月: 2023年5月

¿Qué es el Software de Análisis de Campos Magnéticos?

Software de análisis de campos magnéticos es la simulación de campos magnéticos generados en equipos electrónicos, etc., mediante métodos de análisis numérico.

Los métodos de análisis de campos magnéticos incluyen métodos de análisis en el dominio del tiempo, métodos de análisis en el dominio de la frecuencia y métodos de red constante concentrada equivalente. El software de análisis de campos magnéticos se realiza desde la fase de diseño de los equipos electrónicos para evitar interferencias entre equipos electrónicos, etc. Es lo que se denomina contramedidas CEM.

El campo magnético se reproduce resolviendo numéricamente las ecuaciones de Maxwell en un ordenador, reproduciendo las condiciones de la estructura y las corrientes que se den.

Usos del Software de Análisis de Campos Magnéticos

El software de análisis de campos magnéticos se utiliza ampliamente en el diseño y desarrollo de productos como equipos electrónicos con el fin de aplicar medidas de CEM. También se refiere al diseño de productos para que no causen interferencias electromagnéticas o no estén sujetos a interferencias, y para que funcionen correctamente aunque estén sujetos a interferencias.

Con el rápido desarrollo de los equipos electrónicos, es preciso garantizar un funcionamiento sin interferencias electromagnéticas de forma inmediata en el equipo. Por ello, la simulación mediante análisis de campos magnéticos desempeña un papel importante en la fase de diseño de circuitos, placas y carcasas. 

Principios de Análisis de Campos Magnéticos

A continuación se explican los principios de análisis de campos magnéticos utilizando como ejemplo el método de diferencias finitas en el dominio del tiempo.

1. Método de Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo

Las ecuaciones de Maxwell se simplifican mediante el método de las diferencias (división del tiempo por el tiempo finito) y la respuesta temporal del campo electromagnético se obtiene mediante cálculo numérico. Todo el espacio a analizar se divide en una malla y las ecuaciones de Maxwell y el método de la diferencia se aplican a cada bloque dividido. Es superior para modelizar la respuesta transitoria de campos magnéticos y estructuras no homogéneas.

2. El Método de las Diferencias

Es uno de los métodos de discretización en el que la derivada se sustituye por una aproximación por diferencias (cociente de diferencias). Este método se utiliza desde hace mucho tiempo como método de análisis numérico. La ecuación diferencial se denomina ecuación en diferencias cuando la derivada de la ecuación diferencial se sustituye por la diferencia.

En el método de diferencias finitas en el dominio del tiempo, la respuesta temporal de los campos electromagnéticos se obtiene numéricamente expandiendo las ecuaciones de Maxwell en ecuaciones en diferencias.

3. Ecuaciones de Maxwell

Son las ecuaciones básicas del electromagnetismo clásico que describen el campo electromagnético. Consta de cuatro ecuaciones, que se explican a continuación.

• Ecuación 1
  Ley de Gauss, que establece que la presencia de una carga eléctrica genera líneas de fuerza eléctricas desde su entorno.
• Ecuación 2
  El flujo magnético tiene forma de bucle, que establece que el flujo magnético que surge siempre vuelve a su origen.
• Ecuación 3
  La ley de Faraday de la inducción electromagnética, que establece que cuando el flujo magnético cambia, se genera un campo eléctrico para impedir el cambio y se genera una fuerza electromotriz.
• Ecuación 4
  Ley de Ampere, que establece que cuando circula una corriente, se genera un campo magnético a su alrededor.

3. Modelización

Al realizar un análisis, se crea un modelo dividiendo la zona que se va a analizar en una malla. La finura y la escala de la malla influyen en la frustración del análisis en la creación del modelo.

Cuanto más fina se divide la malla, más precisos pueden ser los resultados del cálculo. Por otro lado, esto tiene la desventaja de que la carga de procesamiento del cálculo es mayor, lo que requiere una mayor potencia de procesamiento o lleva más tiempo de procesamiento.

Aunque debe establecerse una malla con una tosquedad adecuada, hay que tener cuidado, ya que la malla queda excluida del cálculo intermedio.

Tipos de Software de Análisis de Campos Magnéticos

Los métodos típicos de simulación utilizados en el software de análisis de campos magnéticos son los de dominio temporal o los de dominio frecuencial. Los primeros incluyen el método de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDHD), los segundos el método de los momentos (MoM) y el método de los elementos finitos.

1. Método de Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo

Excelente para analizar estados transitorios gracias al análisis en el dominio del tiempo. Se caracteriza por unos cálculos intuitivos y fáciles de comprender. En cambio, requiere una gran cantidad de memoria y un largo tiempo de cálculo, ya que se utiliza un gran espacio como objetivo de cálculo.

2. Método de Momentos

El conductor a analizar se divide en forma de malla y se calculan los valores de corriente de los bloques de precios, teniendo en cuenta la interacción electromagnética entre los bloques. Es adecuado para el análisis CEM de conductores uniformes, pero difícil para modelizar estructuras no uniformes. Este método se utiliza a menudo para calcular la radiación de las antenas.

3. Método de los Elementos Finitos

Este método divide en una malla toda la superficie de la estructura que se va a analizar. Tiene la ventaja de que permite modelizar estructuras no uniformes, pero es difícil de extender al cálculo de la radiación, como ocurre con el método de los momentos.

¿Qué es un Front End Analógico (AFE)?

Un front end analógico es un conjunto de circuitos analógicos que conecta un dispositivo que detecta señales, como un sensor, a un dispositivo que procesa señales digitales.

A veces se denomina AFE, del acrónimo de Analog Front End. Como la función principal de un Front End Analógico es ajustar las señales analógicas emitidas por los sensores para conectarlas a circuitos digitales, a veces también se denomina circuito acondicionador de señales.

