construya su medidor de propio drm
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Medidor deFrecuenciaMultifunción
Medidor deFrecuenciaMultifunción
LA REVISTA INTERNACIONAL DE ELECTRONICA Y ORDENADORES Nº 288 3,60 €
CerraduraCodificada
500 Enlaces con Microcontroladores
Comprobador de Continuidad yTensión
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500 Enlaces con Microcontroladores
Comprobador de Continuidad yTensión
Multicanal Seguropara ModelosControlados por Radio
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CONSTRUYA SUPROPIO DRMCONSTRUYA SUPROPIO DRM
disfruta con lasemisiones en ondamedia y onda corta
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Depósito legal: GU.3-1980ISSN 0211-397X31/Mayo/2.004
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MONTAJE DE PROYECTOS
CPLDs PrácticasEn este segundo artículo dela serie vamos a profundizaren las prestaciones delcircuito integrado 7000S-CPLD de la casa Altera, loque nos ayudará a explicar elproceso de programación delcircuito contador derevoluciones que cargaremosen el interior de la CPLD.
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Medidor de Frecuencia MultifunciónA pesar del diseño de su circuito y de su montaje, que sonverdaderamente sencillos, el medidor de frecuencias y contador deeventos que se describe en este artículo, tiene una facilidad de uso quese agradece, junto con una gran cantidad de funciones y opciones demedida. El éxito de esta combinación se debe principalmente al uso deun microcontrolador queejecuta algunos módulosde programa realmenteingeniosos. La clave deldiseño general de esteinstrumento es suinmunidad al ruido, sufiabilidad y sufuncionalidad.
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Cerradura CodificadaLa mayoría de las cerraduras electrónicas codificadas o sistemas deentrada electrónicos necesitan un teclado de diez dígitos para poder
introducir la secuencia denúmeros del código. Estediseño proporciona esta mismafunción pero opta por unasolución más redonda...
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CONTENIDONº 288 ELEKTOR MAYO 2004
ARTÍCULOS INFORMATIVOS
Montajes de proyectos
6 CPLDs Prácticas (II)
28 Cerradura Codificada
34 Comprobador de
Continuidad y Tensión
36 Almacenamiento de Datos
en Tarjetas “CompactFlash”
46 Multicanal Seguro para
Modelos Controlados por
Radio
52 Medidor de Frecuencia
Multifunción
62 Construya su Propio
Receptor DRM
Artículos informativos
32 500 Enlaces con
Microcontroladores
40 Notas de Aplicación:
Cargador de Baterías
AVR 450
Regulares
3 Sumario
16 Noticias
27 Ojeada al próximo número
45 Libros
51 Nuevos Libros
59 EPS
500 Enlaces con Microcontroladores Los microcontroladores se han convertido en unos componentesfirmemente establecidos en los circuitos de la electrónicamoderna. Estas “bestias” de muchos terminales utilizanprogramas para realizar todo tipo de funciones y aplicaciones.Dependiendo de los niveles de las señales presentes en losmismos, los micros son capaces de tomar decisiones y decontrolar procesos enteros. Por lo tanto, podemos decir que un
micro ofrece una buenamanera de dotar deinteligencia a nuestro circuito.Pero, ¿dónde comenzamos aseleccionar el modeloadecuado?
32
Construya su Propio Receptor DRMDe nuevo Elektor marca unanueva diferencia importantecon sus competidores,publicando el primer receptorDRM doméstico del mundo,para radiodifusión digital(calidad MP4), en las bandasde onda media y onda corta.Se trata de un receptor de unasencillez de diseño asombrosa,que proporciona una señal desalida de 12 KHz, para unaconexión fácil a la tarjeta desonido de nuestro ordenador,la cual se encarga de lademodulación ydescodificación MPEG.
62
MICROCONTROLADOR
6 Elektor
En la entrega anterior abordamos con ciertodetalle el circuito del contador de revoluciones,ahora nos detendremos y profundizaremos unpoco más en la estructura interna de una CPLDy utilizaremos el programa de descripción delcircuito, llamado Verilog, para configurar lalógica interna del circuito integrado CPLD.
