XXXIX Feria Juvenil de Ciencias y Tecnología 2005

TITULO
Carpeta de Taller Sección electrónica 5 año.
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INDICE.
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7
16
17
36
42
53
60
- Transmisión y recepción de datos.
- Motores de CC.
- Grabador de voz.
- Microcontroladores.
- Tecnología de montaje superficial.
- Inyección electrónica.
- Diseño con Protel.
- Planos.
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Prólogo.
Uno, ha sido el hecho que nos hizo tomar la decisión de realizar esta obra, que el alumno
posea una carpeta de estudio completa.
Con el propósito de llevar a cabo esta tarea, se ha preparado la siguiente carpeta, en base a la
experiencia docente adquirida, en estos 18 años como maestros de enseñanza práctica en la
Escuela Técnica N°:13 “Ingeniero José Luis Delpini” D.E. 21.
La carpeta contiene los siguientes temas:
Transmisión y recepción de datos: Se explica las distintas maneras de transmitir o
recepcionar datos. Se realiza el diseño del circuito impreso,
bajo normas de diseño.
Motores de CC y PAP: Introducción en sus componentes principales y utilización de los
mismos. Implementación de una interfaz para el funcionamiento del
mismo.
Grabador de voz: Explicación del funcionamiento y la posibilidad de trabajar con un circuito
integrado de 28 patas para realizar el diseño, (bajo normas), del circuito
impreso.
Microcontroladores: Explicación de la programación de un microcontrolador, utilización del
MPLAB y la realización del diseño del circuito impreso, (bajo normas de
diseño), de un grabador de PIC que se utilizara a través del puerto serie.
Tecnología de montaje superficial: Se explica las ventajas, desventajas y tipos de
encapsulados que se utilizan en el ensamblado de circuitos
con esta tecnología.
Inyección electrónica: Se introduce al alumno, con ilustraciones y ejemplos prácticos a los
conceptos básicos de la inyección electrónica.
Diseño asistido por computadora: Se introduce al alumno, con ilustraciones, al manejo de un
programa de diseño para realizar circuitos impresos
Planos: Se deja una muestra, de cómo se tienen que presentar los planos bajo normas de
diseño.
Agradecemos a los colegas que nos alentaron a realizar este trabajo, como así también
aquellos que destaquen los errores o propongan sugerencias para encaminar la mejora de
esta obra.
También agradecemos especialmente al Sr Zanfi, Federico Mauro Técnico Electrónico por la
realización del diseño del entrenador de Pic.
LOS AUTORES.
Autores:
Puig Santiago Martín Miguel.
Técnico Electrónico. (CONET-1989).
Técnico Superior en Automatización y Robótica. (UTN-1997).
Tsingópulos Constantino.
Técnico en Radio Comunicaciones. (CONET 1962).
Post Título de Formación Docente. (Int.Sup. de carreras docentes, empresariales
y de Ciencias del ambiente y trabajo-2000).
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Transmisión y recepción de datos.
La clave fundamental de este proyecto esta en el medio de transmisión que se utilice. En el
comercio se pueden conseguir una gran gama de radios de trasmisión y recepción, con
diferentes características como: costo, alcance, formas de modulación, y complejidad en el
manejo entre otras. Para este proyecto trabajaremos con un par de radios muy sencillos de la
compañía canadiense LAIPAC que produce diferentes soluciones en el campo de las
comunicaciones inalámbricas.
Se trata de un par de radios de los cuales uno es transmisor y el otro es receptor, las
referencias son TWS-418 y RWS-418, que son el transmisor y el receptor respectivamente.
Este juego de radios trabaja con una señal portadora de 418 Mhz y modulan en ASK, de tal
manera que pueden transmitir valores lógicos 1 y 0. La modulación ASK es similar a la
modulación AM de la radio comercial de la banda de AM. En la modulación ASK un 0 lógico se
representa con la ausencia de la señal portadora y un 1 lógico con la presencia de esta. Los
módulos de radio que se utilizan en este proyecto tienen un alcance de 80 metros si tienen una
adecuada instalación de las antenas. La modulación ASK al igual que la modulación AM es
supremamente propensa a las interferencias y al ruido, por esta razón es importante
implementar un par de circuitos integrados capaces de codificar y decodificar datos, ya que los
módulos de radio no incluyen ningún método de software ni hardware para la detección de
estos errores. Los módulos de radio tienen la capacidad de transmitir a una velocidad de 9600
bits por segundo y de recibir a una velocidad de 4800 bits por segundo pero estos son los
casos extremos de los módulos. Para establecer una comunicación más confiable,
trabajaremos a una velocidad de 2400 bits por segundo. La instalación de estos módulos de
radio es muy simple, se utiliza dos pines para alimentar el módulo, uno con Vcc y otro con
GND, un pin para la antena y otro para la entrada o salida de datos de forma serial. El módulo
transmisor se puede alimentar con una tensión de entre 3V y 12V. La potencia de transmisión
será mayor a mayor voltaje. El módulo receptor se puede alimentar solo con 5V. El fabricante
aconseja para el modulo 418 una antena de 34 cm de largo.
4
Módulo receptor con su correspondiente
decodificador.
Módulo transmisor con su correspondiente
codificador.
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Motores de corriente continua (DC).
En la imagen anterior se observan algunos clásicos micromotores DC (Direct Current) o
también llamados CC (corriente continua) de los usados generalmente en robótica.
Los hay de distintos tamaños, formas y potencias, pero todos se basan en el mismo principio
de funcionamiento.
Accionar un motor DC es muy simple y solo es necesario aplicar la tensión de alimentación
entre sus bornes. Para invertir el sentido de giro basta con invertir la alimentación y el motor
comenzará a girar en sentido opuesto.
A diferencia de los motores paso a paso y los servomecanismos, los motores DC no pueden
ser posicionados y/o enclavados en una posición específica. Estos simplemente giran a la
máxima velocidad y en el sentido que la alimentación aplicada se los permite.
El motor de corriente continua está compuesto de 2 piezas fundamentales:
Rotor
Estator
Dentro de éstas se ubican los demás componentes como:
Escobillas y portaescobillas
Colector
Eje
Núcleo y devanado del rotor
Imán Permanente
Armazón
Tapas o campanas
Tabla de Estructura
La siguiente tabla muestra la distribución de las piezas del motor:
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Rotor
Estator
Armazón
Imán permanente
Escobillas y porta escobillas
Tapas
Eje
Núcleo y Devanado
Colector
Rotor.
Constituye la parte móvil del motor, proporciona el torque para mover a la carga.
Está formado por:
Eje: Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotación al núcleo, devanado
y al colector.
Núcleo: Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero, su función
es proporcionar un trayecto magnético entre los polos para que el flujo magnético del
devanado circule.
Las laminaciones tienen por objeto reducir las corrientes parásitas en el núcleo. El
acero del núcleo debe ser capaz de mantener bajas las pérdidas por histéresis. Este
núcleo laminado contiene ranuras a lo largo de su superficie para albergar al devanado
de la armadura (bobinado).
Devanado: Consta de bobinas aisladas entre sí y entre el núcleo de la armadura.
Estas bobinas están alojadas en las ranuras, y están conectadas eléctricamente con el
colector, el cual debido a su movimiento rotatorio, proporciona un camino de
conducción conmutado.
Colector: Denominado también conmutador, está constituido de láminas de material
conductor (delgas), separadas entre sí y del centro del eje por un material aislante,
para evitar cortocircuito con dichos elementos. El colector se encuentra sobre uno de
los extremos del eje del rotor, de modo que gira con éste y está en contacto con las
escobillas. La función del colector es recoger la tensión producida por el devanado
inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas (llamadas también
cepillos).
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Estator.
Constituye la parte fija de la máquina. Su función es suministrar el flujo magnético que será
usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio.
Está formado por:
Armazón: Denominado también yugo, tiene dos funciones primordiales : servir como
soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del
imán permanente, para completar el circuito magnético.
Imán permanente: Compuesto de material ferromagnético altamente remanente, se
encuentra fijado al armazón o carcasa del estator. Su función es proporcionar un
campo magnético uniforme al devanado del rotor o armadura, de modo que interactúe
con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor como
resultado de la interacción de estos campos.
Escobillas: Las escobillas están fabricadas se carbón, y poseen una dureza menor
que la del colector, para evitar que éste se desgaste rápidamente. Se encuentran
albergadas por los porta escobillas. Ambos, escobillas y porta escobillas, se
encuentran en una de las tapas del estator. La función de las escobillas es transmitir la
tensión y corriente de la fuente de alimentación hacia el colector y, por consiguiente, al
bobinado del rotor. La función del porta escobillas es mantener a las escobillas en su
posición de contacto firme con los segmentos del colector. Esta función la realiza por
medio de resortes, los cuales hacen una presión moderada sobre las escobillas contra
el colector. Esta presión debe mantenerse en un nivel intermedio pues, de ser
excesiva, la fricción desgastaría tanto a las escobillas como al colector; por otro lado,
de ser mínima esta presión, se produciría lo que se denomina "chisporroteo", que es
cuando aparecen chispas entre las superficies del colector y las escobillas, debido
a que no existe un buen contacto.
Ejemplos de control para los motores D.C.
Control de velocidad para motores DC por modulación de ancho de pulso.
Frecuentemente, se intenta controlar un motor DC mediante una resistencia variable conectada
a un transistor. Si bien este sistema funciona, genera gran cantidad de calor y pérdidas de
potencia.
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Con este simple circuito se elimina ese problema controlando la velocidad de un motor DC
mediante la modulación por ancho de pulso.
Cuando más ancho es el pulso, mayor es la velocidad del motor y viceversa.
Componentes.
Partes Cantidades Descripción Substitutos
R1 1 1 Meg 1/4W Resistor
R2 1 100K preset lineal
C1 1 0.1uF 25V Capacitor cerámico
C2 1 0.01uF 25V Ceramic Disc Capacitor
Q1 1 IRF511 MOSFET IRF620
U1 1 4011 CMOS NAND Gate
S1 1 DPDT Switch
M1 1 Motor (ver Notas)
Notas
1. R2 Ajusta la frecuencia del oscilador y por lo tanto la velocidad del motor M1.
2. M1 puede ser cualquier motor DC que opere a partir de los 6v y no consuma mas allá de la
corriente soportada por Q1.
