Notas sobre Pick-up Láser


¡ADVERTENCIA! 
La radiación o emisión de las unidades lectoras (Pick-up) Láser usadas en reproductores de CD, CD-ROM, DVD y Blu-Ray, pueden producir daño ocular si no se toman las previsiones adecuadas.
Manipular los circuitos y componentes de aparatos electrónicos sin los conocimientos y precauciones necesarias para ello, puede producir daños a su integridad física y a los propios circuitos.
Vea: Peligros en los equipos electrónicos
 

Muchas fallas (averías) en aparatos reproductores de discos ópticos: CD (Compact Disc), DVD, VCD, CD-ROM y BD (Blu-Ray Disc), se producen o están relacionadas con el lector óptico, llamado también: "Pick up", "Lector Láser" o "Recuperador óptico", y en algunos casos llamado incorrectamente: Lente.

Las unidades lectoras (Pick-up), están formadas por un conjunto de:
Componentes electrónicos: diodo emisor láser, fotodiodos detectores, fotodiodos auxiliares y otros componentes. 
Partes ópticas: varios lentes (de enfoque, colimador,...), un semi-espejo, etc. y en el caso de algunos de DVD un disparador de cristal liquido
Partes electromecánicas: bobinas, imanes, piezas móviles y de soporte, etc. 

Todo el conjunto, controlado por los circuitos de servo, debe funcionar y actuar con una gran precisión, para el correcto enfoque del haz láser sobre la superficie del disco CD o DVD, y recuperar la información digital mediante la lectura de los pits, manteniendo el correcto seguimiento del tracks, mientras se desplazan a una velocidad lineal de 1.4 metros por segundo en los CD o 3.8 m/s en el caso de los DVD.
La falla (avería) de cualquiera de las partes de la unidad lectora, puede ocasionar que el reproductor de CD, DVD o BD, no funcione o lo haga en forma incorrecta.

Recopilamos aquí, algunas notas y consejos sobre las unidades lectoras ópticas, que pueden ser de utilidad para técnicos y estudiantes de electrónica que incursionan en la reparación de equipos que utilizan este tipo de discos ópticos.

Verificando si el Láser enciende

Al encarar la reparación de reproductores de CD, VCD, CD-ROM o DVD, que al cargar el disco no lo detectan y/o no inician el proceso de lectura, el primer paso debe ser, observar si la unidad óptica realiza la búsqueda de foco, el típico movimiento vertical del lente de enfoque que sube y baja varias veces buscando la refracción en la superficie del disco.
Si esto ocurre, el siguiente paso debe ser verificar si enciende diodo emisor láser de la unidad lectora (pick-up).

Esto puede hacerse de dos maneras: Visual o mediante algún instrumento o dispositivo que permita detectar la emisión Láser.

Comprobación Visual

PRECAUCION: La emisión de las unidades lectoras (Pick-up) Láser usadas en reproductores de CD, CD-ROM, DVD y Blu-Ray, pueden producir daño ocular si no se toman las precauciones adecuadas.

Para verificar visualmente si el emisor de la unidad lectora láser de CD o CD-ROM enciende, se debe seguir el siguiente procedimiento:

  1. Retirar cualquier cubierta o soporte superior (si lo hubiere) para permitir el acceso visual al lente de enfoque de la unidad lectora.
  2. Activar el mecanismo de carga (bandeja) sin disco, para que la unidad lectora (Pick-up) se encienda y comience la búsqueda de foco (el movimiento vertical del lente de enfoque).
    En equipos portátiles que se cargan por la parte superior, es necesario retirar la puerta, o dejarla abierta, e inducir el inicio de búsqueda de foco, activando manualmente el interruptor oculto que indica al circuito de control que la puerta está cerrada.
    En equipos con funciones de diagnostico (o modo de servicio), puede utilizar la función de prueba que enciende el láser, para ello, consultar el manual de servicio o la información técnica respectiva (ejemplo: Modo de servicio Aiwa )
  3. Mientras la unidad intenta enfocar el rayo láser en la superficie del disco inexistente, desde una distancia no menor de 30 cm y en un ángulo aproximado de 30º con respecto a la línea vertical sobre el lente, tal como muestra la figura 1, podrá observar sin riesgo, si el emisor láser enciende.

Comprobación Visual

*Jamás intente ver si el láser enciende, desde una posición perpendicular al lente de enfoque

En unidades lectoras de DVD, debido a la intensidad y longitud de onda diferente, es más fácil comprobar si enciende, pues la emisión de luz es más visible y se puede ver a mayor distancia y en un ángulo más amplio. Pero debe mantener las mismas precauciones, jamás mirarlo directamente y a corta distancia.

