Probador de cables

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En este artículo describo la realización de un probador universal para cables de audio estereofónicos con conectores de distintos tipos (jack, minijack, xlr, rca) que también puede usarse para cables mono. No obstante su simplicidad circuital y gracias al utilizo de un microcontrolador, este probador dispone de algunas características poco comunes en este tipo de dispositivos: permite de individuar el conductor cortado, cortocircuitos y fundamentalmente falsos contactos que son una de las pesadillas de los apasionados del sonido. Antes de describir el proyecto les cuento el origen de la idea.

Muchos años atrás, cuando trabajaba en un canal de televisión, se presentaba continuamente el problema de los cables de vídeo dañados que producían falsos contactos, especialmente los usados en las transmisiones de exteriores y de prensa. En el canal habían cientos de cables y continuamente los operadores nos traían a nuestra sección técnica muchos de ellos para controlar y reparar. Los cables eran coaxiales de 75 ohms (RG-59) con conectores BNC. El modo mas simple para probarlos era el de medir continuidad con un tester. El problema de este sistema es que no permitía de verificar si el cable tenía falsos contactos porque para lograr ello era necesario mover el cable y los conectores mientras se efectuaba la medición. Ya por esos años me gustaba mucho inventar cosas nuevas y por lo tanto proyecté y construí un probador de cables de vídeo (hecho con transistores) que simplificó realmente nuestro trabajo y que usamos cotidianamente por muchos años (no se si existirá todavía).

Actualmente, pensando en proyectos para proponer en Inventable, me recordé del probador de cables pero, no recordándome como estaba hecho, traté nuevamente de diseñarlo. Después de muchos bosquejos me di cuenta que para hacer un sistema realmente eficaz pero al mismo tiempo simple, podía usar el clásico (para mi) microcontrolador PIC. Gracias a ello, podía verificar muchas otras cosas como por ejemplo falsos contactos y cortocircuitos. Así me puse a desarrollar este proyecto que hoy les presento.

Principio de funcionamiento

Generalmente los cables de audio están compuestos por tres conductores: canal derecho (R), canal izquierdo (L) y masa que generalmente es la malla de cable. La idea es la de aplicar en cada conductor del cable una tensión distinta mientras que en la otra extremidad del cable se mide si estas tensiones “llegan” correctamente. La falta de una tensión nos indica que un conductor interno está cortado, si por el contrario aparecen dos conductores con la misma tensión es porque estos se encuentran en cortocircuito entre si. ¿Simple verdad? En la figura les muestro el sistema descrito.

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Principio de funcionamiento del probador de cables audio

Para obtener las diferentes tensiones he usado resistencias como divisores resistivos partiendo de la alimentación de 5V del circuito. Para los curiosos, un divisor resistivo es un pequeño circuito compuesto por dos resistencias y que sirve, como su nombre lo indica, para “dividir” la tensión de entrada.

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Divisor resistivo

Para calcular la caída de tensión en cada una de las dos resistencias, primero se obtiene la corriente ( I = V / (R1 + R2 ) y después el valor de esta corriente se multiplica por el valor de la resistencia en la cual queremos conocer la tensión (V = I * R). En la figura vemos la tensión obtenida conectando una resistencia de 10K y otra de 4,7K. Volviendo a nuestro probador, la línea A que en nuestro cable se conecta a la malla lleva los 5V enteros sin ningún divisor resistivo. En la línea B (uno de los dos conductores del cable) hay un divisor resistivo con dos resistencias de 10K. En este caso la tensión se divide por dos (5V /2 =2,5V). En la línea C tenemos una resistencia de 10K y otra de 4,7K por lo tanto la tensión será de 1,6V. En reposo y sin ningún cable conectado, el micro medirá 0V en las tres entradas. Cuando conectamos un cable, si este está en buen estado, aparecerán en las entradas del micro las tres tensiones respectivas (1,6V 2,5V y 5V). En el caso que el cable fuese defectuoso, las tensiones no serían correctas y en base a esto el micro puede determinar cual de los conductores se encuentra cortado o en cortocircuito con otro. La tabla que les presento, muestra todas las posibles combinaciones:

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Tabla con las tensiones para cada conductor

En la línea celeste podemos observar las tensiones que llegan al micro si el cable se encuentra en buen estado. En la segunda vemos las tensiones con uno o mas conductores abiertos. En la tercera vemos un posible corto de A (la malla) con uno de los otros conductores. Las dos líneas siguientes nos muestran cortocircuitos entre B y C. Por lo tanto el programa del micro debe seguir el siguiente razonamiento (si un micro fuera capaz de razonar :) ):

1. Mido la tensión en A: si es de 5V la malla está en buen estado. Si es 0V está abierta.

2. Mido la tensión en el conductor C: si es de 1,6V el conductor esta en buen estado, si es 0V esta abierto, si es de 5V está en corto con la malla, si es de 1,95V está en corto con el conductor B

3. Mido la tensión en el conductor B: si es de 2,5V el conductor esta en buen estado, si es 0V esta abierto, si es de 5V está en corto con la malla, si es de 1,95V está en corto con el conductor C.

