Electrónica y automatización

Reparar celulares o tabletas, primeros pasos

Contenidos temáticos

  1. ¿Cómo funciona la red de teléfonos celulares?
  2. Componentes de celulares y tabletas
  3. Composición del Hardware
  4. Composición del Software
  5. Conceptos básicos de electrónica
  6. Tipos de electrónica
  7. Componentes básicos de la electrónica
  8. Tipos de diodo
  9. Electrónica digital
  10. Familias de circuitos digitales
  11. Señales periódicas
  12. Circuito integrado
  13. Herramientas de trabajo

Desarrollo del tema

1. ¿Cómo funciona la red de teléfonos celulares?

Para ello debes conocer las generaciones existentes de celulares las cuales, esto te permitirá reparar fallas de celulares sin necesidad de destapar el celular, es por ello que debes conocer las generaciones para que sepas cuáles son sus características y limitaciones:

Generaciones de telefonía celular

1G

Solo se podía comunicar vía telefónica con movilidad, es solo podías escuchar voz.

2G

Esta versión se agregaron servicios como:

  • Llamadas móviles
  • Fax
  • Buzón de voz
  • SMS

Esto debido a un sistema global para móviles GSM, que una una tarjeta de identificación desmontables, posteriormente:

  • Sonidos
  • Imágenes

Vía radio y una tasa de datos mejorada, una variante de GSM es la tecnología de acceso múltiple por código, teléfonos sin tarjeta SIM.

3G

Posteriormente esta generación aumenta la velocidad, capaz de soportar voz y datos al mismo tiempo, estandarizo el servicio gracias a las comunicaciones que permiten el roaming global, es decir el acceso a internet en cualquier parte del mundo que tenga cobertura, aumento hasta 7 veces más su transmisión.

4G

Esta generación buscar mejorar las velocidades de transmisión, permitiendo videoconferencias en tiempo real, mejorando la calidad de servicio.

5G

En telecomunicaciones, 5G son las siglas utilizadas para referirse a la quinta generación de tecnologías de telefonía móvil.​ Es la sucesora de la tecnología 4G la cual le provee conectividad a la mayoría de teléfonos moviles actuales.​

Como su predecesor, las redes 5G son redes de celdas, cuya área de servicio está dividida en pequeñas regiones geográficas que llevan como nombre celdas.

La ventaja más destacable de esta tecnología es que soportará mayor ancho de banda lo cual se traducirá en mayores velocidades de descarga, que pueden superar 10 gigabits por segundo (Gbit/s).

A partir de la generación 3G la red móvil se estandarizo y está compuesta por:

Centrales (BSC)

Estaciones base o radio torres (BTS)

Estas cubren un área hexagonal, juntas crean una red conformada por células es por ello su nombre “Red Celular”.

Terminales

2. Componentes de celulares y tabletas

Actualmente existen una gran diversidad de equipos, cada uno con una estructura interna diferente según sus funciones, para que puedas reparar un equipo debes conocer este tipo de características de cada uno la mayoría de los celulares y tabletas comparten las mismas funciones:

  • Display amplio tipo touch
  • Pueden tomar fotografías
  • Reproducir música y video
  • Se conectan a internet vía Wi-Fi
  • Transferencia de archivos vía bluetooth
  • Mismas aplicaciones: mensajería, reloj, calendario, calculadora, notas, juegos etc.

Internamente cada equipo tiene módulos específicos para cada una de sus funciones, al igual que las computadoras tienen dos componentes:

  • Hardware: que es la parte física del equipo
  • Software: Es el sistema que le permite realizar sus tareas

3.Composición del Hardware

El Hardware de estos dispositivos consta de los siguientes módulos:

  • Batería
  • Circuitos de carga
  • Tarjeta impresa

Estos dispositivos son los encargados de distribuir la energía en el aparato según se requiera.

Procesamiento

Ejecuta las acciones que le son encomendadas por el sistema operativo y las aplicaciones.

