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  1. 1. Precio Cap. Fed. Y GBA:Precio Cap. Fed. Y GBA: $24,90$24,90 RecargRecargo envío al interior:o envío al interior: $0,80$0,80 ISSN: 0328-5073 Año 27 / 2013 /ISSN: 0328-5073 Año 27 / 2013 / Nº 325Nº 325 1 tapa SE 325 1.qxd:Maquetación 1 21/07/14 11:57 Página 1
  2. 2. Retiracion de Tapa.qxd:club 07/22/2013 13:43 Página 2ªFo1
  3. 3. SECCIONES FIJAS Descarga de CD: Técnicas de Reballing & Servicio Técnico de Equipos Electrónicos 16 ARTÍCulO DE TAPA Redes de Computadoras. Redes WAN, lAN. Topologías 3 CuRSO DE ElECTRÓNICA Etapa 4, lección 1: Técnico en Sistemas de Audio 17 El Sonido 20 MONTAJES & PROYECTOS Amplificador de 20W Estéreo 29 Control Automático de Volumen 30 Ecualizador de Graves y Agudos 30 Distorsionador “FuZZ” para Guitarra 31 Timbre “DING-DONG” 32 Robot Detector de Proximidad 53 MANuAlES TÉCNICOS Configuración Fácil y Avanzada de un Router WI-FI 33 TÉCNICO REPARADOR Generación de Colores en un Pantalla lCD-TFT 55 las Herramientas para Trabajar con Componentes BGA 78 MICROCONTROlADORES El Mundo lde los Microcontroladores. lección 5: Sistemas de Programación lenguaje MikroC 58 TECNOlOGÍA DE PuNTA Cómo Crear y Configurar una Red en Windows 8 67 EDITORIAL QUARK Año 27 - Nº 314 SEPTIEMBRE 2013 Vea en Internet el primer portal de electrónica interactivo. Visítenos en la web, y obtenga información gratis e innumerables beneficios. www.webelectronica.com.ar Vea en Internet el primer portal de electrónica interactivo. Visítenos en la web, y obtenga información gratis e innumerables beneficios. www.webelectronica.com.ar Impresión: Impresiones BARRACAS S. A.,Osvaldo Cruz 3091, Bs. Aires, Argentina Publicación adherida a la Asociación Argentina de Editores de Revistas Distribución en Capital Carlos­Can­ce­lla­ro­e­Hi­jos­SH Gutenberg­3258­-­Cap.­4301-4942 Uruguay RoDeSol SA Ciudadela­1416­-­Montevideo 901-1184 Distribución en Interior Dis­tri­bui­do­ra­Ber­trán­S.A.C. Av.­Vé­lez­Sárs­field­1950­-­Cap. SUMARIO 314.qxd:*SUMARIO 274 08/28/2013 15:09 Página 1
  4. 4. DEL DIRECTOR AL LECTOR UNA EDICIÓN MUY JUGOSA Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos nuevamente en las páginas de nuestra revista predilecta para compartir las novedades del mundo de la electrónica. Hace un par de meses, mientras dictaba un seminario en Colombia, uno de los asis- tentes me preguntó cómo conectaba a Inter- net su computadora ya que no tenía el puerto RJ45, característico de la placa de Ethernet, me comentó que en su casa no tenía mo- dem inalámbrico y que por ello se veía imposibilitado de navegar por la red de redes. Obviamente la respuesta fue que, o bien podía conectar una placa Ethernet por USB o tenía que instalar un modem Wi-Fi en su casa, por lo cual la siguiente consulta fue cómo se configura un modem Wi-Fi, no sólo para que los vecinos se “cuelguen” de su equipo sino para que sus hijos no puedan navegar por ciertos lu- gares. Desde ese momento supe que debía “actualizar” la información que sobre REDES tenemos para los lectores de Saber Electrónica y por ello más de la mitad de esta edición está dedicada a este te- ma. Es común que los equipos nuevos tengan Windows 8 y placa Wi-Fi por lo cual explicamos cómo proceder con estos aparatos, además, también es posible que en el hogar y/o en la oficina ten- gan equipos más viejos y hasta se puede dar el caso de que una de las computadoras nuevas tenga la posibilidad de comportarse como router Wi-Fi, por tal motivo en el Artículo de Tapa describi- mos cómo configurar redes WAN y LAN, en el Manual Técnico mostramos en detalle cómo configurar un router wi-Fi y en Tecno- logía de Puntas desarrollamos el tema “REDES” para Windows 8. Otro dato sobresaliente de esta edición es el comienzo de la Cuarta Etapa de la Carrera de Técnico Superior en Electrónica, dedicada al Audio y a cuyo término podrá graduarse como Técni- co en Sistemas de Audio. Pero eso no es todo… le brindamos la oportunidad de descar- gar uno de los CDs más solicitados del momento: “Todo Sobre Re- balling” e incluimos secciones típicas de nuestra querida revista como Montajes, Técnico Reparador o Microcontroladores. ¡Hasta el mes próximo! Ing. Horacio D. Vallejo SABER ELECTRONICA Director Ing. Horacio D. Vallejo Producción José María Nieves (Grupo Quark SRL) Columnistas: Federico Prado Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pablo Matute Edi­to­rial­QUarK­S.r.l. Pro­pie­ta­ria­de­los­de­re­chos en­cas­te­lla­no­de­la­pu­bli­ca­ción­men­- sual­Sa­bEr­ElEc­tro­ni­ca argentina: (Grupo­Quark­SRL)­San Ricardo­2072,­Ca­pi­tal­­­Fe­de­ral,­ Tel­(11)­4301-8804 México (SISA):­Cda.­Moctezuma­2, Col.­Sta.­Agueda,­Ecatepec­de­Morelos, Edo.­México,­Tel:­(55)­5839-5077 ARGENTINA Administración y Negocios Teresa C. Jara (Grupo Quark) Staff Liliana Teresa Vallejo, Mariela Vallejo, Diego Vallejo Sistemas: Paula Mariana Vidal Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Técnica y Desarrollo de Prototipos: Alfredo Armando Flores México Administración y Negocios Patricia Rivero Rivero, Margarita Rivero Rivero Staff Ing. Ismael Cervantes de Anda, Ing. Luis Alberto Castro Regala- do, Victor Ramón Rivero Rivero, Georgina Rivero Rivero, José Luis Paredes Flores Atención al Cliente Alejandro Vallejo ateclien@webelectronica.com.ar Director del Club SE: luisleguizamon@webelectronica.com.ar Grupo Quark SRL San Ricardo 2072 - Capital Federal www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.mx www.webelectronica.com.ve Grupo Quark SRL y Saber Electrónica no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no en- trañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproduc- ción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. número­de­registro­de­Propiedad­intelectual­Vigente:­966­999 EDITORIAL QUARK editorial 314.qxd:editorial 258 08/28/2013 14:52 Página 1
  5. 5. Saber Electrónica Nº 314 3 Artículo de TapaArtículo de Tapa Redes de ComputadoRas Redes WaN, LaN. topoLogías Una red es un grupo de computadoras interconectadas entre sí, para que de este modo puedan compartir recursos e información. A estas computadoras también se las conoce como ordenado- res, PC, o simplemente máquinas. La interconexión entre las computadoras se puede realizar a tra- vés de cableado o también en forma inalámbrica mediante ondas de radio. El tipo de computado- ras usadas en la red puede variar, por ejemplo hay redes que usan grandes computadoras (main- frame), mientras que otras usan PC (Computadoras Personales) de las que hay en cualquier hogar, oficina, comercio o empresa. Si bien en este artículo haremos una introducción de los diferentes tipos de computadoras con las que se puede crear una red, nosotros nos abocaremos al estudio de las redes que usan PC y tengan instalado cualquiera de los sistemas operativos de Microsoft, ya sea Windows (95 / 98 / Me “Millennium” / NT 4.0 / 2000 / XP / Vista / 7 / 8). Lo que ya de por sí no es poca cosa, además con este tipo de recursos (PC y Windows) podremos crear redes de cual- quier tipo y tamaño. Para la implementación del texto tenemos en cuenta que otros sistemas ope- rativos como el MAC OS de Apple o diferentes versiones de Android también pueden ser tratados de forma similar a lo que expresamos. Coordinación: Ing. Horacio D. Vallejo, sobre un trabajo de Gustavo Gabriel Poratti Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:51 Página 3
  6. 6. INTRODUCCIÓN Las máquinas que integran una red comparten sus recur- sos e información con las de- más, evitando de este modo gastos en compras innecesa- rias de recursos hardware que ya disponemos. Una red permi- te compartir los siguientes tipos de recursos: Procesador y memoria RAM, al ejecutar programas de otras PC. Unidades de discos rígidos. Unidades de disco flexible. Unidades de CD-ROM. Unidades de cinta. Impresoras. Fax. Módem. En una red también se puede compartir la infor- mación que hay en otras máquinas: Ejecución remota de programas de aplicación. Archivos de base de datos. Archivos de texto, gráficos, imágenes, sonido, video, etc. Directorios (carpetas). Páginas Web, mensajes de correo (e-mail), con- versaciones (chat), videoconferencia. La figura 1 muestra algunos “recursos hardware e información” que las máquinas que integran la red pueden compartir entre ellas. SERVICIOS BÁSICOS OFRECIDOS POR UNA RED Gracias a las redes se pueden prestar una gran variedad de servicios a los usuarios que trabajen en ella, como veremos en profundidad a lo largo del li- bro. No obstante, a modo de adelanto, resumimos algunos de ellos: Servicios de archivo Los usuarios, desde sus propias PCs, pueden leer, escribir, copiar, modificar, crear, borrar, mover, ejecutar archivos que se encuentran en otras má- quinas de la red. Servicios de base de datos También desde sus máquinas, pueden acceder, consultar, o modificar una base de datos que se en- cuentra en otra PC de la red. Servicios de impresión Asimismo pueden imprimir sus archivos de tex- to, gráficos e imágenes, en las impresoras que se encuentran en otras máquinas de la red. Si la im- presora es accedida por varios usuarios al mismo tiempo, los trabajos a imprimir se irán colocando en una cola de espera hasta que les llegue el turno pa- ra ser impresos. La impresora puede estar conecta- da a una computadora, o vinculada directamente al cableado de la red. Servicios de fax Se pueden enviar y recibir fax, para ello se co- munican con una PC de la red que esta conectada a la línea telefónica. Servicios de backup Igualmente desde sus computadoras pueden automatizar la labor de hacer copias de seguridad “backup” de la información que consideren impor- tante. Esta tarea es desempeñada por el sistema ope- rativo de red, quien efectuará una copia de los ar- chivos o carpetas a resguardar, almacenándolos en una PC de la red. Se podrá especificar qué archivos de cada máquina deberán tener el servicio de bac- kup y la frecuencia con que se realice dicha tarea. Servicios de web site Los usuarios, desde sus PCs de la red, median- te un programa de aplicación llamado “navegador”, pueden leer y ejecutar páginas WWW que se en- cuentran en otra máquina de la red “servidor Web”. Artículo de Tapa 4 Saber Electrónica Nº 314 Figura 1. Una PC de la red puede usar y compartir re- cursos con las otras máquinas. Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:51 Página 4
