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Electrónica y Servicio es una publicación editada por México Digital Co-municación, S.A. de C.V., Julio de 2004, Revista Mensual. Editor Respon-sable: Felipe Orozco Cuautle.
Número Certificado de Reserva de Derechos al Uso Exclusivo de De-rechos de Autor 04 -2003-121115454100-102. Número de Certificado de Licitud de Título: 10717. Número de Certificado de Licitud en Contenido: 8676.
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Todas las marcas y nombres registrados que se citan en los artículos, son propiedad de sus respectivas compañías.
Estrictamente prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio, sea mecánico o electrónico.
El contenido técnico es responsabilidad de los autores. Tiraje de esta edición: 11,000 ejemplares
No. 76, Julio de 2004
La electrónica en el tiempo
Pasado, presente y futuro del control remoto ... 5 Leopoldo Parra Reynada
Leyes, dispositivos y circuitos
Circuitos integrados. Fundamentos y aplicaciones. Segunda de tres partes ... 15 Oscar Montoya Figueroa
Servicio técnico
Métodos para resolver fallas y casos de servicio
en televisores modernos ... 25 Armando Mata Domínguez y Alvaro Vázquez Almazán
Más fallas resueltas y comentadas
en autoestéreos del automóvil ... 41 Alvaro Vázquez Almazán
Cómo comprobar los elementos del ensamble
óptico de los reproductores de DVD ... 47 Armando Mata Domínguez
Teoría y práctica de los amplificadores de potencia y de las redes de altavoces. Segunda de cuatro partes ... 52 Guillermo Palomares Orozco
Circuitos integrados comunes utilizados
en fuentes conmutadas ... 62 Javier Hernández Rivera
Proyectos y soluciones
Encendido de aparatos eléctricos y electrónicos
por control remoto universal ... 70 Armando Mata Domínguez
Sistemas informáticos
El mundo de los reproductores MP3 ... 73 Armando Mata Domínguez
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PASADO, PRESENTE Y FUTURO
DEL CONTROL REMOTO
Leopoldo Parra Reynada
Introducción
¿Sabía usted que los diseñadores de comer-ciales de TV cada vez están más desespe-rados? Esto se debe a la presencia de un pequeño aparato que ha cambiado por completo las reglas no escritas que se apli-caban en el momento de observar la tele-visión: el control remoto.
Efectivamente, si hace memoria, recor-dará que los televisores de hace unos 25 años tenían controles manuales de canal, volumen y encendido/apagado (figura 1); para cambiar cualquiera de estos tres pa-rámetros, el usuario tenía que ir hasta el receptor; y difícilmente, se tomaba la mo-lestia de cambiar de canal cada vez que aparecían en pantalla los molestos comer-ciales. Pero desde la aparición de los con-troles remotos, es fácil, cómodo y hasta entretenido cambiar de canal o volumen o simplemente apagar o encender el sistema; es decir, los usuarios están cada vez me-nos expuestos al bombardeo de la publici-dad televisiva.
Dicha situación, está cimbrando los ci-mientos de toda una industria multimillo-naria; tanto, que algunos analistas asegu-ran que si no hay un cambio en la forma en que se financia la televisión abierta, en
po-A pesar de su aparente simplicidad,
el control remoto ha venido a
revolucionar muchos conceptos
relacionados con los aparatos
electrónicos que hoy existen en el
hogar. Desde que este sencillo
aparato “tomó el control” de las
cosas y prácticamente hizo
desaparecer a las tradicionales
perillas y palancas utilizadas en
aparatos de audio y video, lo vemos
y usamos sólo como un accesorio
que facilita la operación de los
mismos; pero rara vez, nos
preguntamos cómo trabaja.
En el presente artículo, explicaremos
de forma breve la evolución, estado
actual y perspectivas de los controles
remotos.
Figura 1
Los controles de encendido, cambio de canal y volumen de los primeros televisores, eran mecánicos; para accionarlos, el usuario tenía que acercarse al aparato.
6 ELECTRONICA y servicio No. 76
cos años las empresas televisoras podrían enfrentar serias dificultades económicas.
¿Cómo es posible que un elemento tan sencillo y pequeño haya venido a cambiar de tal manera nuestra vida diaria? Precisa-mente de esto hablaremos a continuación.
En tiempos (de los primeros
controles) remotos...
Operar aparatos a distancia, ha sido un sue-ño largamente anhelado por la humanidad entera; y hacer esto realidad, al menos nos ha liberado de muchos esfuerzos o riesgos innecesarios; por ejemplo, ¿a quién le mo-lesta que ya no tenga que levantarse de su asiento para cambiar el canal o el volumen sintonizado en su televisor? ¿quién, en ple-no uso de sus facultades, realizaría un tra-bajo difícil o peligroso sabiendo que puede ser hecho por una máquina que está a su disposición?
Casi desde que aparecieron los primeros aparatos eléctricos, se pensó en la conve-niencia y necesidad de manejarlos a dis-tancia. He aquí los primeros intentos para lograrlo:
Un antecedente “remoto”
El primer registro que se tiene de un apara-to controlado a distancia, data de los pri-meros años del siglo XX; en ese entonces,
el científico serbio (naturalizado norteame-ricano) Nicola Tesla, descubridor y promo-tor del uso de la energía eléctrica en forma de corriente alterna, demostró que se po-dían usar las ondas radiales para controlar un pequeño barco que navegaba en un es-tanque (figura 2). Cuando lo hizo, Tesla pro-fetizó que el mando a distancia sería vital para el desarrollo futuro de la tecnología; pero seguramente, no llegó a prever el gra-do de influencia que tendría en la vida dia-ria de las personas comunes.
Apagadores a distancia
Un poco más avanzado el siglo XX, cuan-do se popularizó la radio y posteriormente la televisión, algunas personas adaptaron apagadores a distancia; de esta manera, podían encender y apagar sus equipos des-de la comodidad des-del sofá.
En sentido estricto, este tipo de disposi-tivo no es propiamente un mando a distan-cia; sin embargo, hay quienes lo conside-ran el antecedente más antiguo de un control remoto casero.
La primera propuesta comercial
El primer control remoto comercial, es pro-ducto del ingenio de Eugene McDonald, fundador de la Zenith Radio Corp. En 1950, cansado de los comerciales transmitidos por la televisión, McDonald decidió crear un método que permitiera al usuario con-trolar su receptor a distancia; el sistema que diseñó, sería comercializado con el nom-bre de “Lazy Bones” –cuya traducción lite-ral sería algo así como “huesos perezosos”– (figura 3). Este mando a distancia era toda-vía de tipo alámbrico; es decir, usaba un cable para comunicar al control con el te-levisor; el dispositivo remoto, en sí, sólo tenía dos botones: uno para encendido y apagado, y el otro para cambio de canal (sólo “hacia arriba”). Aunque era un tanto
Figura 2
Una de las tantas aportaciones científicas de Nicola Tesla, es el primer aparato controlado de forma remota funcional.
costoso y su uso implicaba cierto riesgo de accidentes por la existencia del cable de conexión, tuvo una amplia demanda.
Precisamente porque la presencia del cable causaba molestia e incomodidades al usuario, McDonald pidió a sus diseñadores que mejoraran el principio de operación del mando a distancia; entonces, un joven in-geniero de sus laboratorios, Eugene Polley, decidió utilizar una lámpara que producía un delgado haz de luz, como medio para transmitir las órdenes; y colocó en cada esquina del aparato receptor sendos
sen-sores de luz, cada uno conectado a cierta función del aparato (figura 4).