Las señales analógicas detectadas por sensores y otros dispositivos suelen ser muy débiles y contener muchos componentes de ruido, por lo que es necesario ajustar estas señales analógicas eliminando el ruido y amplificándolas.

Usos de los Front End Analógicos (AFE)

Los front-ends analógicos se utilizan para controlar diversos módulos sensores.

La era actual se conoce a menudo como la era IoT, y entre los muchos módulos de sensores, los módulos de sensores IoT desempeñan un papel importante en la era IoT. La estructura básica del sistema es que los fenómenos físicos se detectan mediante sensores como valores analógicos, se convierten en señales digitales, se procesan digitalmente mediante un microcontrolador y, a continuación, se cargan en la nube mediante un chip de comunicación inalámbrica.

En esta configuración, el Front End Analógico desempeña un papel importante junto con los sensores y el chip de comunicación inalámbrica: para mejorar el rendimiento del módulo sensor IoT, el AFE debe diseñarse adecuadamente para permitir el procesamiento digital al tiempo que se extrae el máximo posible de las características del sensor.

Principio del Front End Analógico (AFE)

El principio del Front End Analógico reside en las diversas innovaciones de circuito que conectan con precisión la información analógica de los valores de salida del sensor con la circuitería digital. En concreto, las salidas generales de los sensores son ruidosas y las propias señales son débiles, por lo que es necesario utilizar filtros y amplificadores para eliminar el ruido y amplificar la señal. Los circuitos necesarios se integran en el AFE y luego se integran con un convertidor A/D para convertir las señales analógicas en valores digitales.

Los convertidores A/D suelen ser del tipo de modulación delta-sigma y la escala del circuito suele ser de 16 a 32 bits, en función de la cantidad de datos que haya que manejar. Los circuitos amplificadores incluyen amplificadores de instrumentación, amplificadores operacionales y amplificadores de transimpedancia, que tienen varias funciones de conmutación y funciones de ajuste de ganancia para ajustar una amplia gama de señales de sensores.

El propio AFE debe funcionar con circuitos digitales para el control de la comunicación serie, como SPI, por lo que también está equipado con circuitos digitales para interfaces serie.

Información Adicional sobre Front End Analógicos (AFE)

Los chips semiconductores suelen ser de alto rendimiento, y los Front End analógicos abarcan desde productos discretos con un alto grado de libertad hasta productos integrados con muchas funciones. Las funciones integradas múltiples son relativamente fáciles de utilizar.

En la actualidad existen en el mercado muchos chips de front-end analógico altamente integrados y con una gran funcionalidad, como los front-end analógicos integrados en sensores de presión, de temperatura, etc. Amplificadores, convertidores A/D y otros componentes están integrados en un único chip, que también dispone de funciones que permiten ajustar las características de la sección AFE y de la fuente de corriente en función de las características del elemento sensor. Esto se debe a que los elementos sensores suelen presentar diversas variaciones de salida en función de la temperatura y la intensidad. La función de compensación también es una característica muy importante para AFE.

Los front end analógicos (AFE) para sensores ópticos están disponibles en una amplia variedad de variantes, incluyendo los que están integrados con elementos ópticos y disponibles como paquete, y los que no incluyen elementos ópticos y sólo proporcionan funciones AFE, permitiendo al usuario seleccionar libremente los elementos ópticos a conectar.

¿Qué es un Cable Apantallado?

Los cables apantallados son cables en los que la sección del conductor metálico que transmite señales y energía está cubierta por una capa metálica conectada a tierra.

La capa metálica de tierra está hecha de una fina película u otro material entretejido en el cable. Al cubrir la sección del conductor con una capa metálica se bloquean las ondas electromagnéticas del exterior y, al mismo tiempo, se evita la fuga de ondas electromagnéticas al exterior.

Esta estructura contribuye a la comunicación de alta velocidad en los campos de las telecomunicaciones y la instrumentación y es importante para garantizar la seguridad en el campo de la alta potencia. En los cables multifilares, también sirve para anular el ruido entre hilos.

Usos de los Cables Apantallados

Los cables apantallados se utilizan mucho en cables LAN para equipos de ofimática y altavoces para equipos de audio.

La finalidad de estos usos es proteger los equipos de las ondas electromagnéticas emitidas desde el exterior. Por el contrario, los cables apantallados también se utilizan en aplicaciones de distribución de energía de alta tensión. La finalidad de éstos es evitar la generación de ondas electromagnéticas.

Principio de los Cables Apantallados

Los principales componentes de un cables apantallados son el conductor, la capa de apantallamiento (pantalla), la capa aislante y la cubierta.

En los cables metálicos normales, el conductor exterior está cubierto por una capa aislante. En cambio, los cables apantallados se cubren además con una capa de apantallamiento, como una fina película metálica, encima de la capa aislante que cubre el conductor.

El exterior de la capa de apantallamiento está cubierto por una película aislante denominada cubierta, que protege el cable del entorno exterior. Conectando a tierra la capa de apantallamiento, los cables de señal pueden protegerse del ruido. El uso de cables apantallados en los cables de alimentación también puede contrarrestar las ondas electromagnéticas generadas.

La anulación de las ondas electromagnéticas de los cables de alimentación se utiliza a menudo desde el punto de vista de la seguridad, ya que conduce a la prevención de accidentes por descargas eléctricas debidas a la inducción.

Tipos de Cables Apantallados

Existen dos tipos de cables apantallados: los cables apantallados electrostáticos, que evitan el ruido externo, y los cables apantallados electromagnéticos, que evitan que los flujos magnéticos causados por las corrientes eléctricas afecten a los equipos externos. El método de conexión a tierra de la capa de apantallamiento difiere según el tipo, por lo que es importante conectar a tierra el cable utilizando un método adecuado al tipo.