  7. 7. Las páginas son archivos con extensión HTML de hipertexto (algo más que texto), es decir pueden poseer imágenes, sonido, video, etc. Inclusive los usuarios de la red podrán crear sus propias páginas web, mediante un simple procesador de texto, co- mo por ejemplo el Microsoft Word, y luego publicar- las en el servidor web de la red, o en el de un pro- veedor de Internet, para que más tarde otros usua- rios que están dentro de la red (Intranet), o los que están trabajando fuera de la empresa (Internet), puedan consultarlas desde sus navegadores. Estos temas serán tratados con mayor profundidad en otro capitulo. Servicios de e-mail De igual modo desde sus PCs, de la red pueden enviar a otras máquinas mensajes de texto y ade- más adosarle archivos de gráficos, imágenes, soni- dos, video, etc. También podrán recibir mensajes provenientes de otras PCs. Dicha información en- viada se almacena previamente en un servidor de correo electrónico, que es una computadora como cualquier otra con el software apropiado. Dichos mensajes quedan demorados y almacenados allí hasta que el usuario receptor del mensaje tome la decisión de acceder a él desde un programa de aplicación que posee en su máquina. Si el mensa- je es enviado a una computadora que está apaga- da, ello no representa ningún inconveniente, pues siempre se almacenará previamente en el servidor de e-mail y de allí luego será transferida a la com- putadora receptora cuando la misma se conecte con el servidor de correo. Los mensajes pueden ser enviados a PCs que estén dentro de la red de la empresa, o también a otras máquinas que se en- cuentren a miles de kilómetros de distancia, por ejemplo a Internet. Mediante la línea telefónica se podrá acceder al servidor de e-mail alojado en In- ternet, que generalmente es proporcionado por el mismo proveedor que nos da acceso a Internet. Un programa típico que administra servidores de e-mail es “Lotus Notes”, en él inclusive se podrá programar el servidor de correo para que intercam- bie mensajes con otros servidores ubicados en otros lugares del mundo, por ejemplo otras sucur- sales, pudiéndose especificar los horarios y la fre- cuencia con que los servidores de correo intercam- bien sus mensajes con sus iguales, para minimizar el costo de llamadas telefónicas. Un ejemplo de ello sería una empresa multinacional que tiene varias sucursales y se requiere que los empleados inter- cambien mensajes entre las diferentes sucursales, para ello se debería colocar un servidor de correo en cada una de las sucursales y todo ello interco- nectado a través de la línea telefónica y el provee- dor de Internet. Un usuario desde la PC de su hogar que dispon- ga de una línea telefónica y servicio de conexión con el proveedor de Internet, también podrá acce- der al uso del correo electrónico, pues su mismo proveedor de Internet tendrá a disposición de sus abonados un servidor de e-mail para enviar y reci- bir mensajes a través de él. Servicios de chat Los usuarios desde sus PC de la red pueden en- viar y recibir mensajes hablados, mediante texto, o voz, en tiempo real, hacia otros usuarios de la red. Servicios de video Ademas se pueden enviar, recibir y participar de videoconferencias, en tiempo real, con otros usua- rios de la red. VENTAJAS QUE OFRECE EL TRABAJO EN RED El uso de una red ofrece una variedad de venta- jas, si la comparamos con una modalidad de traba- jo donde las computadoras se encuentren desvin- culadas entre sí, es decir que trabajen individual- mente. Entre las ventajas que nos ofrece la utiliza- ción de una red podemos citar: Costo hardware Se disminuyen costos de hardware, pues en una red se comparten recursos. Por ejemplo evitamos tener que equipar a cada PC (computadora perso- nal) con determinados dispositivos, pues dentro de la red existirán otras máquinas que ya dispongan de ellos, como ser CD-Rom, impresoras, scanner, módems, etc. Costo software Se disminuyen costos de software, pues es más económico comprar un conjunto de licencias de software para todas las computadoras de una red, en vez de comprar el programa individualmente pa- ra cada PC no interconectada. Para reducir la can- tidad de licencias a comprar los administradores suelen restringir los permisos de acceso al servidor que ejecuta el software, autorizando que accedan a él sólo los clientes que realmente requieren su uso. Pero atención, porque si la cantidad de licencias Redes de Computadoras - Redes WAN, LAN. Topologías Saber Electrónica Nº 314 5 Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:51 Página 5
  8. 8. que se adquirieron para un programa en la red, es menor que la cantidad de máquinas que lo usen, la red estará usando el software en forma ilegal en las PC que no tengan la licencia correspondiente que las autorice. Intercambio de información Mejora la velocidad, flexibilidad y seguridad cuando se comparte información a través de com- putadoras interconectadas, evitándose el intercam- bio de información a través de disquetes que van y vienen. Copias de respaldo Mejora la velocidad y seguridad al hacer un bac- kup (copia de respaldo) sobre un único medio de al- macenamiento masivo, evitándose el descontrol de muchos backup en máquinas no interconectadas que tienen la información fragmentada. Espacio de almacenamiento Gracias a las redes disminuye la redundancia de información, con la consecuente ganancia de espacio en los medios de almacenamiento masivo, al poder compartir la información sin tener que duplicarla en muchas máquinas no interconectadas. Actualizaciones Se evita la pérdida de tiempo y el trabajo que significa tener que actualizar información que se encuentra redundante en varias com- putadoras no interconectadas. Administración del personal El uso de una red disminuye el descontrol y la dificultad que significa tener que adminis- trar, gestionar, controlar y auditar a los usua- rios que trabajan aisladamente por separado en sus computadoras no interconectadas. Intercomunicación del personal Gracias a las redes, disminuye la pérdida de tiempo, la falta de sincronización, el costo y la incomodidad que significa manejar la co- municación entre los empleados de la organi- zación por el uso de papeles que van y vienen (documentos, memorandos, panfletos, infor- mes, etc), o el uso de discos flexibles que pa- san de una PC a otra. Esto se evita mediante el uso de programas de aplicación para red como ser: correo electrónico “e-mail”, charlas (chat), agendas compartidas, transferencia de archivos, páginas web publicadas, transmisión de voz, videoconferencias en tiempo real. También existen herramientas de trabajo en grupo “groupwa- re” que permiten interconectar empleados que se encuentran separados geográficamente. Estas he- rramientas de trabajo en grupo permiten entre otras cosas visualizar, en tiempo real, los cambios efec- tuados a un texto o gráfico por cualquiera de los usuarios participantes. Seguridad Mediante las redes disminuye la posibilidad de cometer errores, accesos no autorizados y destruc- ción intencional de la información. Mientras que en computadoras no interconectadas, no se podrá res- tringir controladamente el acceso de los usuarios a la información diseminada en cada una de ellas. En las redes, esto se logra mediante la centrali- zación de la información de seguridad, por ejemplo las contraseñas, los usuarios y los permisos que tiene cada usuario a los recursos de la red. Esa misma máquina en la red, controla el acceso de los Artículo de Tapa 6 Saber Electrónica Nº 314 Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:51 Página 6
  9. 9. poralmente un decremento en la productividad la- boral. Por último, “cuidado” porque si la red no es- tá correctamente instalada y administrada, la inte- gridad y seguridad de la información podrían correr riesgos. REDES DE ÁREA LOCAL (LAN) La red LAN (Red de Área Local, del inglés “Lo- cal Area Network”), es aquella que tiene ubicada sus computadoras de forma cercana, ya sea en la misma habitación, o en diferentes pisos, o en edifi- cios cercanos de una misma ciudad. Estas redes poseen gran velocidad en las comunicaciones por- que no tienen problemas de interferencias. Esto se debe a que las interferencias son directamente pro- porcionales a la distancia entre el emisor y el recep- tor y también directamente proporcionales a la ve- locidad de transmisión, por consiguiente al aumen- tar las distancias o las velocidades de transmisión, también aumentan las interferencias. En las redes LAN como las distancias son cortas, las interferen- cias serán mínimas, consecuentemente las LAN se pueden dar el lujo de transmitir a altas velocidades a costa de distancias cortas. Las velocidades de transmisión se hallan entre los 10 y los 1000Mbps (Megabits por segundo, “1Mb = 1 millón de bits”). Las trasmisiones de datos tienen una tasa de error muy baja. El cableado que interconecta las computadoras de la red, tiene uso privado, consecuentemente es utilizado sólo por las máquinas que conforman la LAN y no se comparte. La figura 2 muestra una red LAN que tiene ubi- usuarios a la red. Dicho control se efectúa median- te una lista diseñada por el administrador de la red mediante una aplicación del sistema operativo de red. En los viejitos Windows NT 4.0 (Server), o Win- dows 2000 (Server), dicha aplicación es el ADMI- NISTRADOR DE USUARIOS PARA DOMINIO. A la PC que ejecuta la aplicación y administra esta lista se la denomina servidor de dominio “PDC” (Tam- bién conocido como Controlador de Dominio Prima- rio). En el caso de una sencilla red con Windows 95/98/Me/XP/Vista/7/8, la lista no está centralizada y se encuentra distribuida en cada PC que compar- te recursos en la red. La lista del PDC posee los nombres de usuarios, las claves de acceso que deben ingresar dichos usuarios para acceder al sistema y ciertos permisos generales. Mientras que la lista de los recursos (ar- chivos, carpetas, impresoras) a los que pueden ac- ceder los usuarios y los permisos correspondientes que cada usuario tiene permitido para ese recurso (lectura, escritura, ejecución, borrado, etc.) están en la PC que comparte el recurso. Si un usuario realiza una operación no autoriza- da para él, la computadora de la red, previa verifi- cación con la lista, no le permitirá realizar esta ope- ración, por ejemplo si desea acceder a un recurso al que no tiene permitido. DESVENTAJAS QUE TIENEN LAS REDES El uso de una red requiere de una fuerte inver- sión inicial de tiempo, dinero y esfuerzo para dise- ñarla, además de comprar el hard- ware y software de red y su instala- ción y configuración respectiva. Además, requiere de un proceso de adaptación a las nuevas modali- dades de trabajo que ésta exige, lo que puede generar una cierta cuota de malestar en sectores poco pro- clives al cambio dentro de la organi- zación. También, este cambio en la mo- dalidad de trabajo se produce con una fuerte inversión inicial de tiem- po, dinero y esfuerzo en capacita- ción. Mientras los usuarios de la red no hayan alcanzado la gama de co- nocimientos necesarios para operar dicha red, se puede producir tem- Figura 2. Red de área local (LAN), integrada por las PCs que hay en 2 pisos del mismo edificio. Redes de Computadoras - Redes WAN, LAN. Topologías Saber Electrónica Nº 314 7 Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:52 Página 7
  10. 10. cadas sus PCs en diferentes pisos de un mismo edificio. Una red LAN, puede pero no necesariamente estar compuesta por varias redes LAN “Subredes” que se interconectan mediante puentes o ruteado- res. A este tipo de LAN habitualmente se las deno- mina “Interred”. Un tipo especial de Interred es la red de Campus Universitario, en ella existen varias subredes pertenecientes a cada uno de los edificios cercanos, estas subredes están unidas mediante cableado, como por ejemplo “fibra óptica”. Una red de área local LAN también puede interconectarse con otras redes WAN (redes de área extensa), de las que hablaremos a continuación. REDES DE ÁREA EXTENSA (WAN) Las redes WAN (Wide Area Network), son aque- llas que tienen ubicadas sus computadoras en lu- gares muy distantes. Las computadoras pueden encontrarse de a grupos ubicados en diferentes continentes, países, provincias, ciudades o edifi- cios muy separados dentro de una misma ciudad. Estas redes tienen menor velocidad en las co- municaciones, porque poseen mayores problemas de interferencias. Esto se debe a que las WAN pue- den lograr distancias grandes a costa de velocida- des de transmisión bajas. En la actualidad, las velocidades de transmisión superan los 30kbps (kilobits por segundo, “1kb = 1000 bits”), pudiendo llegar a varios Mbps (Mega- bits por segundo, “1Mb = 1 millón de bits”), todo esto de- pende de la tecnología usa- da. Además, en las redes WAN la velocidad se ve degradada por el uso de protocolos (len- guajes de comunicación) más pesados y complejos, pues los paquetes de datos que viajan a través de ellas deben poseer la información necesaria para que se pue- dan enrutar a través de las diferentes subredes y re- transmitirlos en caso de que se pierdan durante el trayec- to. El cableado que interconecta las computadoras tiene ge- neralmente uso compartido y es prestado por empresas de telecomunicaciones (públicas o privadas), que lo ofrecen como un ser- vicio más, a un costo económico generalmente al- to. Este servicio puede incluir tramos con enlaces de microondas y satélites, sobre todo al interconec- tar computadoras que están en diferentes continen- tes o países. Las WAN usan habitualmente las líneas telefóni- cas y los servicios de conexión con el proveedor de Internet para intercomunicar sus computadoras. No tienen límite respecto de la cantidad de usuarios, por ejemplo Internet es considerada una red WAN con millones de computadoras interco- nectadas. En la mayoría de los casos, una red WAN está formada por varias LAN interconectadas. Un ejem- plo de ello sería una empresa que tiene una LAN formada por varias computadoras en las oficinas de marketing, ventas, compras y contaduría, sus em- pleados usan la red para comunicarse entre ellos y hacer uso de la base de datos que se tiene de los clientes, proveedores, stock y ventas efectuadas. Hasta aquí es una red LAN, pero ahora imagine- mos que esta empresa es multinacional y tiene su- cursales en otros países, con las que comparte da- tos de ventas, estadísticas y además los emplea- dos intercambian experiencias mediante grupos de opinión, o los gerentes participan de videoconferen- cias. Aquí, ya tenemos una red WAN, compuesta por varias LAN de cada una de las sucursales. La figura 3 muestra una red WAN de la empre- sa multinacional a la que se hizo referencia. Artículo de Tapa 8 Saber Electrónica Nº 314 Figura 3. Red de área extensa (WAN), integrada por las LAN de cada una de las sucursales de una empresa multinacional, situadas a cientos de kilómetros. Cada sucursal se comunica con las otras LAN enviando señales de radio a un satélite, quien retransmite las señales a destino. Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:52 Página 8