Comprobación mediante instrumento

Hay diversas maneras de "observar" o verificar si el diodo emisor láser enciende (o emite) en forma indirecta y sin riesgo para la vista. Una de ellas, por ejemplo, es utilizando una cámara de video o cámara fotográfica digital (incluso la de un teléfono celular), o implementando algún tipo de dispositivo como el: Comprobador de Láser  

Sin embargo, lo recomendable es utilizar un Medidor de intensidad de lector Láser, que además de darnos una confirmación del encendido del láser, nos dará una indicación de la intensidad con la cual está emitiendo. Esto da una idea más exacta del estado del LED láser.

Precauciones antiestáticas

Como sabemos, el cuerpo humano puede alcanzar, en determinadas circunstancias, diferencias de potencial estático de más de 10.000 voltios.
Los componentes opto-electrónicos de las unidades lectoras, son altamente sensibles y pueden dañarse fácilmente por voltajes excesivos o descargas electrostáticas, al tocarlos o manipularlos.

Por ello, las unidades lectoras nuevas, vienen empacadas en estuches o envolturas de plástico antiestático y en muchos casos, con advertencias impresas en la caja, sobre las precauciones que se deben tomar para manipularlas.
Además de la envoltura antiestática, incluyen un "puente" o "cortocircuito" formado por una gota se soldadura que une dos puntos en la placa de circuito impreso (o en algunos casos en el flex conector), la cual debe ser removida una vez instalada la unidad lectora, para que pueda funcionar correctamente. Ver detalle en la figura 2

Precauciones antiestáticas

Para manipular unidades lectoras, al igual que otros circuitos y componentes electrónicos sensibles, es recomendable el uso de la pulsera antiestática (figura 3), sobretodo en ambientes o climas secos y especialmente en áreas de trabajo con aire acondicionado.
Si no se dispone de una pulsera antiestática, antes de manipular el elemento sensible, se debe tocar alguna parte metálica conectada a tierra para eliminar cualquier carga electrostática, y evitar usar ropa de fibras sintéticas.

Comprobación de la corriente del diodo láser

A pesar de los avances en la tecnología de fabricación de semiconductores los diodos emisores láser fabricados en serie, pueden tener pequeñas diferencias entre si. Por ello, cada unidad o pick up óptico cuenta al menos con un potenciómetro de ajuste que es calibrado por el fabricante durante el proceso final de fabricación de la unidad, para obtener la potencia láser que ese tipo de unidad debe proporcionar.
Es recomendable no alterar ese ajuste (por ello, algunos fabricantes fijan con un poco de pintura el potenciómetro para que no se altere su posición), y en caso de ser necesario ajustar de corriente del láser, deben tomarse las precauciones que se indican más adelante.

En algunos tipos de unidades ópticas, el fabricante, una vez realizado el ajuste mide la corriente del diodo láser e imprime ese dato en la etiqueta de cada unidad (figura 4).

La corriente del diodo emisor láser de las unidades ópticas es un parámetro que debe verificarse siempre que se sospeche mal funcionamiento o cuando se instala una unidad nueva.
La corriente máxima del diodo láser, no debe exceder de lo especificado por el fabricante de la unidad, de lo contrario, el diodo emisor se deteriorará rápidamente.

El procedimiento recomendado para determinar la corriente del diodo (LED) láser, es el siguiente:

  • Localizar la resistencia de bajo valor que se encuentra en serie con la línea de alimentación y con el transistor que actúa como control de encendido y apagado del láser. En la mayoría de los equipos el transistor y la resistencia, son del tipo SMD (componentes de montaje superficial) y se encuentran cerca del conector del flex que va a la unidad lectora. Puede ser necesario consular el diagrama del circuito para localizar e identificar estos componentes.
  • Cuando el láser esté encendido, medir el voltaje en los extremos de la resistencia como se indica en la figura 4. Una vez obtenida la lectura del voltaje y conociendo el valor de la resistencia, aplicar la formula de la Ley de Ohm: V/R=A , con lo cual obtenemos la intensidad de la corriente que circula en dicho circuito y por tanto en el diodo emisor (LED) láser.

Medición de la corriente del diodo láser

Para una correcta verificación, es recomendable realizar la medición, primero "en frío", cuando apenas se ha puesto a funcionar el equipo, y luego "en caliente", cuando el equipo ha alcanzado una temperatura normal de funcionamiento.

Al instalar unidades lectoras nuevas nuevas, deben verificarse: la amplitud de la Señal de RF y la corriente del láser, tanto "en frío", como después de una hora de funcionamiento. Es normal que la corriente aumente con la temperatura, pero esa variación no debe ser mayor del 5%. Una variación mayor puede indicar que la unidad lectora es de baja calidad o está defectuosa.