Si apuntaba la lámpara a una esquina, podía encender o apagar el equipo; si la apuntaba a otra, podía cambiar el canal (una esquina cambiaba “hacia arriba”, y la otra “hacia abajo”); aquí aparece por pri-mera vez aparece la función de MUTE, que fue bien recibida por los usuarios (¿a quién no le agrada dejar de oír –al menos por un instante– las palabras necias, la voz o el estilo desagradable de ciertos comunicado-res, “artistas” u otro tipo de personajes pú-blicos?). A este sistema tan ingenioso, se le dio el nombre de “Flash-Matic”.
¿Qué cambios trajo la opción
de hacer cambios en el televisor?
Los televisores que contaban con el dispo-sitivo Flash-Matic, fueron muy populares en la década de 1950; pero los usuarios con-fundían frecuentemente la función de cada esquina del mismo, y –por ejemplo– en su deseo de cambiar de canal terminaban por apagar el televisor (o a la inversa); peor aún, era el hecho de que a veces los sensores se disparaban espontáneamente (debido a que un rayo de sol entraba por la ventana o a que se encendía una lámpara en la habita-ción). Por lo tanto, los ejecutivos de Zenith tuvieron que buscar la manera de eliminar tales deficiencias y omisiones. Y la difícil misión fue encomendada al físico Robert Adler, quien en esa época dirigía los labo-ratorios de investigación de esta empresa; aunque en un principio consideró la posi-bilidad de utilizar ondas radiales, finalmen-te éstas fueron descartadas por su alcance demasiado amplio; interferían en la opera-ción de otros televisores, aunque estuvie-sen colocados a gran distancia (si en un edificio o un vecindario había dos o más aparatos receptores que aprovechaban
es-Figura 3
El primer control remoto comercial del que se tiene noticia, fue diseñado por la compañía Zenith; recibió el poco elegante nombre de “Lazy Bones”.
Figura 4
El sistema FlashMatic, que usaba un rayo de luz para controlar las funciones del televisor, fue creado por Zenith para liberar a los usuarios del molesto cable con que se enviaban órdenes al aparato.
8 ELECTRONICA y servicio No. 76
tas ondas, era suficiente con que el usua-rio de uno de ellos oprimiera un botón, para que la orden llegara a todos los demás; y esto, naturalmente, resultaba muy incómo-do para toincómo-dos).
Por tales motivos, se decidió utilizar on-das ultrasónicas; esto es, onon-das sonoras ubicadas en un rango de frecuencia inau-dible para los seres humanos. Entonces, los diseñadores de Zenith colocaron cuatro tubos de aluminio de distinto tamaño, en una pequeña caja de plástico; cuando ésta era golpeada mecánicamente por un peque-ño martillo (que se disparaba al presionar una tecla), producía una nota ultrasónica de determinada frecuencia (figura 5). En el aparato receptor, existía un pequeño micró-fono adosado a un circuito de amplificación y de filtrado; y este circuito, tras determi-nar cuál de los tubos había sido golpeado, realizaba la acción correspondiente.
Los primeros controles de este tipo, sólo tenían cuatro controles: encendido/apaga-do, canal arriba, canal abajo y Mute. Zenith los comercializó con el nombre de “Space Command TV” (figura 6), y comenzaron a venderse a finales de 1956.
Cuando avanzó la miniaturización elec-trónica, las compañías sustituyeron las campanas metálicas por circuitos oscilado-res electrónicos. Esto permitió un mayor rango de maniobra, y facilitó la adición de otras funciones (figura 7).
En la misma época (principios de la dé-cada de 1960), aparecieron los primeros televisores que podían subir y bajar el vo-lumen del audio a distancia; y a finales de la misma década, el control remoto ultra-sónico comenzó a volverse parte integral de los televisores de alto nivel (se calcula que fueron vendidos más de 9 millones de aparatos con mandos ultrasónicos). Sin
Resorte Martillo plástico Tubos de aluminio Figura 6 El primer control remoto ultrasónico, llamado comercial-mente “Space Command TV”, es obra de la compañía Zenith. CIRCUITO OSCILADOR RC AMP Bocina ultrasónica C 1 2C 3C 4C 5C 6C nC Figura 7 Gracias al avance de la electrónica, fue posible sustituir los tubos metálicos por unos osciladores de estado sólido. Esto dio más versatilidad a los controles remotos.
Figura 5
Los primeros controles remotos ultrasónicos, utilizaban unos tubos metálicos para producir los tonos con que era controlado el receptor de TV.
embargo, estos controles remotos aún te-nían algunos problemas; por ejemplo, se descubrió que las ondas ultrasónicas eran capaces de recorrer una distancia más o menos grande; tanto, que interferían la ope-ración de equipos similares ubicados en un área de aproximadamente 20 a 25 metros a la redonda; debido a esto, pasaba lo mis-mo que con el uso de las ondas radiales (caso descrito anteriormente).
A pesar de todo, los remotos ultrasóni-cos se siguieron utilizando hasta principios de la década de 1980.
Y hágase la luz (se les iluminó
la mente)
Para acabar definitivamente con todas las limitaciones de los métodos antes especi-ficados, y gracias al avance de los circuitos de control digital, se crearon los controles remotos infrarrojos (figura 8). Estos dispo-sitivos, que comenzaron a llegar desde Ja-pón en la década de 1980, no usan frecuen-cias distintas o posiciones en el frente del televisor; en vez de hacer esto, envían ha-cia el aparato, a través de un haz de luz infrarroja (invisible para el ser humano, pero adecuada para transportar informa-ción de tipo digital), una serie de pulsos codificados digitalmente.
La utilización de luz infrarroja en los con-troles remotos, tiene muchas ventajas. Vea-mos cuáles son:
• Los LED infrarrojos producen un haz al-tamente direccional; esto significa que hay que apuntar bien con el control re-moto hacia el equipo en turno, para que la orden no llegue a otro aparato que se encuentre cerca.
• El rango de alcance de esta luz, es relati-vamente corto (por lo general, unos 7 metros); gracias a esto, el control remoto
puede accionar únicamente el equipo que se encuentra en una habitación y no in-terfiere con los de la habitación contigua. • Mediante la codificación digital, es posi-ble hacer combinaciones de bits que sir-van para una sola marca y modelo de apa-rato; así se puede controlar solamente el equipo en cuestión, con su respectivo con-trol remoto, a pesar de que esté rodeado por otros aparatos electrónicos; es el caso de los diversos sistemas que existen y que en algunos casos interactúan en la sala de un hogar promedio (televisor, videogra-badora, reproductor de DVD, etc.). • Los LED infrarrojos son económicos,
confiables y consumen poca energía; por eso los controles remotos modernos son muy resistentes al maltrato, y es muy lar-ga la vida útil de sus baterías.
Por todo lo anterior, desde su aparición a principios de la década de 1980, los con-troles remotos infrarrojos han sustituido por completo a las demás tecnologías; y pare-ce ser que estarán con nosotros por mu-chos años más.
¿Cómo es por dentro
un control remoto?
El gabinete que aloja a los circuitos, gene-ralmente está formado por tres piezas in-dependientes: las tapas superior e inferior
Figura 8 En la década de 1980, aparecieron los primeros televisores que usaban un control remoto infrarrojo. Es un estándar que se mantiene hasta la fecha.
10 ELECTRONICA y servicio No. 76
y la que corresponde al compartimiento de las baterías (figura 9).
En el interior de la unidad destaca una placa de circuito impreso, en la que se lo-calizan todos los componentes electróni-cos que detectan las órdenes y transmiten los pulsos de rayos infrarrojos (figura 10). Observe que la mayor parte del área ocu-pada por este impreso, corresponde a la matriz de teclas; y que en un extremo, se ubican el circuito integrado de control, al-gunos componentes periféricos (condensa-dor, resistencias, cristal oscilador), los tran-sistores excitadores y el diodo emisor del haz infrarrojo; por último, en otro extremo se encuentra la entrada de voltaje (donde se conectan las baterías).
