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Instrumentación y diagnóstico de fallas



    1. Principales causas de
      fallas
    2. Procedimientos para la
      solución de problemas
    3. Instrumento de prueba y
      diagnóstico
    4. Conclusión
    5. Bibliografía

    INTRODUCCIÓN

    Tanto los ingenieros como los técnicos en
    electrónica, deben estar en capacidad de
    diagnosticar y reparar equipos electrónicos. En el
    presente documento se describen los tipos de fallas que ocurren
    en los circuitos
    electrónicos, y se describen los métodos
    para implementar pruebas que
    permitan detectar y localizar fallas.

    Existen básicamente dos categorías de
    reparación de equipo defectuoso. En primer lugar,
    están aquellas situaciones en las cuales un prototipo
    experimental, recién construido, no parece funcionar de
    acuerdo a lo esperado. Por otro lado, la segunda categoría
    hace referencia a aquellos equipos que habiendo estado
    operando normal durante algún tiempo, han
    presentado fallas en su funcionamiento.

    Independientemente de las circunstancias, el objetivo, en
    ambos casos, es conseguir que la unidad defectuosa opere de
    acuerdo a lo esperado el menor tiempo posible. En muchos
    ambientes operativos, la pérdida de pieza crítica
    de equipo puede significar la interrupción de un proceso
    productivo costoso, por lo cual la velocidad es
    un parámetro esencial en la reparación del
    equipo.

    Las operaciones de
    diagnostico y de reparación de fallas requieren que la
    persona lleve
    a cabo posea los conocimientos y experiencia necesarios. Lo
    anterior incluye conocer los modos usuales de fallas de los
    equipos de prueba que pueden resultar de utilidad en una
    situación particular, además de los procedimientos
    normales para efectuar las reparaciones necesarias. En lo que
    sigue, se cubren en algún detalle los anteriores
    requisitos.

    PRINCIPALES CAUSAS
    DE FALLAS

    Pueden existir muchas causas que provoque falla, entre las
    más comunes tenemos.

    Problemas de Operario: Ocurren debido al uso incorrecto por
    parte de la persona que utiliza el equipo. Uno de los motivos es
    la falta de conocimiento
    adecuado del funcionamiento del equipo, que en ocasiones lleva a
    suponer que opera incorrectamente., cuando en realidad no existen
    problemas de
    funcionamiento como tal. Tales situaciones son de ocurrencia
    frecuente y deben ser una de las primeras instancia que se
    verifiquen.

    Errores en la construcción: Bajo esta categoría se
    agrupan todos aquellos problemas relacionados con el diseño
    y la implementación de la primera unidad o prototipo.

    Fallas en el suministro de potencia: Es una
    de la fallas mas frecuente, proviene de la fuente de potencia. En
    esta parte se manejan corrientes y voltaje apreciables,
    además de temperaturas elevadas, los componentes de la
    fuente están sujetos a esfuerzos eléctricos y
    térmicos que pueden conducir a fallas en sus componentes.
    Cuando la fuente de potencia esta averiada, el equipo deja de
    operar por completo.

    Estos problemas son de fácil diagnostico y
    reparación. Por lo general, deben buscarse primero en los
    reguladores de voltaje defectuoso, diodos
    rectificadores abiertos o en corto, condensadores
    de filtrado dañados y por ultimo, el transformador
    defectuoso.

    Falla de componentes del circuito: Una de las causas mas
    frecuentes de fallas en equipos digitales proviene de la fuente
    de potencia. Debido a que en esta parte del equipo se manejan
    corrientes y voltajes apreciables, además de temperaturas
    elevadas, los componentes de la fuente de potencia están
    sujeto a esfuerzo eléctrico y térmico que pueden
    conducir a fallas en sus componentes. Cuando la fuente de
    potencia esta averiada, el equipo deja de operar por
    completo.

    Estos problemas son de fácil diagnostico y
    reparación. Por lo general, deben buscarse primero
    reguladores de voltaje defectuoso, diodos rectificadores abiertos
    o en corto, condensadores del filtrado dañados y por
    ultimo el transformador defectuoso.

    Problemas de temporización: Es uno de los problemas
    más difícil de diagnosticar se relaciona con la
    correcta temporización de los circuitos. Parámetros
    como la frecuencia del reloj, los retrasos de propagación
    y otras características relacionadas, son de mucha
    importancia para la adecuada operación de los equipos
    digitales.