La unidad más pequeña de una CPLD sedenomina “macrocélula” y está constituidapor un biestable junto con alguna lógica peri-
férica. La lógica puede estar cableadaa 36 entradas. Pero también estándisponibles internamente las 36entradas normales más las 36 deniveles invertidos. Estas señales pue-den, por lo tanto, unirse de maneraselectiva para formar una puertaAND y proporcionar hasta cinco pro-ductos por macrocélula. Seguida-mente, las señales resultantes pue-
den conectarse a las entradas deunas puertas OR o XOR y utilizarsecomo dato de entrada para un bies-table. También pueden direccionarsehacia otras macrocélulas a través deun camino de ampliación configura-ble. El biestable implementado encada macrocélula puede definirsecomo del tipo D, T, JK o SR. Estosbiestables pueden ignorarse si evita-
CPLDs Prácticas (2)Circuito con Altera 7000S (I)
Por A. Rosenkränzer
En este segundo artículo de la serie vamos a profundizar en lasprestaciones del circuito integrado 7000S-CPLD de la casa Altera, lo quenos ayudará a explicar el proceso de programación del circuito contador derevoluciones que cargaremos en el interior de la CPLD.
mos su conexión y sólo deseamosrealizar una combinación lógica den-tro de la macrocélula.
El biestable puede estar sincroni-zado por medio de dos señales dereloj globales o por un producto dealguna combinación lógica dentro dela placa. Hablando de manera gene-ral, siempre se prefiere el diseño deun circuito sincronizado (donde todaslas señales de reloj de los registrosestán referenciadas con una señal dereloj común) al de uno asíncrono, yaque será más problemático (especial-mente para circuitos complejos) si nose genera un pulso de reloj de manerasíncrona, dentro de un circuito.
En principio es posible utilizartanto los flancos de subida como losde bajada de la señal de reloj, de modoque se muevan los datos de manerasimultánea, pero esto solamente debeser utilizado si no existe ninguna otrasolución, ya que se reduce la máximavelocidad de reloj útil. Siempre serámejor activar las señales de habilita-ción junto con los flancos de reloj apro-piados. Cada biestable tiene unaentrada de SET y otra de RESET (estaúltima se activa de manera inmediatay no se dispara por la señal de reloj).Estas dos señales pueden proporcio-narse desde salidas lógicas o desdecualquier señal RESET que puedahaberse obtenido de una señal deborrado global (Global – clear – Signal)y a su terminal de entrada.
Las CPLDs de la casa Altera tie-nen 16 macrocélulas en cada LAB(Logic Array Block, es decir, Bloquede Array Lógico). Cada LAB disponede 36 señales de entrada conectadasa una PIA (Programmable Intercon-nect Array, es decir, Array de Inter-conexión Programable). Esta confi-guración puede suponer algunaslimitaciones en las operaciones lógi-cas, así, por ejemplo, no es posiblecomparar dos palabras de 20 bitsdentro de una LAB, ya que dichaoperación requiere 40 entradas. En lapráctica, el número de 36 señales essuficiente para la gran mayoría de lasaplicaciones. Todas las salidas decada macrocélula se conectan juntascon unos terminales de entrada espe-ciales y todos los terminales de E/Sse conectan a la PIA.