Memorias

Son las que almacenan los datos.

RF

Se encarga de la radio frecuencia, es decir, lleva a cabo la transmisión y recepción de señales.

Módulos de conectividad

Se encargan de conectar el equipo móvil con otros dispositivos para intercambiar datos como: música, fotos o conectividad, pueden ser inalámbricos como el Wi-Fi y Bluetooth o alámbricos como los puertos USB.

Audio

Es el que controla los audífonos, los auriculares y la voz.

Display

Es el que controla y convierte la información para mostrarla en la pantalla.

Sensores

Son los que captan variables como giro, aceleración, iluminación, proximidad etc.

4. Composición del Software

El Software está conformado por los siguientes módulos:

  • Sistema Operativo: ES la plataforma que administra los procesos y la comunicación dentro del aparato.
  • Aplicaciones: Sirven como medio de comunicación con el usuario, tienen funciones específicas como los programas en una computadora.

Por ejemplo: Reproductores de música, procesadores de texto y juegos

Así en conjunto del Hardware con el software trabajan para brindar los servicios al usuario.

5. Conceptos básicos de electrónica

Los equipos celulares y tabletas contienen módulos internos que controlan sus funciones conformados por elementos electrónicos, los materiales que permiten la corriente eléctrica se llaman conductores y los que lo bloquean se llaman aislantes. Los semiconductores son aquellos que dependiendo de ciertas condiciones permiten o no el paso de la electricidad.

Componentes de la energía eléctrica

Voltaje

También conocida como tensión eléctrica o diferencia de potencial, es la fuerza eléctrica que tienen entre los polos positivo y negativo, dicha fuerza impulsa la energía hacia los elementos electrónicos del celular para que funcione.

Se mide en Volts = V

Corriente

Es el flujo de paquetes de energía en un determinado tiempo, es decir, la velocidad de energía eléctrica, en un circuito esa velocidad tiene variaciones debido a que algunos elementos electrónicos necesitan energía mas rápido que otros para funcionar.

Se mide en Amperes = A

Resistencia

Es la oposición al paso de la energía eléctrica, sirve para regular la corriente y el voltaje según lo requiera cada componente, librea la energía sobrante en forma de calor.

Se mide en Ohms = Ω

Las variable, voltaje, corriente y resistencia se relacionan mediante la ley de Ohm, esta sirve para conocer los parámetros de funcionamiento de un elemento electrónico y determinar si son los correctos.

V = I x R

¿Cómo calcular estas variables?

Para calcular cualquiera de estas variables basta con conocer dos de ellas y multiplicarlas o dividirlas según la fórmula de la ley de Ohm.

Potencia

Es la relación entre energía y tiempo ocupados en un trabajo determinado, sirve para conocer cuanta energía consume un elemento y cuánto tarda en hacer su tarea.

Se determina en Watts = W

Corriente alterna

Se le denomina así a la corriente cuando cambia de sentido periódicamente dentro de un circuito, es la que se obtiene de los toma corrientes.

Corriente continua

También conocida como directa es la que fluye siempre en un mismo sentido siendo fácil de controlar y es la que utilizan los equipos internamente.

6. Tipos de electrónica

Electrónica digital

Se basa en voltajes discretos no continuos y que tienen un valor definido.

Por ejemplo: Los botones de una tableta son digitales, el volumen puede estar dividido por ejemplo cada 10 decibeles, no hay valores intermedios, sino exactos.

Electrónica analógica

Se basa en voltajes continuos en el tiempo y tienen cualquier valor dentro de cierto rango.

Por ejemplo: La perilla de un radio antiguo es analógica con ella se puede regular el sonido de un rango de 0 a 80 decibeles, al girarla provoca un cambio continuo de valores que pueden ser exactos o intermedios (32, 40, 0 5’0.7).

7. Componentes básicos de la electrónica

Estos componentes manipulan la energía eléctrica dentro de los dispositivos.