  11. 11. TOPOLOGÍAS DE RED Se denomina topología a la forma física que adopta el ca- bleado de la red y en segundo plano, al modo de transmisión de las señales eléctricas que viajan a través de él. La elección de la topología incide sobre: * La cantidad de cableado requerido y este inci- de, a su vez, sobre el costo económico. * La facilidad de instalación, modificación y adaptación a los cambios de la red. * La forma y velocidad en que viajan los datos en la red. * La facilidad de detectar la causante de un fallo. * La cantidad de fallos producidos en la red. * La cantidad de computadoras que quedan im- posibilitadas de poder trabajar al producirse un fa- llo. * La facilidad de reparar dichos fallos. Puede ocurrir que una red esté formada por la unión de varias topologías, para ello deberán con- tar con el hardware y el software necesario que las vincule (hub, puentes “bridges”, ruteadores “rou- ters”, puertas de enlace “gateway”, etc). TIPOS DE TOPOLOGÍAS A continuación describiremos y analizaremos las características de los distintos tipos de topologías que permiten vincular las computadoras entre sí. Topología en Bus Es una de las dos topologías más usadas en la actualidad. En ella todas las computadoras se conectan a un único cable central y li- neal, que propaga las señales recibi- das en ambas direcciones. La figura 4 muestra una red con topología en Bus. Ventajas de la topología en bus: La facilidad de incorporar y quitar computadoras. Requiere menor cantidad de ca- bleado que en otras topologías. Desventajas de la topología en bus: La ruptura del cableado significa que dos gran- des sectores de la red queden desconectados. Topología en Estrella Las redes con topología en estrella actualmente son las más usadas. En ella todas las computado- ras se conectan a un circuito central llamado “con- centrador” o también conocido como “Hub”. La función del nodo central es recibir la señal enviada por una computadora y hacerla llegar a las demás. La figura 5 nos muestra una red con topo- logía en Estrella. Se puede apreciar que cuando una computadora efectúa una transmisión, luego el Hub reenvía la señal al resto de las computadoras conectadas a él. Ventajas de la topología en Estrella: Es muy fácil incorporar una nueva computado- ra en la red. La ruptura del cableado afectará solo a una computadora. Es muy fácil detectar cuál es el cable que está dañado. Desventajas de la topología en Estrella: La cantidad de cableado requerido es bastante alta, lo que a su vez repercute en el costo económi- Redes de Computadoras - Redes WAN, LAN. Topologías Saber Electrónica Nº 314 9 Figura 4. Topología Bus Figura 5. Topología en Estrella Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:52 Página 9
  12. 12. co. La compra del Hub también repercute en el costo económico. La ruptura del Hub afectará a toda la red. Topología en Estrella-Bus Es la unión de 2 o más redes con to- pología en Estrella, mediante un cable central y lineal que las interconecta, ha- ciendo uso de la topología en Bus. La figu- ra 6 muestra dos redes con topología en Estrella unidas mediante la topología en Bus, lo que equivale a decir, una red con topología en Estrella-Bus. Se puede apre- ciar que cuando una computadora efectúa una transmisión, el nodo central (hub) re- transmite la señal recibida al resto de las computadoras y además envía la señal al otro hub que se encuentra conectado con él. Topología en Anillo Aquí todas las computadoras se conec- tan secuencialmente unas a otras forman- do un anillo cerrado. Cuando una compu- tadora quiere transmitir una señal a otra, le entregará dicha señal a la siguiente y ésta a su vez hará lo mismo, este proceso se repite hasta que la señal llegue a la com- putadora destino. La figura 7 ejemplifica una red con to- pología en Anillo y la forma en que se pro- pagan las señales a través del cableado. Ventajas de la topología en Anillo: Las redes son más estables respecto del tiempo que se tarda en distribuir las se- ñales. Desventajas de la topología en Anillo: La ruptura de una computadora invalida el funcionamiento de toda la red. Topología en Anillo-Estrella En este caso, todas las computadoras se conectan a un circuito central llamado “mau”, formando una estrella. Cuando una computadora quiere transmitir una señal a otra, le entregará dicha señal al mau, para que a su vez éste la transfiera a la compu- tadora siguiente y esta a su vez hará lo mismo, este proceso se repite hasta que la señal llegue a la computadora destino. Artículo de Tapa 10 Saber Electrónica Nº 314 Figura 6. Topología en Estrella-Bus Figura 7. Topología en Anillo Figura 8. Topología en Anillo-Estrella Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:52 Página 10
  13. 13. Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:52 Página 11
  14. 14. En la figura 8 se puede apreciar que en las re- des con topología en Anillo-Estrella físicamente el cableado forma una red con topología en Estrella y lógicamente las señales viajan de la misma forma que una red con topología en Anillo. PROTOCOLOS Función que cumplen Los protocolos son estándares software, que se instalan en las computadoras de una red para definir el lenguaje, las reglas, los procedimientos y las me- todologías utilizadas para que las maquinas de la red puedan entenderse entre ellas. El uso de protocolos permite que las computadoras puedan: Comunicar- se, entenderse, intercambiar información, atender errores que puedan producirse durante el intercam- bio, etc. Por ejemplo, los protocolos permiten realizar tareas de lectura de archivos, escritura, copiado, bo- rrado, impresión, etc, entre las máquinas de la red. En resumen, se podría decir que los protocolos son el lenguaje común que utilizan las computadoras pa- ra poder comunicarse, dentro de una red LAN (red de área local) o WAN (red de área extensa). Origen de los protocolos Generalmente los protocolos fueron creados por los fabricantes de sistemas operativos de red, no obstante otras veces fueron creados en grandes centros de investigación, por ejemplo: TCP / IP: Fue desarrollado por el departamento de defensa de Estados Unidos. IPX / SPX: Fue desarrollado por Novell Netware (fabricante de sistemas operativos). NETBIOS: Fue desarrollado por IBM (fabricante de hardware y sistemas operativos). APPLE TALK: Fue desarrollado por MAC (fabri- cante de hardware y sistemas operativos). INSTALACIÓN DE PROTOCOLOS DE RED Un protocolo puede instalarse en una computa- dora mediante un sistema operativo de red o un programa de aplicación de red. En realidad, sobre cada una de las computado- ras de la red, no se instala uno, si no una familia de varios protocolos, que trabajan conjuntamente para prestar todos sus servicios, por ejemplo (IPX/SPX, NAMED PIPES, NCP) son una familia de protoco- los que se acostumbra a instalar en las computado- ras con sistema operativo Novell Netware. Una vez instalados los protocolos, éstos perma- necen activos en memoria RAM. Relación entre los protocolos y los niveles OSI Cada protocolo podrá cumplir la función de par- te, uno, o varios de los niveles OSI. Los niveles OSI, son el modelo ideal en que se pueden dividir las tareas y componentes que intervienen en el in- tercambio de datos entre computadoras a través de la red, se trata solo de un conjunto de normas que los creadores de protocolos, hardware y software de red intentan respetar. RESUMEN DE LAS FUNCIONES DESEMPEÑADAS POR LOS PROTOCOLOS EN CADA NIVEL OSI Nivel de presentación: El protocolo define la forma en que se codifican los datos. Nivel de sesión: El protocolo define el estable- cimiento de la sesión de comunicación con otra computadora de la red. Nivel de transporte: El protocolo define el ta- maño de los paquetes que viajan a través de la red, el control del orden en que son enviados, el código de verificación de error que se aplicara para detec- tar si un paquete llegó correctamente a la computa- dora destino y si llegó distorsionado por interferen- cias, en dicho caso el paquete deberá ser retrans- mitido. Los lapsos de tiempo admitidos para cada operación. Nivel de red: El protocolo define la ruta más apropiada que deberán seguir los paquetes de da- tos para llegar a la computadora destino, a través de los ruteadores y puertas de enlace que también hacen uso del mismo protocolo. Ejemplo del funcionamiento de los protocolos en cada nivel OSI Un ejemplo de la forma en que trabajan los pro- tocolos dentro de los niveles OSI, es cuando un na- vegador lee una página html de un servidor web que se encuentra en el otro extremo del mundo, en este caso ocurren los siguientes pasos: 1) El navegador mediante el protocolo HTTP “protocolo de transferencia de hipertexto” (nivel de Artículo de Tapa 12 Saber Electrónica Nº 314 Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:52 Página 12
  15. 15. Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:52 Página 13
  16. 16. aplicación, presentación y sesión) hace un pedido de lectura a un servidor web. 2) Este pedido es fragmentado en “paquetes”, mediante el protocolo TCP (nivel de transporte). 3) Luego los paquetes son fragmentados en “da- tagramas”, mediante el protocolo IP (nivel de red). 4) Los datagramas son fragmentados en “fra- mes”, mediante el protocolo punto a punto PPP (ni- vel de enlace). 