos oscilogramas correspondientes a diferentes dispositivos presentes en el sistema elec-trónico del automóvil.

Por último, hay que señalar que todas estas seña-les, tanto de frecuencia variable como con frecuencia fija con variación del ancho de impulso, son medibles (numéricamente) con multímetros que dispongan de las funciones de medición de frecuencia (Hz) y de por-centaje Dwell (%).

24

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 2

Figura 18

Figura 19

FORMA DEONDA DE LOSCÓDIGOS DEAVERÍA

El técnico sabe que las señales de datos en serie se generan en el módulo de control del motor, si este dispone de la función de autodiagnosis y al verlas con un osciloscopio presentan una señal como la mos-trada en la figura 22.

La observación del ancho del impulso, el patrón y la frecuencia permite contar los impulsos cortos en grupos e interpretarlos como un código de averías, en este caso el 1223.

En general, la amplitud y la forma son constantes, el patrón se repite hasta que se haya borrado el código de avería.

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₂₅

Uso del Osciloscopio en el Automóvil

Figura 20

INTERPRETACIÓN DE LAS FORMAS DE ONDA

Formas de onda típicas

Los modelos de las formas de onda del oscilosco-pio pueden variar enormemente y dependen de muchos factores.

Por lo tanto, antes de realizar una diagnosis o de

cambiar un componente, se deben tener en cuenta los siguientes puntos cuando la forma de onda obtenida no parezca ser correcta en comparación con la forma de onda "típica".

En la figura 23 se dibuja una forma de onda digital mientras que en la figura 24 podemos apreciar una forma de onda analógica.

26

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 2

Figura 21

INTERPRETACIÓN DE LATENSIÓN EN UNOSCILOGRAMA Las formas de onda típicas de las figuras 23 y 24 indican la posición aproximada de la forma de onda en

relación al valor de "rejilla nula", pero puede variar dependiendo del sistema bajo prueba (vea la figura 23 "forma de onda digital" [1]) y puede colocarse en cual-quier posición dentro del "rango nulo" aproximado (vea la figura 23 "forma de onda digital" [2]).

La amplitud o alto total de una señal (vea la figura 23 "forma de onda digital" [3] y la figura 24 "forma de onda analógica” [1] [2]) dependerá de la tensión de funcionamiento del circuito.

Para circuitos de corriente continua (CC) depen-derá de la tensión conmutada, por ejemplo la tensión del dispositivo de control de ralentí será constante y no variará al cambiar el régimen del motor.

Para circuitos de corriente alterna (CA) dependerá de la velocidad del generador de la señal, por ejemplo, la tensión de salida del sensor de posición del cigüe-ñal de tipo inductivo aumentará al incrementar el régi-men del motor.

Por lo tanto, si el oscilograma es demasiado alto (o si falta la parte superior), aumente la escala de tensión para obtener la imagen gráfica requerida. Si queda demasiado bajo, disminuya la escala de tensión. Algunos componentes de circuitos de accionamiento por solenoide, por ejemplo, los dispositivos de control de ralentí pueden mostrar picos transitorios de tensión (vea la figura 23 "forma de onda digital" [4]) al apagar el circuito. Esta tensión es generada por el compo-nente y normalmente puede ignorarse.

Algunos circuitos que tienen un tipo de onda cua-drada como forma de onda típica pueden mostrar un debilitamiento gradual de la tensión al final del periodo de conmutación (vea la figura 23 "forma de onda digi-tal" [5]). Se trata de una característica de algunos sis-temas y puede ignorarse normalmente, ya que no indica ningún fallo en sí.

INTERPRETACIÓN DE LAFRECUENCIA EN UNOSCILOGRAMA El ancho total del patrón (frecuencia) dependerá de la velocidad de funcionamiento del circuito.

Las formas de onda típicas que se ilustran mues-tran la forma de onda vista con la escala de tiempo del osciloscopio, ajustada de forma que permita una observación detallada.

En los circuitos de corriente continua (CC), la escala temporal dependerá de la velocidad a la que se conmuta el circuito (vea la figura 23 "forma de onda digital" [6]), por ejemplo, la frecuencia de un dispositivo de control de ralentí variará de acuerdo con la carga del motor.

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₂₇

Uso del Osciloscopio en el Automóvil

Figura 22

Figura 23

Figura 24

En circuitos de corriente alterna (CA) la escala tem-poral dependerá de la velocidad del generador de la señal (vea la figura 24 "forma de onda analógica" [3]), por ejemplo, la frecuencia de un sensor de posición del cigüeñal de tipo inductivo aumentará paralelamente al régimen del motor.

Si el oscilograma aparece demasiado comprimido, disminuya la escala de tiempo para obtener la imagen requerida. Si es demasiado ancho, aumente la escala de tiempo.

Si el oscilograma está invertido (vea la figura 24 "forma de onda analógica" [4]), indica que el sistema bajo prueba tiene el componente conectado en la pola-ridad opuesta a la forma de onda típica que se mues-tra, por lo que puede ignorarse, ya que no indica un fallo en sí.

COMPROBACIÓN DECOMPONENTES DELAUTOMÓVIL CON ELOSCILOSCOPIO

Con un osciloscopio se pueden mostrar formas de onda para una gran variedad de componentes. A con-tinuación, se describen algunos de los más comunes. La mayoría de los osciloscopios modernos sólo lle-van dos cables de prueba, que se pueden utilizar con una gran variedad de sondas intercambiables. El cable rojo es el positivo y normalmente es el que se conecta al terminal del módulo de control del motor. El cable negro es el negativo y normalmente está conectado a una buena masa (chasis del auto).

