Multifacética PC

Multifacética PC Osciloscopio

Multifacética PC. Computadora utilizada como un osciloscopio, instrumento necesario en talleres de electrónica, la enseñanza técnico profesional o para el aficionado audaz.

Introducción.

El Osciloscopio constituye el instrumento de medición por excelencia de cualquier técnico. Su propósito esencial es ofrecer una representación gráfica de las señales que pasan por los circuitos eléctricos y electrónicos, medirlas y brindar una graficación altamente precisa de la forma de onda a medir. La tarjeta de sonido con la que cuenta una computadora puede usarse como interfase para este propósito, gracias a que posee un convertidor analógico/digital en su entrada. La representación gráfica del osciloscopio provendrá de la captura de los datos y no de la conversión en sonido.

El sistema operativo LINUX es el indicado para esta labor. Su capacidad de no depender de disco duro para ser funcional hace factible el proceso, además de que resulta fácil su activación desde una unidad CD o DVD. Esas características también permiten su instalación en unidades flash sin demasiados problemas. Otra capacidad de LINUX es que detecta fácilmente el hardware de tarjetas de video y sonido.

Requerimientos de software.

El portable ejecutable SCOPE.exe.

Disco CD con KNOPPIX 3.3 al 4.5 (LINUX).

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Luego de “quemar” KNOPPIX, se sitúa en la unidad de CD para ejecutarlo. .

Configuración de LINUX para activar el osciloscopio.

Se empleará Scope.exe por su simplicidad, aunque teniendo en cuenta que la plataforma original sobre la que trabaja es Microsoft Windows, y en este caso funcionará sobre KNOPPIX. Con el programa Wine se pueden ejecutar aplicaciones PE (Portable-Ejecutable) de Windows.

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Si esperamos que la estación o PC trabaje simultáneamente con un generador de señales y el osciloscopio, deberán situarse dos tarjetas de sonido y definir cuál usará el generador. Luego buscaremos la tarjeta de sonido activa para que actúe dentro del Wine y así permitir que el Scope la “vea” instalada para usarla.. Tal proceder es necesario, pues el osciloscopio asume que la tarjeta OnBoard será para su manejo y, por tanto, deberemos configurar el generador para emplear la tarjeta de sonido de expansión. Buscar el Scope.exe con Wine demanda obrar con señales de baja frecuencia, muy comunes en equipos de sonido y radio receptores.

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Requerimientos electrónicos del esquema circuital simple.

• Tarjeta de sonido con entrada de sonido.

Listado de partes:

• Un metro de cable rojo flexible.
• Un metro de cable negro flexible.
• Dos conectores estéreos jack hembra de 6,3 mm.
• Un conector macho jack estéreo de 6,3 mm.
• Dos puntas de test rojas (opcional).
• Una punta de test negra (opcional).
• Dos resistencias de 100K ohmios.
• Dos trimmers de 20K (Potenciómetros).

Construya dos entradas de línea hacia la tarjeta de sonido. Una no tendrá atenuación y en la otra pondremos un divisor resistivo x 0,1. En la segunda entrada todas las señales se atenuarán diez veces. Las tarjetas de sonido admiten como máximo 5 voltios en la mayor parte de los casos. Cualquier señal (alterna) superior a esa tensión será entonces imposible de medir, pues afectaría gravemente la tarjeta de sonido. Con el divisor resistivo x 0,1 lograremos medir diez veces ese nivel de señal; es decir, 50 voltios. Puede agregar tantas entradas como desee, pero en tal caso será mejor sustituir los conectores jack hembra por un selector rotativo con tantas posiciones como divisores resistivos queramos.

Esquema.

El cálculo de las resistencias se hará mediante la fórmula. (Para un canal).

VCC/2 es la salida hacia la tarjeta de sonido del PC (OUT-L y OUT-R) y VCC, la entrada a medir (JACK x 0,1). Para construir un divisor resistivo que multiplique por 0,1 los valores serían:

• Para el canal L: R1=100K y R3 = 11K
• Para el canal R: R2=100K y R4 = 11K

Con el propósito de garantizar que la multiplicación sea exacta, sitúe una resistencia variable de 20K, aproximadamente hacia la mitad del recorrido (o un poco más) sobre los 11K. Agregue todos los divisores resistivos que se requieran.

El ajuste de los trimmers.

Para cada canal es necesario un trimmer. Primero introduzca una tensión alterna a la entrada sin atenuación.Posteriormente, mida el voltaje de la componente alterna con un instrumento digital (voltímetro). Aplique la misma tensión a la entrada atenuada y luego gire lentamente los potenciómetros hasta tener diez veces menos. El ajuste debe hacerse antes de conectar la entrada de línea a la tarjeta de sonido.

Montaje.

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Interior de la caja en la fase de montaje, con un canal que deja la señal de entrada igual (x 1), y la otra entrada preparada para multiplicar x 0,1. (Evidentemente a un canal x 0,1 le falta la resistencia variable).Panel con las conexiones para la entrada al PC mediante línea, con la multiplicación x 0,1 y x 1, y las otras conexiones de salida de línea y entrada de micrófono.