5) Los frames PPP que tienen formato digital, se envían a través del módem y la línea telefónica al proveedor de Internet, mediante señales analógi- cas. 6) El proveedor de Internet, recibe las señales analógicas en su módem y las transforma nueva- mente en datagramas, para luego reenviarlas al si- guiente ruteador, hasta llegar al servidor web desti- no, quien decodifica los datos recibidos en forma in- versa, pasando los mensajes desde el nivel físico hasta el nivel de aplicación, para que el programa de aplicación del servidor interprete el pedido y de cuenta de ello. Hay tres elementos que todo protocolo deHay tres elementos que todo protocolo de-- be tener muy estudiados:be tener muy estudiados: La sincronización temporal, la sincronización en el orden de los campos de un paquete y la sincro- nización en el significado que se le dé a los mensa- jes de los campos de un paquete: Sincronización temporal: Hace referencia a las reglas que debe tener definidas el protocolo, pa- ra que los paquetes enviados y recibidos a través de la red, sean cronometrados y sincronizados en el tiempo. Por ejemplo, cada paquete enviado tiene un tiempo de vida útil y luego que dicho tiempo expira, el paquete no será tenido en cuenta y carecerá de validez. Esta marca de tiempo que tienen los pa- quetes, es útil cuando una computadora destino re- cibe de otra, varias versiones de un mismo paque- te, esto suele suceder porque la computadora que envió el paquete por primera vez, tubo el percance de que su paquete haya quedado demorado en al- gún sector muy congestionado de la red y al no re- cibir de la computadora destino el aviso de que el paquete llego con éxito, lo vuelve a enviar varias veces. Por otro lado, la computadora destino, recibe va- rias versiones del mismo paquete que se demoró en una red congestionada de tráfico y para descar- tar los paquetes que quedaron rezagados en la red, hace uso de dicha marca de tiempo y se queda so- lo con el paquete que está dentro de los parámetros de tiempo especificados por el protocolo. Sincronización en el orden de los campos de un paquete: Todo paquete de datos que viaja a tra- vés de la red, está subdividido en diferentes cam- pos. Una analogía similar a ello, serían los campos que tiene el registro de un archivo de datos. Cada campo cumple una función específica dentro del paquete de datos, por ejemplo hay campos para in- dicar: * La dirección de destino del paquete. * La dirección de origen del paquete (remitente). * La sección de datos o información. * La longitud del paquete. * El código de verificación de error o paridad. * El tiempo de vida del paquete. * La identificación del paquete. * El tipo de servicio para el que será usado el pa- quete. * La versión del protocolo. Toda esta información, del paquete, viaja a través del cableado de la red codificada en lenguaje binario “0 y 1”. La sincronización en el orden de los campos de un paquete, hace referencia a las reglas que de- be tener definidas el protocolo, para que cada campo esté en su justo lugar, dentro del paquete, es decir éstos deben respetar un orden secuencial predeter- minado y además se debe respetar la longitud prees- tablecida de cada campo, para poder lograr así, una correcta interpretación del paquete, de lo contrario la lectura de los mensajes enviados entre dos computa- doras sería distorsionada. Sincronización en el significado de los men- sajes: No sólo basta que los campos de un paque- te estén en el lugar apropiado y tengan una longi- tud fija, para lograr que un paquete sea correcta- mente interpretado. Además, los protocolos deben tener reglas que definan la sintaxis o lenguaje apro- piado, en cada uno de los mensajes que están in- mersos en los campos del paquete, durante la transmisión o recepción de los mensajes a través de la red, para así lograr una correcta interpretación y evitar el uso de idiomas diferentes. Aclaramos que Ud. puede “profundizar” este tema leyendo el tomo 32 de la colección Club Saber Electrónica que puede descargar de nuestra web www.webelectronica.com.ar, haciendo clic en el ícono password e ingresando la clave red32. J Artículo de Tapa 14 Saber Electrónica Nº 314 Art Tapa - Redes de Computadoras:ArtTapa 08/27/2013 14:52 Página 14
  17. 17. Precio Cap. Fed. Y GBA:Precio Cap. Fed. Y GBA: $13,60$13,60 RecargRecargo envío al interior:o envío al interior: $0,80$0,80 ISSN: 0328-5073 Año 14 / 2014 /ISSN: 0328-5073 Año 14 / 2014 / Nº 163Nº 163 tapa SyM 163.qxd:Maquetación 1 08/28/2013 15:12 Página 1
  18. 18. Técnico Superior en elecTrónica conSTiTución de la carrera y Forma de eSTudio En febrero de 2012, en Saber Electrónica Nº 295, comenzamos el dictado de la carrera de “Técnico Superior en Electrónica”, con una extensión de 3 años, dividida en 6 etapas, de 6 lecciones mensuales cada etapa. Se trata de un sistema de estudio que se basa en guías de estudio impresas en papel y CDs Multimedia Interactivos. El alumno puede estudiar a razón de una lección por mes y “no podrá rendir exámenes libres” lo que significa que sin importar los estudios previos que posea, el alumno podrá rendir un examen por mes como máximo y 6 exámenes por año como mínimo. Esto significa que el tiempo mínimo para completar la carrera es de 3 años y el tiempo máximo queda fijo en 6 años. Para realizar el estudio la mecánica es la siguiente: 1) El alumno debe descargar gratuitamente el CD correspondiente a la primera lección de la primera etapa desde nuestra web: www.webelectronica.com.ar, hacien- do clic en el ícono password e ingresando la clave CURSOE1L1. 2) El alumno deberá explorar el contenido del CD y si desea realizar los estudios de la carrera debe inscribirse gratuitamente como alumno regular siguiendo los pasos sugeridos en el CD. 3) El alumno estudiará todas las secciones correspondientes a cada lección y podrá realizar consultas por Internet, asistir a videoconferencias y a las clases de apoyo que se programen. 4) A partir del momento en que se inscribe como alumno, tiene un tiempo máximo de 3 meses para rendir el primer Test de Evaluación por Internet. En caso de no hacer- lo será dado de baja y no podrá retomar los estudios hasta que transcurra un período mínimo de 6 meses, luego del cual deberá volver a inscribirse como alumno regular. 5) El Test se aprueba con 7 puntos y en caso de reprobar se le enviará un nuevo examen que deberá realizar luego de transcurrido un tiempo mínimo de un mes, con un máximo de 3 meses. Si vuelve a reprobar deberá solicitar un nuevo Test, el cual tendrá un costo equivalente a $25. TeoríaCurSo de TéCniCo Superior en eleCTróniCA Técnico en Sistemas de Audio Damos comienzo a la cuarta etapa de la carrera de Técnico Superior en Electrónica, dedicada a los sistemas de audio, en la que se estudia todo lo correspondiente al tratamiento del sonido tanto en equipos lineales como digitales. Para poder abordar este módulo de estudio es preciso que el alumno haya estudiado y aprobado las tres etapas anteriores, cuya constitución mencionamos a continuación. ETAPA 4 Saber Electrónica Nº 314 17 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 17
  19. 19. 6) Una vez aprobado el test de evaluación podrá solicitar la descarga del CD Multimedia correspondiente a la segunda lección. A partir de la segunda lección, cada CD multimedia tiene costo. 7) La mecánica para el estudio de cada lección de las diferentes etapas es el mismo que lo ya explicado en los puntos (2) a (6). 8) Cuando culmine los estudios de cada etapa el alumno recibirá un Título Intermedio”. Otorgándosele un Diploma que acredita los logros obtenidos. Al culmi- nar los estudios de cada etapa, el título obtenido es el siguiente: 8.1) Etapa 1: Idóneo en Electrónica 8.2) Etapa 2: Técnico en Semiconductores 8.3) Etapa 3: Técnico en Electrónica Digital 8.4) Etapa 4: Técnico en Sistemas de Audio 8.5) Etapa 5: Técnico en Electrónica y Microcontroladores 8.6) Etapa 6: Técnico en Telecomunicaciones 9) Al obtener el título de la sexta etapa automáticamente se graduará como Técnico Superior en Electrónica. Sobre el eSTudio de cada lección Cada lección o guía de estudio se compone de 3 secciones: teoría, práctica y taller. Con la teoría aprende los fundamentos de cada tema que luego fija con la práctica. En la sección “taller” se brindan sugerencias y ejercicios técnicos. Para que nadie tenga problemas en el estudio, los CDs multimedia del Curso en CD están con- feccionados de forma tal que Ud. pueda realizar un curso en forma interactiva, respetando el orden, es decir estudiar primero el módulo teórico y luego realizar las prácticas propuestas. Por razones de espacio, en la revista Saber Electrónica sólo se edita una parte de la guía de estudio, razón por la cual puede descargarlas de nuestra web, sin cargo, ingresando a www.webelectronica.com.ar, haciendo clic en el ícono password e ingresando la clave dada en cada revista. La guía está en formato pdf, por lo cual al descargarla podrá imprimirla sin ningún inconveniente para que tenga la lección completa. El CD de la lección 1, de la etapa 1, lo puede descargar GRATIS y así podrá com- probar la calidad de esta CARRERA de Técnico Superior en Electrónica. A partir de la lección 2, el CD de cada lección tiene un costo de $25, Ud. lo abona por diferentes medios de pago y le enviamos las instrucciones para que Ud. lo descargue desde la web con su número de serie. Con las instrucciones dadas en el CD podrá hacer pre- guntas a su "profesor virtual" - Robot Quark- (es un sistema de animación contenido en los CDs que lo ayuda a estudiar en forma amena) o aprender con las dudas de su compañero virtual - Saberito- donde los profesores lo guían paso a paso a través de archivos de voz, videos, animaciones electrónicas y un sin fin de recursos prácticos que le permitirán estudiar y realizar autoevaluaciones (Test de Evaluaciones) per- iódicas para que sepa cuánto ha aprendido. Puede solicitar las instrucciones de descarga del CD que corresponde a esta lección, es decir, el CD Nº1 de la Cuarta Etapa y/o los CDs de las lecciones tanto de la Primera Etapa como de la Segunda Etapa de este Curso enviando un mail a capacitacion@webelectronica.com.ar o lla- mando al teléfono de Buenos Aires (11) 4301-8804. Sobre el reconocimienTo de la univerSidad Tecnológica nacional En la medida que vamos completando la edición de cada etapa, presentamos el plan de estudio realizado ante las autoridades competentes de la Universidad Tecnológica Nacional de la República Argentina con el objeto de que los títulos que lección 1, etapa 4 18 Saber Electrónica Nº 314 Esta es la primera lección de la cuarta etapa del Curso de Electrónica Multimedia, Interactivo, de enseñanza a distancia y por medio de Internet que presentamos en Saber Electrónica Nº 295. El Curso se compone de 6 ETAPAS y cada una de ellas posee 6 lecciones con teoría, prácti- cas, taller y Test de Evaluación. La estructura del curso es simple de modo que cualquier persona con estudios primarios completos pueda estudiar una lección por mes si le dedi- ca 8 horas semanales para su total compren- sión. Al cabo de 3 años de estudios constan- tes podrá tener los conocimientos que lo acre- diten como Técnico Superior en Electrónica. Cada lección se compone de una guía de es- tudio y un CD multimedia interactivo. El alumno tiene la posibilidad de adquirir un CD Multimedia por cada lección, lo que lo ha- bilita a realizar consultas por Internet sobre las dudas que se le vayan presentando. Tanto en Argentina como en México y en va- rios países de América Latina al momento de estar circulando esta edición se pondrán en venta los CDs del “Curso Multimedia de Electrónica en CD”, el volumen 1 de la prime- ra etapa corresponde al estudio de la lección Nº 1 de este curso (aclaramos que en Saber Electrónica Nº 295 publicamos la guía impre- sa de la lección 1), el volumen 6 de dicho Curso en CD corresponde al estudio de la lec- ción Nº 6. Ud. está leyendo la parte teórica de la primera lección de la cuarta etapa y el CD correspon- diente es el de la Etapa 4, Lección 1. Para adquirir el CD correspondiente a cada lección debe enviar un mail a: capacitacion@webelectronica.com.ar. El CD correspondiente a la lección 1 es GRATIS, y en la edición Nº 295 dimos las instrucciones de descarga. Si no poee la revista, solicite dichas instrucciones de des- carga gratuita a: capacitacion@webelectronica.com.ar A partir de la lección Nº 2 de la primera eta- pas, cuya guía de estudio fue publicada en Saber Electrónica Nº 296, el CD (de cada lec- ción) tiene un costo de $25 (en Argentina) y puede solicitarlo enviando un mail a capacitacion@webelectronica.com.ar Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 18