1. Cables Apantallados Electrostáticos

Los cables apantallados electrostáticos son cables con un alma recubierta de cinta metálica, como cobre o aluminio, o de alambre trenzado de malla.

Esto absorbe el ruido externo y lo canaliza a tierra, evitando que el ruido penetre en los hilos del núcleo. Se utilizan principalmente para cables de señal y comunicación. El método básico de puesta a tierra de los cables sembrados electrostáticamente es la puesta a tierra de un solo extremo. Esto se hace para evitar que las corrientes de retorno fluyan hacia la pantalla.

Si ambos lados están conectados a tierra, aumenta la posibilidad de que la corriente fluya a través de la pantalla y existe el riesgo de que se genere ruido en la pantalla debido a la corriente que fluye a través de ella. Tenga en cuenta también que si el apantallamiento no está conectado a tierra, no sólo no será efectivo, sino que se generará ruido en la señal si la carga eléctrica que se ha acumulado en el apantallamiento se libera de alguna manera. Cuando se utilicen Cables Apantallados, deben estar conectados a tierra.

2. Cables Apantallados Electromagnéticamente

Los cables apantallados electromagnéticos son cables con un alambre central recubierto de hierro y cobre para evitar que el flujo magnético causado por las corrientes eléctricas se emita al exterior.

La desventaja es que el revestimiento de hierro los hace vulnerables a la flexión y el plegado. Se utiliza principalmente para cables con grandes corrientes, como cables de alimentación y motores. A la hora de conectar a tierra los cables apantallados electromagnéticos, hay que elegir entre una conexión a tierra doble o simple, en función de la distancia. Para la transmisión de energía a larga distancia, el cable debe conectarse a tierra en ambos extremos, mientras que para distancias más cortas debe conectarse a tierra en un extremo. En ambos casos, el efecto de apantallamiento puede aumentarse haciendo que el cableado de puesta a tierra tenga la menor resistencia eléctrica posible.

Para reducir la resistencia de puesta a tierra, se suelen empotrar placas de cobre o pilotes de cobre a varios metros bajo tierra. Este conductor enterrado es la pértiga de puesta a tierra. Los cables que salen a la superficie desde el polo de tierra se conectan a una barra de cobre llamada barra de tierra o barra colectora.

¿Qué es un Medidor de Frecuencia?

Los medidores de frecuencia son dispositivos que miden la frecuencia de una señal.

Es un dispositivo o componente electrónico que emite la frecuencia en forma de número, también llamado contador de frecuencia. Mide el número de impulsos periódicos de una señal eléctrica y emite la frecuencia.

Los medidores de frecuencia se utilizan en muchas aplicaciones relacionadas con la tecnología de radio de alta frecuencia para medir señales de frecuencia de alta precisión. Proporcionan mediciones exactas y precisas y permiten un análisis detallado de la forma de onda de la señal y de las características de frecuencia. Los medidores de frecuencia se utilizan ampliamente en diferentes áreas de pruebas eléctricas para medir la frecuencia de señales repetitivas.

Usos de los Medidores de Frecuencia

Los medidores de frecuencia se utilizan ampliamente en ingeniería eléctrica e ingeniería de telecomunicaciones para

1. Evaluar la Fiabilidad de los Equipos

Los medidores de frecuencia se utilizan ampliamente para evaluar la fiabilidad de los equipos electrónicos. Algunos ejemplos son el ruido generado en los circuitos de alimentación y la evaluación del funcionamiento de los circuitos de conversión de frecuencia.

2. Evaluación de la Respuesta en Frecuencia

Los medidores de frecuencia también se utilizan para evaluar las características de frecuencia. Por ejemplo, la respuesta en frecuencia puede evaluarse en equipos acústicos como amplificadores y altavoces. También se utilizan para evaluar las características de los filtros de frecuencia.

3. Ingeniería de Comunicaciones

Los medidores de frecuencia son también importantes instrumentos de medida en la ingeniería de telecomunicaciones. Por ejemplo, se utilizan para ajustar la frecuencia de los transmisores y para evaluar la frecuencia de los receptores. También se utilizan para el análisis de fallos en las radiocomunicaciones.

4. Medición de Potencia

Los medidores de frecuencia también se utilizan para medir la potencia. Por ejemplo, se utilizan para evaluar la frecuencia de generadores y transformadores. También se utilizan para evaluar la eficiencia de la potencia de CA en convertidores de frecuencia.

5. Diseño de Sistemas

Los medidores de frecuencia también se utilizan en el diseño de sistemas. Por ejemplo, se utilizan para evaluar la respuesta en frecuencia de sistemas completos y para diseñar circuitos de conversión de frecuencia.

6. Mediciones Acústicas

En los espacios acústicos, los medidores de frecuencia se utilizan como monitores para comprobar la reflexión y absorción del sonido, crear un campo sonoro uniforme y comprobar la intensidad y frecuencia de las vibraciones emitidas por los equipos.

Por ejemplo, en el habitáculo de un vehículo se crea un espacio acústico complejo por la reflexión del sonido en el parabrisas y el cristal trasero, la absorción del sonido en los asientos y el suelo, y el ruido del motor. Para crear un sonido confortable, se comprueba la frecuencia y la distribución de la intensidad de la señal con un medidores de frecuencia y se refuerzan o debilitan los agudos y los graves con un ecualizador para crear un espacio acústico confortable.

Principio de los Medidores de Frecuencia

Los medidores de frecuencia suelen utilizarse en combinación con otros instrumentos de medida, como los osciloscopios. Los medidores de frecuencia son de sobremesa, portátiles, de alta frecuencia, de baja frecuencia, de radiofrecuencia y de microondas.