3. El voltaje puede ser incrementado conectando un voltaje mas elevado directamente al switch
S1 en lugar de usar los 6v que alimentan al circuito. (Asegúrese de no exceder el máximo
voltaje soportado por Q1)
4. Q1 de la lista de partes (IRF511) puede soportar un máximo de 5 amperes. Puede usar
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IRF620 para manejar un máximo de 6 amperes.
Motores Paso a Paso.
Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se
requieren movimientos muy precisos. La característica principal de estos motores es el hecho
de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar
desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°, es decir, que se necesitarán 4 pasos
en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de
360°. Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien
totalmente libres. Si una o más de sus bobinas están energizadas, el motor estará enclavado
en la posición correspondiente y por el contrario quedará completamente libre si no circula
corriente por ninguna de sus bobinas.
En este capítulo trataremos solamente los motores P-P del tipo de imán permanente, ya que
estos son los más usados en robótica, también existen los de reluctancia variable y los híbridos
que serán vistos en otros capítulos.
Principio de funcionamiento
Básicamente estos motores están constituidos normalmente por un rotor sobre el que van
aplicados distintos imanes permanentes y por un cierto número de bobinas excitadoras
bobinadas en su estator.
Las bobinas son parte del estator y el rotor es un imán permanente. Toda la conmutación (o
excitación de las bobinas) deber ser externamente manejada por un controlador.
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Rotor.
Estator de 4 bobinas.
Dentro de la familia de motores paso a paso existen dos tipos:
Bipolar: Estos tiene generalmente cuatro cables de salida. Necesitan ciertos trucos
para ser controlados, debido a que requieren del cambio de dirección del flujo de
corriente a través de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un
movimiento. En la siguiente figura podemos apreciar un ejemplo de control de estos
motores mediante el uso de un puente en H (H-Bridge). Como se aprecia, será
necesario un H-Bridge por cada bobina del motor, es decir que para controlar un motor
Paso a Paso de 4 cables (dos bobinas), necesitaremos usar dos H-Bridges. El circuito
de la figura es a modo ilustrativo y no corresponde a puente en H.
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En general es recomendable el uso de H-Bridge integrados como son los casos del L293 (ver
figura).
Unipolar: Estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su
conexionado interno. Este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar. En la
siguiente figura podemos apreciar un ejemplo de conexionado para controlar un motor
paso a paso unipolar mediante el uso de un ULN2803, el cual es una array de 8
transistores tipo Darlington capaces de manejar cargas de hasta 500mA. Las entradas
de activación (Activa A, B , C y D) pueden ser directamente activadas por un
microcontrolador.
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Secuencias para manejar motores paso a paso Bipolares.
Como se dijo anteriormente, estos motores necesitan la inversión de la corriente que circula en
sus bobinas en una secuencia determinada. Cada inversión de la polaridad provoca el
movimiento del eje en un paso, cuyo sentido de giro está determinado por la secuencia
seguida. A continuación se puede ver la tabla con la secuencia necesaria para controlar
motores paso a paso del tipo Bipolares:
PASO
1
2
3
4
A
+V
+V
-V
-V
TERMINALES
B
C
D
-V
+V
-V
-V
-V
+V
+V
-V
+V
+V
+V
-V
Secuencias para manejar motores paso a paso Unipolares.
Existen tres secuencias posibles para este tipo de motores, las cuales se detallan a
continuación. Todas las secuencias comienzan nuevamente por el paso 1 una vez alcanzado el
paso final (4 u 8). Para revertir el sentido de giro, simplemente se deben ejecutar las
secuencias en modo inverso.
Secuencia Normal: Esta es la secuencia más usada y la que generalmente recomienda el
fabricante. Con esta secuencia el motor avanza un paso por vez y debido a que siempre hay al
menos dos bobinas activadas, se obtiene un alto torque de paso y de retención.
PASO
Bobina A
Bobina B
Bobina C
13
Bobina D
1
Si
Si
No
No
2
No
Si
Si
No
3
No
No
SI
Si
4
Si
No
No
Si
Secuencia del tipo wave drive: En esta secuencia se activa solo una bobina a la vez.
En algunos motores esto brinda un funcionamiento más suave. La contrapartida es que al estar
solo una bobina activada, el torque de paso y retención es menor.
PASO
Bobina A
Bobina B
Bobina C
Bobina D
1
Si
No
No
No
2
No
Si
No
No
3
No
No
SI
No
4
No
No
No
Si
Secuencia del tipo medio paso: En esta secuencia se activan las bobinas de tal forma
de brindar un movimiento igual a la mitad del paso real. Para ello se activan primero 2 bobinas
y luego solo 1 y así sucesivamente. Como vemos en la tabla la secuencia completa consta de 8
movimientos en lugar de 4.
PASO
Bobina A
Bobina B
Bobina C
Bobina D
1
Si
No
No
No
14
2
Si
Si
No
No
No
Si
No
No
4
No
Si
Si
No
5
No
No
Si
No
6
No
No
Si
Si
7
No
No
No
Si
8
Si
No
No
Si
3
Como comentario final, cabe destacar que debido a que los motores paso a paso son
dispositivos mecánicos y como tal deben vencer ciertas inercias, el tiempo de duración y la
frecuencia de los pulsos aplicados es un punto muy importante a tener en cuenta. En tal
sentido el motor debe alcanzar el paso antes que la próxima secuencia de pulsos comience. Si
la frecuencia de pulsos es muy elevada, el motor puede reaccionar en alguna de las siguientes
formas:
Puede que no realice ningún movimiento en absoluto.
Puede comenzar a vibrar pero sin llegar a girar.
Puede girar erráticamente.
O puede llegar a girar en sentido opuesto.
Para obtener un arranque suave y preciso, es recomendable comenzar con una frecuencia de
pulso baja y gradualmente ir aumentándola hasta la velocidad deseada sin superar la máxima
tolerada. El giro en reversa debería también ser realizado previamente bajando la velocidad de
giro y luego cambiar el sentido de rotación.
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Grabador de voz.
El IC ISD1420 ha sido usado ampliamente en un sin fin de aplicaciones sobre todo juguetes y
sonido para los aficionados a la banda civil, comunmente conocidos como LLAMADORES y
fabricados por mucha gente.
Desafortunadamente el Fabricante de estos IC's -WINDBOND- los ha descontinuado. Para
sustituir este IC existe uno muy similar el APR-9600 con caracteristicas muy similares.
Comparamos en esta oportunidad los chips APR-9600 de Aplus y el ISD1420, tradicionales
grabadores/reproductores de voz con un pinout muy similar.
La primera diferencia que salta a la vista es el tiempo máximo de reproducción. Mientras que el
ISD1420 reproduce 20 segundos a 6.4 KHz, el APR-9600 permite configurar su velocidad de
sampleo, y a igual velocidad reproduce 40 segundos.
Como comentáramos anteriormente, el pinout es muy similar, casi idéntico, con pequeñas
diferencias que hacen al modo de trabajo. En vez de líneas de direcciones, como el ISD1420,
el APR-9600 tiene pines de mensaje, es decir, permite seleccionar hasta 8 posiciones de
mensaje diferentes. Esto significa que no es posible grabar muchos mensajes cortos y luego
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encadenarlos para armar frases, el chip está orientado a la grabación y reproducción de
mensajes independientes.
Algunos de los pines de mensaje tienen funciones adicionales, funcionando como salidas
permiten que el chip informe la finalización del mensaje, como el pin /M7_END, o
permaneciendo como entrada seleccionar un modo de operación, como el pin /M8_Option, que
junto con dos pines adicionales de selección de modo, permiten operar en el modo de acceso
aleatorio que describimos, con selección de la cantidad total de mensajes en 2, 4 u 8, o en un
modo "cinta", en el cual el chip reproduce los mensajes uno a continuación del otro, como si se
tratara de un contestador telefónico a cinta.
La selección de grabación o reproducción se realiza mediante un pin, y la operación se inicia al
seleccionarse el pin de mensaje en el cual se opera. Por ejemplo, para reproducir el mensaje
#2, se coloca el chip en modo reproducción (pin /RE conectado a Vcc) y se pulsa el pin /M3 a
masa; para grabar el mensaje #4, se coloca el chip en modo grabación (pin /RE conectado a
masa) y se mantiene el pin /M4 por el tiempo que dura la grabación. Como podrá observarse, el
inicio de reproducción es por flanco y la grabación por nivel, a diferencia del ISD1420 que
permite seleccionar el modo de reproducción.
Si se habilita el beep (pin /RE conectado a Vcc), éste se produce ante la interrupción del
mensaje, y al inicio y la finalización de la grabación.
MICROCONTROLADORES.
Introducción
El PIC16F84 es un microcontrolador, una especie de "ordenador en miniatura" que se podrá
programar. En su interior posee un microprocesador, una memoria RAM (volátil) donde se
guardaran las variables, una memoria EEPROM (no volátil) donde se almacenara el programa,
un Timer o contador que facilitará algunas tareas.
Algunas características mas representativas son:
Opera a una frecuencia máxima de 10 MHz.
1Kbyte de memoria EEPROM para el programa.
68 bytes (de 8 bits) de memoria RAM.
64 bytes de memoria EEPROM para datos (no volátiles).
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Set de 35 instrucciones.
13 pines de entrada/salida (un puerto de 8 bits + otro de 5 bits).
Timer/contador de 8 bits.
Descripción de sus Pines
RA0, RA1, RA2, RA3 y RA4: son los pines del puerto A
RB0, RB1, RB2, RB3, RB4, RB5, RB6 y RB7: son los pines del puerto B.
MCLR: Pin de reseteo del pic, cuando se pone a "0" el pic se resetea.
Vdd y Vss: pines de alimentación (Vdd 5V y Vss a masa)
OSC1/CLKIN y OSC2/CLKOUT: son para el oscilador. Los tipos de osciladores mas usados
son el XT (cristal de cuarzo) y el RC (resistencia y condensador) el modo de conexionado es
el siguiente:




















18
Organización de la memoria
En primer lugar se observa claramente tres tipos de memoria:
1: la memoria EEPROM donde se almacenara el programa, esta memoria solo podrá ser
leída por el pic (el pic va leyendo las instrucciones del programa almacenado en esta
memoria y las va ejecutando). Al apagar el pic esta memoria no se borra.