Los diferentes números de desig-nación en las series de circuitos inte-grados 7000S, indican la cantidad delógica disponible en el circuito inte-
MICROCONTROLADOR
8 Elektor
Tabla 1
/* % ======================================================================== %% | | %% | Función : PAL para Contador de Revoluciones AR | %% | | %% |======================================================================| %% | Tipo de Circuito Integrado : 7128S PLCC84 | %% | Fabricante : Altera | %% | Proyecto: Contador de Revoluciones con diodos LEDs programables libremente | %% | Placa Circuito Impreso : Prototipo | %% | Referencia: Contador de Revoluciones | %% | Lenguaje : Verilog, Quartus 3.0 | %% | Autor : AR | %% | Compañía : Yo mismo | %% | | %% |======================================================================| %% | Versión Fecha Modificaciones/Razones | %% |----------------------------------------------------------------------| %% | V 1.0 13.10.02 Versión Inicial | %% |----------------------------------------------------------------------| %% | V 2.0 08.11.02 Reloj a 455 kHz, Resonador cerámico | %% |----------------------------------------------------------------------| %% | V 2.1. 10.11.02 Sólo modo de barra, sin LEDs individuales | %% |----------------------------------------------------------------------| %% | V 3.0 28.11.02 Cristal de 7128, 4.915 MHz, cientos de lecturas | %% |----------------------------------------------------------------------| %% | V 3.1 28.12.02 Reset Externo | %% |----------------------------------------------------------------------| %% | V 4.0 16.04.03 DZ_IN_B para trigger Schmitt | %% |----------------------------------------------------------------------| %% | V 4.1 25.05.03 Brillo reducido con luces encendidas | %% |----------------------------------------------------------------------| %% | V 5.0 09.10.03 Convertido a Verilog | %% ======================================================================== %*/
module drehzahl(CLK,RESET,ZYL,MODE,LICHT,MRES,C4_IN,C4_OUT,DZ_IN,DZ_IN_B,LED_R_OA,LED_R_OB);
input CLK;input [2:0] ZYL;input [2:0] MODE;input LICHT;input C4_IN;input RESET;input DZ_IN;
output MRES;reg MRES;reg Next_MRES;
output C4_OUT;reg C4_OUT;
output DZ_IN_B;reg DZ_IN_B;
reg [8:0] M;
MICROCONTROLADOR
10 Elektor
grado. Así, el circuito integrado 7032S es elmás pequeño de la familia y tan sólo disponede dos LBAs, es decir, 32 macrocélulas. Por lotanto, los dos números que siguen a la cifra 7indican el número de macrocélulas que hay enel circuito integrado. La forma del encapsu-lado y la cantidad de terminales también sedefine si sólo unas pocas macrocélulas pue-den tener un terminal de E/S.
El fichero que contiene la información de laprogramación del circuito integrado se trans-fiere desde el ordenador hacia el circuito inte-grado sobre el conector con el interfaz JTAG. Eladaptador ByteBlaster une el puerto JTAG conel puerto paralelo del ordenador. La versión másnueva del programa ByteBlasterMV se puedeejecutar en un amplio abanico de ordenadorescon diferentes sistemas operativos, al mismotiempo que puede soportar una gran variedadde tensiones de alimentación (el modelo origi-nal tan sólo podía trabajar con + 5 V). Anterior-mente a este modelo estaba el adaptador Bit-Blaster , que se conectaba en la interfaz seriedel ordenador. Más recientemente ha salido almercado una versión que trabaja con el puertoUSB. Sin embargo, no es demasiado impor-tante determinar cuál es el camino que toma-rán los datos para llegar hasta la interfaz JTAG.
ProgramaciónEn la programación de dispositivos CPLDsexiste una gran cantidad de paquetes de pro-gramas desarrollados por el correspondientefabricante del componente. Así, la casa Alteraofrece dos programas: MAX2PLUS y elQUARTUS.
El MAX2PLUS es un conjunto de progra-mas que tiene una relativa antigüedad. Laversión gratuita que se puede encontrar en lapágina web del fabricante tan sólo permiteintroducir la conectividad del circuito utili-zando esquemas eléctricos del circuito oficheros de texto en formato AHDL. Las entra-das Verilog y VHDL sólo pueden usarse enuna versión con licencia del programa. Lacasa Altera ya ha anunciado que en un futuro,no dará soporte a este paquete de programas.