Los medidores de frecuencia constan de una sección de conformación de forma de onda, un generador de impulsos de tiempo de referencia, una sección de compuerta y una sección de visualización. La señal de entrada se transforma en un tren de impulsos en la sección de conformación de la forma de onda y en el generador de impulsos de tiempo de referencia se genera un impulso con una anchura de tiempo precisa de 0,1 s o 1 s. La sección de puerta conmuta la señal de entrada en un tren de impulsos.

La sección de compuerta conmuta la señal de entrada conformada en un tren de impulsos con impulsos que tienen esta anchura de tiempo. El número de impulsos obtenido aquí se procesa y se envía a la unidad de visualización. Por ejemplo, si la anchura de tiempo es de 1 s y el número de trenes de impulsos de entrada es de 10, la frecuencia es de 10 Hz.

Hay que tener cuidado al medir, ya que la forma de onda del pulso puede volverse inestable si contiene ruido, lo que podría dar lugar a una medición de frecuencia errónea.

Otra Información sobre Medidores de Frecuencia

1. Ventajas de los Medidores de Frecuencia

La ventaja de los medidores de frecuencia es que pueden medir no sólo la frecuencia, sino también el periodo, el servicio, etc. los medidores de frecuencia se utilizan para comprobar el funcionamiento de los circuitos electrónicos mediante la visualización digital de la frecuencia.

Pueden utilizarse como monitores para ajustar la frecuencia de oscilación a un valor predeterminado o para comprobar la estabilidad de la oscilación (fluctuación de frecuencia). El principio se utiliza para mediciones de vibraciones y acústicas. En esta aplicación, la señal de entrada se transforma en Fourier y se representa gráficamente en forma de espectro.

Otras aplicaciones diversas son la observación de formas de onda y el procesamiento de señales en el campo de la electrónica, las mediciones ultrasónicas en el ámbito médico, las mediciones de ondas electromagnéticas y los estudios medioambientales.

2. Aplicaciones de los Medidores de Frecuencia

Los medidores de frecuencia se suministran con aplicaciones que no sólo cuantifican la frecuencia de la señal de entrada, sino que también la grafican. Aunque no es posible comprobar los componentes de oscilación y ruido utilizando sólo los números, la operación FFT puede aislar los componentes de frecuencia y representar gráficamente sus respectivas intensidades.

Se proporcionan aplicaciones para expresar la calidad de la señal de una forma visual fácil de entender, como mostrar la intensidad de los lóbulos laterales que aparecen junto a la señal principal, promediar la señal de entrada para eliminar el ruido repentino y obtener mediciones precisas, y expresar el bamboleo de la señal en términos de tonos de color.

¿Qué es un Trazador de Curvas?

Un trazador de curvas es un dispositivo que muestra en una pantalla la relación entre la tensión aplicada a un dispositivo semiconductor y la corriente que circula por él.

Se denomina trazador de curvas porque traza un gráfico (curva) de la característica tensión-corriente y lo muestra en la pantalla. En los dispositivos semiconductores, la relación entre la tensión aplicada y la corriente que circula es no lineal y no proporcional, como en el caso de las resistencias.

Por lo tanto, la medición de las características de tensión frente a corriente de los semiconductores y dispositivos electrónicos requiere procedimientos como cambiar la tensión, medir el valor de la corriente y trazar los resultados en una hoja de papel. En cambio, con un trazador de curvas, la característica tensión-corriente puede mostrarse directamente en una pantalla.

Usos de los Trazadores de Curvas

Los trazadores de curvas se utilizan en situaciones como la medición de las características de dispositivos semiconductores durante el desarrollo, la inspección de dispositivos en departamentos de fabricación y la verificación del funcionamiento de circuitos que utilizan semiconductores. Los principales objetivos de medición son dispositivos semiconductores como diodos, transistores bipolares y FET.

En los semiconductores, la tensión aplicada al objeto de medición varía gradualmente y se mide la corriente que fluye en ese momento. Por el contrario, la sección de visualización del trazador de curvas muestra el valor de la tensión en el eje X y el valor de la corriente en el eje Y, representando así la relación entre la tensión y el valor de la corriente en forma de gráfico.

Para las aplicaciones en las que se aplican altas tensiones o pasan altas corrientes, se dispone de fuentes de alimentación opcionales para cada una de estas aplicaciones, y el equipo se ha preparado para admitir una amplia gama de dispositivos.

Principio del Trazador de Curvas

1. Medición de Diodos

Si el objeto de medición es un diodo, conecte una fuente de alimentación de accionamiento del dispositivo entre el ánodo y el cátodo, establezca los valores máximo y mínimo de tensión aplicada Vmax y Vmin, y la fuente de alimentación barrerá automáticamente la tensión entre ellos a una frecuencia de 50 Hz a 60 Hz. En este momento también se mide el valor de la corriente que circula por el diodo.

El circuito de barrido horizontal del TRC utiliza como señal de entrada la tensión de la fuente de alimentación para conducir el dispositivo semiconductor, mientras que el circuito de barrido vertical utiliza como señal de entrada la corriente que fluye a través del diodo, de forma que en el TRC se dibuja la característica de la corriente (característica V-I) frente a la tensión aplicada.

2. Medida de Transistores

Para las mediciones de transistores bipolares/FET, se conecta a los electrodos de base/puerta una fuente de corriente/tensión que utiliza un generador de pasos. La fuente de alimentación del dispositivo se conecta entre emisor/fuente y colector/drenaje y se fijan los valores máximo y mínimo de tensión aplicada Vmax y Vmin.