2: la memoria RAM en cuyos registros se irán almacenando los valores de las variables que
se implementen (por programa), al apagar el pic esta memoria se borra.
3: la memoria EEPROM para datos, es un espacio de memoria EEPROM en la que se
pueden guardar el valor de una variable y conservar aunque se apague el pic.
La memoria RAM
19
La memoria RAM no solo se usa
para almacenar variables, también
se almacenan una serie de
registros que configuran y
controlan el PIC.
Se puede observar en la imagen
que esta memoria esta dividida en
dos bancos, el banco 0 y el banco
1, antes de acceder a un registro
de esta memoria se pregunta en
que banco esta, generalmente se
trabaja en el banco 0, se
observara mas adelante como se
cambia de banco de memoria.
Las variable se guardan a partir de
la dirección 0Ch.
Se observa que no se agrego a este cuadro el registro mas utilizado de todos, el acumulador
(W) o registro de trabajo. No se trata de un registro propiamente dicho ya que no tiene
dirección pero se usa constantemente para mover datos y dar valores a los registros.
Registros internos
A continuación se explican todos los registros de configuración y control de la memoria RAM.
Estos registros se usan para controlar los pines del pic, consultar los resultados de las
operaciones de la ALU (unidad aritmética lógica), cambiar de banco de memoria.
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En BANCO "0"
INDF (direccionamiento indirecto): Dirección 00h, sirve para ver el dato de la dirección a la que
apunta el registro FSR (dir. 04h).
TMR0 (Timer/contador): Dirección 01h, Aquí se puede ver el valor en tiempo real del Timer/contador.
También se puede introducir un valor y alterar así el conteo. Este conteo
puede ser interno (cuenta ciclos de reloj) o externo (cuneta inpulsos
introducidos por RA4).
PCL (Parte baja del contador de programa): Dirección 02h, Modificando este registro se modifica
el contador de programa, este contador de programa
es el que señala al pic en que dirección (de
EEPROM) tiene que leer la siguiente instrucción.
Esto se utiliza mucho para consultar tablas.
STATUS: Dirección 03h, este es uno de los registros mas importantes y el que mas se va ha
utilizar.
IRP
(bit7): En este PIC no se usa.
RP1
(bit6): PIC16F84 solo tiene dos bancos de memoria el RP1 no se usa.
RP0
(bit5): Si está a "0" banco 0, y si está a "1" banco 1.
(bit4): Se pone a "0" cuando se acaba el tiempo del WATCHDOG*,
TIMER
UP
Se pone a "1" después de ejecutar las instrucciones, CLRWDT* o SLEEP* o
después de un power- up*.
POWER (bit3): Se pone a "0" después de ejecutar la instrucción SLEEP*,
DOWN
Se pone a "1" después de ejecutar la instrucción CLRWDT* o después de un powerup*.
ZERO
(bit 2): Se pone a "1" si la operación anterior ha sido cero.
Se pone a "0" si la operación anterior no ha sido cero.
Se usa para comprobar la igualdad entre dos números (restándolos, si el resultado es cero
ambos números son iguales.
21
DIGIT
CARRY
(bit 1): lo mismo que CARRY pero esta vez nos avisa si el número no cabe en cuatro bits.
CARRY
(bit 0): bit de desbordamiento.
Ejemplo, al sumar dos números y el resultado no cabe en 8 bit el CARRY se pone a "1",
Pasa lo mismo cuando se resta dos números y el resultado es un número negativo. Se
puede usar para saber si un número es mayor que otro (restándolos, si hay acarreo es que
el segundo era mayor que el primero). Una vez que este bit se pone a "1" no se baja solo
(a"0"), hay que hacerlo por programa si se quiere volver a utilizar.
FSR (Puntero), Dirección 04h, se usa para direccionamiento indirecto en combinación con el registro
INDF (dir. 00h):
se carga la dirección del registro que se quiere leer indirectamente en FSR y se lee el contenido de
dicho registro en
INDF.
PORTA (Puerto A), Dirección 05h. Con este registro se puede ver o modificar el estado de los pines
del puerto A
(RA0 - RA4). Si un bit de este registro está a "1" también lo estará el pin correspondiente a ese bit. El
que un pin esté
a "1" quiere decir que su tensión es de 5V, si está a "0" su tensión es 0V.
Correspondencia:
RA0 ==> PORTA,0
RA1 ==> PORTA,1
RA2 ==> PORTA,2
RA3 ==> PORTA,3
RA4 ==> PORTA,4
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PORTB (Puerto B), Dirección 06h igual que PORTA pero con el puerto B
Correspondencia:
RB0 ==> PORTB,0
RB1 ==> PORTB,1
RB2 ==> PORTB,2
RB3 ==> PORTB,3
RB4 ==> PORTB,4
RB5 ==> PORTB,5
RB6 ==> PORTB,6
RB7 ==> PORTB,7
Dirección 07h, No utilizada por este PIC.
EEDATA, Dirección 08h. En este registro se pone el dato que se quiere grabar en la EEPROM de
datos.
EEADR, Dirección 09h. En este registro se pone la dirección de la EEPROM de datos donde
queremos almacenar el contenido de EEDATA.
INTCON Dirección 0Bh, controla las interrupciones.
GIE
(bit7): Habilita las interrupciones globalmente.
Este bit permite que cualquier interrupción de las siguientes sea posible. Para usar
alguna de las interrupciones siguientes hay que habilitarlas globalmente e
individualmente.
EEIE
(bit6): Habilita la interrupción por fin de escritura en la EEPROM de datos.
"1" la interrupción cuando acaba la escritura en la EEPROM de datos es posible.
TOIE
(bit5): Habilita la interrupción por desbordamiento de TMR0
Si este bit esta a "1" la interrupción por desbordamiento de TMR0 es posible.
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INTE
(bit4): Habilita la interrupción por RB0.
Si lo ponemos a "1" la interrupción por RB0 es posible.
RBIE
(bit3): Habilita la interrupción por cambio de PORTB.
Si está a "1" las interrupciones por cambio de PORTB son posibles.
TOIF
(bit 2): Flag de interrupción por desbordamiento de TMR0.
Cuando TMR0 se desborda este Flag avisa poniéndose a "1". Poner a "0" por
programa.
INTF
(bit 1): Flag de interrupción de RB0.
Si está a "1" es que ha ocurrido una interrupción por RB0.
Si está a "0" es que dicha interrupción no ha ocurrido. Este bit es una copia de RB0.
RBIF
(bit 0): Flag de interrupción por cambio de PORTB. Se pone a "1" cuando alguno de los pines
RB4, RB5, RB6, o RB7 cambia su estado. Una vez que está a "1" no pasa a "0" por si
mismo: hay que ponerlo a cero por programa.
OPTION, Dirección 01h, configuración del prescaler, Timer, y algo mas.
RBPU
(bit7): Carga Pull-Up en puerto B.
"0" todas las salidas del puerto B tendrán una carga de pull-Up interna.
INTEDG
(bit6): Tipo de flanco para la interrupción por RB0.
"1" la interrupción será por flanco ascendente.
"0" la interrupción será por flanco descendente.
TOCS
(bit5): Selecciona la entrada de reloj de TMR0.
"1" la entrada de reloj de TMR0 es por flanco de la patilla RA4.
"0" la entrada de reloj de TMR0 es por ciclo de reloj interno.
TOSE
(bit4): Bit de selección del tipo de flanco para TMR0.
"1" Se incrementa TMR0 por flanco descendente de RA4.
"0" Se incrementa TMR0 por flanco ascendente de RA4.
PSA
(bit3): Bit de asignación de prescaler.
24
"1" el prescaler se asigna a WDT (Wachtdog).
"0" el prescaler se asigna al TMR0.
PS2
(Bits del 0 al 2): Configuración del preescaler: El mismo es un divisor de pulsos que está a
PS1
la entrada del Timer-contador. El prescaler divide el número de pulsos
PS0
que le entran al timer-contador o al Wachtdog. El factor de división
depende de los valores de PS2, PS1 y PS0.
PS2 PS1 PS0
División de TMRO
División del WTD
000
1:2
1:1
001
1:4
1:2
010
1:8
1:4
011
1:16
1:8
100
1:32
1:16
101
1:64
1:32
110
1:128
1:64
111
1:256
1:128
EECON1, Dirección 08h, Controla la lectura y escritura en la EEPROM de datos.
EEIF.
(bit4): Interrupción de ciclo de escritura de la EEPROM.
Si está a "1" indica que el ciclo de escritura ha terminado, hay que ponerlo a "0" por
programa.
WRERR. (bit3): Error de escritura.
Si está a "1" indica que no se ha terminado el ciclo de escritura.
WREN
(bit 2): "1" se permite la escritura.
"0" no se permite la escritura.
WR
(bit 1): "1" Se inicia el ciclo de escritura, cuando acaba el ciclo se pone a "0" solo.
RD
(bit 0): "1" Se inicia el ciclo de lectura, cuando acaba el ciclo se pone a "0" solo.
EECON2, Dirección 09h, Se utiliza para la escritura en la EEPROM de datos como medida de
seguridad: para poder guardar algo en la EEPROM hay que cargar el valor 55h en este
registro.
25
EEIF.
(bit4): Interrupción de ciclo de escritura de la EEPROM.
Si está a "1" indica que el ciclo de escritura ha terminado, hay que ponerlo a "0" por
programa.
WRERR. (bit3): Error de escritura.
Si está a "1" indica que no se ha terminado el ciclo de escritura.
WREN
(bit 2): "1" se permite la escritura.
"0" no se permite la escritura.
WR
(bit 1): "1" Se inicia el ciclo de escritura, cuando acaba el ciclo se pone a "0" solo.
RD
(bit 0): "1" Se inicia el ciclo de lectura, cuando acaba el ciclo se pone a "0" solo.
Set de Instrucciones del PIC16F84
Para entender mejor cada instrucción se explica a continuación el significado de algunos
parámetros:
W: Acumulador (Working register)
b: Número de bit (hay instrucciones que afectan a un solo bit)
k: Constante (un número)
d: Selección de destino del resultado de la instrucción, puede ser "0" o "1", si es "0" el
resultado se guarda en el acumulador (W) y si es "1" se guarda en el registro f al que afecta la
instrucción.
