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MÓDULO 1: INTRODUCCIÓN ELECTRÓNICA
Contenido
CONTENIDO
En este primer módulo vamos a familiarizarnos con algunos
fundamentos técnicos básicos. Los temas a conocer son:
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Sistema internacional de unidades S.I.
Conceptos básicos: voltaje, corriente, resistencia, potencia y circuito.
Sistemas de numeración decimal, binario, octal y hexadecimal.
Byte, bit, Semibyte y Palabra digital.
Elementos de medición: Multímetro y Osciloscopio.
Objetivo General
El principal objetivo de este primer módulo de introducción y repaso es familiarizar al estudiante
con los conceptos técnicos y teóricos de la ciencia básica.
Objetivos Específicos
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Interpretar correctamente el sistema internacional de unidades S.I.
Identificar claramente la utilización del sistema internacional de
unidades en los sistemas electrónicos y en otras áreas técnicas.
Precisar las diferencias entre voltaje, corriente, resistencia,
conductancia, potencia y circuito eléctrico.
Identificar los diferentes sistemas de numeración utilizados por las
computadoras :Decimal, binario, Octal y Hexadecimal.
Comparar y determinar contrastes y similitudes en los sistemas de
codificación computacional.
Conocer de forma directa las tecnologías en las cuales se utilizan
los sistemas de numeración para el diseño de sistemas digitales.
Utilizar adecuadamente los formatos de agrupación de bits en una
computadora: Byte, bit, SemiByte y Palabra digital.
Manejar de forma adecuada y segura el multímetro digital en las
diferentes funciones y escalas de medición.
CONTENIDO
Sistema internacional de unidades (S.I)
Es el nombre adoptado por la XI Conferencia General de Pesas y Medidas (celebrada en París en
1960) para un sistema universal, unificado y coherente de unidades de medida, basado en el
sistema mks (metro-kilogramo-segundo). Este sistema se conoce por sus iniciales como SI
(iniciales de Sistema Internacional).
Magnitud
Nombre de la unidad Símbolo
Longitud
Metro
m
Masa
Kilogramo
Kg
Tiempo
Segundo
S
Corriente eléctrica
Amperio
A
Temperatura
Kelvin
K
Cantidad de sustancia
Mol
Mol
Intensidad luminosa
Candela
cd
MODULO 1: ELECTRÓNICA BÁSICA
Para dar inicio al mantenimiento de computadores es esencial conocer y manejar las unidades
eléctricas, conocer la forma de tomar las medidas, e identificar los puntos básicos de entrada y
salida de la alimentación eléctrica del PC.
Las tres medidas básicas para realizar un primer análisis eléctrico son:
El Voltaje ( V ) Unidad: Voltios Símbolo unidad : V
La Corriente ( I ) Unidad: Amperios Símbolo unidad: A
La Resistencia ( R ) Unidad: Ohmios Símbolo unidad: W
La fórmula para relacionar estas tres cantidades es llamada la ley de Ohm: V = R* I
Existe una tercera cantidad eléctrica que es resultado de la combinación de las tres primeras, la
Potencia. Esta es nombrada muy a menudo como característica principal de las fuentes de voltaje
del PC, ya que entre más circuitos y dispositivos constituyan al PC más potencia de salida de la
fuente necesitaremos. Las actuales Placas o Mainboard necesitan fuentes con una salida de por lo
menos 450 W y tiende a aumentar.
La Potencia ( P ) Unidad: Watios Símbolo unidad: W
Formulas: P = I² * R que también puede expresarse como P = V * I
FORMA DE TOMAR LAS MEDIDAS
El instrumento más usado para medir las cantidades eléctricas
es el Multímetro o Tester, el cual puede tomar medidas de
voltaje, corriente y resistencia.
La siguiente es una grafica de un Multímetro digital (por el
display de cristal liquido).
Como podemos observar en la grafica, existen cuatro grandes
secciones, las cuales corresponden al Voltaje, la Resistencia y la
corriente. Para el voltaje se muestran dos apartados:
V= (VDC), que corresponde al voltaje DC o voltaje de corriente
continua (directa). Todos los voltajes que salen de la fuente del
PC son de este tipo.
V~ (VAC), que corresponde al voltaje AC o voltaje de Corriente
Alterna. El cable de potencia (cable de conexión al toma que
traen la mayoría de los electrodomésticos) que ingresa a la
fuente del PC es de este tipo ( 120 Vac).