    Problemas debidos a Ruidos: El ruido
    eléctrico es una fuente potencial importante de problemas
    en los circuitos digitales. Ruido: Es toda señal
    extraña que dentro del equipo puede ser causa de
    operación incorrecta. Las señales
    de ruido pueden provenir de transitorios en las líneas de
    corriente alterna
    o de campo
    magnético o eléctrico originados en equipos
    aledaños, así como de interferencias debidas a
    transmisiones de radio o de
    televisión.

    También es factible que exista ruido generado
    internamente, el cual puede provenir de suministro de potencia
    mal filtrados o de componentes mecánicos defectuosos que
    ocasionen contactos deficientes o intermitentes.

    Efectos ambientales: A esta clase
    pertenecen todos aquellos problemas derivados del efecto ambiente en el
    que opera el equipo. Por ejemplo, es posible que la temperatura
    del recinto o sitio donde se ubica el equipo exceda los límites
    permisibles fijados por el fabricante. Por otra parte, la
    acumulación de grasas, polvo,
    químicos o abrasivos en el aire puede
    ocasionar fallas de funcionamiento. Las vibraciones excesivas
    también puede ser causa frecuente de problemas. Todo lo
    anterior puede introducir defectos mecánicos tales como
    corrosión de conectores, alambres quebrados
    o contactos de interruptores con exceso de acumuladores que
    impiden su accionamiento normal.

    Problemas mecánicos: Son todos aquellos que surgen
    debido a desperfectos en componentes de tipo mecánico
    tales como: Interruptores, conectores, relevos y otros. Esto por
    lo general, son mucho más susceptibles de aparecer que la
    falla misma de componentes electrónicos, tales como los
    circuitos integrados.

    PROCEDIMIENTOS PARA LA
    SOLUCIÓN DE PROBLEMAS

    La reparación de equipos electrónicos puede
    resumirse cuatro (4) sencillos pasos:

    1. Recolección de Datos
    2. Localizar el problema
    3. Efectuar la reparación
    4. Probar para la verificación la operación
      correcta.

    Recolección de Datos: Es
    aquella en la cual se hace acopio de toda la información pertinente al equipo bajo
    observación. Por ejemplo, lo primero que
    debe hacerse es obtener la documentación, en la cual se incluye tanto
    los diagramas
    esquemáticos circuitales así como los manuales de
    servicio,
    información de calibración y similares.

    Localizar el problema: Es por lo general es lo mas
    difícil, el grado de dificultad y la cantidad de tiempo
    que esta fase del problema consuma, dependen de la complejidad
    del equipo y la naturaleza del
    daño.
    Los siguientes pasos pueden ayudar a desarrollar un método
    sistemático para localizar la avería:

    1. Verifique lo obvio y sencillo primero que todo, como
      fusible, tomas, interruptores, etc.
    2. Corra los programas de
      diagnostico si los hay.
    3. Utilice sus sentidos, mirando, oliendo y tocando en busca
      de temperaturas anormales, elementos quemados, etc.
    4. Verifique que los niveles de AC y DC sean correctos.
    5. Cerciorase de la existencia del reloj.
    6. Utilice métodos de rastreo de señal.
    7. Ensaye sustituciones sencillas de componentes o de tarjetas en
      cuanto sea posible.
    8. Lleve a cabo pruebas y verificaciones, estáticas o
      dinámicas. La prueba estática
      requiere de la deshabilitación del reloj del sistema, con lo
      cual todos los niveles lógicos estabilizan a un valor
      constante. A partir de esto, entonces es posible, utilizando
      puntas lógicas o un voltímetro, observar los
      niveles lógicos presentes en el circuito. Algunos
      sistema permiten, no solamente deshabilitar el reloj, sino
      también la sustitución de este por un pulsador
      manual para
      obligar al sistema operar paso a paso. Las pruebas
      dinámicas, por su parte se llevan a cabo con el reloj en
      operación normal y requiere del uso de un osciloscopio, de una punta lógica o de un analizador
      lógico.