Instrucciones orientadas a registros:
ADDWF f,d Suma W y el registro f, el resultado lo guarda según d (si d=0 se guarda en W
y si d=1 se guarda en f).
ANDWF f,d Realiza la operación AND lógica entre W y f, el resultado lo guarda según d.
CLRF f
Borra el registro f (pone todos sus bits a cero).
CLRW
Borra el acumulador.
COMF f,d
Calcula el complementario del registro f (los bits que estan a "0" los pone a
"1" y viceversa. Resultado según d.
DECF f,d
Decrementa f en uno (le resta uno). Resultado según d.
26
DECFSZ f,d Decrementa f y se salta la siguiente instrucción si el resultado es cero.
Resultado según d.
INCF f,d
Incrementa f en uno (le suma uno). Resultado según d.
INCFSZ f,d Incrementa f y se salta la siguiente instrucción si el resultado es cero (cuando
se desborda un registro vuelve al valor 00h). Resultado según d.
IORWF f,d
Realiza la operación lógica OR entre W y f. Resultado según d.
MOVF f,d
Mueve el contenido del registro f a W si d=0 (si d=1 lo vuelve a poner en el
mismo registro).
MOVWF f
Mueve el valor de W a f.
NOP
No hace nada, solo pierde el tiempo durante un ciclo.
RLF f,d
Rota el registro f hacia la izquierda a través del bit CARRY (todos los bits se
mueven un lugar hacia la izquierda, el bit 7 de f pasa al CARRY y el bit
CARRY pasa al bit 0 de f). Resultado según d.
RRF f,d
Lo mismo que RLF pero hacia la derecha.
SUBWF f,d Resta f y W (f - W). Resultado según d.
SWAPF f,d intercambia los 4 primeros bit de f por los otros cuatro. Resultado según d.
XORWF f,d Realiza la operación lógica XOR (OR exclusiva) entre W y f. Resultado según
d.
Instrucciones orientadas a bits:
BCF f,b
Pone a "0" el bit b del registro f.
BSF f,d
Pone a "1" el bit b del registro f.
BTFSC f,b Se salta la siguiente instrucción si el bit b del registro f es "0".
BTFSS f,b Se salta la siguiente instrucción si el bit b del registro f es "1".
Instrucciones orientadas a constantes y de control:
ADDLW k
Le suma el valor k al acumulador (W).
ANDLW k
Operación lógica AND entre W y el valor k (resultado en W).
CALL k
Llamada a subrutina cuyo inicio esta en la dirección k
CLRWDT
Borra el registro Watchdog
27
GOTO k
Salta a la dirección k de programa.
IORLW k
Operación lógica OR entre W y el valor k (resultado en W)
MOVLW k
carga el acumulador con el valor k.
RETFIE
Instrucción para volver de la interrupción
RETLW k
Carga el valor k en W y vuelve de la interrupción
RETURN
Vuelve de una subrutina.
SLEEP
El pic pasa a modo de Standby
Instrucciones para el ensamblador
Existen una serie de instrucciones que son para el ensamblador y nos hacen la tarea de
programación mas sencilla y mas legible.
EQU: Un ejemplo de esto son las etiquetas, podemos poner un nombre a un registro de
memoria, esto se hace mediante la instrucción EQU.
PUERTOA
EQU
05H
A partir de ahora en lugar de escribir 05H podemos escribir PUERTOA.
Con EQU también podemos poner nombre a constantes de la misma forma.
#DEFINE: Otra instrucción para el ensamblador que usaremos será la instrucción #DEFINE.
Es parecido a EQU, solo que aquí no ponemos etiquetas a un registro, podemos
ponerla a una instrucción entera, Por ejemplo:
#DEFINE
BANCO1
BSF STATUS,5
#DEFINE
BANCO0
BCF STATUS,5
A partir de ahora, cuando escribamos BANCO1 se pondrá a "1" el bit de selección de banco y
pasaremos al banco 1, al escribir BANCO0 pasaremos al banco 0.
ORG: Indica al ensamblador la dirección (de memoria de programa) donde se guardará la
28
instrucción que vaya a continuación.
ORG
00H
CLRF VARIABLE1
La instrucción CLRF está en la dirección de memoria de programa 00H (será la primera
instrucción en ser ejecutada por el pic).
END: Se escribe al final del programa para indicar que ya ha acabado.
Etiquetas a direcciones de Programa: muy útiles para usar con instrucciones CALL
(Llamada a subrutina) o GOTO (Salto).
Presentación de las entradas mas comunes
Interruptores y pulsadores
















Los dispositivos electromecánicos generan un fenómeno denominado (rebotes), los mismos
se producen cuando se cierran las láminas metálicas internes de los interruptores o
pulsadores.
29


El tiempo de duración de estos rebotes oscilan los milisegundos, esto puede generar en los
microcontroladores datos erróneos en las entradas, las soluciones se pueden presentar en el
programa (software) o con circuitos antirrebotes (hardware).









30

Cuando el pulsador esta abierto el condensador esta cargado y se introduce un nivel alto por la
línea de entrada, al activar el pulsador el condensador se descarga a través de la resistencia
de 1 K y aplica un nivel lógico bajo en la entrada del PIC, al soltar el pulsador, el nivel alto no
se alcanza hasta que se cargue el condensador con los 5 v a través de la resistencia de 10 K.
El circuito compuesto por un flip flop R-S asincrónico configurado mediante dos compuertas
NAND al activar el interruptor y posicionarse en Set y aunque haya rebotes se mantiene
activado dado su funcionamiento por lo contrario cundo conmuta pasa al Reset y el flip flop se
desactiva auque existan rebotes. Una secuencia completa del conmutador genera un impulso
limpio en la entrada del PIC.





Este tipo de circuito se utiliza para aislar de forma óptica la entrada del PIC con la señal de
entrada del periférico.
Presentación de las salidas mas comunes
Con relé, trabajando el transistor al corte y a la saturación, cuando esta al corte la Vce tiende a
Vcc no dejando energizar la bobina del relé, y en el estado de saturación la Vce tiende a cero
permitiendo en este caso energizar la bobina del relé y dar paso a que se encienda la lámpara
conectada a el.
31











Estos son algunos ejemplos de los circuitos de entrada y salida, para ver mas dirigirse al
apartado Planos.
32
MPLAB.
Utilización sintetizada del MPLA.
Se realizara un proyecto el cual se denominara funcionamiento de un motor PAP
Primero se confeccionara una gráfica del conexionado del motor PAP unipolar con un PIC línea
16f84.
































En verde se representa el Puerto A del PIC, y con rojo el Puerto B, los transistores son los TIP
122 y cada uno maneja las bobinas del motor PAP unipolar, las entradas son S1 y S2. S1
brinda el funcionamiento del motor y S2 la marcha y contramarcha.
Teniendo el enunciado y la gráfica del conexionado se armara un diagrama de flujo y a
continuación se editara el programa en asembler.
33
Diagrama de flujo.




















En este punto se puede utilizar el MPLAB, con el mismo se confeccionara y emulara el
programa, que luego se almacenara en el Pic.
Primer paso:
Hacer doble clic en el icono del MPLAB IDE v 7.5, luego cerrar todo lo que este abierto en el,
en FILE (clic) NEW (clic) se abre una ventana nueva y se escribe el programa cuando se
guarda se crea el archivo asembler o sea MOTORPAP.ASM.
PUERTOB
LIST P=16F84
RADIX HEX
EQU
0X06
PUERTOA
ESTADO
W
EQU
EQU
EQU
0X05
0X03
0X00
;Comando que indica el Pic usado.
;Los valores se representan en hexa.
;La dirección 0X06 correspondinte al puerto B
;queda etiquetada con PUERTOB y al estar en
;banco 0 es el valor de PUERTOB y en
;banco 1 es el valor de TRISB.
;Igualdad con la etiqueta PUERTOB.
;Se etiqueta la dirección.
;Se etiqueta la dirección.
34
INICIO
ORG
0X00
;Se saltea el vector de interrupciones y se
goto
INICIO
;asigna la dirección 5 a la siguiente instrucción
ORG
0X05
:que contiene la etiqueta INICIO.
bsf
movlw
ESTADO,5 ;Pone a 1 el bit 5 del registro ESTADO
;pasando a BANCO 1.
0X1F
;Mover el literal 0X1F al registro W y declarar
movwf
movlw
movwf
bcf
PUERTOA
0X00
PUERTOB
ESTADO,5
clrf
clrf
ARRANCO btfss
goto
goto
NOPREN
goto
SIPREN
btfss
goto
goto
CMARCHA bsf
bcf
bsf
bcf
bsf
bcf
bsf
bcf
goto
MARCHA
bsf
bcf
bsf
bcf
bsf
bcf
bsf
bcf
goto
End
;como entrada al PUERTOA.
;Mover el contenido de W a PUERTOA.
;Mover el literal 0X00 al registro W y declarar
;como salida al PUERTOB
;Pone a 0 el bit 5 del registro ESTADO.
;pasando a BANCO 0.
PUERTOA ;Borro el contenido del PUERTA.
PUERTOB ;Borro el contenido del PUERTB.
PUERTOA,2 ;Se pregunta bit 2 del PUERTOA es = 1.
NOPREN
;Sale por no y salta a la etiqueta NOPREN.
SIPREN
;Sale por si y salta a la etiqueta SIPREN.
ARRANCO ;Salta a la etiqueta ARRANCO.
PUERTOA,3 ;Se pregunta bit 3 del PUERTOA es = 1.
CMARCHA ;Sale por no y salta a la etiqueta CMARCHA.
MARCHA
;Sale por si y salta a la etiqueta MARCHA.
PUERTOB,3 ;Pone a 1 el bit 3 del PUERTOB.
PUERTOB,3 ;Pone a 0 el bit 3 del PUERTOB.
PUERTOB,2 ;Pone a 1 el bit 2 del PUERTOB.
PUERTOB,2 ;Pone a 0 el bit 2 del PUERTOB.
PUERTOB,1 ;Pone a 1 el bit 1 del PUERTOB.