Los números en cada sección corresponden a la escala a medir, es decir, si elegimos en Vdc la
escala 20, estaremos diciendo al multimetro que queremos medir un voltaje que está entre 0V y
20V. No se deben medir tensiones (tanto continuas como alternas) más elevadas que las máximas
que soporta el instrumento (en el caso de no saber el valor a medir empezaremos por la escala
mayor). La medida de tensión siempre se realizará colocando el instrumento en paralelo con el
circuito del cual se va a obtener la medida. Cuando midamos tensiones continuas hay que tener en
cuenta la polaridad de los bornes de entrada (negro el negativo y rojo el positivo). Si las medidas
son de tensión (voltaje) alterna el multimetro mide valores eficaces, algo así como un promedio (sin
serlo) .
Vamos a seguir el procedimiento para medir resistencia y voltaje con un multimetro; las medidas en
corriente son un poco más complejas y en gran parte de los casos se puede medir de forma
alternativa con las medidas de voltaje y resistencia, solo hace falta aplicar la ley de Ohm para
hallarla.
Para las medidas de voltaje y resistencia se usan las puntas del multimetro en los dos conectores a
la izquierda de la grafica. COM es el conector común a todas las medidas que se realicen,
generalmente aquí se inserta la punta de color Negro. V es el conector para realizar las medidas
de voltaje y resistencia, aquí debe ir la punta de color rojo.
Por último para medir resistencia es necesario apagar las fuentes de voltaje ya que el multimetro
proporcionara la tensión a través de su pila.
Medir resistencia directamente sobre los componentes de la mainboard puede ser engañoso, ya
que si medimos entre los puntos extremos de una resistencia, y el multimetro nos muestra 3340 Ω,
pero el valor real (teórico o de fabrica) es 10000 Ω, no necesariamente es un defecto o un
malfuncionamiento de ésta; el valor extraño de la resistencia se debe a que en la mainboard la
resistencia hace parte uno o varios circuitos electronicos y al intentar tomar la medida sobre los
extremos de la resistencia estamos midiendo también la resistencia de los componentes del
circuito que se encuentren en paralelo con ella (por esto el valor más pequeño).
Ejemplo:
Esta es la forma errada de medir resistencia ya que adicional al valor de la resistencia también
estamos midiendo la resistencia en paralelo de nuestro cuerpo, y el valor final no va ser el
esperado (el teórico).
Ahora que veremos los tipos de conectores, la forma de comprobar los voltajes es ubicar el
multimetro en Vdc y en la escala apropiada (20 en este caso), colocar la punta negra en la tierra de
los conectores (NEGRO) y la punta roja en el pin a medir.
FUENTE DE ALIMENTACIÓN DEL PC
En los PC se pueden encontrar actualmente dos tipos de fuentes de alimentación, la fuente AT y la
fuente ATX (AT eXtended).
CARACTERÍSTICAS DE LA FUENTE AT
La fuente AT tiene tres tipos de conectores de salida: El primer tipo, del cual hay dos, que
alimentan al motherboard. Los dos tipos restantes, de los cuales hay una cantidad variable, son
aquellos que se conectan a las unidades de discos, CD-ROM, disquetes, etc., vale decir que
alimentan a los periféricos no enchufados en un slot del motherboard. La conexión al motherboard
es a través de dos conectores de 6 pines cada uno, los cuales deben ir enchufados de modo que
los cables negros de ambos queden unidos en el centro.
Las tensiones presentes en estos dos conectores son las siguientes:
CONECTOR P8
Nº PIN
COLOR CABLE
TENSION
1
NARANJA
PG
2
ROJO
+5 VDC
3
AMARILLO
+12 VDC
4
AZUL
-12 VDC
5
NEGRO
TIERRA
6
NEGRO
TIERRA
CONECTOR P9
Nº PIN
COLOR CABLE
TENSION
1
NEGRO
TIERRA
2
NEGRO
TIERRA
3
BLANCO
-5 VDC
4
ROJO
+5 VDC
5
ROJO
+5 VDC
6
ROJO
+5 VDC
Nº PIN
COLOR CABLE
TENSION
1
ROJO
+5 VDC
2
NEGRO
TIERRA
3
NEGRO
TIERRA
4
AMARILLO
+12 VDC
CONECTOR PARA UNIDAD DE DISCO
NOTAS
1. La tensión marcada como PG no es en realidad una tensión, sino una señal de control de la
fuente que inhibe al motherboard hasta que las tensiones de la fuente se estabilizan, momento en
el cual pasa a habilitar al motherboard. Esta señal cumple una función análoga a la del reset.