Si los cables se conectan por error con la polaridad errónea, normalmente la única consecuencia es que la forma de onda aparecerá invertida.

PRUEBA DEINYECTORES

Todos los sistemas de inyección intermitente de control electrónico funcionan adaptando el tiempo de apertura de los inyectores a la cantidad de combusti-ble suministrada en las distintas condiciones de fun-cionamiento del motor.

La duración de los impulsos eléctricos del módulo de control del motor se mide en milisegundos (ms) y normalmente oscila entre 1 y 14. El osciloscopio de la mayoría de los comprobadores del motor se puede uti-lizar para mostrar el impulso del inyector, lo que per-mite medir la duración.

Se muestra un oscilograma típico en la figura 25 ("forma de onda del inyector").

Pueden aparecer una serie de impulsos menores, que mantienen el inyector abierto tras el impulso

nega-tivo inicial, y un pico transitorio de tensión positiva al cerrarse el inyector.

Por lo tanto, es posible comprobar si la unidad de control funciona correctamente mediante la observa-ción de los cambios producidos en los tiempos de apertura del inyector durante distintas condiciones de funcionamiento del motor.

La duración del impulso durante el arranque y el ralentí frío será mayor que al ralentí caliente del motor, pero irá aumentando a medida que se incremente la carga del motor.

Este efecto será especialmente evidente si pisa y se suelta el acelerador rápidamente varias veces seguidas.

CÓMOMEDIR UNIMPULSO DEL INYECTOR

Con una sonda fina, conecte la sonda de pruebas del osciloscopio al terminal del inyector del módulo de control del motor y una segunda sonda de pruebas a masa.

Arranque el motor y compruebe la forma de onda. Ponga el motor en marcha y observe la forma de onda al ralentí.

Abra la mariposa rápidamente para aumentar el régimen del motor a unas 3000 r.p.m.

La medida de duración del impulso deberá aumen-tar durante la aceleración y después estabilizarse a un valor igual o ligeramente inferior al de ralentí.

Cierre la mariposa rápidamente; el oscilograma deberá transformarse en una línea recta sin impulso,

lo que indica que se ha cortado la inyección (para sistemas con corte de inyección al sobrepasar una velocidad límite).

Al arrancar el motor en frío, aumenta la cantidad requerida de combustible por lo que la duración del

28

Colección “Club Saber Electrónica”

Capítulo 2

Figura 25

impulso o tiempo de parada será mayor. Durante el calentamiento, el periodo de inyección debe disminuir progresivamente hasta que el motor alcance la tempe-ratura normal de funcionamiento.

Los sistemas que no incorporan un inyector de arranque en frío, normalmente producen impulsos de inyector adicionales durante el arranque en frío, que-dando reflejados en el oscilograma en forma de impul-sos largos y cortos.

La tabla 1 muestra la duración típica de los perio-dos del inyector

PRUEBA DESENSORESINDUCTIVOS

El procedimiento general es el siguiente:

Seleccione el terminal del sensor de la tabla de datos de los terminales con la forma de onda de refe-rencia.

Conecte una sonda del osciloscopio al terminal del módulo de control del motor y la otra sonda a masa.

Arranque el motor y observe las condiciones de la prueba.

Compare el oscilograma con la forma de onda de referencia, figura 26.

Aumente el régimen del motor y observe el aumento de la tensión en pantalla (amplitud).

VERIFICACIÓN DE LAVÁLVULA DE

CONTROL DELAIRE DERALENTÍ

Existen diferentes tipos de válvulas de control del aire de ralentí, cada uno con una forma de onda dis-tinta.

En cada caso, el coeficiente de utilización (o tiempo de funcionamiento) de la válvula debería aumentar cuando cualquier carga adicional del motor empiece a reducir el número de revoluciones al ralentí.

Si varía el coeficiente de utilización, pero no se mantiene el régimen al ralentí bajo carga, existe una

válvula defectuosa.

Si la forma de onda muestra una línea recta alre-dedor de la marca cero, o si la línea es constante al nivel de 5V ó 12V, indica un fallo en el circuito de la válvula de control del aire de ralentí o en la señal de salida del módulo de control del motor.

A continuación se describe el comúnmente utili-zado motor paso a paso de 4 terminales. Las válvulas de control del aire de ralentí con dos y tres terminales se pueden probar de forma similar, pero obviamente, generarán formas de onda muy distintas.

El motor paso a paso responde a una señal osci-lante emitida desde el módulo de control del motor, lo que permite realizar pequeños ajustes en el número de revoluciones al ralentí, en respuesta a las variacio-nes de carga y temperatura de funcionamiento.

Para comprobar esta señal de tensión, conecte la sonda de pruebas del osciloscopio a cada uno de los cuatro terminales del módulo de control del motor paso a paso, sucesivamente.

Compruebe que el motor esté a la temperatura nor-mal de funcionamiento.

Arranque el motor y deje que se estabilice el régi-men al ralentí.

Aumente la carga del motor encendiendo los faros, el aire acondicionado o girando el volante (sólo vehí-culos con dirección asistida).

El número de revoluciones al ralentí deberá des-cender momentáneamente para estabilizarse, poste-riormente, por la actividad de la válvula de control del aire de ralentí.

Compare el oscilograma con la forma de onda de la figura 27.

PRUEBA DELSENSOR DEOXÍGENO

Conecte las sondas de prueba del osciloscopio entre el terminal del módulo de control del motor del sensor de oxígeno y masa.

Compruebe que el motor esté a la temperatura nor-mal de funcionamiento.

El Multímetro y el Osciloscopio en el Automóvil

₂₉

Uso del Osciloscopio en el Automóvil

Figura 26

Tabla 1