PUERTOB,1 ;Pone a 0 el bit 1 del PUERTOB.
PUERTOB,0 ;Pone a 1 el bit 0 del PUERTOB.
PUERTOB,0 ;Pone a 0 el bit 0 del PUERTOB.
ARRANCO ;Salta a la etiqueta ARRANCO.
PUERTOB,0 ;Pone a 1 el bit 0 del PUERTOB.
PUERTOB,0 ;Pone a 0 el bit 0 del PUERTOB.
PUERTOB,1 ;Pone a 1 el bit 1 del PUERTOB.
PUERTOB,1 ;Pone a 0 el bit 1 del PUERTOB.
PUERTOB,2 ;Pone a 1 el bit 2 del PUERTOB.
PUERTOB,2 ;Pone a 0 el bit 2 del PUERTOB.
PUERTOB,3 ;Pone a 1 el bit 3 del PUERTOB.
PUERTOB,3 ;Pone a 0 el bit 3 del PUERTOB.
ARRANCO ;Salta a la etiqueta ARRANCO.
;Fin.
35
Segundo paso:
Se crea un PROJECT WIZARD (clic), (clic) en siguiente, se elige el Pic a utilizar (clic) en
siguiente, se elige un nombre para el proyecto (tratar de poner siempre el mismo nombre)
ejemplo MOTORPAP, se selecciona el directorio (clic), (clic) en siguiente, se incorpora el
archivo .ASM creado al principio, (clic) en siguiente, (clic) en finalizar, en este momento se vera
una ventana nueva de trabajo donde en SOURCE FILES esta incorporado el archivo. ASM
Tercer paso:
En PROJET (clic), MAKE (clic), se compila y crea el archivo.HEX , con o sin error en la
programación se abre una nueva ventana, en caso de error comenta donde esta el error.
Cuarto paso:
Para emular el programa DEBUGGER (clic), SELECT TOOL-MPLAB SIM(clic), en la parte
superior aparecerán unos símbolos:
Se hace (clic) en animate (doble triángulo) y el programa empezara a correr.
Quinto paso:
Para emular las entradas del Pic DEBUGGER (clic) STIMULUS-NEW WORKBOOK (clic)
En la ventana nueva buscar la solapa ASYNCH; Debajo de la celda PIN/SFR se posiciona el
puntero del mouse, con el botón izquierdo (clic) se abre una solapa y se elige la entrada que se
puso en la gráfica del conexionado, debajo de la celda ACTION se elige TOGGLE .
Sexto paso:
Para visualizar los registros del Pic en uso, VIEW (clic), WATCH (clic) y se abre una ventana
nueva en la solapa superior derecha se encuentran los registros propios del programa, y en la
izquierda los propios del Pic, se elige el registro y se agrega a la ventana, nuevamente se hace
(clic) en animate (doble triángulo) y el programa empezara a correr y la ventana watch mostrara
los valores de los registros seleccionados.
36
SMT
Tecnología de montaje
superficial.
La tecnología de montaje superficial, más conocida por sus siglas en inglés SMT (Surface
Mount Technology) es el método de construcción de dispositivos electrónicos más utilizado
actualmente. Se usa tanto para componentes activos como pasivos, y se basa en el montaje de
los mismos (SMC, en inglés Surface Mount Component) sobre la superficie misma del circuito
impreso. Tanto los equipos así construidos como los componentes de montaje superficial
pueden ser llamados dispositivos de montaje superficial, o por sus siglas en inglés, SMD
(Surface Mount Device).
Un componente SMT es usualmente más pequeño que su análogo de tecnología through hole,
en donde los componentes atraviesan la placa de circuito impreso, en componentes SMT no la
atraviesan ya que no posee pines o, si tiene, son más cortos. Otras formas de proporcionar el
conexionado es mediante contactos planos, una matriz de bolitas en la parte inferior del
encapsulado, o terminaciones metálicas en los bordes del componente.
Este tipo de tecnología ha superado y remplazado ampliamente a la through hole (por ejemplo,
la DIP). Las razones de este cambio son económicas, ya que los encapsulados SMD al no
poseer pines y ser más pequeños son más baratos de fabricar, y tecnológicas, ya que los pines
actúan como antenas que absorben interferencia electromagnética.
Historia
La tecnología de montaje superficial fue desarrollada por los años '60 y se volvió ampliamente
utilizada a fines de los '80. La labor principal en el desarrollo de esta tecnología fue gracias a
IBM y Siemens. La estructura de los componentes fue rediseñada para que tuvieran pequeños
contactos metálicos que permitiese el montaje directo sobre la superficie del circuito impreso.
De esta manera, los componentes se volvieron mucho más pequeños y la integración en
ambas caras de una placa se volvió algo más común que con componentes through hole.
Usualmente, los componentes sólo están asegurados a la placa a través de las soldaduras en
los contactos, aunque es común que tengan también una pequeña gota de adhesivo en la parte
inferior. Es por esto, que los componentes SMD se construyen pequeños y livianos. Esta
tecnología permite altos grados de automatización, reduciendo costos e incrementando la
producción. Los componentes SMD pueden tener entre un cuarto y una décima del peso, y
costar entre un cuarto y la mitad que los componentes through hole.
37
Hoy en día la tecnología SMD es ampliamente utilizada en la industria electrónica, esto es
debido al incremento de tecnologías que permiten reducir cada día más el tamaño y peso de
los componentes electrónicos. La evolución del mercado y la inclinación de los consumidores
hacia productos de menor tamaño y peso, hizo que este tipo de industria creciera y se
expandiera; hoy en día componentes tan pequeños en su dimensión como 0.5 milímetros son
montados por medio de este tipo de tecnología. En la actualidad casi todos los equipos
electrónicos de última generación están constituidos por este tipo de tecnología. LCD TV's,
DVD, reproductores portátiles, laptop's, por mencionar
algunos.
Ventajas de esta tecnología
Reducir el peso y las dimensiones.
Reducir los costos de fabricación.
Reducir la cantidad de agujeros que se necesitan taladrar en la placa.
Permitir una mayor automatización en el proceso de fabricación de equipos.
Permitir la integración en ambas caras del circuito impreso.
Reducir las interferencias electromagnéticas gracias al menor tamaño de los contactos
(importante a altas frecuencias).
Mejorar el desempeño ante condiciones de vibración o estrés mecánico.
En el caso de componentes pasivos, como resistencias y condensadores, se consigue
que los valores sean mucho más precisos.
Ensamble mas precisos.
Desventajas de esta tecnología
El proceso de armado de circuitos es más complicado que en el caso de tecnología
through hole, elevando el costo inicial de un proyecto de producción.
El reducido tamaño de los componentes provoca que sea irrealizable, en ciertos casos,
el armado manual de circuitos, esencial en la etapa inicial de un desarrollo.
Encapsulados
Estos dispositivos se colocan sobre una superficie de la placa de circuito impreso, donde se
hace su soldadura, habitualmente con la ayuda de un robot debido a su reducido tamaño.
Dentro de los dispositivos SMD hay varios tipos de tamaños, algunos encapsulados son:
38
Encapsulados de dos terminales:
Componentes pasivos rectangulares (principalmente resistencias y condensadores):
01005 (métrica 0402) : 0.016" × 0.008" (0.4 mm × 0.2 mm) Potencia
típica para resistencias 1/32 W
0201 (métrica 0603) : 0.024" × 0.012" (0.6 mm × 0.3 mm) Potencia
típica para resistencia 1/20 W
0402 (métrica 1005) : 0.04" × 0.02" (1.0 mm × 0.5 mm) Potencia típica
para resistencia 1/16 W
0603 (métrica 1608) : 0.063" × 0.031" (1.6 mm × 0.8 mm) Potencia
típica para resistencia 1/16 W
0805 (métrica 2012) : 0.08" × 0.05" (2.0 mm × 1.25 mm) Potencia típica
para resistencia 1/10 or 1/8 W
1206 (métrica 3216) : 0.126" × 0.063" (3.2 mm × 1.6 mm) Potencia
típica para resistencia 1/4 W
1806 (métrica 4516) : 0.177" × 0.063" (4.5 mm × 1.6 mm)
1812 (métrica 4532) : 0.18" × 0.12" (4.5 mm × 3.2 mm) Potencia típica
para resistencia 1/2 W
2010 (métrica 5025) : 0.2" × 0.1" (5.0 mm × 2.5 mm)
2512 (métrica 6332) : 0.25" × 0.12" (6.35 mm × 3.0 mm)
Condensadores de Tantalio:
EIA 3216-12 (Kemet S, AVX S): 3.2 mm × 1.6 mm × 1.2 mm
EIA 3216-18 (Kemet A, AVX A): 3.2 mm × 1.6 mm × 1.8 mm
EIA 3528-12 (Kemet T, AVX T): 3.5 mm × 2.8 mm × 1.2 mm
EIA 3528-21 (Kemet B, AVX B): 3.5 mm × 2.8 mm × 2.1 mm
EIA 6032-15 (Kemet U, AVX W): 6.0 mm × 3.2 mm × 1.5 mm
EIA 6032-28 (Kemet C, AVX C): 6.0 mm × 3.2 mm × 2.8 mm
EIA 7260-38 (Kemet E, AVX V): 7.2 mm × 6.0 mm × 3.8 mm
EIA 7343-20 (Kemet V, AVX Y): 7.3 mm × 4.3 mm × 2.0 mm
EIA 7343-31 (Kemet D, AVX D): 7.3 mm × 4.3 mm × 3.1 mm
EIA 7343-43 (Kemet X, AVX E): 7.3 mm × 4.3 mm × 4.3 mm
Encapsulados de tres terminales:
SOT: small-outline transistor.
DPAK (TO-252): discrete packaging. Desarrollado por Motorola para soportar
mayores potencias.
D2PAK (TO-263) - más grande que DPAK; es un análogo del encapsulado
TO220 de tecnología through-hole.
D3PAK (TO-268) - más grande que D2PAK .
Encapsulados con cuatro o más terminales:
Dual-in-line
Small-Outline Integrated Circuit (SOIC)
J-Leaded Small Outline Package (SOJ)
TSOP - thin small-outline package, más delgado que SOIC y con
menor espaciado entre pines.
SSOP - shrink small-outline package.
TSSOP - thin shrink small-outline package.