  20. 20. Teoría entregamos sean reconocidos por la mencionada Alta Casa de Estudio. A junio de 2013 la UTN reconocía los estudios correspondientes a las etapas 1 y 2 (Idóneo en Electrónica y Técnico en Semiconductores) y el Club Saber Electrónica comenzaba las acciones para el reconocimiento de la tercera etapa. Los alumnos que poseen los Diplomas otorgados por el Club Saber Electrónica pueden solicitar el Reconocimiento de la UTN sin tener que rendir ningún examen adicional, abonando un canon por gastos administrativos que a junio de 2013 eran de $200 por etapa. Sobre la Tercera eTapa: “Técnico en elecTrónica digiTal” En junio de 2013 culminamos con la edición de la sexta lección de la tercera etapa y a partir de julio de ese año está habilitado el examen correspondiente a dicha lección. Quienes aprueben el Test de Evaluación correspondiente se harán acreedores del título de “Técnico en Electrónica Digital” y recibirán el Diploma Correspondiente. Al comenzar los estudios de esta etapa el alumno ya pose conocimiento sobre las leyes fundamentales de la electrónica y estudió el comportamiento de los semi- conductores, habiendo realizado prácticas con instrumental básico de taller. En la tercera etapa estudia las familias lógicas, el comportamiento de las principales com- puertas, analiza las leyes fundamentales de la electrónica digital, realiza síntesis de funciones y se capacita en el funcionamiento de programas simuladores que le per- mitirán tomar experiencia con circuitos integrados complejos. Al terminar los estu- dios estará capacitado en el manejo de las técnicas digitales y su interacción con las diferentes tecnologías electrónicas. Sobre la cuarTa eTapa: “Técnico en SiSTemaS de audio” Con esta edición damos comienzo a la cuarta etapa de esta Carrera con la cual, una vez concluída y alcanzados los objetivos, el alumno obtiene el Título de “Técnico en Sistemas de Audio”. Tratamos en este módulo de estudio (cuarta etapa de la Carrera) todo lo referente al audio, desde el principio, para que cualquier persona que tenga, o no, conocimientos de electrónica pueda entenderlo. Estudiará, en la primera lección, qué es el sonido, cómo se desplazan las ondas sonoras, período, frecuencia, para luego seguir, el la lección Nº 2, con los modelos clásicos de amplificadores, las configuraciones circuitales básicas en donde, a través de algunas fórmulas no muy complicadas, aprenderá a calcular diferentes tipos de amplificadores según la utilidad para la cual usted lo necesite. Según las distintas configuraciones, existen varias formas de polarizar un transistor con sus ventajas y desventajas, aprenderá también a calcular capacitores de paso y verá los diferentes tipos de acoplamientos entre etapas. En la lección Nº 3 damos una explicación de qué son los preamplificadores y sus cir- cuitos derivados, como ser controles de tono, qué es realimentación negativa, reali- mentación multietapa, el sistema Baxendall, filtros, controles de volumen y balance, entradas, ecualización. La cuarta lección está dedicada a las etapas de salida, en sus diferentes configuraciones y en la siguiente lección se estudian los parlantes o bocinas como les llaman en México, su construcción, clasificación, características técnicas, cajas acústicas, construcción y detalles de diferentes diseños y su armado. Para finalizar, en la lección Nº 6 estudiará los amplificadores digitales y los equipos de última generación. Cada lección incluye prácticas y talleres con distintos montajes relacionados con el audio y que creemos le serán de utilidad, ya sea para el aprendizaje o para el desarrollo de su actividad profesional: un mezclador de audio expansible, un pre- amplificador universal, un ecualizador de 3 bandas y un medidor de potencia de audio son sólo algunos de los proyectos sugeridos. Saber Electrónica Nº 314 19 CurSo de TéCniCo Superior en eleCTróniCA Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 19
  21. 21. inTroducción Hasta el siglo pasado, para escuchar música era necesario disponer de los eje- cutantes en el lugar, por lo que la buena música era cara y obligaba a asistir a fun- ciones especiales en teatros para tal propósito. Nuestra “Era Técnica” permitió ampliar y generalizar esta posibilidad. Alrededor de 1878, Thomas Alva Edison inven- tó el aparato que hoy llamamos “fonógrafo” que puede considerarse como el pun- tapié inicial de los sistemas de registro y reproducción del sonido. El avance de la técnica ha sido tal, que en la actualidad son muy pocos los ho- gares que no cuentan con aparatos de grabación y/o reproducción del sonido (grabadores, tocadiscos, centros musicales, CDs, etc.). Como una primera aproximación podríamos definir el sonido como el movimien- to vibratorio de los cuerpos que es transmitido a través de un medio elástico como el aire, en forma de ondas de presión; notemos que no sólo los gases sino también líquidos y sólidos transmiten el sonido. En los sólidos la propagación de las ondas se realiza en ambas direcciones, es decir, longitudinal y transversalmente. Como fenómeno físico, el sonido puede definirse como la perturbación produci- da por un cuerpo que está vibrando dentro de un medio y que puede identificárselo por sucesivas variaciones de presión que provocan la generación de las denomi- nadas “Ondas Sonoras” que se propagan a través de este medio transportando energía a una determinada velocidad. Por lo tanto, “sonido” es el movimiento vibratorio producido por un cuerpo y “sen- sación sonora” -no confundir- es el efecto que produce una onda sonora en el órgano auditivo. lección 1, etapa 4 20 Saber Electrónica Nº 314 Figura 1 el Sonido El sonido es una forma de energía que se transmite desde el cuerpo que la irradia a través del medio que lo circunda, en forma de ondas de presión. En esta lección, con la que damos comienzo a la cuarta etapa de la Carrera de Técnico Superior en Electrónica, veremos las características de las ondas sonoras. ETAPA 4 - LECCIÓN Nº 1 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 20
  22. 22. Teoría ¡Atención! para la producción de un sonido no sólo es necesario que un cuerpo vibre, sino que hace falta un medio material que permita la propagación de la onda sonora. Quizás esto último pueda parecer extraño, pero se demuestra fácilmente colocando una radio dentro de una campana de vidrio. Si en el interior de la cam- pana hay aire, desde el exterior se escuchará el sonido emitido por la radio, aunque un poco atenuado (figura 1-a). Quitemos ahora el aire contenido en el interior del recipiente; notaremos que el sonido deja de percibirse ya que deja de existir el medio de transmisión del sonido: “el aire” (figura 1-b). Consideremos ahora una regla de acrílico común de las que usan los estu- diantes, a la que sujetamos contra el borde de una mesa, con la mano (figura 2). Con la otra mano doblemos la regla hacia arriba o hacia abajo y soltémosla; inmediatamente percibiremos un sonido (figura 3). Vea que el medio que envuelve a la regla es el aire, tal que al pasar la regla de la posición 1 a la 2, comprime el aire que se encuentra enci- ma y enrarece (depresiona) el aire que se encuentra por debajo. Desde la posición 2 a la 3 el camino recorrido es inverso y la situación se invierte (se comprime el aire por debajo de la regla y se expande el que se encuentra por arriba). Todos los puntos del recorrido de la regla experimentarán varia- ciones alternativas de presión que se pueden representar como una onda senoidal, tal como se observa en la figura 4. El alumno ya habrá notado que la señal dibujada tiene forma de onda senoidal, la cual se caracteriza con varios parámetros, como ser: período, amplitud de pico, amplitud de pico a pico, valor instantáneo, frecuencia, etc. Para facilitar el estudio recordemos la definición de cada uno de estos parámetros: ampliTud de la vibración o valor de pico Es la distancia que existe entre el punto en que la regla alcanza la máxima elongación y la posición inicial de la misma (distancia entre los puntos 1 y 2 de la figura 5). ampliTud pico a pico de la vibración Es la distancia que existe entre los puntos en que la regla alcanza las máximas elongaciones en ambos sentidos. ampliTud inSTanTánea Es la amplitud que alcanza el movimiento de la regla en un instante de tiempo determinado respecto del valor de reposo. ciclo Es el recorrido efectuado por la regla al pasar dos veces consecutivas por la posi- ción 1 en el mismo sentido. período Es el tiempo empleado por la regla en completar un ciclo; se lo designa con la letra T. Frecuencia Es la inversa del período; es decir, es la cantidad de ciclos que completa la regla Saber Electrónica Nº 314 21 Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 5 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 21
  23. 23. en la unidad de tiempo, y se la designa con la letra f. Como regla general podemos decir que el rango de frecuencias audibles está entre 20 ciclos por segundo y 20.000 ciclos por segundo. La fórmula que relaciona a la frecuencia con el período es la siguiente: 1 f = ————— T El sonido se propaga con velocidad constante, la cual sólo depende del medio en que se desplaza. Esto quiere decir que la longitud de onda de una señal que se desplaza en el tiempo dependerá del medio y se calcula como: l = Velocidad de Propagación x Período Recuerde que para una onda electromagnética, por ejemplo, la longitud de onda se calcula como: V l = —————— = V x T f Donde V es la “velocidad de la luz” y corresponde a la velocidad de desplaza- miento de dichas ondas (la luz es como una gama de ondas electromagnéticas que podemos percibir con los ojos). El sonido se propaga a una velocidad mucho menor que las ondas electro- magnéticas. Podemos ver las velocidades que adquieren las ondas acústicas en la tabla 1. También se puede definir el sonido como una perturbación del medio que, al lle- gar al oído, produce una sensación auditiva. Los sonidos periódicos (repetitivos), a su vez, pueden tener o no carácter musi- cal, mientras que los sonidos aperiódicos (que no se repiten) son generalmente ca- talogados como ruidos. Los sonidos periódicos se caracterizan por su tono, por su timbre y por su inten- sidad. El tono aumenta cuando se pasa de los sonidos graves (bajas frecuencias) a los sonidos agudos (altas frecuencias). De esta manera, el tono de un sonido queda determinado por su frecuencia, pero muchas veces el sonido no es puro y está com- puesto por más de una señal de distintas frecuen- cias. En ese caso el tono queda determinado por la frecuencia del sonido fun- damental. Así, por ejemplo, si se coloca un fleje de madera sobre una rueda dentada que está girando (es el caso de las “matracas” uti- lizadas en los festejos de carnaval), tal como se grafi- ca en la figura 6, el tono del sonido emitido por el con- lección 1, etapa 4 22 Saber Electrónica Nº 314 TA­BLA­I Velocidades­que­adquieren­las­ondas­acústicas­en­distintos­medios medio velocidad Aire frío (0°C) 331 m/seg Aire moderado (25°C) 343 m/seg Hidrógeno frío (0°C) 1290 m/seg Agua de río 1450 m/seg Agua de mar 1504 m/seg Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 22
  24. 24. Teoría junto dependerá de la velocidad de giro de la rueda, ya que si gira a mayor velocidad, el fleje golpeará contra los dientes de la rueda mayor cantidad de veces por segun- do, y el sonido tendrá un tono más agudo (aumentó la frecuencia de los golpes). En general, el oído humano no entrenado no está capacitado para distinguir variaciones muy pequeñas en el tono de un sonido, y mucho menos saber cuál es la frecuencia de la señal que le dio origen, si bien puede deducir si se trata de una señal de baja frecuencia o alta frecuencia. Por esta razón, en música no se habla de frecuencia, sino de “intervalo”, aduciendo a las relaciones entre frecuencias; las “notas musicales” poseen fre- cuencias características y un grupo de siete notas ocupan un intervalo musical. Ver tabla 2. Así, por ejemplo, si en un intervalo musical el “la” posee una frecuencia de 440Hz, en el intervalo siguiente el “la” emitido tendrá el doble de frecuencia, es decir, 880Hz. Se estudiará más adelante que a este intervalo se lo denomina OCTAVA MUSICAL. Pero nos podemos hacer la siguiente pregunta: ¿Cómo es que la misma nota ejecutada por un violín produce una sensación sonora distinta de la de un piano? Las dos notas tendrán el mismo tono pero causan distinta impre- sión a nuestros oídos, ya que se distinguirán por el “timbre”. El timbre de un sonido queda determinado por la cantidad de armónicas que acompañan a un sonido fundamental cuando éste es emitido y también por la amplitud de esos armónicos. Por ejemplo, una señal senoidal de 1000Hz no se escuchará igual que una onda cuadrada de igual frecuencia ya que la primera es una señal pura mientras que la onda cuadrada, como sabemos, posee muchas armónicas impares de la fundamen- tal (vea la figura 7). Se dice que un sonido es rico en armónicas cuando va acompañado hasta la 6a ó 7a armónica con amplitudes apreciables. Si posee mayor cantidad de armónicas (más agudos) el sonido se torna muy áspero. Además, los sonidos con armónicas impares (como la onda cuadrada) resul- tan agradables, mientras que donde predominan las armónicas pares (como la onda triangular) resultan desagradables. Dos personas se distinguen por su timbre de voz, pues si bien pueden decir lo mismo con tonos parecidos, la sensación sonora es distinta en ambos casos. Cuando Ud. habla por teléfono su voz tiende a deformarse, ya que si bien se puede entender perfectamente lo que dice, el sonido parece distinto. Lo que ocurre es que la central telefónica no deja pasar las armónicas superiores a 4000Hz (apro- ximadamente) ya que la respuesta del canal telefónico está limitada a esa fre- cuencia. Si un sonido viene acompañado por una señal que no es armónica de la fundamental, se interpretará como “ruido” ya que la sensación sonora Saber Electrónica Nº 314 23 Figura 6 TA­BLA­II Las­notas­musicales­se­agrupan­en­un­intervalo­que­en­frecuencias­ corresponde­a­una­relación­igual­a­“2”­entre­una­nota­de­un­intervalo­y­la­misma­nota­del intervalo­siguiente do re mi fa sol la­ si do 9 5 4 3 5 15 1 ––––– ––––– ––––– ––––– ––––– ––––– 2 8 4 3 2 3 18 Figura 7 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 23