Otra pieza muy importante, es el teclado de goma; aquí se concentran todos los bo-tones de control (figura 11). Se le llama “te-clado tipo membrana”, debido a su cons-trucción interna.
Si se cortara una de las teclas, podría apreciarse que el botón de goma va conec-tado a una pequeña membrana que tiene forma de domo y que va orientada hacia
abajo; a su vez, el domo está recubierto con una capa de compuesto de ferrita (material de excelentes propiedades conductoras).
Justamente, dicha capa permite que haya cortocircuito en las terminales de cada in-terruptor (mismas que se encuentran
gra-Parte superior Contactos para batería Teclado de goma Circuito impreso Ventana transparente
Parte inferior Tapa de baterías
Figura 9
La estructura de un control remoto es sorprendentemente sencilla.
Area utilizada por la matriz de teclas
A B Led infrarrojo Entrada de voltaje Led Componentes periféricos Circuito integrado Figura 10
Casi todos los elementos principales de un control remoto, se alojan en una placa de circuito impreso de gran tamaño.
badas en el propio circuito impreso); y de esta manera, la pequeña membrana ubica-da en la parte inferior de caubica-da tecla funge como resorte; es decir, hace que el botón regrese a su posición original, una vez que deja de ser presionado (figura 12).
Operación del circuito emisor
Analicemos ahora la operación de un con-trol remoto típico. En el diagrama esque-mático que aparece en la figura 13, se ob-serva que el teclado es de tipo matricial; es decir, cuenta con una serie de columnas y renglones, en cuyos nodos o intersecciones se colocan las teclas (una en cada cruce).
Veamos más de cerca cómo funcionan estos teclados:
Expedición de impulsos
El circuito de control, que está comunica-do con todas las columnas y renglones, expide a través de estas secciones, pero de línea en línea, una serie de pulsos.
Exploración de teclado
En los controles remotos cuyo integrado expide los pulsos por la línea de las colum-nas, el procedimiento de “exploración de teclado” comienza cuando se “enciende” primero la línea correspondiente a la co-lumna 1. Y después de esto, el circuito ve-rifica que no haya entrada en alguna de las líneas asociadas a los renglones; si no de-tecta ninguna señal, “apagará” a la prime-ra columna y “encenderá” a la segunda paprime-ra volver a revisar los renglones, y así sucesi-vamente.
Este proceso se repetirá cuantas veces sea necesario, hasta que haya encendido la última columna; mas si no se detecta nin-guna tecla activada, el circuito integrado re-gresará a su posición inicial y comenzará
Figura 11
Para accionar los distintos controles, se utiliza un teclado de goma. Membrana retráctil Botón Pintura de ferrita para contacto Figura 12
Vista en corte de una tecla de un control remoto típico. El domo de goma sirve de resorte, para que la tecla recupere su posición original cuando deje de ser presionada.
Renglon
es
Teclado tipo matricial Columnas Out T T T T T T T T T T T T T T T T
}
}
CIRCUITO DE CONTROL Figura 13Diagrama simplificado del circuito de un control remoto. Destaca la presencia de un circuito de control central.
12 ELECTRONICA y servicio No. 76
de nuevo el muestreo en la columna 1; es decir, reiniciará el ciclo.
La acción del circuito de control
En caso de que se oprima una tecla (por ejemplo, la que corresponde a la intersec-ción de la segunda columna con el cuarto renglón), el circuito de control “encende-rá” la primera columna y revisará sus en-tradas de renglones; si no encuentra señal, “apagará” esta línea y “encenderá” la se-gunda; y entonces detectará la tecla acti-vada, lo cual significa que los pulsos que el propio circuito de control expide por la lí-nea de la columna 2, los capta por la lílí-nea del renglón 4; a final de cuentas, esto indi-ca que la tecla C2-R4 ha sido presionada.
Pulsos de salida
El resultado de tal acción, es que el circuito integrado se apoya en una tabla interna que le indica el proceso a efectuar cuando en-cuentre activada dicha combinación. Por lo general, este proceso consiste en generar una serie de pulsos de salida que se envían
a un excitador; la mayoría de las veces, este componente es sólo un transistor de switcheo que va conectado al (los) LED(s) infrarrojo(s) que finalmente se encarga(n) de enviar, en forma de un rayo de luz, las instrucciones al receptor (figura 14).
No importa que la tecla haya estado pre-sionada por poco tiempo; aun así, el circui-to de control detectará que fue activada; y es que el ciclo de muestreo del teclado es muy rápido, y se llegan a producir varios cientos de muestreos por segundo.
El circuito de control
de la unidad remota
Casi desde que se demostró la factibilidad de los controles basados en emisiones infrarrojas, los diseñadores eligieron la transmisión de datos de tipo digital; esto es, “unos” y “ceros” que son captados por el receptor incluido en el aparato y que se envían a un microprocesador alojado en el Syscon (sistema de control). Este último, constituye una etapa digitalizada en la que,
1
2 3
4 5
Figura 14
Trayecto de una orden proporcionada por medio del control remoto, desde que se presiona la tecla en cuestión.
a su vez, se identifica el código binario res-pectivo para proceder a la ejecución de las órdenes correspondientes.
Por lo tanto, el circuito de control que se incluye en la unidad remota forzosamente debe ser de tipo digital; de hecho, es bási-camente otro microcontrolador con una función muy limitada y con todos los ele-mentos que caracterizan a este tipo de cir-cuitos: una señal de reloj, un reset, una me-moria interna, puertos de entrada y salida de datos, así como un núcleo de micropro-cesador que ejecuta todas las instrucciones con las que se hace un muestreo de las lí-neas del teclado y que identifica las distin-tas teclas y expide en su línea de salida la orden correspondiente. Todo esto se reali-za dentro de un encapsulado muy peque-ño, que raras veces tiene más de 20 termi-nales (figura 15).
La situación actual
de los controles remotos
En nuestros días, el control remoto se ha convertido en una parte casi indivisible de cualquier equipo electrónico moderno; ya existen aparatos que literalmente no tienen ningún botón en su panel frontal; todas las labores de control, están a cargo del remo-to. Esta situación es especialmente notoria en los modernos reproductores de DVD, que cuentan con muy pocas teclas en su panel
frontal; en cambio, su control remoto po-see varias decenas de controles que per-miten acceder a todas las funciones espe-ciales de estos discos (figura 16).
A la fecha, es común que en la sala exis-tan varios controles remotos distintos, cada uno dedicado a un aparato electrónico en específico. Esto ha propiciado la aparición de un nuevo tipo de dispositivo: el control remoto universal (figura 17). Aunque se tra-ta de una tecnología que surgió aproxima-damente en 1990, es hasta ahora que este tipo de dispositivos han comenzado a pro-liferar; esto se debe, entre otras cosas, a la disminución de su precio (los primeros re-motos universales, fácilmente podían cos-tar hasta 100 dólares; pero ahora cuestan – digamos– unos 5 dólares).
Un solo control universal, puede susti-tuir a 3, 4 ó más remotos individuales (para el televisor, la videograbadora, el
reproduc-Figura 15
Por lo general, el microcontrolador central de un control remoto es un dispositivo pequeño con un máximo de unas 20 terminales.
Figura 16
Algunos aparatos, tienen muy pocos controles en su panel frontal. Sus funciones se manejan por medio del control remoto.
Figura 17
Un solo control remoto universal, puede sustituir a varios remotos individuales.
tor de DVD y hasta el receptor de cable). No importa que carezca de ciertas funcio-nes propias del remoto original; si éste con-trola una función exclusiva del aparato en cuestión, la cual no existe en el control uni-versal, sólo hay que “desempolvarlo” o ex-traerlo del cajón en que se haya guardado.
¿El control remoto controla
su propio futuro?