El circuito completo

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Circuito completo del probador

Como podemos ver en la figura, el circuito es muy sencillo y consiste en un regulador de tensión para obtener los 5V de alimentación, los divisores resistivos, el microcontrolador y los leds que nos servirán para indicar el estado de los cables. La necesidad de tantos led de señalación me ha obligado a usar un micro un poco mas grande respecto a los que uso habitualmente en Inventable: el popular PIC16F627A (o también el 16F628). Este micro, que es muy económico, no dispone de un convertidor analógico/digital (ADC) que nos serviría para medir las tensiones de entrada. Por suerte este micro dispone de una tensión de referencia programable y de dos comparadores conectados a las entradas RA0, RA1 y RA2, (esta última con conmutación interna de RA1) que nosotros usaremos para medir las tensiones de los conductores. La resolución que podemos obtener es de 4 bits, suficiente para el uso que queremos darle.

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Vista pictórica del probador de cables montado

Los leds de “estado” son 7: tres verdes que sirven para indicar la continuidad de los conductores, 3 rojos que indican cortocircuitos y por último, uno amarillo que se enciende cuando hay falsos contactos. En la figura podemos observar la distribución de los leds con la descripción funcional respectiva.

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Distribución de los leds de señalación

Para ejemplificar el funcionamiento del tester, he preparado una serie de imagines que muestran los clásicos desperfectos de los cables audio y la respectiva visualización de los leds en el tester. E las figura 1 vemos un cable en buen estado con los tres leds verdes encendidos. En la figura 2 vemos que uno de los leds no enciende porque uno de los conductores del cable está cortado.

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Cable en buen estado y cable con un conductor cortado

La figura 3 nos muestra un cable con los dos conductores en cortocircuito entre ellos. Si el corto fuera con la malla se encendería el led del conductor en corto (B o C) y también el de la malla (letra A). En el último cuadro podemos ver un cable con falsos contactos.

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Cable en cortocircuito y cable con falsos contactos

Como trabaja el led amarillo

Explico aquí como trabaja el led amarillo de falsos contactos. Cuando tenemos un cable con falsos contactos, a veces sucede que las interrupciones son tan breves que no logramos verlas a simple vista. Para resolver este problema, el programa detecta la más breve variación en las tensiones y si esto sucede enciende el led amarillo y lo mantiene así por 1 segundo en modo tal que podamos ver lo sucedido. Es una especie de memoria.

Construcción

Este proyecto permite una amplia variedad de montajes, yo personalmente he usado policarbonato transparente con alimentación a batería de 9V. Como pueden observar, en el circuito impreso no se encuentran los conectores hembras para poder conectar los cables directamente.

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Cableado del probador

He preferido simplemente poner 2 conectores de 3 terminales con tornillos cada uno. A estos se pueden conectar en paralelo las hembras de los distintos tipos de conectores montándolos en un panel o en las paredes de la caja que contiene el tester. En mi montaje he usado conectores RCA, minujack de 5mm y minijack de 3 mm. Pueden agregar si quieren un par macho / hembra del tipo XLR (Cannon).

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Circuito impreso del probador de cables

En las fotografías notarán que en el prototipo he soldado los leds del lado del cobre para poder montar todo, inclusive el circuito impreso directamente sobre el panel frontal. Si la solución les gusta pueden adoptarla. Les cuento que los cables para probar pueden tener conectores distintos en las dos extremidades, por ejemplo, de un lado un minijack y del otro dos RCA.

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Vista de abajo del probador

Bueno, aquí termina la descripción del proyecto. Al final encontrarán para descargar todo el material necesario para la realización (impreso, y software). El software se encuentra en formato HEX para que pueda ser programado en cualquier programado de PICs. Prefiero este formato respecto al asm para evitar los típicos problemas de configuración que la gente encuentra cuando usa distintos programadores. Si algún lector está interesado en trabajar en el software y necesita el listado puede contactarme por email.

logo_descarga

Circuito impreso (pdf hoja A4) y software (HEX) (267)

Probador de cables (codigo asm) (76)

 

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28 Comments

  1. Héctor Javier dice:

    Muy buen artículo Gabriel, excelente presentación como ya nos tienes acostumbrado.