Para Transistores Bipolares
Si se varía la corriente de base paso a paso con un generador de pasos y se visualizan en el CRT la tensión entre emisor y colector y la corriente de colector en ese momento, se dibuja la curva característica estática del transistor.

En el Caso de los FET
Cuando la tensión de puerta se varía paso a paso con un generador de pasos, se dibuja una curva característica estática de un FET que muestra la relación entre la tensión entre la fuente y el drenador y la corriente de drenador.

 

Los trazadores de curvas se realizan suponiendo que se utiliza un CRT para la visualización. Sin embargo, como los CRT ya casi no se fabrican, el tipo convencional de trazador de curvas ha desaparecido.

En su lugar, se utiliza un PC para importar los datos característicos de tensión-corriente y dibujar las curvas características en la pantalla.

Configuración del Trazador de Curvas

Los trazadores de curvas constan de una fuente de alimentación para accionar el dispositivo, un generador de pasos para controlar la corriente de base del transistor y la tensión de puerta del FET, un CRT y sus circuitos de barrido horizontal y barrido vertical.

Otra Información sobre los Trazadores de Curvas

Analizador de Parámetros de Semiconductores

Los trazadores de curvas eran instrumentos de medición muy eficaces para conocer las características básicas de los semiconductores y eran instrumentos de medición básicos utilizados en todos los procesos, desde la investigación y el desarrollo hasta la inspección de productos, especialmente por los fabricantes de dispositivos. También se utilizaban en las pruebas de aceptación de los dispositivos semiconductores por parte de los usuarios, y varios fabricantes japoneses solían producirlos, pero en la actualidad se han retirado, con la excepción de unos pocos fabricantes.

Por otro lado, ahora se venden trazadores de curvas, que se desarrollaron para la evaluación de paneles solares. Además, los analizadores de parámetros de semiconductores han sustituido a los trazadores de curvas.

Éstos están equipados con múltiples fuentes de tensión y corriente y miden las características de los semiconductores controlando la tensión y la corriente desde un controlador (PC).

¿Qué es un Subconector D?

El subconector D es uno de los estándares de conectores para conectar ordenadores a dispositivos periféricos.

El nombre de subconector D deriva del hecho de que la parte apantallada del subconector D tiene forma de letra D para reducir las interferencias de la radiación electromagnética externa. Existe una amplia variación en el número de patillas (número de líneas de señal) y en los diferentes tamaños, con más de 20 tipos diferentes disponibles. Los nombres de estos tipos vienen indicados por el tamaño y el número de patillas.

Usos de los Subconectores D

El subconector D es un estándar muy antiguo que se utilizó mucho en el pasado. El subconector D se utiliza de distintas formas en función del número de patillas, y a continuación se describe por tipos.

1. Conector D-Sub de 9 Patillas

El conector D-sub de 9 patillas se utiliza principalmente para comunicaciones serie como RS-232C y RS422. Este conector también se utilizó en las especificaciones ATARI para videoconsolas y se popularizó en los PC NEC. También se utiliza en otros canales de fibra estándar SCSI-3.

2. Conector D-Sub de 15 Patillas

El conector D-sub de 15 patillas se utiliza para cables que conectan monitores en máquinas compatibles con PC/AT. Lo que comúnmente se conoce como terminal VGA (Video Graphics Array) es un D-sub de 15 patillas; los conectores D-sub que no son de 15 patillas tienen una disposición de terminales de cinco patillas en tres filas, en lugar de dos filas.

Hoy en día, las conexiones digitales como HDMI, DVI y DisplayPort son las más comunes. Sin embargo, los conectores D-sub se siguen utilizando porque son extremadamente versátiles.

3. Conector D-Sub de 25 Patillas

El conector D-sub de 25 patillas se utiliza para interfaces de comunicación serie RS-232C, SCSI en el Macintosh y terminales de impresora en máquinas compatibles con PC/AT, etc. Debido al gran tamaño del conector de 25 patillas del estándar RS-232C, ahora se utilizan los de 9 patillas. Sin embargo, los conectores de 25 patillas se siguen utilizando en algunos dispositivos. No obstante, en algunos dispositivos se siguen utilizando conectores de 25 patillas.

4. Conector D-Sub de 37 Patillas

El uso principal del D-sub de 37 patillas es para equipos AES/EBU e ICEM SCSI para estándares profesionales de transmisión de señales de audio digital. En comparación con otros conectores D-sub, su uso no está muy extendido en Japón. También se utiliza a veces para la comunicación entre dispositivos en equipos de automatización de fábricas, ya que puede admitir muchas líneas de señal.

Principio del Subconector D

Los subconectores D constan de una estructura básica de contactos y carcasa, con componentes denominados capuchones (conchas) y ojales. El contacto, también llamado borne o terminal, es la parte metálica que conduce la electricidad. La carcasa es la parte en la que se incorporan los contactos y está hecha de un material aislante.

1. Carcasa de un Subconector D

El subconector D encierra los contactos y la carcasa en una caja denominada capucha (cubierta), que se fija mediante unos cierres denominados ojales; los subconectores D tienen un lado enchufable y un lado hembra (macho y hembra respectivamente), pero ambos comparten estas estructuras. La carcasa metálica también apantalla los campos electromagnéticos y, por lo tanto, es útil como componente de contramedidas contra interferencias electromagnéticas (EMI). 2. Tornillos de fijación de los subconectores D.

2. Tornillos en los Subconectores D

El subconector D se fija al ojal mediante tornillos, que deben coincidir en el lado de la clavija y de la toma, ya que para fijar el subconector D se utilizan los siguientes tipos de tornillos

• Tornillo largo / tornillo corto
• Tornillos milímetros / tornillos pulgadas 3.

