SuperScope-22, EL OSCILOSCOPIO PARA PC

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1 SuperScope-22, EL OSCILOSCOPIO PARA PC Ing. Leopoldo Parra Reynada Todo técnico en electrónica sabe lo importante que es contar en el taller con los instrumentos adecuados para realizar nuestras labores de diagnóstico y reparación. Y uno de los instrumentos más útiles para todo esto, es sin duda el osciloscopio. En el presente artículo veremos cómo se utiliza un osciloscopio muy particular: el SuperScope-22. Introducción Desde hace muchos años, el osciloscopio es una herramienta indispensable para quienes se dedican a dar servicio a equipos electrónicos. Esto no es nada nuevo; y de hecho, ya son raros los centros de servicio que carecen de él. Ahora bien, la penetración de la electrónica en otros campos, ha obligado a muchos técnicos a considerar la compra de este instrumento de prueba; de lo contrario, no podrían realizar las mediciones y diagnósticos que ahora son absolutamente necesarios en los automóviles y en los equipos de refrigeración (por poner sólo dos ejemplos de nuevas áreas en las que se aplica ahora la electrónica); en efecto, los técnicos en mecánica automotriz y los técnicos en refrigeración saben que cada vez es más necesario el uso del osciloscopio para reparar los vehículos o los aparatos que reciben en su taller. Sin embargo, puesto que dichos especialistas no están acostumbrados a usar este aparato, generalmente no tienen una base para tomar una decisión de compra; además, no están seguros si les será realmen- ELECTRONICA y servicio No

2 te útil para sus necesidades específicas. Si no hacen una buena elección, las consecuencias serán muy serias; es lógico, si tomamos en cuenta que un osciloscopio no es precisamente un equipo económico; en cambio, la pérdida por una mala decisión en la compra de un multímetro, puede ascender a un máximo de 200 o 300 pesos según el modelo del aparato. Precisamente para ayudar a que tomen la mejor decisión posible, en este artículo describiremos las características, forma de instalación y funcionamiento básico de un osciloscopio especialmente diseñado para conectarse a una PC (en cuya pantalla pueden desplegarse entonces las formas de onda obtenidas). El aparato al que nos referimos, es el osciloscopio SuperScope-22; en México, es distribuido por México Digital Comunicación, S.A. de C.V. (compañía que publica precisamente Electrónica y Servicio). Figura 1 Descripción y características Propiamente dicho, el SuperScope-22 es una interfaz que se conecta a la PC; a través de un par de puntas de prueba, permite capturar y digitalizar señales análogas o digitales; y a través de un cable USB, son enviadas a la computadora; entonces, pueden verse en la pantalla de ésta (figura 1). El SuperScope-22 puede utilizarse prácticamente con cualquier computadora moderna, capaz de ejecutar Windows XP o superior. Esto es especialmente cómodo en el taller mecánico, en donde, por lo general, ya existen escáneres que se conectan a la computadora de a bordo para diagnosticar el estado de los vehículos; y dichos escáneres, también pueden enviar datos a una computadora personal. Así que con uno de estos últimos aparatos, con el SuperScope-22 y con una PC, pueden hacerse diagnósticos muy avanzados en los automóviles modernos. Figura 2 Al abrir la caja del SuperScope-22, encontrará la interfaz en sí, un juego de cables USB para conectarse a la PC, una punta de prueba, varios accesorios adicionales, manuales y un disco con controladores y software (figura 2). Este instrumento tiene las características funcionales que se especifican en la tabla 1. Por todo esto, es ideal para prácticamente todas las aplicaciones dentro del taller electrónico, lo mismo que en el taller mecánico o cualquier otro centro de servicio en el que haya que revisar circuitos electrónicos complejos. Instalación 1 Cómo instalar archivos Para instalar el SuperScope-22, el CD que lo acompaña debe ser insertado en la unidad óptica de la PC. Es necesario esperar a que el archivo de autoarranque eche a andar el asistente de instalación. Una vez que esto suceda, aparecerá una 44 ELECTRONICA y servicio No. 158