Si la unidad lectora óptica es nueva, la Señal de RF tiene la amplitud indicada en el manual de servicio (generalmente 0.9 a 1.2V pico a pico), y el equipo reproduce correctamente los discos, aun cuando la corriente está por debajo del valor que indica la etiqueta en la unidad, no es necesario ni recomendable tocar el potenciómetro de ajuste.

Si al instalar una unidad lectora nueva y medir la señal de RF, está no alcanza la amplitud especificada, siempre y cuando los voltajes de funcionamiento estén correctos, se puede ajustar poco a poco, el potenciómetro para tratar de que la señal de RF alcance su amplitud normal, pero siempre verificando que la corriente del láser no exceda la indicada por el fabricante en la unidad lectora.
Si una unidad lectora nueva no proporciona la amplitud adecuada de la señal de RF, aun con la corriente máxima indicada en la etiqueta, es probable que esté defectuosa o hay algún problema en el circuito asociado.

En el caso de unidades lectoras que ya tienen mucho tiempo de uso, y presentan algún grado de mal funcionamiento, si la señal de RF está por debajo del valor normal, lo primero que se debe intentar es una buena limpieza. La acumulación de polvo en las partes ópticas reduce la potencia emitida. Ver: Limpieza del Pick Up Láser en CD y DVD
Si luego de una buena limpieza, la unidad lectora aun no proporciona la amplitud adecuada de la señal de RF, y la corriente está por debajo de lo especificado por el fabricante, entonces se puede ajustar poco a poco, el potenciómetro para tratar de que la señal de RF alcance su amplitud normal, pero verificando siempre que la corriente del láser no exceda la indicada por el fabricante la unidad lectora.

Si lo anterior no soluciona los problemas de lectura del disco, debe instalarse una unidad lectora nueva.
En algunos casos se logra mejorar temporalmente el desempeño de algunas unidades "agotadas", llevando la corriente del láser más allá de la especificada por el fabricante (5 o 10% como máximo). Esto puede recuperar el funcionamiento del equipo por algún tiempo, pero acelera el deterioro del diodo emisor láser (LED Láser), y solo es una solución temporal, que más pronto que tarde comenzará a presentar nuevamente problemas.

Comprobación de la señal de RF en reproductores de CD

La señal de RF (radiofrecuencia) es un parámetro primordial que debe verificarse mediante osciloscopio, para comprobar el correcto funcionamiento del lector óptico y los circuitos de servo que lo controlan (tracking). Esta señal se toma de un punto del circuito generalmente marcado como RF o RFO, mientras se reproduce un disco (preferiblemente un disco de pruebas). Debe tener la amplitud especificada por el fabricante del equipo (generalmente entre 0.9 y 1.2V pico a pico) y mostrar en forma clara y bien definida, el clásico patrón de rombos, llamado también "Eye Pattern" (patrón de ojo), ver: Primeros pasos en el servicio a reproductores de CD

Para ubicar más fácilmente el punto de prueba de RF (en algunos equipos no está claramente marcado), así como para conocer el nivel exacto que esa señal debe tener en ese equipo en particular, se debe consultar en manual de servicio que proporciona el fabricante. Si no lo tiene disponible puede buscar en los sitios web de Manuales y Diagramas

Solucionado algunos problemas en lectores ópticos

Suciedad
Un caso frecuente, que ocasiona diversos tipos de síntomas, desde pequeñas interrupciones en la lectura, lentitud para localizar los tack seleccionados o hasta incluso, la no identificación del disco (NO DISC), es la acumulación de polvo y suciedad en las partes ópticas. En: Limpieza del Pick Up Láser en CD y DVD , que se describen varios métodos de limpieza que se pueden aplicar. El más efectivo: agua y jabón !

Falla del soporte del lente de foco
Otro caso frecuente que suele ocasionar, a veces, problemas intermitentes de lectura, ocurre cuando los "pivotes" de plástico (¿teflón?) que sirven de soporte al lente de enfoque y conjunto de bobinas, y permiten el movimiento vertical de este, se deforman debido al uso y al calor generado dentro del equipo. Estos "pivotes", cuando la unidad está en reposo, deben mantener el lente "flotando" en un punto intermedio de su recorrido vertical.
Cuando el pivote se deforma, el lente cae por su peso quedando apoyado en el punto inferior de su recorrido, lo cual, durante el funcionamiento, puede dificultar el correcto enfoque del láser sobre el disco.