Resistor

Este es el que se opone al flujo de corriente sirve para regularla y distribuirla en un circuito según se requiera.

Se mide en Ohms

Capacitor

Acumula el calor y lo libera cuando se llena, al mismo tiempo funciona como filtro puede ser electrolítico o cerámico.

El capacitor electrolítico tiene definidos los polos negativo y positivo el ceramico no y se puede conectar de forma indistinta, su unidad de medida son los Farads = F.

Bobina

Llamado también bobina acumula corriente y la libera cuando se requiere, minimiza ruidos de señales eléctricas su unidad de medida son los Henrys = H.

Diodo

Deja pasar la corriente en un sentido y en el otro la bloquea, es un semiconductor echo de silicio o germanio, sirve como rectificador de corriente.

8. Tipos de diodo

Diodo zener: Son reguladores de voltaje.

Diodo emisor de luz: Se regula cuando se polariza.

Transistor: Consta de tres terminales o pines, un emisor, una base y un colector, es amplificador o interruptor de corriente.

Se dividen en dos tipos que son los bipolares y los de efecto de campo:

9. Electrónica digital

Todos los celulares y las tabletas tienen componentes electrónicos digitales, en el circuito interno del celular la fuente de voltaje es fija.

Por ejemplo si un led esta prendido tiene 5 volts, si se encuentra apagado tiene 0 volts.

En electrónica digital a esto se le conoce como estados, denominados uno lógico (led prendido) y otro cero lógico (led apagado) estos valores son definidos y no cambian.

10. Familias de circuitos digitales

En los circuitos digitales hay dos clases de familias las:

  • TTL: Trabaja con 0 y 5 volts, basa su funcionamiento en transistores BJT
  • CMOS: Trabaja con 0 y 12 volts está constituido con transistores tipo MOSFEST que cambian de un estado lógico a otro con rapidez, estos circuitos son sensibles a la electricidad estática que puede quemarlos internamente, se debe utilizar una pulsera antiestática para manipularlos.

Ambas familias también trabajan con 1.5 o 3 volts, con estado 1 lógico. Existen componentes de la electrónica digital, en un código binario de entre el 0 y el 1 hay componentes que combinan estos estados como lo son las compuertas lógicas.

Obtiene una salida específica dependiendo de las entradas.

Las principales compuertas son:

Estas internamente están hechas de transistores y son la base de la electrónica digital.

Flip-flops

Estos se originan debido a la combinación de compuertas lógicas, estos son circuito que mantienen un estado lógico convirtiéndose en las memorias más simples, para que estos funcionen en buen estado se debe cambiar cada cierto tiempo.

Para ello se necesita un generador de pulsos que por lo regular es un cristal de cuarzo cuando este se somete a una presión emite una señal periódica, es decir pulsos de voltajes millones de veces en un segundo, a esto se debe la alta velocidad de procesamiento en tabletas y celulares.

11. Señales periódicas

Las características de estas señales son:

  • Amplitud: Está determinada por el voltaje de la onda
  • Longitud: Se define con la frecuencia, esta depende del tiempo en que la onda se completa.

Por ejemplo: una frecuencia de 20 Mhz es una onda que se completa y se repite 20 millones de veces en un segundo.

12. Circuito integrado

Mejor conocido como chip, es un conjunto de transistores, compactados en microcircuitos se fabrican en placas de material semiconductor en una o varias capas pueden ser desde compuertas lógicas simples hasta microprocesadores complejos.

En un celular o una tableta se manejan varios circuitos integrados, cumplen con funcionamiento de almacenamiento de datos, trasmisión de señales, procesamiento de instrucciones, todos los chips tienen hojas técnicas de especificaciones del fabricante en las cuales se indica la nomenclatura de sus pines y los detalles de operación.

13. Herramientas de trabajo

Las herramientas básicas que se necesitan para reparar celulares y tabletas son:

Recurso didáctico de apoyo