Laspuntas serán conectadas a un jack macho. Los cables rojos representan a cada canal y el negro, a la masa (tierra).No conmute de una entrada a otra mientras se está midiendo, pues hay un momento en que el conector jack hace que los terminales entren en cortocircuito internamente. Apague siempre la pinza de medición antes de conectar el jack a la otra entrada y vuelva luego a colocar la pinza en el lugar que quiera medir.

Forma de conexión más compleja.

El siguiente circuito sustituye los pasos comprendidos en: Requerimientos electrónicos del esquema circuital simple. Resulta más seguro, profesional y adecuado. El amplificador operacional IC2 se utiliza para amplificar la señal de entrada a medir. Aporta la ganancia mediante R4 y R3. La posición del trazo se logra aplicando un offset a la entrada con un voltaje que es producto de R1 y R2.

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La señal de entrada llega al pin no inversor del IC2 mediante un divisor de voltaje determinado por R5 y una de las resistencias seleccionadas por S3. La salida se ajusta con el potenciómetro R6. El interruptor S2 selecciona, ya sea la señal de entrada u otra de 5.1 V, generada internamente para calibración.

La fuente que se describe puede ser conectada al circuito anterior. El interruptor S1 pone en On el circuito. El rectificador puente de diodos RECT 1 convierte los 18 VCA a corriente directa, que se filtra con el CapacitorC1. La señal de corriente directa se estabiliza en el regulador IC1 de 12 V. Las resistencias R1 y R2, así como el diodo zener D4 proporcionan las referencias de +6 V, +5.1 V y -6 V y tierra.

Configuración del BIOS de la computadora para el uso de Kanoppix y el osciloscopio.

Invoque al BIOS-ROM al iniciar el sistema y configure la opción de Boot inicial desde CD driver. Aparecerán dos pantallas diferentes.

En ese caso, antes de comenzar el trabajo sobre el Bios, durante el inicio del sistema, presione DEL (Borrar, en español). De una PC a otra puede cambiar. La secuencia de inicio regularmente se encuentra en las áreas menú BOOT y en los submenús boot device priority, boot secuence o Primary Boot , first boot item.

Muchos ordenadores están configurados para intentar un arranque desde disquete antes de dirigirse al disco duro. Esto es cardinal, ya que permite utilizar un disco arranque o de sistema en caso de problemas. Para activar esta opción, buscamos una entrada del tipo floopy disk seek y la configuramos como Enabled.

Para invocar el BIOS use las teclas que dan paso a los menús; es decir, deberá precisar cuál es el tipo de BIOS que posee y activarlo según indique. Las invocaciones más comunes de BIOS ROM son:

• Si el BIOS no soporta la opción de arranque desde CD y el Knoppix es una versión 3.3 o inferior; utilice un disquete de arranque. Puede crearse el disquete en otro ordenador que sí sea capaz de arrancar Knoppix, a partir de una imagen que hay en el CD de este programa en el fichero KNOPPIX/boot.img. La forma de hacerlo es escribir en una consola de root (KNOPPIX --> Consola de root) lo siguiente:

1. dd if=/cdrom/KNOPPIX/boot.img of=/dev/fd0.

• Si no tienes acceso a un ordenador capaz de ejecutar Knoppix para generar el disquete desde LINUX, podemos hacerlo colocando el CD conectivo de KANOPPIX en la unidad CD o DVD y desde MS-DOS teclear:

1. C:\> d:D:\>cd KNOPPIX.
2. D:\KNOPPIX> mkfloppy.

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Opciones de arranque en PC con recursos limitados.

Si su ordenador no tiene memoria suficiente (128 Mb) para trabajar el entorno KDE cómodamente,tiene dos opciones:

1. Arrancar el equipo sin disco duro hasta que aparezca el entorno KDE limitado. El fondo de pantalla será el tapiz por defecto y una consola root le posibilitará invocar aquellas aplicaciones y herramientas deseadas como Konqueror, QTParted y otras. Aprovechando la capacidad de LINUX y UNÍX de identificar todas sus aplicaciones como comandos externos podremos “llamarlas” desde la consola.
2. Arrancar el equipo con un disco muy pequeño no menor que 250 Mb, en el cual creamos una partición de intercambio SWAP, que duplique la memoria instalada en la máquina (si es de 64 Mb duplicamos hasta obtener 128 Mb). Esto hará que el módulo asuma que tiene memoria suficiente para operar todo el entorno KDE y así tendremos un SO completamente operativo.

Vea También.

http://www.juventudtecnica.cu/Juventud%20T/ideas/electronica/paginas/pc.html

Fuente.

• E. Rojo, Jorge. Revista Científico –Técnica de la Juventud Cubana, Septiembre 2011, no. 361, p.40-45.ISSN:0449-4555.