3. Número de Clavijas del Subconector  D

Los subconectores D tienen diferentes números de contactos (número de pines) dependiendo de la aplicación. El más famoso es el DE-15 de 15 patillas, que es el más común en el uso cotidiano. Otros conectores RS-232C de uso común, como los utilizados para conectar maquinaria industrial, utilizan el DE-9 o el DB-25 de 9 o 25 patillas. Sin embargo, el de 9 patillas se utiliza sobre todo en PC porque el de 25 es más grande.

En los subconectores D, el tipo de señal se asigna a cada contacto individual. Por ejemplo, en el caso de la salida VGA, cada contacto tiene una función específica: el primer conector da salida al vídeo rojo, el segundo al verde y el tercero al azul.

¿Qué es un Sensor de Corriente?

Un sensor de corriente es un dispositivo que mide la corriente que circula por un circuito.

Los sensores de corriente se incorporan a los circuitos de corriente, lo que puede ser peligroso y requiere desconectar el circuito, pero también hay tipos que pueden medir la corriente simplemente sujetando algunas secciones de cable del circuito desde el exterior.

Usos de los Sensores de corriente

Los sensores de corriente se utilizan en situaciones en las que se desea conocer el valor de la corriente que circula por un circuito determinado. Los sensores de corriente que se integran directamente en un circuito se utilizan a menudo cuando se desea medir y registrar el valor de la corriente que fluye en un circuito de forma regular. En este caso, la información se utiliza para el automantenimiento del equipo en funcionamiento.

Por otro lado, los sensores de corriente que sujetan el circuito desde el exterior son útiles en situaciones no rutinarias, como la comprobación previa y posterior de la energización durante trabajos eléctricos o la comprobación de la parte energizada para investigar la causa cuando falla un circuito eléctrico.

Principios de los Sensores de Corriente

Los sensores de corriente que se conectan directamente a un circuito actúan como una resistencia y miden el valor real de la corriente que fluye por el circuito a partir de la tensión que se le aplica. Los sensores de corriente tipo pinza no están conectados directamente al circuito y, por tanto, no pueden medir la corriente real que fluye por el circuito. Por lo tanto, el campo magnético generado a partir de la corriente que fluye por los cables del circuito se mide y se emite como un valor equivalente de corriente.

Concretamente, hay un núcleo magnético en la zona de sujeción, donde se detecta el campo magnético y se convierte en un valor de corriente, pero como la polaridad del campo magnético difiere entre CA y CC, el principio de observación también difiere. Entre los muchos métodos de medición diferentes, el método del elemento Hall es el que puede detectar tanto CC como CA.

En este método, se incorpora un elemento Hall en el núcleo magnético para medir el campo magnético generado en el circuito sometido a prueba como una tensión, que se convierte en un valor de corriente a través de un amplificador incorporado.

Cómo seleccionar los Sensores de Corriente

Existen sensores de corriente para circuitos de corriente continua y alterna. Es importante seleccionar el sensor de corriente adecuado en función del componente de corriente del circuito que se desea medir y de la precisión que se desea medir.

Generalmente, si no se requiere un gran grado de precisión, debe seleccionarse un tipo de elemento Hall que pueda manejar tanto circuitos de CC como de CA.

Para CA, puede seleccionarse un sensor de corriente tipo Rogowski sin núcleo, que permite la medición mientras se dobla la pieza de apriete.

Otra Información sobre los Sensores Actuales

1. Métodos de Detección de los Sensores de Corriente

Los sensores de corriente tienen diferentes aplicaciones en función de las características del método de detección. Los métodos de detección de corriente pueden clasificarse a grandes rasgos en dos tipos: tipo de detección de resistencia y tipo de detección de campo magnético.

Tipo de Detección por Resistencia
El tipo de detección por resistencia detecta la corriente insertando una resistencia denominada resistencia de derivación en el punto por el que circula la corriente que se desea medir. Según la ley de Ohm, se produce una caída de tensión cuando circula corriente por la resistencia.

Midiendo este valor de tensión y dividiéndolo por el valor de la resistencia, se puede medir la corriente. Dependiendo del diseño del circuito, es práctica común seleccionar un valor de resistencia pequeño para la resistencia de derivación, de forma que no afecte al funcionamiento del circuito.

Sin embargo, cuando se miden corrientes grandes, la generación de calor y la tensión soportada del valor de la resistencia pueden ser un problema. Si la caída de tensión es pequeña, la tensión a detectar debe amplificarse utilizando un amplificador de detección de corriente.

Tipo de Detección de Campo Magnético
El tipo de detección de campo magnético mide el campo magnético creado por la corriente que fluye. Según la ley de Ampere, cuando fluye una corriente, se genera un campo magnético en la dirección en la que gira el hilo de la derecha cuando la dirección de la corriente es la dirección en la que se mueve el hilo de la derecha.

Este campo magnético se detecta mediante un elemento Hall. Los elementos Hall son elementos que utilizan el efecto Hall, un fenómeno en el que aparece una fuerza electromotriz en dirección ortogonal tanto a la corriente como al campo magnético, y se utilizan para detectar campos magnéticos.

2. Circuito Sensor de Corriente

Los tipos de detección de resistencia que utilizan resistencias en derivación se utilizan para la detección de sobrecorriente en fuentes de alimentación como convertidores DCDC, controladores de LED que funcionan con corriente, control de corriente en circuitos de accionamiento de motores y protección de circuitos. El tipo de detección de campo magnético mediante elementos Hall no requiere que se coloque un elemento en el patrón del circuito donde se va a medir la corriente, por lo que también se utiliza en pinzas amperimétricas que sujetan el cableado y miden la corriente, y en la detección de la posición del motor.