    INSTRUMENTO DE PRUEBA Y
    DIAGNÓSTICO

    Dependiendo de la complejidad del equipo defectuoso y de la
    clase de pruebas que sea necesario llevar a cabo, es importante
    escoger adecuadamente el equipo o instrumento de prueba que
    permita las verificaciones pertinentes. Los más utilizados
    son:

    El multímetro (VOM), Tester,
    polímetro

    El multímetro es también conocido como VOM
    (Voltios, Ohmios, Miliamperímetro),
    aunque en la actualidad hay multímetros con capacidad de
    medir muchas otras magnitudes. (capacitancia, frecuencia,
    temperatura, etc.). Hay dos tipos de multímetros: los
    analógicos y los digitales. Los multímetros
    analógicos son fáciles de identificar por una aguja
    que al moverse sobre una escala indica del
    valor de la magnitud medida

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Los multímetros digitales se
    identifican principalmente por un panel numérico para leer
    los valores
    medidos, la ausencia de la escala que es común el los
    analógicos. Lo que si tienen es un selector de función y
    un selector de escala (algunos no tienen selector de escala pues
    el VOM la determina automáticamente). Algunos tienen en un
    solo selector central. El selector de funciones sirve
    para escoger el tipo de medida que se
    realizará.

    La función de este instrumento permite la
    verificación de las fuentes de
    voltaje tanto alternas como directas. La opción de
    medición de resistencias,
    por su parte, permite la verificación de fusible, pines de
    conexión, alambres abiertos, valores de
    resistencia,
    condensadores en corto, etc. Su desventaja que solo permite
    prueba estática.

    Punta Lógica: La punta lógica o
    sonda digital, es un indicador de presencia de pulso alto, bajo,
    tren de pulsos o alta impedancia (salidas desconectadas). En
    conjunto con un inyector de señales y un detector de
    corriente, la punta lógica integra el equipo de
    medición básico para los circuitos
    digitales.

    Osciloscopio: El
    osciloscopio es un instrumento que permite
    visualizar fenómenos transitorios así como formas
    de
    ondas en circuitos
    eléctricos y electrónicos. Por
    ejemplo en el caso de los televisores, las formas de las

    ondas encontradas de los distintos puntos de
    los
    circuitos están bien definidas, y
    mediante su
    análisis podemos diagnosticar con
    facilidad cuáles son los
    problemas del funcionamiento. Los
    osciloscopios son de los instrumentos más
    versátiles que existen y los utilizan desde
    técnicos de reparación de televisores hasta
    médicos. Un
    osciloscopio puede medir un gran
    número de fenómenos, provisto del transductor
    adecuado (un elemento que convierte una magnitud física
    en señal eléctrica) será capaz de
    darnos el
    valor de una presión,
    ritmo cardiaco,
    potencia de sonido,
    nivel de vibraciones en un coche, etc. Es importante que
    el
    osciloscopio utilizado permita la
    visualización de señales de por lo menos 4,5 ciclos
    por segundo, lo que permite la verificación de etapas
    de video,
    barrido vertical y horizontal y hasta de
    fuentes de alimentación.

    CONCLUSION

    Se han presentado en el trabajo
    algunas ideas relacionadas con el diagnostico de y correcciones
    de averiasen equipos electrónicos. Adicionalmente, se ha
    hecho un resumen de los diferentes instrumento de pruebas a
    disposición del ingeniero o tecnico para efectos de
    diagnosticar problemas en equipos que deben ser reparados en su
    fase normal de funcionamiento de campo.

    BIBLIOGRAFIA

    Rodriguez, Luis (1999). Electrónica digital
    Moderna.
    Compañía Editorial Tecnológica
    CEKIT.

    Unicrom (2002). Multímetro. [Documento en
    línea]. Disponible: http://www.unicrom.com/Tut_multimetro.asp. [Consultada:
    2005, Enero 14]

    José Luis Orozco (2003). Punta
    Lógica
    [Documento en línea].
    http://www.electronicayservicio.com/instrumentos/her_alter/pll_11.htm.
    [Consultada: 2005, Enero 14]

    Lucas Morea (2003). Osciloscopio [Documento en
    línea]. http://www.monografias.com/trabajos/osciloscopio/osciloscopio.
    [Consultada: 2005, Enero 14].

    Realizado por:

    Irlenys Tersek Rodriguez

    Ingeniero en Electrónico en
    Computación

    Chivacoa, Enero 14 de 2005

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