  25. 25. será desagradable. La intensidad de las ondas sonoras determinan las mayores o menores presiones y depresiones que la onda provoca sobre los tímpanos de nuestros oídos. Si volvemos al caso en que vibraba la regla sujeta por un extremo, cuando aumenta la amplitud de las vibraciones, aumentará la energía transportada por la onda sonora y mayor será la intensidad del sonido. “Se dice que un sonido es más intenso cuanto mayor sea la energía transportada por la onda sonora”. La intensidad mínima de sonido capaz de ser reproducida por el oído humano es de 10-16 watt/cm2 o, lo que es lo mismo 0,0002 dina/cm2 . A esta intensidad mínima se la llama UMBRAL AUDITIVO INFERIOR o INTENSIDAD UMBRAL, ya que es el “umbral” entre las señales que se escuchan, y las que no se escuchan y se la designa como Wo (Wo = 10-16 watt), vea la figura 8. Se debe tener en cuenta que la respuesta del oído no es lineal con la potencia, sino logarítmica; esto quiere decir que, si asignamos el valor “1” como sensación sonora a una potencia 10 veces superior a la de umbral (10Wo), para que el oído humano reconcozca el doble de la sensación sonora inicial hace falta aplicar una poten- cia de 100Wo. Vea la tabla 3. Esto quiere decir que, para obtener un aumento uni- tario de la sensación auditiva, se debe aumentar la potencia 10 veces. Dicho de otra manera, el sonido emi- tido por un amplificador de 10 watt no se escuchará como el doble de la sensación auditiva de un amplifi- cador de 5 watt. curva umbral El oído no responde de la misma manera para todas las frecuencias. Se dice que el oído medio humano reconoce señales comprendidas entre 40Hz y 16000Hz pero se ha con- venido en señalar que el espectro audible va de 20Hz a 20kHz. Asimismo, la intensidad umbral es distinta para todas las frecuencias. Por ejemplo, el oído responde mejor a las denominadas frecuencias medias (entre 800Hz y 4500Hz aproximadamente). Hemos dicho anteriormente, (y graficado en la figura 8) que la intensidad umbral era de Wo = 10-16 watt/cm2 . Esta intensidad se da para una frecuencia de 1000Hz. Para 100Hz la intensidad umbral ronda el valor Wo’ = 10-12 watt/cm2 ; es decir, se reconoce recién cuando la potencia es 10000 veces mayor que la mínima potencia audible para 1000Hz. Los valores de potencia mínima reconocible para cada frecuencia se dan en una CURVA DE INTENSIDAD UMBRAL que abarca todo el espectro audible. Así, por ejemplo, para una frecuencia de 500Hz la intensidad umbral es de 10-14 watt/cm2 ; es decir, sólo se escucharán los tonos de 500Hz por encima de esa potencia. Idéntico análisis puede efec- tuarse para cualquier otra frecuencia. lección 1, etapa 4 24 Saber Electrónica Nº 314 Figura 8 Figura 9 TA­BLA­III­-­Sensación­sonora­relativa Potencias en watt Sensación sonora 10-15watt (10Wo) 1 10-14watt (100Wo) 2 10-13 watt (1000Wo) 3 10-12 watt (10000Wo) 4 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 24
  26. 26. Teoría curva de SenSación doloroSa La curva de intensidad umbral determina el nivel mínimo de intensidad recono- cible por el oído humano para distintas frecuencias. Si se aumenta la potencia del sonido llega un momento en que produce una sensación de dolor. La CURVA DE SEN- SACION DOLOROSA determina el límite, pasado el cual, el sonido produce una sen- sación de dolor en nuestros oídos (tal como se puede apreciar en la figura 9). Como se observa, la zona del gráfico encerrada por las curvas de intensidad umbral y sen- sación dolorosa, determina el nivel que pueden tomar los sonidos de distintos tonos para que puedan escucharse por el oído humano sin inconvenientes. Se ve en el gráfico que para un sonido de 1000Hz la intensidad dolorosa (Wd) es de 10-4 watt/cm2 (luego se estudiará que corresponde a 120dB). Se debe deducir entonces que una presión de 1 watt/cm2 con una frecuencia de 1000Hz provocará lesiones muy graves en el oído. Saber Electrónica Nº 314 25 Figura 10 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 25
  27. 27. la cadena audioFrecuenTe El sonido puede convertirse en una corriente eléctrica. Llamamos transductores electroacústicos a los dispositivos capaces de convertir una señal eléctrica en un sonido. Así, el micrófono es un transductor que convierte la energía sonora en co- rriente eléctrica. Para que el transductor sea útil debe proporcionar una salida que represente una réplica exacta de la onda que lo está excitando. La altura o amplitud de la señal eléctrica representa la intensidad del sonido; la frecuencia representa el tono y la forma de onda, el timbre. Estos tres elementos deben corresponderse entre sí. Obtenida la corriente eléctrica como una réplica exacta de la onda sonora que le dio origen, el sonido puede amplificarse, grabarse y reproducirse por medios eléctri- cos y electrónicos. Los procesos que sufre la señal desde su conversión en corriente eléctrica hasta la reproducción por medio de parlantes u otros reproductores electroacústicos se lleva a cabo en la denominada “CADENA AUDIOFRECUENTE”, figura 10. Si consideramos un “viejo” disco fonográfico como el medio de grabación de la corriente eléctrica correspondiente al sonido que le dio origen, el primer eslabón de la cadena audiofrecuente será un micrófono; luego las corrientes eléctricas produci- das por éste son amplificadas con el objeto de que adquieran el nivel necesario para que puedan excitar una cabeza grabadora magnética. Así se puede grabar en cinta magnética la señal requerida (llamada “Señal de Audio”) para que puedan grabarse muchos discos según la información almacenada en la cinta. Posteriormente, una cabeza lectora transmitirá la señal de audio a una púa especial denominada “estilo grabador”. Dicha púa va cavando un surco en el disco que gira a velocidad constante (generalmente a razón de 33 y 1/3 de revoluciones por minuto). De esta manera, en los surcos del disco queda grabada la información que luego se podrá recoger con un cabezal reproductor (fonocaptor) obteniendo así nueva- mente una señal eléctrica que deberá ser amplificada y por medio de reproductores acústicos se convertirá nuevamente en sonido que será expulsado al medio amb- iente. Digamos, entonces, que la cadena audiofrecuente es el “eslabón” entre el INTERPRETE y el OYENTE y no sólo se puede conseguir mediante la grabación de dis- cos sino también mediante una emisión radiofónica o por medio de la grabacion de cintas magnetofónicas. A lo largo de esta obra nos ocuparemos de cada uno de los elementos que inte- gran estas cadenas de audio. En última instancia, la finalidad que perseguimos es tratar de reproducir un sonido exactamente igual al que se produce en el lugar de origen, dentro de lo que percibe el oído humano o, a veces, introducirle deforma- ciones que resulten agradables al oyente. laS ondaS elecTromagnéTicaS Como un breve repaso a lo aprendido en la primera etapa, recordemos que el físico británico James Clerk Maxwell estableció la teoría de las ondas electromag- néticas en una serie de artículos publicados en la década de 1860. Maxwell analizó matemáticamente la teoría de los campos electromagnéticos y afirmó que la luz vi- sible era una onda electromagnética. Los físicos sabían desde principios del siglo XIX que la luz se propaga como una onda transversal (una onda en la que las vibraciones son perpendiculares a la direc- ción de avance del frente de ondas). Sin embargo, suponían que las ondas de luz requerían algún medio material para transmitirse, por lo que postulaban la existencia de una sustancia difusa, lla- lección 1, etapa 4 26 Saber Electrónica Nº 314 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 26
  28. 28. práctica mada éter, que constituía el medio no observable. La teoría de Maxwell hacía innece- saria esa suposición, pero el concepto de éter no se abandonó inmediatamente, porque encajaba con el concepto newtoniano de un marco absoluto de referencia espaciotemporal. Un famoso experimento realizado por el físico estadounidense Albert Abraham Michelson y el químico de la misma nacionalidad Edward Williams Morley a finales del siglo XIX socavó el concepto del éter, y fue muy importante en el desarrollo de la teoría de la relatividad. De este trabajo concluyó que la velocidad de la radiación electromagnética en el vacío es una cantidad invariante, que no depende de la velocidad de la fuente de radiación o del observador. movimienTo ondulaTorio Proceso por el que se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de propagación se produce un desplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de equilibrio. Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del sonido que viaja por la atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que se forman en la superficie del mar) o de porciones de una cuerda o un resorte. En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y sólo la energía avanza de forma continua. Estas ondas se denominan mecánicas porque la energía se transmite a través de un medio material, sin ningún movimiento global del propio medio. Las únicas ondas que no requieren un medio material para su propagación son las ondas electromagnéticas; en ese caso las oscilaciones corresponden a varia- ciones en la intensidad de campos magnéticos y eléctricos. TipoS de movimienTo ondulaTorio Las ondas son una perturbación periódica del medio en que se mueven. En las ondas longitudinales, el medio se desplaza en la dirección de propagación. Por ejemplo, el aire se comprime y expande (figura 11) en la misma dirección en que avanza el sonido. En las ondas transversales, el medio se desplaza en ángulo recto a la dirección de propagación. Por ejemplo, las ondas en un estanque (figura 12) avanzan hori- zontalmente, pero el agua se desplaza verticalmente. Los te- rremotos generan ondas de los dos tipos, que avanzan a dis- tintas velocidades y con distintas trayectorias. Estas diferen- cias permiten determinar el epicentro del sismo. Las partícu- las atómicas y la luz pueden describirse mediante ondas de probabilidad, que en ciertos aspectos se comportan como las ondas de un estanque. regioneS del eSpecTro Un espectro es una serie de colores semejante a un arco iris —por este orden: violeta, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo— que se produce al dividir una luz compuesta como la luz blanca en sus colores constituyentes. El arco iris es un espec- tro natural producido por fenómenos meteorológicos. Puede lograrse un efecto si- milar haciendo pasar luz solar a través de un prisma de vidrio. La primera explicación correcta de este fenómeno la dio en 1666 el matemático y físico británico Isaac Newton. Cuando un rayo de luz pasa de un medio transparente como el aire a otro medio transparente, por ejemplo vidrio o agua, el rayo se desvía; al volver a salir al aire Saber Electrónica Nº 314 27 Figura 11 Figura 12 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 27