3 SuperScope-22, El osciloscopio para PC Tabla 1 Entrada Razón máxima de muestreo: Canales: Ancho de banda: Resolución vertical: Rangos de ganancia: Rango: Nivel de polarización: Acoplamiento: Impedancia: Base de tiempo Rango de base de tiempo: Modo de adquisición: Muestreo de tiempo real: 100Msps, usando 1 canal; 50Msps, usando ambos canales. Dos. Ancho de banda analógico de 40MHz. 8 bits/canal. 10mV punta de prueba en x1 (10mV, 20mV, 50mV, 100mV, 200mV, 500mV, 1V, 2V, 5V/div en secuencia 1-2-5). 100mV punta de prueba en x10. 1V punta de prueba en x V punta de prueba en x1000. Ocho divisiones. +/- 4 divisiones. AC-DC. 1 mega-ohmio. 4ns/div 1hr/div (4ns, 10ns, 20ns, 40ns, 100ns, 200ns, 400ns, 1us, 2us, 4us, 10us, 20us, 40us, 100us, 200us, 400us, 1ms, 2ms, 4ms, 10ms, 20ms, 40ms, 100ms, 200ms, 400ms, 1s, 2s, 4s, 10s, 20s, 40s, 10m, 20m, 40m, 1h/div) en secuencia Muestreo de tiempo real: 4ns/div 400ms/div. Modo de muestreo cíclico: 1s/div 1h/div. Diez divisiones. Rango: Tamaño del búfer: Muestras de 10K 64K. Disparo Modo: Auto, normal y sencillo. Tipo: Por flanco, de subida o de bajada. Autoconfiguración: Sí. Nivel de disparo: +/- 4 divisiones. Funciones matemáticas Mediciones: Cursor: Matemáticas: Características físicas Vp-p, Vmax, Vmin, Vprincipal, Vrms, Vamp, Vhigh, Vlow, transitorios positivos y negativos, ciclo de trabajo, ciclo rms, periodo, frecuencia, ancho de pulso positivo o negativo, tiempo de elevación o de caída (10%-90%), ciclo de trabajo positivo o negativo. Diferencia en tiempo/voltaje, diferencia de voltaje, frecuencia (sólo en modo FFT). Adición, sustracción, multiplicación, división. Interfaz: Alimentación: Dimensiones: Bus serial universal (USB). No se requiere fuente externa; se alimenta desde USB. 187 x 100 x 33mm. ELECTRONICA y servicio No

4 pantalla como la que se muestra en la figura 3; para continuar, oprima el botón NEXT. Figura 3 Figura El asistente preguntará en qué directorio deseamos instalar el software; deje la opción por default, y presione el botón NEXT (figura 4). Una vez que se hayan terminado de copiar los archivos necesarios, se presentará un mensaje en el que se indica que la instalación ya acabó (figura 5); para concluir el proceso, oprima el botón FINISH. Cómo hacer que Windows reconozca al dispositivo Conecte el cable USB a la interfaz, y los dos cables del otro extremo en los puertos USB de la computadora (figura 6). En ese momento, Windows reconocerá el nuevo hardware y echará a andar el asistente para instalarlo adecuadamente (figura 7). Elija la opción de instalar automáticamente el controlador adecuado (debe dejar el CD en la unidad óptica). Y cuando localice los archivos correspondientes, el asistente procederá a copiarlos en el disco duro de la PC (figura 8). Una vez concluido el proceso, aparecerá una pantalla en la que se avisa que se ha reconocido adecuadamente el nuevo hardware, y que está listo para utilizarse (figura 9). En ocasiones, el sistema pide que reiniciemos la computadora. Si sucede esto, acepte el reinicio; así, el osciloscopio quedará perfectamente configurado, listo para comenzar a hacer mediciones. Figura 5 Figura 6 46 ELECTRONICA y servicio No. 158

5 SuperScope-22, El osciloscopio para PC Figura 7 Figura 8 Una vez terminada la instalación de software y hardware, ejecute el programa correspondiente. Con esto, aparecerá en pantalla la interfaz gráfica del osciloscopio; y desde ahí, podrá controlar la medición y visualizar las formas de onda. Ajuste de la punta de prueba Antes de empezar a hacer mediciones, es conveniente ajustar la punta de prueba; para ello, conecte una de sus puntas en la entrada del canal 1; y su otra punta, en la salida de señal de prueba que se encuentra a un lado de donde conectó el cable USB a la interfaz (figura 10). En ese momento, deberá aparecer en pantalla una señal cuadrada como la que se muestra en la figura 11. Si la señal está distorsionada, habrá que ajustarla mediante el pequeño trimmer que se encuentra en el Figura 9 Figura 10 Figura 11 ELECTRONICA y servicio No