Tal como se dijo, la tecnología de los con-troles remotos llegó para quedarse; inclu-so, cada vez más aparatos están siendo controlados por este medio; por ejemplo, ya existen ventiladores y equipos de aire acondicionado que pueden controlarse de forma remota; y los receptores de radio de equipos de sonido, se controlan de manera digital (sobre todo su control de sintonía, que antes era totalmente mecánico); lo mis-mo podemis-mos decir de los tocacintas y de los ecualizadores gráficos.
En fin, gracias a la inclusión de un dis-positivo de control digital (microcontrola-dor) en muchos sistemas, es posible ado-sar a éstos, en forma rápida y sencilla y para mayor comodidad del usuario, un control remoto.
De tal hecho, se desprende una muy in-teresante visión del futuro: como
práctica-mente todas las tareas en el hogar serán controladas por medios electrónicos, el usuario necesitará de un solo control re-moto universal para ordenar la ejecución de las mismas; podrá ordenar, por ejem-plo, que se encienda la calefacción, que aumente la intensidad de la iluminación, que se sintonice su estación de radio pre-dilecta o que sean enviados o recibidos ar-chivos por correo electrónico.
¿Qué cómodo, no? Pero esto va más allá, porque cabe la posibilidad de que incluso surja una forma de trabajar o hacer ejerci-cio “por control remoto”. En otras palabras, el concepto de “control” aplicado de esta manera, puede transformarse también –si se abusa o se hace mal uso de él– en un riesgo de descontrol; si los propios patroci-nadores de los programas de televisión ya están siendo afectados por el uso cada vez más frecuente de los controles remotos, estos medios constituyen a la vez –al me-nos en cierta medida– una invitación para que los niños pasen horas y horas frente al televisor pasando de un canal a otro, o una justificación para que los jóvenes y adultos continúen con su mal hábito de no hacer ejercicio alguno (¿está más vivo que nunca el objetivo del sistema “Lazy Bones”; pro-vocar, como indica su traducción, que ten-gamos “huesos perezosos”?).
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CIRCUITOS INTEGRADOS:
FUNDAMENTOS
Y APLICACIONES
Segunda de tres partes
Oscar Montoya Figueroa
CIRCUITOS LÓGICOS DIGITALES
¿Qué es un circuito lógico digital?
Es un dispositivo electrónico que permite realizar operaciones lógicas con señales que representan unos y ceros. La presen-cia de una señal representa un uno (1), y su ausencia representa un cero (0).
Compuertas lógicas
El bloque más pequeño de un circuito digi-tal, y que realiza una operación booleana, es precisamente la compuerta lógica. En un circuito integrado, cada compuerta lógica básica representa una operación.
A partir de tres compuertas lógicas bási-cas, se construyen todos los componentes superiores: flip-flops, contadores y hasta microprocesadores. Enseguida hablaremos con más detalle de todas estas cuestiones.
Compuerta lógica OR
La compuerta lógica O (OR en inglés), es la llamada “suma lógica”; para representarla,
El presente artículo, dividido en tres
partes, va dirigido principalmente a
estudiantes. Explicaremos la
importancia de los circuitos
integrados en el mundo de la
electrónica, así como las principales
tecnologías de fabricación de estos
dispositivos.
El objetivo básico del tema, es que el
estudiante aprenda a construir
diversos circuitos prácticos de
electrónica digital: compuertas AND,
OR, NOT, codificadores,
multiplexores y demultiplexores y
una alarma digital de chapa
electrónica de clave fija.
Compuerta lógica OR F(OR) = A+B F B A Figura 13
16 ELECTRONICA y servicio No. 76
se emplea el símbolo mostrado en la figura 13. Veamos cómo trabaja:
• Si se coloca un 0 en ambas entradas, en la salida obtendremos un 0 (figura 14A). • Si se coloca un 0 en una de sus entradas y
un 1 en la otra, en la salida obtendremos un 1 (figura 14B).
• Si se coloca un 1 en ambas entradas, en la salida obtendremos un 1 (figura 14C). Como acaba de observar, siempre que haya un 1 en cualquiera de las entradas o en ambas, habrá un valor igual en la salida.
Compuerta lógica AND
La compuerta lógi-ca Y (AND en in-glés), es llamada “producto lógico”; para representarla, se emplea el sím-bolo mostrado en la figura 15. Vea-mos cómo trabaja:
• Si se coloca un 0 en ambas entradas, en la salida obtendremos un 0 (figura 16A). • Si se coloca un 0 en una de sus entradas y
un 1 en la otra, en la salida obtendremos un 0 (figura 16B).
• Si se coloca un 1 en ambas entradas, en la salida obtendremos un 1 (figura 16C). Como acaba de observar, siempre que haya un 0 en cualquiera de las entradas o en ambas, habrá un valor igual en la salida.
Compuerta lógica NOT
La compuerta lógica NO (NOT en inglés) es llamada “negación lógica”; para represen-tarla, se emplea el símbolo mostrado en la figura 17. Veamos cómo trabaja:
• Si se coloca un 0 en la entrada, en la sali-da obtendremos un 1 (figura 18A). • Si se coloca un 1 en la entrada, en la
sali-da obtendremos un 0 (figura 18B). F(OR) = 0+0=0 0 0 0 F(OR) = 1+0=1 1 1 0 F(OR) = 1+1=1 1 1 1 A B C
Compuerta lógica AND
F(AND) = AB F B A 0 0 0 1 0 0 1 1 1 F(AND) = 0 0 = 0 F(AND) = 1 1 = 1 F(AND) = 1 0 = 0 A B C
Compuerta lógica NOT
F(NOT) = A F A F(NOT) = 0 = 1 1 0 F(NOT) = 1 = 0 0 1 A B Figura 14 Figura 16 Figura 17 Figura 15 Figura 18
Como acaba de observar, esta compuerta siempre da un valor contrario al que se apli-ca en la entrada.
Buffer
A esta compuerta también se le denomina “restaurador”, porque –como su nombre lo indica– restaura el nivel de una señal de entrada (cuando el valor de la misma ha disminuido su intensidad).
El valor que se coloca en la entrada de esta compuerta, es igual al que se obtiene en su salida (figura 19).
Tablas de verdad
A la representación que en forma de tabla indica la operación de una compuerta lógi-ca, se le denomina “tabla de verdad”. En ella aparecen las entradas de una compuer-ta lógica, así como el resulcompuer-tado que se ob-tiene de la combinación de las mismas.
La compuerta lógica OR (suma), se re-presenta mediante la tabla de verdad 1. Las columnas A y B representan las entradas de la compuerta en todas las combinacio-nes posibles de 1s y 0s; la columna “salida”
se deriva de la operación A + B, que es la función que realiza la compuerta OR.
La compuerta AND (multiplicación), se representa mediante la tabla de verdad 2. En este caso, se deduce que la columna “sa-lida” se forma con los respectivos produc-tos de las diferentes combinaciones A por B (ó B por A).
La compuerta NOT, se representa median-te la tabla de verdad 3. Observe que la colum-na “salida” se forma simplemente con el
va-lor opuesto al que se colocó en la entrada; esto se representa por medio de una A• (“A”
negada o testada).
Circuitos sencillos
con compuertas lógicas
En este subtema veremos cómo se sumi-nistra alimentación a los circuitos integra-dos digitales TTL, y qué procedimientos sir-ven para trabajar con ellos.
Para que funcionen de manera normal, todos los circuitos integrados requieren de una alimentación independiente cuya es-pecificación corre por cuenta de su respec-tivo fabricante; los circuitos integrados CMOS, por ejemplo, se alimentan con los voltajes de +3 a +16 voltios; por su parte,
Restaurador lógico F(R) = A = A A A 1 1 0 0 A B Salida 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 A B Salida 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 A Salida 0 1 1 0 Circuito integrado 74LS32 Compuertas OR Vcc 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 GND Tabla 1 Tabla 2 Figura 20 Tabla 3 Figura 19
18 ELECTRONICA y servicio No. 76
los de tipo TTL se alimentan con +4.5 a +5.5 voltios.