  29. 29. vuelve a desviarse. Esta desviación se denomina refracción; la magnitud de la refrac- ción depende de la longitud de onda de la luz. La luz violeta, por ejemplo, se desvía más que la luz roja al pasar del aire al vidrio o del vidrio al aire. Así, una mezcla de luces roja y violeta se dispersa al pasar por un prisma en forma de cuña y se divide en dos colores. Los aparatos para observar visualmente un espectro se denominan espectro- scopios; los que sirven para observar y registrar un espectro fotográficamente se lla- man espectrógrafos; los empleados para medir la intensidad de las diferentes partes del espectro se denominan espectrofotómetros. La ciencia que utiliza los espectro- scopios, espectrógrafos y espectrofotómetros para estudiar los espectros se conoce como espectroscopia. Para medidas espectroscópicas extremadamente precisas se emplean interferómetros. En el siglo XIX, los científicos descubrieron que más allá del extremo violeta del espectro podía detectarse una radiación invisible para el ojo humano pero con una marcada acción fotoquímica; se la denominó radiación ultra- violeta. Igualmente, más allá del extremo rojo del espectro se detectó radiación infrarroja que aunque era invisible transmitía energía, como demostraba su capaci- dad para hacer subir un termómetro. Como consecuencia, se redefinió el término espectro para que abarcara esas radiaciones invisibles, y desde entonces se ha ampliado para incluir las ondas de radio más allá del infrarrojo y los rayos X y rayos gamma más allá del ultravioleta. En la actualidad, el término espectro se aplica frecuentemente en un sentido más amplio a cualquier distribución ordenada producida por el análisis de un fenómeno complejo, figura 13. Un sonido complejo, como por ejemplo un ruido, puede analizarse como un espectro acústico formado por tonos puros de diferentes frecuencias. Igualmente, una mezcla compleja de elementos o isótopos con distinta masa atómica puede ser separada en una secuencia ordenada según su masa atómica y denomina- da espectro de masas. La espectroscopia no sólo ha proporcionado un método impor- tante y sensible para el análisis químico, sino que ha sido el principal instrumento para descubrimientos en campos aparentemente no relacionados, como la astrofísica o la teoría atómica. En general, los cambios en el movimiento de los electrones exteriores de los átomos dan lugar a espectros en la región visible, infrarroja y ultravioleta. Los cambios en el movimiento de los electrones interiores de los átomos pesados pro- ducen espectros de rayos X. Los cambios en la configuración del núcleo de un átomo producen espectros de rayos gamma. Los cambios en la configuración de las molécu- las producen espectros visibles e infrarrojos. Los distintos colores de luz tienen en común el ser radiaciones electromagnéti- cas que se desplazan con la misma velocidad, aproxi- madamente 300.000 kilómetros por segundo. Se diferencian en su frecuencia y longitud de onda (la fre- cuencia es igual a la veloci- dad de la luz dividida entre la longitud de onda). Dos rayos de luz con la misma longitud de onda tienen la misma frecuencia y el mismo color. La longitud de onda de la luz es tan corta que suele expresarse en nanómetros (nm), que equi- valen a una milmillonésima de metro, o una millonésima de milímetro. La longitud de onda de la luz violeta varía entre unos 400 y 450 nm, y la de la luz roja entre unos 620 y 760 nm. J lección 1, etapa 4 28 Saber Electrónica Nº 314 Figura 13 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 28
  30. 30. práctica ampliFicador 20W eSTéreo Este amplificador proporciona dos canales de potencia de hasta 20 watt reales a partir de dos entradas de línea. Es ideal para usar en computadoras dado que su relación precio/potencia/complejidad es optima, figura 1. En el circuito se observa sólo una de las etapas del sistema dado que en todo circuito estéreo ambos canales son exactamente iguales. Los números entre parén- tesis representa el equivalente del terminal para el segundo canal. El corazón de este proyecto es un circuito de la firma National Semiconductors, el LM1876, el cual dispone en su pastilla de dos amplificadores operacionales de potencia con funciones de mute (silenciar) y stand-by (desconectar), las cuales no hemos implementado en este diseño para simplifi- carlo al máximo. La señal entrante, luego de ser acondiciona- da y nivelada, ingresa al amplificador por su entrada no inver- sora. A la salida de éste parte de la señal resultante es rein- sertada al amplificador por su terminal inversora para formar la red de realimentación. Dado que el circuito está interna- mente balanceado cuando trabaja con fuente partida no es necesario instalar el capacitor de “BootStrap” en la salida. alimenTación Este sistema requiere para funcionar una tensión de +/- 28 volt y una corriente de 2 ampere. Para obtenerlos se puede emplear la clásica fuente con transformador, puente de diodos y capacitores, figura 2. En este caso el transformador debe tener un primario acorde a la tensión de red (110V ó 220V) y un secundario con punto medio de 20V por cada ramal (40V de extremo a extremo). Los diodos deben ser de 100V / 3A del tipo 1N5406 o similar. También puede utilizarse un puente rectificador, que facilita la tarea y reduce la cantidad de pistas/espacio. Los capacitores de filtrado son de 4700µF x 50V. diSipador de calor Pieza clave en todo sistema de audio, el disipador que en esta oportunidad usamos es un simple cooler de computación para Pentium III. Utilizamos ese mode- lo dado que dispone de una superficie metálica mayor que los tradicionales. Para ali- mentar el ventilador basta con tomar la fase positiva de la fuente y bajar su tensión con un regulador 7812 disipado individualmente. Saber Electrónica Nº 314 29 CurSo de TéCniCo Superior en eleCTróniCA proYeCToS Debido a que el alumno posee conocimientos básicos de electró- nica, ya sabe construir circuitos impresos y puede realizar la simulación de proyectos, proponemos el montaje de algunos cir- cuitos básicos de audio. Figura 1 Figura 2 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 29
  31. 31. conTrol auTomáTico de volumen Proponemos el armado de un control automático de volumen para TV y radio. Ajusta el nivel a un punto fijo. Si está bajo lo sube, si está alto lo baja. Basándonos en un integrado desarrollado para grabadores de cassette, el cual incluye en su pastilla circuitos de control automático de nivel, hicimos un equipo capaz de nivelar una señal de audio sin importar su nivel original. En otras palabras controla el volumen por nosotros y a nuestro gusto, figura 3. El circuito es por demás simple y se reduce a un puñado de componentes pasivos, además del circuito integrado. Por mas que tenga un televisor, radio o vídeo grabadora monoaural le recomendamos armar las dos etapas porque el día de mañana puede tener un equipo estéreo y no va a ponerse a soldar de nuevo. Además, lo que puede economizar armando un solo canal es insigni- ficante. La alimentación puede ser cualquier tensión continua de entre 6 y 12 volt, y no necesariamente estabilizada. Lo que es importante es que esté bien filtrada, para evitar ruidos de alterna en el audio. Este dispositivo es ideal para ser intercalado entre el reproductor de DVD y el TV por medio de los conectores de AV. También es adecuado para ponerlo entre e sin- tonizador y el amplificador de una cadena de audio. En el caso de colocarlo dentro de algún equipo o TV tener precaución con las vías de audio, porque en algunos equipos éstas pueden tener DC dando vueltas por ahí y pueden hacer macanas. Si lo ponen en un circuito a modificar, controlar de no po- nerlo después del control de volumen, para evitar que este mando quede inutilizado. ecualizador de graveS y agudoS El control de tonos de la figura 4 tiene dos potenciómetros que per- miten ajustar la presencia de graves y agudos en una señal de audio. Se utiliza un circuito integrado de altas prestaciones para audio que con- tiene en su pastilla dos amplificadores operacionales. Se trata del NE5532, el cual se alimenta con +/- 15V. El poten- ciómetro de 50kΩ a la entrada establece el nivel de entrada o sensi- bilidad del sistema. El pre-set de 20kΩ primeramente debe situarse al centro de su cursor. Si se presentasen distorsión o deforma- ciones en el audio disminuir éste hasta lograr una reproducción fiel. El poten- ciómetro de 100kΩ ajusta la cantidad de graves, mientras que el de 10kΩ hace lo mismo con los agudos. lección 1, etapa 4 30 Saber Electrónica Nº 314 Figura 3 Figura 4 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 30
  32. 32. práctica Como la alimentación es simétrica por el terminal 4 del integrado (Marcado GND en la imagen de arriba) debe ir a -15V mientras que el terminal 8 (Marcado como Vcc) debe ir a +15V. La masa debe cablearse a 0V, que en integrado no se conecta mas que a la entrada no inversora del segundo operacional (terminal 5). diSTorSionador “Fuzz” para guiTarra elécTrica Todos sabemos que para grabar una guitarra criolla (guitarra tradicional usada en Argentina) basta con acercar un micrófono de buena calidad para poder captar el sonido. Pero en las guitarras eléctricas la forma de hacer salir sonido requiere el uso de un amplificador, el cual debe ser excitado por medio un previo adecuado. En esta ocasión presenta- mos un proyecto en el cual no solo se propone un buen pream- plificador sino que, además, se da la posibilidad de alterar el tono (mas grave o agudo) y de distorsionar el sonido (efecto fuzz) haciendo parecer que se está empleando un viejo amplifi- cador valvular. El circuito se muestra en la figura 5. Para nuestro prototipo empleamos un amplificador operacional integrado doble el cual usaremos por un lado para hacer las veces de previo y, por el otro, para efec- tuar la distorsión en sí de la señal de audio. Dotamos al sistema, además, de un interruptor que permite anular el efecto fuzz, dejando pasar intacta la señal de entra- da. La señal ingresa desde la guitarra o bajo por medio del conector marcado como IN. Pasando a través del capacitor y la resistencia ingresa a la primera sección del circuito integrado LM358 el cual actúa como previo. El conjunto RC conectado entre la salida (pin 1) y la entrada inversora (pin 2) actúa como realimentador, desde donde se toma una muestra de la señal para efec- tuar el control de la tonalidad. A la salida la señal ingresa a la segunda mitad del inte- grado, donde hay otro operacional. Además va a la llave selectora que permite uti- lizar o anular el efecto fuzz. En este caso el circuito de realimentación incluye un par de diodos en paralelo opuesto que se encargan de recortar la señal. La magnitud de la señal recortada depende del cursor del potenciómetro de 50kΩ, el cual actúa como regulador de efecto. La salida de este amplificador (pin 7) se aplica a la otra terminal de la llave selectora de efecto, cuyo punto medio se inyec- ta al potenciómetro que establece el nivel de la señal de salida que finalmente sal- drá hacia la etapa de potencia. El circuito se alimenta de una batería de 9V del tipo comercial, aunque también se lo puede alimentar con un adaptador AC/DC. En este caso se recomienda usar uno de buena calidad que esté bien filtrado para que no induzca ruidos en la señal. Dado que internamente el circuito trabaja con fuente partida se ha dispuesto un par de resistencias (las de 100kΩ) en serie de cuya unión central se obtienen los 4.5V de referencia. Saber Electrónica Nº 314 31 Figura 5 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 31