    Como me hubiese sido de utilidad en la época que trabajaba con audio…

  2. UguillenC dice:

    Hola, se agradece, me servirá para cuando se me presente problemas con mi sistema de audio en el auto, ya tuve uno los cables de ampli al auto estéreo y si que fue un rollo checarlos, gracias y saludos.

  3. Muy bueno, Gabriel. Muy ingenioso.
    Saludos.

  4. Carmelo dice:

    Hola Gabriel, es siempre bueno ver tus ideas, muy utiles en todo hogar, negocio o lo que sea, muy practico y muy buena realizaciòn.

    Desde aquì Saludos y sempre in gamba.

    Che gioia sapere che ci sei Carmelo. Un abbraccio forte, di cuore :)

  5. Luis Perez dice:

    Hola Gabriel, la verdad es que es un articulo excelente el que has publicado (la verdad es que todos son excelentes!!!) eres muy didáctico y eso se agradece, pero volviendo al tema, ¿no tendrás por hay el circuito del tester de cable coaxial que mencionas al principio del articulo?, yo trabajo instalando cámaras de cctv y la verdad es que me seria muy útil, no te imaginas cuanto, desde ya se agradece esta y todas las publicacaones que has hecho.

  6. mopita dice:

    Muy bueno e ingenioso gabriel, como todos tus trabajos, un saludo

  7. Jose dice:

    Gracias por el artículo, me parece excelente.
    Podria adaptarse a probar conexiones de más conductores como el RJ45, RJ11 y RJ9?
    Estos conectores son dados a tener fallos de falsos contactos que son prácticamente imposibles de detectar.

    Habría que aplicar muchas variaciones. Los conectores de red tienen más conductores y no hay riesgo de cortos. Es una buena idea la tuya. Lástima que yo no trabajo con cables de red y no dispongo de material para poder desarrollar algo así.

  8. Luis Hernández dice:

    Buen articulo como siempre Gabi, es bueno tenerte de regreso…

    Gracias Luis. Un abrazo. :)

  9. Tutys dice:

    Gracias por esta pagina que muestra la electronica de una manera muy sencilla aun para los que somos principiantes. Saludos y gracias por compartir lo que sabes :wink:

    Debo agregar me encanta esta pagina :cool:

    Es un placer para mi Tutys :)

  10. Miguel A.L. dice:

    como siempre genial, me divierto mucho y aprendo mas,
    me podría valer para probar unos auriculares con micrófono, por que el micro o los cables siempre están rotos o se rompem y tengo que desarmar y es un follón siempre sobran tornillos :oops: :oops: :wink:

    Te faltarían los conectores de la otra extremidad 8O

  11. james orozco dice:

    gracias buen projecto, justo lo que nesecitaba

  12. Andrew ASsa dice:

    Hola, quiero compilar el programa para el microcontrolador PIC16F628A, usted me puede ayudar de alguna manera ..? Traté de comenzar con 16F628A y se va, creo que es necesario volver a compilar el programa para el microcontrolador, gracias!
    email: as_andrushk@mail.ru

  13. Héctor Javier dice:

    Hola Andrew, esperemos la palabra oficial de Gabriel, el autor del Artículo, pero, según mi opinión, ya que el programa fue hecho para el 16f627A, debería correr sin problemas en el 16f628A.

    Saludos
    HJ

  14. Andrew ASsa dice:

    He intentado con 16F628A pero lamentablemente no funciona .. así que me gustaría al autor a dar yo sea capaz de cambiar el programa.
    Por favor Por otra parte, el autor .. :wink:

    Hola Andrew, el 627 y el 628 son prácticamente iguales. Probablemente haya un error relacionado con el montaje. Deberías explicar mejor el problema.

  15. Mauro dice:

    Una pregunta (que nada tiene que ver con el circuito). Qué aplicación utilizan para realizar los diagramas del los circuitos electrónicos?
    Saludos!

    Hola Mauro, ninguna aplicación especial, solo un programa de gráfica vectorial y tanta paciencia.