Verificación del funcionamiento
de una compuerta OR
En el manual del fabricante de circuitos TTL, se indica que las compuertas OR están en un chip con matrícula SN74LS32. Tal como se muestra en la figura 20, dentro de este circuito existen cuatro compuertas de di-cho tipo:
• Para la primera compuerta, las entradas se encuentran en las patillas 1 y 2; y la salida, en la patilla 3.
• Para la segunda compuerta, las entradas se encuentran en las patillas 4 y 5; y la salida, en la patilla 6.
• Para la tercera compuerta, las entradas se encuentran en las patillas 9 y 10; y la salida, en la patilla 8.
• Para la cuarta compuerta, las entradas se encuentran en las patillas 12 y 13; y la salida, en la patilla 11.
• En tanto, la patilla 7 (GND) se conecta a tierra o al polo negativo de la fuente de alimentación; y la 14 (Vcc), se conecta al polo positivo de la misma.
En otros circuitos integrados, una o dos patillas están marcadas con las letras NC (No Connection); con esto se indica que di-chas terminales no deben ser conectadas.
Para un proyecto en el que se utilicen cir-cuitos integrados, lo primero que debe ha-cerse es conectar todas las alimentaciones. En la figura 21, se ejemplifica un caso en el que hay que proporcionar al circuito una alimentación de 5 voltios.
Para realizar esta prueba, se requiere de un protoboard, un circuito integrado SN74LS32 (o equivalente), alambres tipo telefónico (calibre 23 ó 24), un LED y una re-sistencia de 180 ohmios a 1/2W (figura 22). NOTA: Aunque usted ya sabe cómo son las conexiones internas de un protoboard, antes de iniciar la práctica queremos que
Polarización de un CI digital 13 (+) (-) C I 8 9 10 11 12 14 Vcc 7 6 5 4 3 2 1 GND Líneas para alimentación Area de circuitos Dibujo de conexiones Líneas de alimentación Figura 23 Figura 22 Figura 21
recuerde que este elemento es básicamen-te una tablilla de plástico con perforacio-nes y conexioperforacio-nes internas, dividida en dos secciones: una de alimentación (dos pares de líneas acomodadas en las orillas) y una de circuitos. En la figura 23 se muestra cómo van interconectados los puntos de unión en el protoboard.
Paso 1
Lo primero que tenemos que hacer, es pre-parar la red de alimentación en el protoboard. Para lograrlo, coloque puentes tal como se muestra en la figura 24. Gra-cias a estos puentes, se puede disponer de alimentación cerca de cualquier punto del área de circuitos.
Paso 2
En la línea más externa, conecte el polo po-sitivo de la fuente de alimentación; y en la más interna, el polo negativo de la misma (figura 25).
Paso 3
Con la ayuda de unas pinzas planas o de punta, preforme las patillas del circuito
in-tegrado; deben quedar alineadas y a la dis-tancia necesaria, para que encajen perfec-tamente en el protoboard.
Paso 3
En la figura 26, se indica la manera de in-sertar el circuito integrado en el protoboard. Asegúrese que las patillas del CI coincidan con los orificios de esta placa; y con el dedo pulgar, presione uniformemente el cuerpo del dispositivo hasta que embone en ella y quede bien fijo; por supuesto, las patillas de-ben “asomarse” a la otra cara del protoboard.
NOTA: Al igual que cualquier otro tipo
de diodo, los LED tienen polaridad; es de-cir, conducen en un solo sentido.
Paso 4
Como el LED tiene una patilla positiva y una patilla negativa, para que conduzca y en-cienda es necesario polarizarlo de forma di-recta; es decir, su patilla positiva tiene que conectarse en el punto más positivo de la batería, y su patilla negativa en el punto más negativo de la mis-ma. Por lo tanto, conecte la patilla número 14 en la línea positiva de alimen-tación y la número 7 en la línea negativa.
Es necesario hacer todo esto, ANTES de empezar a trabajar con un circuito integrado. Y no olvide que
+ Puente de alimentación _
+
_
Figura 25 Figura 24 Figura 2620 ELECTRONICA y servicio No. 76
la fuente de alimentación debe estar apa-gada, cuando realice cualquier conexión; mas si está utilizando pilas, desconecte uno de los alambres que las comunican con el protoboard.
Paso 5
En la salida de la compuerta OR, coloque un LED; servirá para conocer el resultado de la operación que se realice (si enciende, significa que se ha obtenido un 1; si no en-ciende, se ha obtenido un 0).
Paso 6
En serie con el LED, tal como se muestra en la figura 27, coloque una resistencia de 180 ohmios; servirá para limitar la magni-tud de corriente que circula por este diodo. Observe que la patilla positiva del LED va conectada en la pata tres del integrado, que la patilla negativa se conecta en serie con la resistencia y que el extremo de esta últi-ma se conecta en la línea negativa de ali-mentación.
En este momento, ya está armado el cir-cuito de prueba. Para verificar la operación de la compuerta, haga lo siguiente: • Para representar un 1 en la entrada de la
compuerta, conecte ésta en la línea posi-tiva de alimentación.
• Para representar un 0, conecte la com-puerta en la línea negativa de alimenta-ción.
Ahora, fíjese bien en las instrucciones pro-porcionadas en la tabla 4. En las entradas
de la compuerta, conecte las combinacio-nes de ceros y unos que se especifican; tome nota del resultado que de cada com-binación se obtiene en la salida.
Por todo lo observado en el experimen-to anterior, ¿usted cree que esta compuer-ta realiza la operación de suma lógica?
Sí _______ No ________
¿Por qué?_____________________________
Verificación del funcionamiento de una
compuerta AND
En el manual del fabricante de circuitos in-tegrados TTL, se indica que las compuer-tas AND se encuentran en un chip con ma-trícula SN74LS08.
En este circuito integrado, existen cua-tro compuertas de este tipo (figura 28). Al igual que en la prueba anterior, lo primero que debe hacerse es conectar la patilla
nú-CI R Led Patilla 1 Entrada 1 Patilla 2 Entrada 2 Patilla 3 Salida 0 0 1 1 0 1 0 1 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Circuito integrado 74LS08 (compuertas AND) Figura 28 Figura 27 Tabla 4
mero 7 en la terminal negativa de la ali-mentación; y la patilla 14, en la terminal positiva. Las entradas se encuentran en las patillas 1 y 2, y la salida en la patilla 3.
El LED que monitorea la salida de la com-puerta, se conecta en serie con la resisten-cia de 180 ohmios y con el polo negativo. Y luego se hacen las combinaciones de las entradas, para verificar la operación de la compuerta (tabla 5).
Por lo observado en este experimento, ¿usted cree que esta compuerta realiza la operación de producto (multiplicación) ló-gico?
Sí ______ No ______
¿Por qué?_____________________________
Verificación de la operación
de una compuerta NOT
En el manual del fabricante de circuitos in-tegrados TTL, se indica que estas compuer-tas se encuentran en un chip con matrícula SN74LS04. En este circuito integrado, exis-ten seis compuertas de este tipo.
La alimentación se aplica en las patillas 7 y 14, con los conectores negativo y posi-tivo respectivamente. La entrada de la primera compuerta se encuentra en la patilla 1, y su sali-da en la patilla 2. El LED y la resistencia
se conectan en la patilla 2; y como sólo dis-ponemos de una entrada, únicamente hay dos combinaciones a probar (tabla 6).
Por lo observado en este experimento, ¿usted cree que esta compuerta realiza la operación de invertir el valor colocado en su entrada?