QSOP - quarter-size small-outline package.
VSOP - más chico que QSOP.
39
Quad-in-line
PLCC - plastic leaded chip carrier.
QFP - Quad Flat Package.
LQFP - Low-profile Quad Flat Package.
PQFP - plastic quad flat-pack.
CQFP - ceramic quad flat-pack, similar a PQFP.
MQFP - Metric Quad Flat Pack.
TQFP - thin quad flat pack, versión más delgada de PQFP.
QFN - quad flat pack, no-leads, versión más pequeña y sin pines de
QFP.
LCC - Leadless Chip Carrier.
MLP
PQFN - power quad flat-pack, no-leads.
Grid arrays
PGA - Pin grid array.
BGA - ball grid array, posee bolitas en la parte inferior del encapsulado.
LFBGA - low profile fine pitch ball grid array, igual a BGA pero más
pequeño.
CGA - column grid array.
CCGA - ceramic column grid array.
μBGA - micro-BGA, el espaciado entre bolitas es menor a 1 mm.
LLP - Lead Less Package.
40
Tecnologías en montaje de
componentes electrónicos
Desde hace ya muchos años la tecnología de montaje superficial de componentes o SMT (Surface
Mount T echnology) ha ido desplazando en gran parte a su antecesora, la tecnología de agujeros
pasantes o THT (Through-Hole Technology), también conocida como de montaje "convencional" o
de "inserción".
Es el objetivo de la presente hacer una reseña de las tecnologías de montaje existentes
THT: Así abreviado del inglés, la tecnología de agujeros pasantes, hizo su aparición con las Placas
de Circuito Impreso, PCI o PCB del inglés Printed Circuit Boards, en reemplazo de la tecnología de
montaje de componentes sobre chasis metálicos y/o sobre regletas aislantes con terminales de
soldar y cableados estructurados como bien habremos visto en algún equipo de TV o radio antiguo.
Los materiales base de las PCI son de buenas propiedades aislantes y adecuada estabilidad
térmica, química y mecánica, como ser fenólicos del tipo pértinax o la combinación de velos de fibra
de vidrio con epoxi. Sobre esta base se halla laminado el circuito eléctrico en cobre. Los caminos
conductores poseen islas con agujeros pasantes (o Through-Holes) a través de los cuales asomarán
los terminales de los componentes montados y en donde se llevará a cabo la soldadura para la
fijación mecánica y unión eléctrica de los componentes al circuito.
Existen PCI de simple o doble faz y multicapas. En las PCI de doble faz y multicapa los ThroughHoles están metalizados por dentro y estañados e interconectan las diferentes caras y/o capas del
circuito.
THT - Montaje manual de componentes: Para el montaje de prototipos o placas de muestra
basta una pinza y un alicate para insertar los componentes en su correcta posición e ir cortando los
terminales y doblando los extremos salientes para lograr cierto "anclaje" mecánico que permita
soldarlo manualmente sin que caigan de la placa al invertirla.
Para bajos y medianos volúmenes de producción es indicado contar con un área de "corte y
preformado" en el cual mediante dispositivos manuales o automáticos, que se pueden adquirir en el
mercado, los componentes son cortados y sus extremos doblados en formas especiales para lograr
el anclaje mecánico que los mantengan en posición hasta ser soldados sin que se levanten ni caigan
por el orificio dejando terminales extremadamente largos.
Los componentes que por su baja disipación térmica no necesiten ser montados en forma elevada
de la placa pueden ser doblados sus terminales en ángulo recto y cortados. En ambos casos para el
montaje manual se arman puestos de trabajo individuales o en línea.
La PCI es equipada con los componentes y sometida luego al proceso de soldadura por baño de ola
41
*.
THT - Montaje automático de componentes: Para grandes volúmenes de producción se
cuenta con máquinas insertadoras de componentes, dividiéndose según el tipo de encapsulado del
componente en insertadoras radiales, axiales o de circuitos integrados DIP.
La insertadora DIP toma los componentes de las varillas de IC�s, mientras que la radial y axial lo
hacen directamente de los rollos provistos por el fabricante o bien, mediante el paso previo en una
máquina secuenciadora, se arman nuevos rollos con la secuencia de componentes que luego será
insertado.
En todos los casos un cabezal se encarga de tomar el componente, doblar sus terminales y
posicionarlo en el ángulo de inserción programado mientras debajo una mesa X-Y que sostiene a la
PCI se ubica en las coordenadas programadas. En ese momento el cabezal baja introduciendo los
terminales en los Through-Holes mientras un segundo cabezal, debajo de la PCI, termina el ciclo
mediante un "cut&clinch", es decir cortando los terminales salientes y doblándolos para lograr el
anclaje mecánico deseado. Una PCI así montada puede ser manipulada e invertida sin que se
caigan los componentes.
De todos modos algunos componentes especiales como trafos o conectores pueden requerir ser
colocados a mano o mediante insertadoras especiales conocidas como ODD-FORMS.
SMT: Así llamada la Tecnología de Montaje Superficial emplea componentes SMD (Surface Mount
Device) que se diferencian de los THT o convencionales por no contar con alambres de conexión
sino que el propio encapsulado posee sus extremos metalizados o con terminales cortos y rígidos de
diversas formas.
En la técnica SMT los componentes (SMD) pueden ir montados del lado de la soldadura de la PCI,
del lado de los componentes o de ambos lados. Pueden compartir la placa con componentes THT
teniéndose así una técnica de montaje MIXTA.
SMT - Montaje sobre el lado de componentes: Como este lado no puede pasar por el baño
de ola*, se realiza una impresión serigráfica* de pasta de soldar, a base de una aleación de estaño
microgranulado y flux, sobre los PADs, así llamadas las áreas de contacto del circuito impreso en
donde se soldará un SMD. Los componentes son tomados de su embalaje y colocados en las
coordenadas programadas mediante máquinas colocadoras de componentes SMD, a veces
llamadas "chipeadoras", Pick&Place o Collect&Place,.
Por cuestiones de calidad, precisión, velocidad y practicidad, el equipamiento manual de SMDs solo
es considerado para la realización de algunos prototipos.
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Inyección electrónica.
La inyección electrónica es una forma de inyección de combustible que se diferencia en varios
tipos (monopunto, multipunto, secuencial, simultánea) pero básicamente todas se basan en la ayuda
de la electrónica para dosificar la inyección del carburante y reducir la emisión de agentes
contaminantes a la atmósfera y a la vez optimizar el consumo.
Este es un sistema que reemplaza el carburador en los motores de gasolina, su introducción se
debió a un aumento en las exigencias de los organismos de control del medio ambiente para
disminuir las emisiones de los motores.
Su importancia radica en su mejor capacidad respecto al carburador para dosificar el combustible y
crear un mezcla aire / combustible, muy próxima a la estequiométrica (14,7:1 para la gasolina), lo
que garantiza una muy buena combustión con reducción de los porcentajes de gases tóxicos a la
atmósfera. La relación estequiométrica es la proporción exacta de aire y combustible que garantiza
una combustión completa de todo el combustible.
La función es la de tomar aire del medio ambiente, medirlo e introducirlo al motor, luego de acuerdo
a esta medición y conforme al régimen de funcionamiento del motor, inyectar la cantidad de
combustible necesaria para que la combustión sea lo más completa posible. Consta
fundamentalmente de sensores, una unidad electrónica de control y actuadores o accionadores.
El funcionamiento se basa en la medición de ciertos parámetros de funcionamiento del motor, como
son: el caudal de aire, la temperatura del aire y del refrigerante, el estado de carga (sensor PAM),
cantidad de oxígeno en los gases de escape (sensor EGO o Lambda), revoluciones del motor, etc.,
estás señales son procesadas por la unidad de control, dando como resultado señales que se
transmiten a los accionadores (inyectores) que controlan la inyección de combustible y a otras partes
del motor para obtener una combustión mejorada.
El sensor PAM (Presión absoluta del Múltiple) indica la presión absoluta del múltiple de admisión y el
sensor EGO (Exhaust Gas Oxigen) la cantidad de oxígeno presente en los gases de combustión.
Este sistema funciona bien si a régimen de funcionamiento constante se mantiene la relación aire /
combustible cercana a la estequiométrica, esto se puede comprobar con un análisis de los gases de
combustión, pero al igual que los sistemas a carburador, debe proveer un funcionamiento suave y sin
interrupciones en los distintos regímenes de marcha.
Estos sistemas tienen incorporado un sistema de autocontrol o autodiagnóstico que avisa cuando
algo anda mal, además existe la posibilidad de realizar un diagnóstico externo por medio de
scanners electrónicos que se conectan a la unidad de control de inyección y revisan todos los
parámetros, indicando aquellos valores que estén fuera de rango.
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La detección de fallas debe realizarla personal especializado en estos sistemas y deben contar con
herramientas electrónicas de diagnóstico también especiales para cada tipo de sistema de inyección.
La reparación de estos sistemas se limita al reemplazo de los componentes fallados, generalmente
los que el diagnóstico electrónico da como defectuosos.
Los sistemas de inyección electrónicos no difieren de los demás, respecto a las normas de seguridad
ya que manipula combustible y/o mezclas explosivas. Lo mismo para el cuidado del medio ambiente,
se debe manipular con la precaución de no producir derrames de combustible
Inyección de combustible.
Es un sistema de alimentación de motores de combustión interna, y alternativo al carburador en los
motores de explosión, que es el que usan prácticamente todos los automóviles europeos desde
1990, debido a la obligación de reducir las emisiones contaminantes y para que sea posible y
duradero el uso del catalizador.
Este sistema es utilizado, obligatoriamente, en el ciclo del diésel desde siempre, puesto que el
combustible tiene que ser inyectado dentro de la cámara en el momento de la combustión (aunque
no siempre la cámara está sobre la cabeza del pistón).
En los motores de gasolina o GLP (gas licuado del petróleo) actualmente está desterrado el
carburador en favor de la inyección, ya que permite una mejor dosificación del combustible y sobre
todo desde la aplicación del gobierno electrónico por medio de un calculador que utiliza la
información de diversos sensores colocados sobre el motor para manejar las distintas fases de
funcionamiento, siempre obedeciendo las solicitudes del conductor en primer lugar y las normas de
anticontaminación en un segundo lugar.
Sistemas de inyección.