2. Para testear la fuente es imprescindible que esta tenga alguna carga conectada, pues en caso
contrario podría llegar a no encender. Como carga se puede utilizar un disco duro, el cual no es
necesario que esté completamente operativo (un disco duro con gran cantidad de sectores
dañados es una excelente opción).
3. En caso de faltar alguna de estas tensiones la fuente debe ser retirada del gabinete y ser
reparada o reemplazada por otra. No se aconseja intentar uno mismo la reparación de la fuente,
pues el costo en repuestos y horas-hombre probablemente supere al de una unidad nueva,
además del peligro inherente a trabajar con altas tensiones.
4. Si se reemplaza la fuente por una nueva, prestar especial atención a la posición del interruptor
220V-110V situado en la parte trasera de la misma, (normalmente debe estar en 110V ya que esta
es la tensión residencial).
CARACTERÍSTICAS DE LA FUENTE ATX
La fuente ATX es muy similar a la AT, pero tiene una serie de diferencias, tanto en su
funcionamiento como en los voltajes entregados al motherboard. Es de notarse que la fuente ATX
es en realidad dos: una fuente principal, que corresponde a la vieja fuente AT (con algunos
agregados), y una auxiliar. La principal diferencia en el funcionamiento se nota en el interruptor de
encendido, que en vez de conectar y desconectar la alimentación de 110VAC, como hace el de la
fuente AT, envía una señal a la fuente principal, indicándole que se encienda o apague,
permaneciendo siempre encendida la auxiliar, y siempre conectada la alimentación de 110VAC. El
funcionamiento de este pulsador es muy similar al del botón de encendido del control remoto de un
televisor.
Para apagar el PC por medio de este pulsador es generalmente necesario mantenerlo apretado
por 4 o 5 segundos, aunque esto depende de un seteo en el BIOS Setup. Aparte de esto, al darle a
Windows la orden de apagar el sistema, éste le envía a la fuente la orden de apagarse
automáticamente.
Cuando el PC se apaga de esta forma, el motherboard queda alimentado por una tensión de 5VDC
suministrada por la fuente auxiliar, que mantiene activos los circuitos básicos para que el PC pueda
arrancar al presionar el botón de encendido. Nuevamente recordamos la similitud con un televisor y
su control remoto. En realidad no está apagado, sino en un modo llamado standby (enespera).
Al trabajar con el motherboard de un PC con fuente ATX se debe desconectar el PC de la tensión
de red (o sea desenchufarlo), pues se pueden producir serios daños a los componentes del mismo
si se conectan o desconectan los mismos con la fuente en modo standby.
La fuente ATX entrega dos voltajes nuevos además de los entregados por la fuente AT. Estos son:
una tensión de 5VDC que permanece activa cuando la fuente está en modo standby, llamada
5VSB ( 5 Volts Stand-By), y una tensión de 3.3 VDC. Esta última permite simplificar el diseño del
motherboard, ya que desde la familia de procesadores Pentium MMX, ya se usaba dicha tensión
tanto para el CPU como para la memoria, lo que implicaba integrar al motherboard un regulador
que entregaba 3.3V a partir de los 5V.
En vez de utilizar dos conectores como la fuente AT, la ATX utiliza un único conector de 20 patas,
que tiene guías para impedir su inserción incorrecta. El detalle del conector es el siguiente:
N° de Pin
Color del cable
tensión
11
Naranja
+ 3.3 VDC
12
Cafe
- 12 V DC
13
Negro
TIERRA
14
Verde
PS-ON
15
Negro
TIERRA
16
Negro
TIERRA
17
Negro
TIERRA
18
Azul
- 5 V DC
19
Rojo
+ 5 V DC
20
Rojo
+ 5 V DC
N° de Pin
Color del cable
tensión
1
Naranja
+ 3.3 VDC
2
Naranja
+ 3.3 V DC
3
Negro
TIERRA
4
Rojo
+ 5 V DC
5
Negro
TIERRA
6
Rojo
+ 5 V DC
7
Negro
TIERRA
8
Blanco
Power Good
9
Violeta
+ 5 V SB
10
Amarillo
+ 12 V DC