Sí ______ No _____
¿Por qué? _____________________________
Circuitos combinacionales
Mediante arreglos de las diferentes com-puertas lógicas, se obtienen operaciones de mayor complejidad que pueden aplicarse en la solución de problemas reales. Utilizan-do ecuaciones con variables, se forman fun-ciones que expresan las operafun-ciones reali-zadas por un circuito lógico específico.
Cuando se tienen dos variables (A y B), su multiplicación lógica se indica de la si-guiente manera: F (A, B) = AB. En tanto, su suma lógica se indica mediante la fórmula: F(A, B) = A + B.
Para obtener funciones lógicas, es nece-sario conocer los procedimientos de dise-ño lógico del álgebra de Boole. Mas esto que-da fuera de los fines del presente artículo.
Para conocer una aplicación basada en circuitos combinacionales, le recomendamos que consulte el Capítulo 4 de este artículo (que se publicará en el siguiente número.
Circuito decodificador
Un circuito decodificador, es un dispositi-vo combinacional que permite activar una línea de salida a partir de una combinación específica que se presenta en la entrada. El símbolo electrónico para el decodificador, se muestra en la figura 29. Patilla 1 Entrada 1 Patilla 2 Entrada 2 Patilla 3 Salida 0 0 1 1 0 1 0 1 Patilla 1 Entrada 1 Patilla 2 Salida 0 1 Tabla 5 Tabla 6
22 ELECTRONICA y servicio No. 76
Cuando en la entrada de este circuito se colocan los valores A = 0, B = 0, C = 0 y D = 0 (es decir, todas las entradas a tierra), se le está indicando al circuito que debe acti-var la línea de salida marcada como 0. Y si en la entrada del circuito se indica la com-binación A = 1, B = 0, C = 0 y D = 0, estará eligiéndose la línea de salida marcada como 1; esto significa que para elegir la salida, hay que colocar en la entrada una combi-nación en binario del valor de la salida que se desea activar.
La secuencia de combinaciones posibles para este decodificador, se indica en la fi-gura 30. Como este circuito cuenta única-mente con diez posibles salidas de selec-ción, se dice que es un “decodificador decimal”. Y a los circuitos que sólo tienen ocho salidas de selección, se les denomina “decodificadores octales”.
En el mercado, se ofrece una gran varie-dad de circuitos electrónicos decodificado-res; por ejemplo, el circuito 74LS42 es un decodificador de 1 a 10 (decimal); lo único que lo diferencia del circuito que describi-mos anteriormente, es que sus salidas son negadas; o sea, cuando se activa una de las líneas, aparece un 0; y cuando todas están desactivadas, se obtiene un 1 en la salida.
El diagrama lógico y la descripción de las terminales para este circuito, se muestran en la figura 31.
Decodificadores BCD
para siete segmentos
Es un tipo especial de decodificadores; su función es convertir números binarios de cuatro bits en siete líneas de salida, para mostrar en un display de siete segmentos el valor de entrada expresado en decimal.
Estos circuitos se utilizan principalmen-te para mostrar caracprincipalmen-teres numéricos al usuario; por ejemplo en calculadoras digi-tales, cuyo display o visualizador de varios dígitos muestra la entrada de datos, las operaciones y los resultados. Si observa con atención el número 8 en el display, se dará cuenta que está formado por siete líneas (segmentos); o sea, para formar cada dígito, se utiliza un diferente arreglo de dos o más segmentos. Cada una de estas líneas con-tiene un LED, el cual se enciende cuando recibe 1.7 voltios con una corriente de 10ma; estos valores pueden variar
ligera-Decodificador decimal DEC Salida Entrada 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D C B A Valor
decimal Valor binario
N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 7 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
Estado de las salidas del circuito dependiendo de la combinación de entrada
Figura 30 Figura 29
mente, dependiendo de las especificacio-nes de cada fabricante.
Tanto el diagrama lógico para el decodi-ficador BCD como el display, se muestran en la figura 32. Observe que consta de cua-tro líneas de entrada, con las cuales se in-gresa el número en forma binaria (ceros y unos); y en las salidas se obtiene la
combi-Diagrama de conexión de pines
16 1 15 2 14 3 13 4 12 5 11 6 10 7 9 Vcc A0 A1 A2 A3 9 8 7 0 1 2 3 4 5 6 GND 8 - - -Diagrama lógico A3 A2 A1 A0 15 14 13 12 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Vcc=PIN 16 GND=PIN 8 0 =Número de PIN
Símbolo lógico Vcc=PIN 16 GND=PIN 8 15 14 13 12 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 A0 A1 A2 A3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Símbolo electrónico básico de un decodificador BCD de7 segmentos
Salida para display de 7 segmentos Entradas para el número binario a b c d e f g A B C D Display de 7 segmentos a c d f g e b Pines de conexión para alimentar cada segmento a b c d e f g Figura 32
Figura 31 nación específica de líneas activas, que se pondrán en 1 para el número binario de en-trada. Las salidas del circuito decodificador se conectan en los pines de entrada del dis-play de siete segmentos, relacionando la letra de la línea de salida con la letra de la línea de entrada; o sea, “a” con “a”, “b” con “b”, etc.
En realidad, el display es una combina-ción de varios LED montados sobre un empaque plástico; pero deben tenerse los mismos cuidados que en el caso de un LED único; hay que colocar una resistencia limitadora en serie con el común de los LED del display; si se emplea una polarización de 5 voltios, deberá utilizarse un resistor de 180 ohmios; y para un voltaje de 12 vol-tios, se requerirá de 1Kohmio.
Cada terminal de entrada de un display, se conecta directamente en una de las ter-minales del LED de cada segmento; y el otro extremo de cada diodo de los segmentos, normalmente se conecta en un solo pin (lla-mado común). Si el común para todos los LED es el lado positivo, se dice que el dis-play es de ánodo común; y cuando el lado negativo es el común, se dice que el dis-play es de cátodo común.
Para conectar el display de siete segmen-tos en la salida de un circuito lógico (con salidas de 5 voltios), es preciso conectar en serie con la terminal común un resistor limitador que evite el sobreflujo de corriente en cada uno de los LED. Para salidas TTL,
Salida a a b b c c d d e e f f g g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Entrada Diagrama lógico A B C D Vcc=PIN 16 GND=PIN 8 7 1 2 6 3 5 13 12 11 10 9 15 14 4 A B C D LT RBI a b c d e f g BI/ RBO Diagrama de conexión DIP(TOP VIEW)
Diagrama de la descripción de pines de los circuitos SN54/74LS47 Símbolo lógico 16 1 15 2 14 3 13 4 12 5 11 6 10 7 9 Vcc f g a b c d e 8 _ _ _ _ _ _ _ B C LT RBI D A GNDBI/RBO
recomendamos la utilización de un resistor de 100 ohmios a 1/2 watt.
Por ejemplo, el número 2 se representa en binario como 0010; entonces, en las en-tradas del decodificador se colocará A = 0, B = 1, C = 0, D = 0; y en las salidas, aparece-rá un 1 en las terminales a, b, g, e, d; es decir, estos segmentos encenderán para formar el número 2; y por lo tanto, la ima-gen formada será muy parecida a él.
Para hacer que en el display de siete seg-mentos aparezca el número 5 (0101 en binario), se debe poner en las entradas del decodificador A = 1, B = 0, C = 1, D = 0; y las salidas, se activarán en las terminales a, f, g, c y d; es decir, estos segmentos de LED encenderán para formar el número 5 en el display (figura 33).
Concluye en el próximo número Figura 33
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FALLAS Y CASOS DE SERVICIO
EN TELEVISORES MODERNOS
Armando Mata Domínguez y Alvaro Vázquez Almazán
Generalidades del sistema
de control y del circuito EEPROM
En cualquier televisor moderno, las funcio-nes de control se realizan por medio de un microprocesador; por ejemplo, encendido y apagado, cambio de canal y de volumen, ajustes de nivel de tinte, color, brillo con-traste y nitidez, generación de caracteres, programación de encendido o apagado por tiempo, bloqueo de sintonización de cana-les, simuladores de sonido, etc.