  33. 33. Timbre "ding-dong" Este timbre produce el clásico sonido de campanillas "Ding-Dong" pero no utiliza para ello piezas mecánicas. Con un integrado diseñado para tal uso y algunos com- ponentes más se logra el mismo efecto y en estado sólido (sin piezas móviles). Cada vez que se pulsa el timbre el generador de Ding-Dong crea una débil señal de audio con el sonido de las campanillas. La señal es elevada en su volumen por el amplificador y es repro- ducida por el parlante. La fuente de ali- mentación provee al circuito de la ten- sión necesaria para operar. La inter- face permite conectar el circuito a tim- bres alimentados centralmente como el de edificios o portero eléctrico. El circuito, figura 6, recibe ali- mentación a través del punto marcado V+ y masa. El corazón del mismo es el integrado HT2811. Por el pin 1 ingresa el pulso de disparo, indicándole al chip que produzca el sonido "Ding-Dong". Los pines 2 y 3 se conectan a conjuntos RC que establecen cada uno de los sonidos (2 = "Ding" / 3 = "Dong"). Alterando estos com- ponentes se logra variar el sonido de las campanillas. El pin 4 corresponde a la masa. Por el pin 5 sale la señal de audio que es amplificada por un par de transis- tores de uso general. Los terminales 6 y 7 se conectan a una resistencia de 680kΩ que ajusta la ganancia del pre-amplificador interno del chip. Por último por el termi- nal 8 ingresa la alimentación al chip la cual es limitada en corriente por la resisten- cia de 100 ohm y estabilizada a 3.3V por medio del diodo Zener. El capacitor de 100µF filtra el posible rizado que quede en la línea de alimentación. En caso de emplear este timbre en departamentos o lugares donde no es posi- ble modificar el conexionado del pulsador del timbre hay que emplear la interfaz de la figura 7. La misma recibe en su entrada una tensión alterna o continua y la recti- fica por medio del puente rectificador PR cuya salida conti- nua es filtrada por el capacitor de 470µF y posteriormente ataca la bobina de un pequeño reed relay. La llave de este relay dispara el circuito principal tal como lo haría un pulsador convencional. El puente rectificador (PR) puede ser cualquiera formado por diodos de 1A x 250V o más. En tanto la tensión de la bobina del relé debe ser la misma que la ten- sión de la chicharra original del anterior timbre (generalmente es de 12V). Si bien se puede accionar el relé sin rectificar ni filtrar la línea no es conveniente porque la corriente alterna haría comportarse al relé como una chicharra, abriendo y ce- rrando su llave 50 veces por segundo y esto puede causar algún daño en el mecanismo al cabo de un tiempo. La fuente de la figura 8 adapta la tensión de la red eléctrica domiciliar a la requerida por el equipo. A su vez permite alimentar el conjunto con pilas para oca- siones en que el suministro eléctrico falla. El transformador reduce la tensión a 4.5V de corriente alterna. El puente rectificador (PR) convierte la corriente alterna en con- tinua, la cual es filtrada por el capacitor de 2200µF. Los diodos 1N4007 hacen las veces de selector de fuente haciendo funcionar el sistema con red eléctrica o pilas según sea necesario. El fusible protege la sección de 220v del transformador. El puente rectificador (PR) puede ser cualquiera cuya tensión sea mayor a 250V y cuya corriente no sea inferior a 1A. El punto +V representa la salida de la fuente, mientras que las pilas (4 en serie) ingresan por los puntos +Bat y -Bat. J lección 1, etapa 4 32 Saber Electrónica Nº 314 Figura 6 Figura 7 Figura 8 Tec Sup E4 L1.qxd:LECC 1 .qxd 08/28/2013 12:40 Página 32
  34. 34. Manuales Técnicos Saber Electrónica Nº 314 33 ConfiguraCión fáCil y avanzada de un router Wi-fi Cada vez más son usadas las conexiones inalámbricas para tener conexión de red, a tal punto que las nuevas computadoras portátiles ya no incluyen conexión alámbrica Ethernet. Las redes son herramientas útiles para compartir recursos computacionales. Ud. Puede acceder a una impreso- ra desde diferentes computadores o archivos localizados en el disco duro de otro computador. Las redes son usadas también para jugar entre varios PC’s. Por lo tanto las redes no son solo para tra- bajo sino también para diversión. Las PCs que están conectadas entre si forman una red de área local o LAN. Estos se conectan con cables ethernet por lo que se refiere a red cableada. Las PCs equipadas con tarjetas y adaptadores inalámbricas se pueden comunicar sin el problema de los cables. Al compartir las mismas configuraciones, dentro del radio de transmisión, forman una red inalámbrica. Esto se llama a veces una WLAN. El Wireless-G Broadband Router puede conectar entre los Standard 802.11B/802.11G y las redes alámbricas, permitiendo a todos comunicarse entre si. Es decir, un router Wireless-G o Wireless-B (en adelante, router Wi-Fi) le permitirá tener una red, compartiendo la conexión de Internet, documentos y archivos de una manera fácil y segura. Un router es un dispositivo que permite la conexión a Internet a través de una red. Con router, este acceso puede ser compartido usando los puertos del switch o a través del punto de acceso ina- lámbrico a una velocidad de 11Mbps (Wireless-B) o 54Mbps (Wireless-G). Además, el estándar Wireless-G provee una gran seguridad en que sus puertos del switch están protegidos a través del cortafuegos SPI (Inspección del Estado de Paquetes, Stateful Packet Inspection) y NAT. Todas esas características de seguridad, así como sus configuraciones, son manejadas, generalmente, a través de una interfase de usuario en una ventana del Internet. Con sus computadoras conectadas, alámbricos, inalámbricos, y el Internet, puede compartir archi- vos, Internet e, incluso, juegos. Además, el Wireless-G Broadband Router puede proteger su red de accesos no autorizados si lo configura adecuadamente. Las instrucciones que brindamos en esta guía lo pueden ayudar a conectar un router Wi-Fi, con- figurarlo, y permitir conexiones con sus diferentes redes. Estas instrucciones deberían ser todo lo que necesita para obtener al máximo los beneficios de estos equipos de comunicaciones. Basaremos las instrucciones en uno de los equipos más comercializados en América Latina, el modelo WRT54G de la empresa Linksys, sin embargo, lo explicado podrá ser usado para la confi- guración de otras marcas y modelos ya que, aunque puede encontrar pantallas ligeramente dife- rentes, los conceptos son similares para todos los equipos. Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejo - hvquark@webelectronica.com.ar Manual - Configurar router.qxd:*Cap 4 - telefonia 08/27/2013 14:37 Página 33
  35. 35. Manuales Técnicos INTRODUCCIÓN Cada vez es menos frecuente el uso de modems para las conexiones ADSL, todas las operadoras suelen ofrecer otros dispositivos más complejos de usar y configurar, pero que al mismo tiempo ofrecen un amplio abanico de posibilidades en cuanto a capacidades de cone- xión. Estos dispositivos, identificados general- mente por la palabra router, permiten la cone- xión de varios ordenadores montando peque- ñas redes locales, estando limitado el número de máquinas conectadas a la red al número de conectores o bocas ethernet de que dispone. Estos dispositivos nos ofrezcan la posibili- dad de utilizar las nuevas tecnologías de comu- nicaciones inalámbricas, lo que amplía el núme- ro de equipos conectados a la red de manera considerable. En este tutorial explicamos como configurar todo un clásico, el router Linksys WRT54G, y ponerlo en marcha de la manera más sencilla posible. Este router es único entre los dispositivos de consumo doméstico, esto se debe a que los desarrolladores de Linksys tuvieron que liberar el código fuente del firmware del dispositivo para cumplir con las obligaciones de la GNU GPL (General Public License o licencia pública general) relacionada con la libre distribución de software. Este hecho permite a los entusiastas de la programación modificar el firmware para añadir o cambiar funcionalidades del dispositi- vo. Actualmente existen varios proyectos de desarrollo que proveen versiones mejoradas del firmware para el WRT54G. En primer lugar vamos a ver como es el rou- ter y sus características básicas, en la imagen de la figura 1, podemos observar la parte frontal del router En la imagen vemos diferentes LEDS cuya función es la siguiente: 1 - LED Power. En verde, indica que el rou- ter está encendido. 2 - LED DMZ. Nos indica que está habilitada la opción DMZ (DesMilitarized Zone) en la que hay algún equipo que se encuentra fuera de la zona de seguridad, por la propia configuración del router. 3 - LED Diag. En rojo durante el arranque, nos indica que el router se encuentra haciendo el autotest y se apagará en cuanto acabe el mismo. Si permanece encendida por más de un minuto es que el autotest ha encontrado algún problema. 4 - LED Act. Este Led, también de color verde, nos proporciona información del estado de la red inalámbrica. Si el Led está intermiten- te indica que a través de la red se esta produ- ciendo envío o recepción de datos. 5 - LED Link. Sí está encendido, indica que la red inalámbrica está habilitada. 6 - LED´s de estado de la red local. Hay cuatro juegos de leds, uno para cada uno de los puertos de la LAN y su significado es: - Link/Act es de color verde e indica que hay un dispositivo conectado al puerto. Si está inter- 34 Saber Electrónica Nº 314 Figura 1 Manual - Configurar router.qxd:*Cap 4 - telefonia 08/27/2013 14:37 Página 34
  36. 36. CoNfiguraCióN fáCil y avaNzada dE uN rouTEr Wi-fi mitente nos advierte que la conexión es correc- ta y se están recibiendo o transmitiendo datos. - Full/Col también es de color verde y nos indica, si está fijo, que la comunicación es Full Duplex. Si está intermitente indica que hay coli- siones entre los diferentes paquetes que se envían. - 100 es un LED de color naranja que indica que la comunicación se realiza a 100 Mbps. Si se encuentra apagado es que la comunicación es a 10Mbps. 7 - LED´s Internet. - Link/Act es de color verde e indica que hay una conexión correcta con la línea ADSL. Si está intermitente nos advierte que la conexión es correcta y se están recibiendo o transmitien- do datos. - Full/Col también es de color verde y nos indica, si está fijo, que la comunicación es Full Duplex. Si está intermitente indica que hay coli- siones entre los diferentes paquetes que se envían. - 100 es un LED de color naranja que indica que la comunicación a través de ese puerto se realiza a 100Mbps. Si se encuentra apagado es que la comunicación es a 10Mbps. La parte de atrás del router tiene un aspecto similar al mostrado en la figura 2. Tenemos los siguientes elementos: 8 – Antenas para comunicación inalám- brica. 9 - Botón Reset. Este botón permite restau- rar la configuración de fábrica del router. 10 - Puerto ADSL. 11 - Puertos Ethernet. Estos puertos nos van a permitir conectar dispositivos al router a través de cables RJ45. 12 - Conector para el adaptador de corriente. Es el conector para la fuente de ali- mentación. El fabricante recomienda usar úni- camente el adaptador que acompaña al router. Entre las principales características de rou- ter podemos destacar las siguientes: - Compartir la conexión a Internet a través de cable o red inalámbrica. - Red inalámbrica 802.11g de alta velocidad, compatible con ordenadores Windows, Mac o Linux. - Sistema de configuración Web, puede fun- cionar como servidor virtual para acceso remo- to Web, FTP y otros servicios de red. CÓMO CONECTAR EL ROUTER: En primer lugar, revisaremos si están todos los elementos que son necesarios para que fun- cione el router, esto es, el propio aparato, el adaptador de corriente para proporcionarle ali- mentación, un cable par trenzado (ocho hilos) con conectores RJ45 que nos permitirá conec- tar el router con el dispositivo de conexión a la línea ADSL. A diferencia de los routers descritos hasta el momento, este modelo de router no es capaz de conectar directamente a la linea ADSL, sino que más bien está preparado para proporcionar Saber Electrónica Nº 314 35 Figura 2 Figura 3 Manual - Configurar router.qxd:*Cap 4 - telefonia 08/27/2013 14:37 Página 35

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