La detección de corriente mediante tipos de detección de resistencia con resistencias en derivación y tipos de detección de campo magnético con elementos Hall suelen tener una salida pequeña, por lo que cuando se construye un circuito con componentes discretos, es habitual combinar un amplificador de detección de corriente y un amplificador operacional en el circuito. Los fabricantes también ofrecen circuitos integrados específicos con amplificadores integrados en lugar de componentes discretos, que pueden seleccionarse en función de la aplicación y las características.

¿Qué es un Cable de Corriente Alterna?

Los cables de corriente alterna son cables utilizados para el suministro de corriente alterna.

Por lo general, los cables no se diferencian en función de si la fuente de alimentación es de CA o de CC. Sin embargo, los cables de los adaptadores de CA que convierten las fuentes de alimentación comerciales en fuentes de alimentación de CC pueden denominarse cables de CA en el lado de la CA, ya que el tipo de cable y los conectores difieren en función de la fuente de alimentación.

Además de cables de CA, a veces se denominan cables de CA o cables de alimentación.

Usos de los Cables de CA

Los cables de CA se utilizan principalmente para suministrar corriente alterna a los adaptadores de CA. Los siguientes son ejemplos de usos de los cables de CA

• Para alimentar ordenadores y pantallas
• Para alimentar videoconsolas de uso doméstico
• Para alimentar herramientas eléctricas
• Para alimentar servidores y concentradores de conmutación

Los cables de CA se suelen utilizar para convertir la corriente en corriente continua en el lugar de destino. Sin embargo, también pueden utilizarse para juegos domésticos y herramientas eléctricas.

Principio del cable de CA

Los cables de corriente alterna, al igual que los demás cables, constan de un hilo conductor, un revestimiento aislante y un conector.

1. Hilo Conductor

El alma es la parte metálica por la que pasa la electricidad. El material utilizado es el cobre, que tiene una alta conductividad eléctrica. Suele estar formado por varios hilos finos trenzados. 2. Cubierta aislante

2. Cubierta Aislante

La funda aislante es la parte aislante que aísla el núcleo del cable. Se utilizan resinas sintéticas como el nailon y el vinilo. El tipo de cubierta aislante determina el rendimiento del cable en términos de resistencia al calor y a la intemperie.

3. Clavijas de Conexión

Las clavijas de conexión se utilizan para conectar los equipos OA y las fuentes de alimentación. El lado de la fuente de alimentación suele ser un enchufe macho para tomas AC100 V en Japón, ya sea 3P con toma de tierra o 2P sin toma de tierra. En el lado del equipo, se utiliza una clavija hembra de una toma de CA de 100 V, por ejemplo, una clavija hembra de una toma de CA de 100 V, que suele estar integrada en el adaptador de CA y omitirse.

Cómo elegir un cable de CA

A la hora de seleccionar los cables de CA, hay que tener en cuenta la corriente admisible, la forma de la clavija y la longitud del cable.

1. Corriente Admisible

La corriente admisible suele seleccionarse en función de la capacidad del adaptador de CA. La corriente admisible de un cable de salida típico es de 15 A, pero también existen cables de CA con corrientes admisibles de 7 A y 12 A.

2. Forma de la Clavija

La forma del enchufe se selecciona en función del dispositivo conectado y de la toma de corriente. Dado que los tipos de suministro eléctrico y las formas de las clavijas suelen diferir de los de Japón, se utilizan adaptadores de conversión especiales para las tomas de corriente extranjeras. 3. Longitud del cable

3. Longitud del Cable

Seleccione una longitud de cable adecuada en función de la situación. Selecciona un cable de CA corto para portátiles, por ejemplo, ya que los cables largos pueden resultar incómodos de manejar. Los cables más largos son mejores si quieres mantener los equipos electrónicos alejados de las tomas de corriente.

Más Información sobre los Cables de CA

1. Normas sobre Cables de CA

Los cables de CA que pueden utilizarse en Japón deben cumplir la Ley de Seguridad de Aparatos y Materiales Eléctricos establecida por el Ministerio de Economía, Comercio e Industria. Esta Ley de Seguridad de Aparatos y Materiales Eléctricos estipula que determinados aparatos y materiales eléctricos deben estar protegidos, y esto incluye los cables de CA.

La Ley de Seguridad de Aparatos y Materiales Eléctricos tiene dos categorías de productos: “aparatos eléctricos especificados” y “aparatos eléctricos distintos de los aparatos eléctricos especificados”. Los “aparatos eléctricos especificados” son más estrictos que los “aparatos eléctricos no especificados”, ya que son normas a las que deben ajustarse los aparatos eléctricos altamente peligrosos, y el proceso de certificación es más riguroso.

2. Aparatos y Materiales Eléctricos Especificados

Los aparatos eléctricos especificados incluyen cables y alargadores, y la mayoría de los cables de corriente alterna también son aparatos eléctricos especificados. Los artículos que suponen un riesgo de daño para las personas, principalmente en zonas por las que circula corriente eléctrica directamente, se designan como aparatos eléctricos especificados.

El adaptador de CA que se suministra con el cable de CA lleva estampada la marca PSE en forma de rombo, que es la marca de certificación como “aparato eléctrico especificado”. 3. Aparatos eléctricos distintos de los especificados.

3. Aparatos Eléctricos Distintos de los Aparatos Eléctricos Especificados y Materiales

Los aparatos eléctricos distintos de los aparatos eléctricos especificados incluyen relés de control remoto y conductos flexibles, que son aparatos eléctricos con bajo riesgo de causar daños a las personas. Los aparatos eléctricos marcados con PSE en un círculo están certificados como “aparatos y materiales eléctricos distintos de los aparatos y materiales eléctricos especificados”.