6 conector del cable (figura 12); hágalo con el desarmador que acompaña al SuperScope-22, para evitar que las cargas eléctricas del cuerpo interfieran con el ajuste (por eso el desarmador es de plástico). Una vez que la señal tenga un aspecto perfectamente cuadrado, podremos probar este instrumento. Dado que esta señal de prueba es la misma en todos los SuperScope-22, la utilizaremos para mostrar los controles básicos de este dispositivo. Control de barrido horizontal Figura 12 Figura 13 Con este control podemos elegir la velocidad a la que se desplazará horizontalmente la señal, medida en tiempo por división; cuanto menor sea el tiempo, más rápido se desplazará el cursor; y por lo tanto, podremos estudiar señales más veloces o de mayor frecuencia; por ejemplo, la señal de prueba tiene una frecuencia de de 1KHz; de manera que si utilizamos un barrido horizontal de 400us/div, la señal tardará dos divisiones y media para completar un ciclo (figura 13). Si multiplicamos 2.5 x 400, obtendremos un total de 1000us; esto equivale a 1ms. Y al calcular la frecuencia a partir de este dato, obtendremos exactamente el valor de 1KHz (que es lo que estábamos esperando). Para expandir más la señal, tendríamos que disminuir todavía más el valor de tiempo por división y llevarlo digamos a 200us/div (figura 14); con esto, la señal tardaría cinco cuadros para completar un ciclo. Y para comprimir la señal, basta con que aumente- Figura 14 Figura ELECTRONICA y servicio No. 158

7 SuperScope-22, El osciloscopio para PC mos el tiempo por división a 1ms/div (figura 15); así, un ciclo equivaldría a un cuadro de nuestra pantalla. En la figura 16 se muestran algunas de las escalas tiempo/división disponibles; van desde fracciones de microsegundo por división hasta 1 hora por división, para verificar el comportamiento de señales realmente lentas. Control de amplificación vertical Para poder estudiar adecuadamente una señal eléctrica, tenemos que hacer variar el factor de amplificación que se le aplica a la entrada. Esto se hace mediante el control que se ve debajo de la perilla de control de tiempo; hay dos perillas de amplificación, una por cada canal; pero como en este caso sólo estamos utilizando un canal, desactivaremos el otro; y para desactivarlo, hay que retirar la palomita de su cuadro correspondiente; y así, nos concentraremos exclusivamente en la señal del canal 1. Veamos la figura 17; en ella, el control está colocado en 1V/div y la señal tiene una altura de dos cuadros. Esto significa que su voltaje de pico a pico (Vp-p) es de 2V. Si ahora elegimos una escala vertical de 2V/div, veremos que la señal se reduce para ocupar sólo un cuadro de altura (figura 18); pero al hacer la operación, encontramos que el valor de 2Vp-p no cambia. Vea en la figura 19 las escalas verticales disponibles, que van desde 10mV/div hasta 5V/div. Para au- Figura 19 Figura 18 Figura 16 Figura 17 ELECTRONICA y servicio No

8 mentar este valor, tendría que ser aprovechada una característica de la punta de prueba: la posibilidad de introducir un atenuador por 10 (figura 20). De manera que si usted tiene que medir una señal de gran amplitud, deberá colocar la punta en la posición x10; y las escalas anteriores, se multiplicarán por el mismo valor (o sea que la escala máxima sería de 50V/div). Si consideramos que la interfaz soporta un voltaje máximo de entrada de 35V, entonces podríamos medir señales de hasta 350Vp con la punta en x10 (lo cual sin embargo no se recomienda, porque está demasiado cerca del límite del aparato; y éste, podría ser dañado). En sucesivos artículos de esta serie, veremos cómo aprovechar algunas de las características avanzadas de este aparato: la posibilidad de usar cursores para medir voltajes, tiempos y frecuencias; la forma de controlar el disparo; la forma de comparar dos o más señales entre sí; la forma de guardar señales en el disco duro de la PC, etc. Verá que las prestaciones que tiene esta interfaz justifican fácilmente el dinero invertido en su compra. Comentarios finales Utilizar el osciloscopio SuperScope-22, realmente no es difícil; no lo es, por lo menos en sus funciones básicas. Figura 20 SuperScope 22 Osciloscopio para PC Para conectarse directamente a la PC a través de cable USB Tamaño reducido para gran portabilidad: dimensiones (mm): 190 (l) x 100 (W) x35 (h), fácil de transportar. Hasta dos canales en pantalla simultáneamente, para comparación de señales en tiempo real. Formas de onda visualizadas en el monitor de la PC. Alto rendimiento: 100 Msps de muestreo en tiempo real a 8 bits; ancho de banda de 40MHz. Para sistema operativo: Windows 98, Windows Me, Windows NT, Windows 2000, Windows XP y Vista. 23 funciones de medida, pasa/no pasa de verificación. Forma de onda media, persistencia, intensidad, invertir, suma, resta, multiplicación, división, la trama XY. Opción de guardar forma de onda como: archivo de texto, archivo gráfico JPG/BMP, MS Excel. Las formas de onda se graban en la PC. 50 ELECTRONICA y servicio No. 158