En un principio se usaba inyección mecánica pero actualmente la inyección electrónica es común
incluso en motores diésel.
Los sistemas de inyección se dividen en:
Inyección multipunto y monopunto: Para ahorrar costos a veces se utilizaba un solo inyector para
todos los cilindros, o sea, monopunto; en vez de uno por cada cilindro, o multipunto. Actualmente, y
debido a las normas de anticontaminación existentes en la gran mayoría de los países, la inyección
monopunto ha caído en desuso.
Directa e indirecta. En los motores de gasolina es indirecta si se pulveriza el combustible en el
colector de admisión en vez de dentro de la cámara de combustión ó sea en el cilindro. En los diésel,
en cambio, se denomina indirecta si se inyecta dentro de una precámara que se encuentra
conectada a la cámara de combustión ó cámara principal que usualmente en las inyecciones directas
se encuentran dentro de las cabezas de los pistones.
Gracias a la electrónica de hoy en día, son indiscutibles las ventajas de la inyección electrónica. Es
44
importante aclarar que hoy en día todos los Calculadores electrónicos de Inyección (mayormente
conocidos como ECU (Electronic Central Unit) ó ECM) también manejan la parte del encendido en el
proceso de la combustión. Aparte de tener un mapa de inyección para todas las circunstancias de
carga y régimen del motor, este sistema permite algunas técnicas como el corte del encendido en
aceleración (out ofc), (para evitar que el motor se revolucione excesivamente), y el corte de la
inyección al detener el vehículo con el motor, o desacelerar, para aumentar la retención, evitar el
gasto innecesario de combustible y principalmente evitar la contaminación.
En los motores diésel el combustible debe estar más pulverizado porque se tiene que mezclar en un
lapso menor y para que el encendido del mismo sea completo. Un motor de gasolina tiene toda la
carrera de admisión y la de compresión para mezclarse, en cambio un diésel durante las carreras de
admisión y compresión sólo hay aire en el cilindro. Cuando se llega al final de la compresión, el aire
ha sido comprimido y por tanto tiene una elevada presión y temperatura la cual permiten que al
inyectar el combustible, éste pueda inflamarse. Debido a las altas presiones reinantes en la cámara
de combustión se han diseñado entre otros sistemas, el common-rail y el elemento bomba-inyector a
fin de obtener mejores resultados en términos de rendimiento, economía de combustible y
anticontaminación.
Mapa de inyección.
En un automóvil a gasolina es una cartografía o varias, según la tecnología que equipe al vehículo,
en las cuales se encuentran gráficos en tres dimensiones (tres ejes x, y, z) y determinan los puntos
de funcionamiento del motor, mientras que el que ejecuta y comprueba todos esto datos es el
calculador de inyección de combustible. Una cartografía simple y característica de las primeras
inyecciones controladas electrónicamente es la que involucra los siguientes parámetros como
fundamentales: presión de aire de admisión, régimen motor, tiempo de inyección.
Los actuales calculadores de inyección electrónicos, para motores tanto Diesel como gasolina,
poseen amplias y variadas cartografías de funcionamiento para cada etapa del motor, inclusive
existen cartografías especialmente diseñadas para funcionar en caso de detección de fallo de un
elemento del sistema de inyección, permitiendo al conductor acercarse al concesionario o taller más
cercano con la tranquilidad de que no le sucederá nada perjudicial al motor.
Novedades
Inspirado en la inyección de agua en los motores de aviación de los aviones de la segunda guerra
mundial donde se probaron la capacidad de refrigeración del agua, en estos motores. Lo han
adaptado a la capacidad de reducir los gases de combustión y el consumo de los automóviles y
maquinaria, bajo el nombre de hidrohibrid y patentado por el español Don Jorge Freixas Farre.
TIPOS DE INYECCIÓN.
45
La inyección electrónica se puede clasificar debido a diferentes tipos de características:
1. Según la ubicación del inyector:
Inyección Directa:
El inyector esta directamente ubicado en la cámara de combustión. Es poco utilizado debido a los
efectos de la disolución del aceite, producidos por el impacto de la gasolina pulverizada en las
paredes del cilindro.
Inyección Indirecta:
El inyector se encuentra ubicado en el conducto de admisión, actualmente este es el sistema que
utilizan todos los motores con alimentación por medio de inyección electrónica de gasolina.
2. Por cantidad de inyectores:
El sistema puede ser alimentado con un solo inyector para todos los cilindros, el cual se conoce
como Inyección Monopunto, en este caso un solo inyector ocupa el lugar del carburador justo
antes de la mariposa de admisión; como se indica en al figura. O puede ser alimentado con un
inyector por cada cilindro del motor, el cual se conoce como Inyección Multipunto.
3. Por la manera de determinar la señal base:
Inyección por caudal de aire:
En este caso se presenta un elemento que sensa el caudal de aire que está entrando en el sistema,
conocido como MAF Sensor (Mass Air Flow Sensor), el cual se encuentra ubicado justo después del
filtro de aire. En este caso dicha señal es la base para el tiempo de apertura de los inyectores.
Inyección por presión de aire:
Funciona de una forma muy parecida a la anterior pero en este caso la señal que se censa es la
presión de aire existente en el sistema de alimentación, el elemento que realiza dicha labor el es
MAP Sensor (Manifold Absolute Pressure). Existen sistemas donde se combinan los dos tipos de
sensores.
Inyección por balanza hidráulica:
En este caso los inyectores son mecánicos, la apertura de la aguja se produce por la presión del
combustible, regulada por un medidor de caudal de aire en forma de balanza.
Esquemas generales de inyección.
Esquema general del sistema de inyección monopunto Magneti-Marelli G6.
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12345678910111213-
Cuerpo de mariposa.
Inyector.
Unidad de control.
Regulador de presión de combustible.
Sensor de temperatura de aire.
Motor de control de ralentí.
Resistencia calefactora del aire del
ralentí.
Mariposa del acelerador.
Sensor de posición de mariposa.
Filtro de aire.
Captador de presión absoluta.
Sensor de RPM y posición del motor.
Sonda de temperatura de refrigeración.
14- Válvula electromagnética del control
del canister.
15- Sonda lamda.
16- Deposito del combustible.
17- Electrobomba.
18- Filtro de combustible.
19- Conducto de retorno de combustible.
20- Bobina de encendido.
21- Batería.
22- Interruptor de contacto.
23- Relés multifunción.
24- Luz testigo.
25- Toma de diagnóstico.
En las siguientes figuras se mostraran y explicaran algunos de los componentes de una inyección
monopunto
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Cuerpo de
mariposa.
Mariposa del
acelerador.
Sensor de
posición de
mariposa.
Al igual que en el carburador la velocidad y potencia
del motor se regula con una mariposa interpuesta en
el conducto de admisión, que permite mayor o
menor entrada de aire al cilindro del motor para la
combustión. Es evidente que cuanto mas esté
abierta la mariposa, mayor será el llenado del
cilindro y por tanto será mayor también la cantidad
de combustible que debe inyectarse, por tal motivo
acoplado al eje de la mariposa hay una resistencia
eléctrica variable (TPS) que envía al UPC a través
de un cable un valor de resistencia diferente para
cada posición de la mariposa, la UPC a su vez
interpreta esto como un grado de apertura de la
mariposa, o lo que es lo mismo un llenado del
cilindro determinado, lo que le sirve para decidir el
tiempo de apertura del inyector para formar la
mezcla óptima de acuerdo a su programa básico.
Como eso no es estrictamente cierto y el llenado real
del cilindro depende también de otros factores como;
la altitud del lugar donde funcione el motor, la mayor
o menor resistencia al paso del aire que tenga el
filtro, la velocidad de rotación así como la
temperatura y humedad del aire exterior, se proveen
otros sensores que miden estas variables y también
envían sus señales a la UPC para corregir con
exactitud el tiempo de apertura y lograr la mezcla
óptima real.
Inyector.
El inyector es el encargado de "rociar" la
gasolina hacia los cilindros en una proporción
que es regulada por la computadora. Cuando
se acciona la llave de encendido, se aplica
tensión al borne positivo de los inyectores (12
volt) mientras que el terminal negativo o tierra
(ground) es controlado por la computadora
quien envía "pulsos" que permiten que se rocié
nafta a los pistones y tiene relación con el
módulo de encendido (la velocidad de
interrupción de la señal, determina la cantidad
de gasolina entregada).
Unidad de control.
Este es el "cerebro" del sistema de inyección de
gasolina y se conoce también como "Unidad de
Control Electrónica" .Es común oír términos muy
ensalzados para nombrar esta unidad electrónica,
como "computadora" u "ordenador", cuando en
realidad solo es un generador de pulsos cuya
frecuencia y duración pueden controlarse. Porque
así es, la UPC lo que hace es generar un pulso
eléctrico que sirve para abrir el inyector durante un
tiempo y momento determinados, en consecuencia
con variables simples como voltage o resistencia
eléctrica procedentes de los sensores.
Esto no quiere decir que sea "una caja con cuatro
cables" pero tampoco, ni remotamente, tiene el
alcance de una real computadora u ordenador tal y
como se usa el concepto. Si alguna inteligencia tiene
le UPC es que puede ignorar el, o los sensores que
se averíen o que den valores fuera de lo normal y
continuar con el tiempo de apertura básico que trae
por defecto, utilizando solo la señal procedente de la
mariposa de aceleración.
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Motor de control de ralentí.
Captador de
presión
absoluta.
Filtro de aire.
Sensor de
temperatura de
aire.
El motor paso a paso es una válvula que deja pasar
aire para mantener el motor en marcha cuando no
se está presionando el acelerador. Este motor puede
controlarse con mucha precisión, en pequeños
pasos (por ejemplo 200 pasos por vuelta), de ahí su
nombre. En la válvula IAC (Idle Air Controller o
control de aire de ralenti o de baja) el motor paso a
paso mueve un tornillo que abre o cierra una
pequeña abertura (como una canilla o grifo) para
que pase un poco de aire para que el motor no se
detenga. Este motor es controlado por la ECU.
Por medio de este captador la unidad de control
UPC recibe permanente información sobre el estado
de depresión reinante en el interior del colector de
admisión. Los valores proporcionados pueden ser
traducidos a valores relativos a la cantidad de aire
que existe en el circuito pasando previamente por el
filtro de aire y ello le permite a la UPC poder
determinar con exactitud, y en cada caso, la
dosificación de la mezcla, es decir, la cantidad de
combustible inyectada a través del inyector.