Esto se puede solucionar en algunos casos, de la siguiente manera:
1) desmontar la unidad óptica o el chasis completo y retirar la cubierta protectora para dejar visible las bobinas y pivotes de soporte y movimiento del lente.
2) Sostener la unidad óptica (o el chasis) en posición invertida (con el lente hacia abajo) y con un secador de cabello aplicar calor a la unidad en la zona del pivote durante algunos segundos.
3) Retirar el secador y dejar enfriar la unidad óptica en esa posición durante unos minutos.

Al volver la unidad a su posición normal, el lente debe quedar ahora, "flotando" en una posición vertical intermedia. Si la recuperación no fue completa, repetir el procedimiento anterior.

Otros problemas
Debido a que debe existir una perfecta sincronización en el funcionamiento del conjunto de unidad óptica y los motores de desplazamiento (SLED) y de giro (SPIN), algunos problemas que pueden hacer sospechar de la unidad óptica, en realidad se originan en ellos o en algún otro elemento del chasis. Por ello es recomendable realizar siempre la
Revisión y mantenimiento del mecanismo

Reciclando
Cuando una unidad óptica láser está defectuosa por falla de alguna de sus partes, lo aconsejable es reemplazarla completa, por una nueva del mismo tipo y características. Sin embargo, en algunas ocasiones, si se detecta cual es la causa exacta del problema, ciertas partes pueden ser reemplazadas o intercambiadas por partes, en buen estado, tomadas de unidades lectoras iguales usadas, por ejemplo: lente de enfoque, conjunto de bobinas, potenciómetro, etc.

Calidad de la unidades lectoras de CD

Como es sabido, existen en el mercado de repuestos electrónicos, partes de reemplazo similares (aparentemente iguales) producidas por diferentes fabricantes en diversos países y con diferentes niveles de calidad y precio. Las unidades lectoras ópticas no escapan a esta realidad.

Es recomendable, en toda reparación de un equipo electrónico, usar repuestos (refacciones) originales, o al menos, de buena calidad para garantizar el buen funcionamiento del equipo reparado.
Por ello, el técnico electrónico debe asegurarse, en la medida de lo posible, de contar con proveedores confiables y exigirles siempre, que le vendan productos de calidad, o adquirir el repuesto original, en el distribuidor autorizado por el fabricante del equipo.

Si bien, a veces es difícil diferenciar los componentes de baja calidad, de los genuinos, en las unidades lectoras ópticas existen algunos detalles que se pueden observar fácilmente y que pueden servir de indicio para identificar las de calidad inferior.

En las unidades de cierta calidad:
El lente de enfoque tiene una marcada tonalidad azulada y cristalina
Los bujes para el vástago de desplazamiento son de bronce
El soporte del conjunto de bobinas y lente de enfoque, es sostenido por tres tornillos que pueden verse desde la parte inferior.
En algunas unidades lectoras de baja calidad:
El lente de enfoque puede tener una tenue tonalidad azul o ser totalmente incoloro
Los bujes para el vástago de desplazamiento son del mismo plástico de la estructura de la unidad
En algunos casos el soporte del conjunto de bobinas y lente de enfoque es sostenido por solo dos tornillos.
(*) Esto aplica para unidades del tipo KSS-210, KSS-212, KSS-213, KSS-240 y similares.

Verificaciones con el Multímetro en unidades lectoras de CD

Bobinas
El estado de las bobinas de enfoque y de tracking puede verificarse por medio del óhmetro. El valor puede variar un poco dependiendo del modelo y características de la unidad lectora pero suele estar entre 4 y 9 ohmios.
También debe verificarse que no exista cortocircuito entre ambas bobinas.
No es frecuente la falla de estas bobinas pero a veces ocurre.

Potenciómetros
Debido a que por lo general se encuentra conectado como reóstato, solo requiere medirlo entre sus extremos, puede tener entre 1000 a 5000 ohms. Su incidencia de fallas es baja, pero a veces pueden producir falsos contactos intermitentes, si se sospecha esto, es aconsejable reemplazar el potenciómetro por uno nuevo.

Diodo Láser
El diodo emisor (LED) láser y el diodo monitor, se encuentran ubicados dentro de un cilindro metálico con tres terminales. Unos de los terminales es "común" para ambos diodos. La configuración de su conexión interna varía, dependiendo del tipo de PickUp, en el terminal común pueden estar conectados ambos cátodos, o ambos ánodos, o el cátodo de uno y el ánodo del otro.
Al medirlos con el ohmetro, en sentido directo presentan un valor de algunos megaohms y en sentido inverso se comportan como un circuito abierto.

Espero que esta información le sea útil.
Recuerde que, si tiene alguna duda o problema para solucionar una falla en un reproductor de CD, CD-ROM, DVD, DVD-ROM, Blu-Ray, MiniDisc, puede dejar su consulta en el Foro

 

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