  16. Andrew ASsa dice:

    Héctor Javier
    Pido disculpas, pero no puedo encontrar ninguna respuesta a mi pregunta. Cómo encender el dispositivo PIC16F628A? con Hex está unido no funciona. :???:

    Hola Andrew, he programado un PIC16F628 que tenía en el laboratorio en lugar del PIC16F627A y usando el mismo file HEX (es decir, sin compilar nada de nuevo). No hubieron problemas en la fase de programación (ningún error o advertencia) y el circuito funciona correctamente. Te aconsejo de abrir un hilo en el foro describiendo en modo más detallado el problema que tienes. Buen trabajo.

    • Héctor Javier dice:

      Hola Andrew, lamentablemente Gabriel debe de estar ocupado con su trabajo y por ello no ha aparecido por el Blog, seguramente te dará su opinión en cuanto reaparezca.

      Saludos
      HJ

      • Héctor Javier dice:

        Andrew, ¿estas seguro que el montaje que has hecho no posee errores?
        Deberías abrir un hilo en el Foro y subir imágenes de tu montaje de buena calidad donde pueda verse el lado de las soldaduras y el de los componentes, como para que otros usuarios le den un vistazo.

        Saludos
        HJ

        Si Hector probablemente sea un error de montaje. Ya comprobé en el laboratorio que el circuito funciona perfectamente también con el 628.

  17. joel cuautle dice:

    Hola!
    He realizado este proyecto y vaya que funciona, es muy eficiente y no tube ningungun problema para hacerlo.
    Quisiera saber si me podrian pasar el codigo completo del programa, pues al proyecto quiero agregarle que tambien detecte el corte de linea, ya que solo exixten para cables de uso electrico. Prometo dar los creditos correspondientes al autor y subirlo cuando lo haya terminado.
    Por su atencion muchas gracias y felices dias!

    Ok Joel, ya agregué el link para bajar el código al final de artículo junto con el otro :)

  18. Eduardo Lopez dice:

    Hola, que buen proyecto. Tengo una duda; se pueden medir cables largos? lo menciono por lo de la caida de tensión que producen los cables, lo cual podría engañar al microcontrolador y hacer encender el led amarillo, aun estando bueno el cable. Gracias.

    Hola Eduardo, depende de que cosa entiendes por cables largos (decenas de metros o más). Debido a que la corriente que pasa por los cables es muy poca (1mA o menos) la caída de tensión también será muy poca. De cualquier manera, si el problema se presentara podrías substituir las resistencias por valores más altos manteniendo la relación entre ellas (por ejemplo 22K y 10K en lugar de 10K y 4,7K).

  19. joel cuautle dice:

    Muchas gracias por el codigo, cuando termine notifico y lo subo. :razz:

    Ok Joel :)

  20. wil wi dice:

    buenisimo … :idea:

  21. rolando garcia dice:

    Buen dia, tengo una pregunta a cerca del proyecto, si yo quisiera utilizar la misma fuente de alimentacion y tener dos o tres PICs conectados para probar mas de un solo cable de tres puntas si se podria o que sucederia

    por su atencion gracias :smile: :smile:

    No hay problemas Rolando, puedes hacerlo.

  22. Edgardo dice:

    Hola, necesito hacer un probador de similares caracrterizticas, pero en vez de Jack y rca, debe ser chuco de 32 y 16 mono y trifásico, mas un par de conectores powercom y spaekon, debe probar la continuidad del cable con cualquier convinacion de los conectores, como un cable de chuco de 16 a chuco de 32, como un cable de chuco 16 a enchufe de 10 amperes, donde puedo conseguir informavcion para realizar eso? gracias

    Edgardo, debes solo reemplazar los conectores por el tipo que quieras. La electrónica no cambia.

  23. cristian candia dice:

    muchas gracias! lo hice y funciona de maravillas! un saludo

    Felicitaciones Cristian!! :)

  24. fabian balcazar dice:

    Hola gabriel muy buen invento!! quiero hacer este proyecto y nesesito si puedes enviarme la lista de materiales :eek: no se como contactarte por correo pero el mio es: cosmicmansun@gmail.com

    Hola Fabian, puedes hacer tu mismo el elenco en base al circuito, es muy sencillo. Te recuerdo que debes disponer del material necesario para poder programar el microcontrolador (software y programador).

  25. Axel dice:

    ¿Como programo el micro?
    ¿Algun archivo que explique o video?

    Gabriel si podes darme algunos datos mas, mi correo es: axel_e08@hotmail.com

    Hola Axel, el tema es medio largo de explicar, se necesitan una serie de instrumentos (una pc, un software y un programador de pics). Quizás escriba un artículo sobre el tema. Es una buena idea la tuya.

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