Estas son algunas de las tantas funcio-nes comufuncio-nes de un televisor actual; pero
En el mercado de televisores existen
muchas opciones entre marcas y
modelos; es por ello que el
especialista técnico debe conocer
métodos de diagnostico y solución de
averías, que le permitan un patrón
de trabajo estandarizado, para que
la reparación sea rápida y eficaz. Y
para ello, hay que tomar en cuenta
determinadas situaciones comunes;
por ejemplo, es una realidad que las
secciones que con mayor frecuencia
fallan, son: el sistema de control y el
circuito EEPROM, la fuente de
alimentación y las etapas de barrido
horizontal y vertical.
En el presente artículo veremos la
teoría básica de estas secciones, así
como los pasos a seguir para
diagnosticar y solucionar averías.
También comentaremos diversos
casos de servicio, en marcas y
modelos de televisores específicos.
26 ELECTRONICA y servicio No. 76
lo más extraordinario, es que pueden ser ejecutadas por medio de unas cuantas te-clas (5 ó 6) localizadas en el panel frontal del aparato y por medio de un menú cuyas opciones se eligen con los botones del con-trol remoto. La sofisticación de las funcio-nes, es responsabilidad del microprocesa-dor; pero este circuito, también es capaz de provocar muchos problemas; y es difícil
diagnosticarlos, si se carece de un adecua-do procedimiento para tal propósito; por eso le recomendamos que ejecute el pro-cedimiento que explicaremos enseguida; es aplicable a televisores de cualquier marca y modelo, y permite diagnosticar averías en el microprocesador y en el circuito EEPROM (figura 1). 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 33 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 1 2 3 C 0 3 7 C 0 3 8 L 0 0 2 C 0 3 4 C 0 1 7 R 0 1 7 C 0 1 5 C 0 1 6 C 0 1 9 R 03 0 C 0 5 1 C 0 6 2 C 0 6 3 C 0 4 0 C 0 4 1 R 0 4 8 R 0 1 6 L0 40 R 0 5 5 R 0 9 9 R 0 7 1 R 0 5 4 R 07 0 C N 0 0 2 C N 3 0 9 C 0 6 4 C 0 7 0 R 02 9 I C 0 0 2 D 0 0 5 R 0 3 3 R 0 3 6 R 0 4 7 R 0 4 5 I C 0 0 1 R 0 3 9 C 0 2 2 C 0 2 8 C 0 2 7 R 0 7 4 R 0 3 8 R 0 3 1 Q 0 R 0 4 1 0 . 0 0 2 2 B : C H I P 4 7 0 2 5 V : C H I P 0 . 0 2 2 2 5 V B : C H I P 1 4 . 7 k 1 5 p C H I P 1 5 p C H I P C H I P 2 2 0 p C H I P 4. 7 k C HI P 0 . 4 7 0 . 4 7 : M P S 1 2 p : C H I P 1 2 p : C H I P 2 5 V F : P T 4 7 0 : C H I P 4 . 7 k : C H I P 4 7 k 4 . 7 k : R K -C P 4 . 7 k 4 . 7k 4 P 3 P 0 . 0 0 4 7 : C H I P 0 . 0 0 1 C H I P 4. 7k :C H IP M M 1 4 7 6 A F ( T P ) S T B Y + 5 V R E G M T Z J -T -7 7 -5 . 6 C 2 2 0 1 k C H I P 4 . 7 k : C H I P 4 . 7 k : C H I P M 3 7 2 8 0 M K -1 1 0 S P C O N T R O L T U N I N G S Y S T E M 6 8 0 : C H I P 5 6 0 p C H I P 2 2 0 p C H I P 0 . 0 0 1 C H I P 4 . 7 k C H I P 1 k : C H I P 3 . 3 1 W 2 S B 7 B U F 6 8 0 5 V 9 V * G N D B -D A T I-AVCC HLF I-VHOLD I-CVIN I-CNVSS I-OSC O-OSC VSS IO-BDAT I-KEY I-AFT2 I-RESET XO-OSD XI-OSD VCC B -C L K B -I N T O VD G ND G ND V O U T G ND R ES E T C D V I N D A T G N D C L K F O R J I G T O K B O A R D C N 4 0 2 VIDEO 2 Voltaje de alimentación 5.0 voltios +/- 0.3 voltios 3.6 voltios +/- 0.6 voltios Orden de reset 4.9 voltios +/- 0.3 voltios 4.9 voltios +/- 0.3 voltios Señal de reloj 5.0 voltios de pico a pico 3.6 voltios de pico a pico Alimentación del circuito EEPPROM 5.0 voltios +/- 0.3 voltios 5.0 voltios +/- 0.3 voltios Versión de microprocesador Circuito microprocesador y circuito jungla separados
Circuito microprocesador único
Figura 2 Tabla 1
Paso 1
Para estar seguros de que el circuito del sis-tema de control funcionará correctamen-te, lo primero que debe hacerse es verificar que existen las condiciones básicas de ope-ración (voltaje de alimentación, orden de reset, señal de reloj). Consulte la tabla 1; para verificar la existencia y el valor de cada uno de estos voltajes, conecte a tierra fría (o sea, tierra-chasis) un multímetro digital en función de voltímetro de corriente di-recta.
Paso 2
Si falta alguno de estos voltajes, tendrá que verificar el estado del circuito que lo gene-ra (figugene-ra 2).
Paso 3
Si los voltajes son correctos, verifique que las señales Data y Clock lleguen al sistema de control. Para hacer esto, ponga el multí-metro digital en función de voltímultí-metro de corriente directa y conecte su terminal ne-gativa a tierra fría o chasis; y con su punta de prueba positiva, primeramente mida la terminal 5 y luego la terminal 6 del circuito EEPROM; y cuando conecte el televisor a la línea de CA u ordene que se encienda, deberá notar un cambio de nivel de volta-je; e inmediatamente después de esto, se deberá estabilizar (así será, siempre y cuan-do el sistema de control pueda comunicar-se de manera correcta con el resto de los periféricos).
Paso 4
En caso de que no cambie el nivel de volta-je en las líneas Data y Clock, verifique si hay un corto parcial o total en cualquiera de las líneas; esto puede deberse a un daño en el circuito EEPROM; por eso es necesa-rio verificar con respecto a tierra-chasis, el
valor de cada línea (deberá haber más de 2000 ohmios).
Cuando haga esto, descubrirá que en un principio el valor en ohmios es bajo; pero luego irá aumentando, hasta alcanzar va-lores superiores a 10000 ohmios. Y hasta es posible que al realizar la medición, en-cuentre usted un valor del orden de los megohmios; esto es común, cuando uno o más capacitores electrolíticos permanecen con carga eléctrica; en estos casos, la me-dición debe hacerse unos minutos después de haber apagado y desconectado el tele-visor.
Paso 5
Cada vez que el valor sea incorrecto (infe-rior a 2000 ohmios), tendrá que aislar en corto un elemento asociado a las líneas de Data y Clock (figura 3). Pero si no hay corto total o parcial en ellas y tampoco se ha modificado el voltaje, lo más probable es que el circuito EEPROM tiene algún daño; o que el daño está en el microprocesador; primero reemplace el circuito EEPROM, porque es el de menor costo; si ya hizo la sustitución y el problema no desaparece, significa que el microprocesador es el que está dañado; pero antes de reemplazarlo,
Micropro- cesador Sintonizador Sección de audio Jungla Y/C EEPROM DATA CLOCK Comunicación del sistema de control
28 ELECTRONICA y servicio No. 76
mida cada una de sus terminales con res-pecto a tierra-chasis; aísle aquellas que ten-gan menos de 200 ohmios; y si el valor sigue siendo bajo, significa que definitivamente el microprocesador tiene algún daño.