El captador de presión detecta las variaciones y
presión en el interior del colector de admisión según
los cambios de carga y velocidad de rotación del
motor. Este sistema permite conjuntamente con el
valor de temperatura de aire saber el peso del aire
que entra en el colector de admisión y así poder
establecer con exactitud la cantidad de gasolina a
inyectar para conseguir una determinada relación de
mezcla.
El captador esta constituido por un diafragma
realizado en materia aislante dentro del cual están
emplazadas unas resistencias que forman un puente
de medida.
El puente de resistencias esta formados por
sensores piezoeléctricos que son sensibles a las
deformaciones mecánicas.
El diafragma esta unido mediante un tubo al colector
de admisión de manera que las variaciones de
presión actúan directamente sobre el diafragma
provocando su deformación. Esta deformación actúa
sobre el puente de resistencias variando la tensión
de salida.
La tensión de salida del puente es ajustada a las
escalas de trabajo deseadas de manera que se
obtiene una tensión final de salida comprendida
entre 0 y 5 V. siguiendo de manera lineal las
variaciones de presión.
Sensor de RPM y posición del motor.
Para conocer el nº de rpm del motor y la posición de
los pistones con respecto al punto muerto superior
(PMS) se utiliza un sensor de rpm que se enfrenta a
los dientes del volante motor. Con esta información
la unidad de control sabe el nº de rpm del motor así
como el momento de hacer saltar la chispa en la
bujía de acuerdo con el avance de encendido mas
conveniente.
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Sonda de temperatura de refrigeración.
Esta encargado de monitorear la temperatura del
motor, es del tipo termistor, y se localiza en la
manguera de entrada del anticongelante.
Con la señal que manda a la UPC, esta puede
encender el ventilador para enfriar el liquido alojado
en el radiador o bien avanzar o atrasar el encendido
del motor para que la mezcla aire-nafta sea mas
eficiente.
Síntomas de fallas
Ventilador siempre encendido.
El motor tarda en arrancar tanto en frio como en
caliente.
Alto consumo de combustible.
Sobrecalentamiento.
CO muy altos.
Válvula electromagnética del control del
canister.
El canister es el filtro de carbón activo que controla
los gases producidos por los vapores del
combustible que se encuentra en el interior del
circuito de combustible sobre todo en el depósito .
La presencia de la válvula electromagnética permite
a la ECU abrir paso de estos gases en precisas y
determinada circunstancias. Cuando el motor esta
parado, por ejemplo. Los gases quedan
almacenados en el filtro o canister, hasta que el
motor se pone en funcionamiento en cuyo momento
la ECU puede dar orden de abertura a la válvula
electromagnética y efectuar una purga del canister.
De esta forma se aprovecha el combustible y se
evita la salida al exterior la salida de los gases
nocivos. Esta válvula también es conocida con el
nombre de "válvula de aireación" y al canister se le
suele llamar también "filtro de carbón activo".
Relé multifunción.
El Relé es un interruptor operado magnéticamente.
Es importante saber cual es la resistencia del
bobinado del electroimán (lo que está entre los
terminales A y B) que activa el relé y con cuanto
voltaje este se activa.
Este voltaje y esta resistencia nos informan que
magnitud debe de tener la señal que activará el relé
y cuanta corriente se debe suministrar a éste.
La corriente se obtiene con ayuda de la Ley de Ohm:
.
I = V / R.
. - I es la corriente necesaria para activar el relé
. - V es el voltaje para activar el relé
. - R es la resistencia del bobinado del relé
Ventajas del Relé
El relé permite el control de un dispositivo a
distancia. No se necesita estar junto al dispositivo
para hacerlo funcionar.
El relé es activado con poca corriente, sin embargo
puede activar grandes máquinas que consumen
gran cantidad de corriente.
Con una sola señal de control, puedo controlar
varios relés a la vez.
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Sonda lamda.
Uno de los sensores mas comunes y el mas
expuesto a recibir maltrato por sobre uso es el
sensor de Oxigeno.
Este sensor está posicionado en el múltiple de
escape muy cerca del catalítico; su función es
analizar los gases residuales de la combustión.
Este sensor está compuesto de un material
bastante especial en base a Zirconio
electrolítico y sólo trabaja estando caliente. La
propiedad especial de este sensor es que
genera diferentes voltajes según si los gases
residuales que son enviados hacia el escape
son consecuencia de una mezcla rica o pobre.
La tensión generada por el sensor de oxígeno
es enviada hacia la computadora y ésta, de
acuerdo con su programa, hace ajustes a la
mezcla tratando siempre de mantener una
composición perfecta (14,7 partes de aire por 1
de gasolina).
Comúnmente este sensor lleva un solo cable
en el conector pero también los hay de los que
llevan 3 cables en el conector. Cuando el
sensor es de 3 cables uno hace la misma
función que las de un solo conector, y los otros
dos sirven para alimentar una resistencia que
lleva incorporado y que le ayuda a calentarse
en forma rápida.
La falla de este sensor se manifiesta, con una
constante alza y baja de revoluciones
confundiéndose con las fallas del IAC (sensor
de aire).
Electrobomba.
Deposito del
combustible.
Filtro de combustible.
Regulador de presión
de combustible.
El sistema de inyección (TBI) se vale de una
bomba de combustible eléctrica instalada por lo
general dentro del depósito de combustible
(gasolina, nafta).
Esta bomba envía la gasolina a presión hacia el
cuerpo de inyectores, (pasando por el filtro de
combustible que atrapa las particulas no
deseadas en el inyector), que son los
encargados de inyectar el combustible dentro
del manifold de entrada.
La gasolina excedente regresa hacia el tanque
de gasolina pero antes de iniciar su recorrido
hacia el tanque tiene que pasar por el regulador
de presión que se encuentra en el mismo
cuerpo de inyectores y su función es mantener
una presión de combustible requerida promedio
de 10 psi , si la misma no esta dentro de lo
especificado, el motor tendrá fallas de poder
por falta de combustible o sea perderá
potencia.
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Luz testigo.
El nombre formal para esa lámpara es: "Luz de
indicación de mal funcionamiento" (Luz testigo). La
lámpara funciona con docenas de sensores y una
computadora que hace ajustes para adecuar la
eficiencia del consumo de combustible y que
también reduce las emisiones de carbono por el
sistema de escape.
Si los sensores detectan algún problema, envían una
señal a la computadora y esta hace que la luz se
encienda para leer el indicador: "Controle el motor".
El código enviado a la computadora es guardado y
hace que la luz permanezca prendida hasta que sea
recuperada esa información con equipo especial
denominado escanner.
Toma de diagnóstico.
En los vehículos de fabricación moderna los
sistemas de alimentación y de encendido están
electrónicamente controlados en función de los
estados de marcha del motor, es decir que mediante
diferentes sensores, van obteniendo información
precisa y en tiempo real del funcionamiento del
motor, toda esta información es procesada por un
microprocesador incorporado en el vehículo, con un
scanner para uso automotriz, se pueden observar y
corregir esos datos, y esto se puede hacer gracias a
la ficha de toma de diagnóstico que posee cada
vehículo a inyección.
Cabe destacar que todo lo visto hasta este punto es referido a una inyección monopunto, el camino
restante es largo pero fácil, los conceptos de la inyección multipunto se verán en el taller durante el
período escolar.
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Protel.
1 Este es el icono del programa PROTEL, hacer doble clic en él y se verá la siguiente pantalla
2 Posicionar el puntero del mouse en FILE (clic) NEW y seleccionar SCHEMATIC (clic)
53
Esta es la pantalla que verán
En esta pantalla y a nuestra derecha se encuentra un recuadro con rótulo y lo único que se ajusta es
el tamaño de hoja, de la siguiente manera:
3 El puntero del mouse se coloca en el vértice de la hoja y se hace doble (clic).
54
En el vértice superior derecho se encuentra
4 Se hace (clic) en la ventana y se cambia por el formato A4.
Si quieren trabajar con una cuadrícula de fondo se repite el paso 3 y si observan el centro de la
ventana verán lo siguiente:
Tilden el cuadrado que esta antes de Visible y tendrán la cuadrícula de fondo.
55
Una vez preparada la hoja, se pueden colocar los componentes del circuito electrico de la siguiente
manera:
5 Posicionar el puntero del mouse en PLECE (clic) PART (clic) y verán la siguiente pantalla
Si posicionan el puntero del mouse donde está la flecha negra verán la siguiente pantalla
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Al recorrer la lista verán los símbolos de los componentes, escojan el que necesitan y hagan (clic) en
OK y (clic) en la ventana que sigue, ahora al mover el mouse verán que tienen el componente como
puntero, posicionen el mismo donde lo necesitan y cliqueen el interruptor izquierdo del mouse.
Siguiendo estos cinco pasos y repitiendo el último la cantidad de componentes que tengan, pueden
hacer el circuito electrico.
Para trabajar con el circuito impreso o sea PCB se hace lo siguiente:
1 Posicionar el puntero del mouse en FILE (clic) NEW y seleccionar PCB (clic)
Ahora hay que declarar la superficie de trabajo
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2 Presionando la tecla CTRL y moviendo el scroll del mouse se achica la cuadricula al mínimo
3 Posicionar el puntero del mouse en DESIGN (clic) BOARD SHAPE y REDEFINE BOARD SHAPE
(clic), ahora hay que generar un rectángulo dentro de la pantalla de trabajo, y presionando
nuevamente la tecla CTRL y moviendo el scroll del mouse obtiene la nueva superficie de trabajo sin
medidas.
Para darle las medidas necesarias a nuestra superficie de trabajo se realiza la siguiente tarea:
4 Posicionar el puntero del mouse sobre la cuadricula, hacer (clic) con el botón derecho del mismo, ir
a opciones y en options boar (clic), verán la siguiente pantalla.
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Para tener los parámetros en condiciones hay que poner lo siguiente en board options
Se vuelve a presionar la tecla CTRL y moviendo el scroll del mouse obtenemos la superficie de
trabajo con las medidas adecuadas.
Luego se empieza a trabajar pegando los componentes necesarios para armar el circuito impreso.
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PLANOS.
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