4. Cables de CA y Adaptadores de CA

El adaptador de CA al que se conecta el cable de CA convierte la corriente alterna suministrada desde una toma de corriente doméstica en corriente continua. Se clasifican en dos tipos según su estructura interna: de tipo transformador y de tipo conmutador.

En general, el tipo de conmutación suele tener una mayor eficiencia de conversión y menos generación de calor, y la mayoría de los adaptadores de CA para PC son del tipo de conmutación. Sin embargo, el tipo de conmutación tiene la desventaja de tener más componentes y una vida útil más corta que el tipo de transformador.

Los adaptadores de CA de tipo transformador están diseñados para rectificar la corriente alterna que ha sido reducida por un transformador directo a corriente continua. Como el transformador está incorporado, se genera calor constantemente, y la estructura es sencilla y robusta, aunque la eficacia de conversión no es buena.

Algunos productos eléctricos se fabrican suponiendo que se alimentan mediante un transformador o una fuente de alimentación conmutada, y el uso de un adaptador de CA del tipo incorrecto puede provocar fallos de funcionamiento.

¿Qué es una Prensa de Marcado?

Una prensa de marcado es un dispositivo para imprimir letras o dibujos en objetos de diversos materiales y formas.

Es similar a una impresora, pero se diferencia en que no aplica tinta, etc., sino que raspa físicamente o decolora químicamente el objeto. Por lo tanto, los objetos impresos por una prensa de marcado son resistentes a la fricción, etc. y no se decoloran fácilmente.

Tradicionalmente, la impresión se realizaba aplicando presión mediante agujas o moldes, pero en los últimos años se ha impuesto el uso del láser para imprimir sin contacto.

Usos de las Prensas de Marcado

Las prensas de marcado se utilizan para grabar fechas de producción, números de serie, números de lote, etc. con el fin de reforzar los sistemas de garantía y control de calidad de piezas y productos. En los últimos años se ha avanzado en la tecnología de grabado sin contacto mediante láser.

El uso de las prensas de marcado láser destaca porque no suponen una carga física para el producto, pueden imprimir en formas complejas con superficies irregulares y pueden imprimir en detalle a velocidades incluso superiores. Otra ventaja del uso del láser es que no requiere moldes especiales y puede adaptarse con flexibilidad a cambios en el contenido de la impresión.

Principios de las Prensas de Marcado

Existen dos tipos principales de prensas de marcado: de contacto y sin contacto.

1. Prensas de Marcado por Contacto

Las máquinas de grabado por contacto pueden clasificarse a su vez en dos tipos: las que requieren un tipo de letra y las que imprimen con aguja.

Tipos que requieren un tipo de letra
Los tipos que requieren un tipo de letra incluyen el tipo de soporte y el tipo de numeración. El tipo que se va a imprimir se coloca en el soporte o se selecciona el tipo alineado en un dial y, a continuación, se aplica presión para sangrar la superficie para la impresión.

Tipo de impresión con aguja
Los tipos que imprimen con una aguja incluyen las prensas de marcado por puntos y las rectificadoras de precisión. Las prensas de marcado marcan un único punto presionando una aguja, llamada aguja de marcado, contra la superficie. A continuación, se puntean múltiples puntos para crear un grabado.

Las amoladoras de precisión pueden imprimir raspando la superficie con una aguja cuya punta gira como un taladro. Como la impresión se realiza básicamente a mano, el rendimiento es bajo y no suelen utilizarse en el sector industrial.

2. Prensas de Marcado sin Contacto

El grabado sin contacto es un método que utiliza una reacción química, como la oxidación, para añadir contraste cuando se irradia el láser, y también se conoce como marcador láser.

Otra información sobre Prensas de Marcado

1. Prensas de Marcado

Las prensas de marcado utilizan la fuerza de repulsión de un muelle para impactar (golpear) directamente sobre el objeto a imprimir, de forma similar a un proceso de estampación. Las prensas de marcado están disponibles en versión manual y neumática. Ambas son fáciles de manejar y proporcionan un grabado semipermanente.

Las prensas de marcado manuales permiten ajustar libremente la carga de impresión desde cero y no requieren ningún ajuste fino de la altura debido al grosor del objeto. También pueden utilizarse para calafatear, prensar y doblar, así como para aplicaciones de estampación.

Las prensas de marcado neumáticas, por su parte, tienen la ventaja de que el grabado puede realizarse utilizando únicamente una fuente de aire. Por esta razón, existen prensas de marcado portátiles de varios fabricantes.

2. Prensas de Marcado por Láser

Las prensas de marcado utilizan un rayo láser para modificar térmicamente la superficie del objeto a imprimir o grabar, y se utilizan principalmente para grabar y marcar en metales y plásticos. El láser utilizado para el grabado se controla por ordenador.

Se pueden grabar patrones pequeños con precisión y a gran velocidad. El grabado se realiza sin contacto con el objeto a grabar, de modo que el producto no sufre el impacto de la impresión.

Los láseres utilizados se denominan láseres de fibra. Los láseres de fibra son un tipo de láser de estado sólido en el que la fuente de luz de este láser fijo se amplifica mediante un medio resonante y oscila como luz láser. Los láseres de fibra tienen un punto de haz pequeño y una calidad de haz excelente, lo que permite reducir el tamaño y el peso de los equipos, y pueden utilizarse ampliamente en aplicaciones industriales como corte, marcado y soldadura.

Otro láser utilizado es el láser UV, que tiene una longitud de onda de 1/3 (355 nm) de la longitud de onda del láser de longitud de onda fundamental (1.064 nm) y tiene una tasa de absorción muy alta para el material respectivo, lo que permite imprimir y procesar sin pérdida de calor. Este láser es ideal para aplicaciones que requieren una impresión con una alta reproducción cromática y un daño mínimo del producto.