Generalidades sobre la fuente
de alimentación y las secciones
de barrido V y H
Cuando el técnico recibe un televisor que no enciende, sus sospechas sobre el origen
del problema recaen primero en la fuente de alimentación; luego en las secciones de barrido vertical y horizontal y finalmente en el sistema de control. Para confirmar cuál es la verdadera causa de la falla, eje-cute el procedimiento que se describe en la tabla 2.
Cómo se hacen las mediciones
En el caso de la medición correspondiente al primer paso, ANTES de encender el tele-visor coloque las puntas del voltímetro en
IC301/LA7840 SECCIÓN DE BARRIDO VERTICAL
1 GND 2 V
-OUT
3 VCC 4 VREF 5 VIN 6 VCC 7 PUMP OP
AL YUGO + VERTICAL 1 Ω .1/100V .047 DEL PIN 23 DE IC501 15K P3P3 1000/35V L301 270/2W 27V+ 474 10K 474 2200/35V 2.2K 43K 430 430 3.3 Ω 3.3 Ω + _ AL YUGO VERTICAL 100/50 Figura 4 Secuencia Primer paso Segundo paso Tercer paso Cuarto paso Medición Voltaje de B+ Voltaje de alimentación para la sección vertical
Pulso vertical y pulso horizontal
Condiciones del microprocesador
Punto de prueba
Colector del transistor de salida horizontal Circuito integrado vertical Terminales de protección del microprocesador Microprocesador Nivel de voltaje Mínimo, 100 voltios/ Máximo, 140. -13 .0 voltios +13.0 voltios +26.0 voltios 5.0 voltios de pico a pico VCC 5.0V RST 4.9V XLT 5.0V * Referencia Con respecto a tierra-chasis Con respecto a tierra-chasis Con respecto a tierra-chasis Con respecto a tierra-chasis Tabla 2
los puntos de prueba indicados (colector del transistor de salida horizontal y tierra-cha-sis). Es una manera de proteger al voltíme-tro, si tomamos en cuenta que en el colec-tor del transiscolec-tor de salida horizontal se forma un brinco de alto voltaje de más de 1000 voltios; y esto, causa daños al voltí-metro.
El valor del voltaje que se obtiene en la segunda medición, depende de la forma en que se conecta el circuito de salida verti-cal; si éste usa una conexión directa a tie-rra-chasis en cualquiera de sus terminales,
sólo será alimentado con un voltaje de fase positiva (figura 4); y si ninguna de sus ter-minales está conectada directamente a tie-rra-chasis, el circuito deberá recibir un vol-taje de fase positiva y un volvol-taje negativo; sólo así, podrá trabajar de manera normal (figura 5).
El nivel de voltaje indicado en los pasos 3 y 4, debe medirse con la ayuda de un os-ciloscopio o de un adaptador o medidor de pico a pico (figura 6).
Si en alguna de las cuatro mediciones se obtiene un valor diferente al indicado en la tabla, será necesario verificar el estado de los dispositivos asociados al punto de prue-ba que corresponda; sólo hay que usar el sentido común, y trazar un plan de aisla-miento que permita encontrar la verdade-ra causa del problema.
Revisión de la fuente de alimentación
y de las etapas de barrido V y H
La mayoría de los televisores modernos, cualquiera que sea su modelo y marca, usan una fuente conmutada de alta frecuencia (figura 7); fácilmente puede ser identifica-da, porque su transformador, al que se de-nomina chopeer, posee características y for-ma especiales. Si el problefor-ma es causado
1 2 3 4 5 6 7 C544 C545 C546 FB505 R545 D545 R547 R542 R543 IC545 R541 R546 R548 47 220 0.47 1.1UH 470 GP08DPKG23 10k 10k 1.5 1W AN5522 V OUT 15k 68 15k 1/16W DRI V E-VCC+ REF VCC-OUT BOOS T DRI V E+ 8 12 13 14 Figura 5 Figura 6 Figura 7
30 ELECTRONICA y servicio No. 76
por la fuente de ali-mentación, ejecute los siguientes pasos:
Paso 1
Lo primero que debe hacerse para encon-trar la causa del pro-blema, es verificar si funciona correcta-mente el circuito de entrada; para esto, co-loque las puntas de prueba del voltímetro en los dos extremos del condensador elec-trolítico; en la línea de 120.0VCA, debe haber un mínimo de 120.0 y un máximo de 190.0
voltios; en la línea de 240.0VCA, debe ha-ber un mínimo de 250.0 y un máximo de 350.0 voltios (figura 8). Si los niveles de voltaje no son correctos, verifique las con-diciones de los elementos del circuito de entrada.
Paso 2
Enseguida, verifique el nivel de voltaje de B+ con respecto a tierra-chasis; para hacer-lo, coloque las puntas de prueba del voltíme-tro ANTES de dar la orden de encendido; y
una vez colocadas, ordene el encendido y observe si el voltímetro registra una ligera variación de voltaje; si hay variación, sig-nifica que aunque la fuente está funcionan-do quizá no puede hacer su tarea de regu-lación o tal vez existe un corto parcial en alguna de las líneas secundarias; si no hay variación de voltaje, significa que la fuente no está funcionado por completo.
Paso 3
En caso de que determine que no hay re-gulación o que quizá se produjo un corto parcial, tendrá que verificar el valor óhmico de cada una de las líneas de alimentación secundarias con respecto a tierra. Si no se ha producido ningún corto, dicho valor ten-drá que ser mayor a 5000 ohmios.
Paso 4
Si no existe tal corto, lo más probable es que no se esté haciendo la regulación; en-tonces verifique que el optoacoplador se encuentre en buenas condiciones (figura 9)
Optoacoplador VCA D821/D824 IC801 STR-S6707 T807 220/400V 47/25V 2 7 8 1 3 4 5 9 200 Ω 6=OCP R901 IC801 STR-S6707 20/2W 330/16 PC817 7 5 T8019 8 11 10 12 13 14 12V 7812 121 50V 100V 50V 18V T805 5V Figura 9 Figura 8
y que no tengan daños sus elementos aso-ciados. Si el optoacoplador se encuentra en buen estado, verifique que no tengan da-ños el circuito conmutador (circuito inte-grado) o los elementos relacionados con el sistema de regulación (figura 10).
Si el problema proviene de la sección de barrido horizontal, ejecute los siguientes pasos:
Paso 1
Verifique que sea correcta la alimentación suministrada a los transistores del circuito excitador y de salida horizontal (figura 11), y la que corresponde al circuito jungla Y/C (figura 12).
Paso 2
Inmediatamente después de dar la orden de encendido, verifique que en la base del
transistor excitador haya un mínimo de 1.0 voltios y un máximo de 5.0 voltios de pico a pico. Si no existe dicha variación, lo más probable es que el problema se encuentra en el circuito jungla Y/C; por lo tanto, veri-fique si este componente puede filtrar el voltaje de alimentación; también verifique el estado del cristal y de los condensadores con los que trabaja en conjunto, y el de los
Q401 100K 390P 56 2.2/50V .006 1.8K 390 2KV .006 1.8k Q402 KTD2499 12K B+ DEL PIN 27 IC501 RU3AM Al yugo horizontal A la terminal primaria del fly-back 48 49 40 32 46 54 25 23 42 44 27 28 38 11 12 14/15/16 6 5 21 20 19 R/G/B V-OUT Y-IN C-IN H-OUT FBP IN VCO L103 VCO CVin Sound-IN Video-OUT IC501 X501 3.58/ 4.43MHz 5V SDA SCL OSD_R/G/B Z101 SAW Filter LA76822 : Multi VCC Figura 10 Figura 11 Figura 12