Por su parte, el paquete QUARTUS ofrecelos lenguajes Verilog y VHDL en su edicióngratuita de Internet, y puede emplearse paradispositivos FPGAs grandes, pero estorequiere mucha mayor potencia de procesa-miento de nuestro ordenador y también bas-tante más memoria. Estos requerimientos nodeben suponer ningún problema para cual-quier ordenador doméstico actual. Así, pode-mos decir que el paquete Quartus ha sido uti-lizado para realizar el desarrollo de este pro-yecto. En la actualidad podemos descargar laversión 3.0 de la página web de la casa Altera.Una vez instalado es necesario aceptar los tér-
minos del Fichero de Licencia a tra-vés de un correo electrónico. Para ellonecesitaremos el número de nuestrodisco duro o el de la tarjeta de red. Larespuesta a nuestro registro tan sólonos tomará unos pocos minutos.
El paquete QUARTUS permiteque la información del diseño puedaintroducirse a través de diferentesformatos de ficheros. Los diseñospueden estar organizados de manerajerárquica o en un formato mezclado.Para este proyecto hemos utilizadoun fichero de entrada de texto yhemos almacenado el diseño senci-llamente utilizando una jerarquíaplana (es decir, en una sola capa). Alo largo del desarrollo se ha usado ellenguaje de programación VERILOG,el cual no baja al nivel de los compo-nentes como lo hace el lenguajeAHDL, pero es bastante más sencillode utilizar. Por ello, el lenguaje AHDLserá la mejor opción para aquellas
aplicaciones donde intentemos con-seguir las máximas prestaciones deun circuito integrado alojado en elencapsulado más pequeño posible.
El fichero de diseño (XXX.v)puede, en principio, generarlo y leerlocualquier programa editor de textos.Sin embargo, el editor suministradoen el paquete QUARTUS utiliza tex-tos de diferentes colores para dife-renciar las distintas partes del pro-grama (palabras reservadas en colorazul, comentarios en verde, etc), algoque hace mucho más fácil localizarlos errores de sintaxis, como el olvidode una sentencia END, al mismotiempo que hace más sencilla la lec-tura de los comentarios.
La cabecera del ficheroLa Tabla 1 nos muestra la primeraparte del fichero .v perteneciente alproyecto del contador de revolucio-
reg [8:0] Next_M;
reg [10:0] V;reg [10:0] Next_V;
reg VRES;reg Next_VRES;
reg DZ_IN_1D;reg Next_DZ_IN_1D;
reg DZ_IN_2D;reg Next_DZ_IN_2D;
reg TOR;reg Next_TOR;
reg TOR_D;reg Next_TOR_D;
reg TOR_NF;reg Next_TOR_NF;
reg [15:0] LED;reg [15:0] Next_LED;reg [15:0] LED_R;reg [15:0] Next_LED_R;
reg [15:0] LED_Z;
output [15:0] LED_R_OA;reg [15:0] LED_R_OA;
output [15:0] LED_R_OB;reg [15:0] LED_R_OB;
reg [15:0] MASK;
reg [4:0] i;
/*==============================================================*/
MICROCONTROLADOR
11Elektor
nes que describimos en la entrega del últimomes. El campo de comentarios se inicia des-pués de los símbolos “/*” y finaliza con lossímbolos “*/”. El fichero tiene una cabeceramuy larga que está descrita como comentario,de manera que se proporcione una breve his-toria del mismo, junto con las distintas ver-siones generadas. Una buena idea en estecaso es asegurarnos de realizar siempre unacopia de seguridad antes de realizar grandescambios sobre el fichero.
A continuación de la cabecera del ficherose inicia la siguiente línea con la palabra clavemodule seguida por el nombre del módulo(drehzahl para el contador de dos revolucio-nes). Seguidamente, se definen las entradas ylas salidas. No es obligatorio separar todas lasentradas de todas las salidas, de modo quepueden mezclarse, aunque esto no ayudará aorganizar el fichero, de manera que todo que-dará bastante más indefinido. Al final de cadalínea se puede añadir un comentario para daruna pequeña descripción de la señal. Mástarde, pueden adicionarse los números de losterminales en el campo de componentes paramayor información. La información de los dis-tintos terminales para nuestro proyecto actualse ha introducido en otro fichero.
Entradas y salidasDZ_IN: entrada de arranque procedente
de la bobina del vehículo. La señal será filtraday sus niveles desplazados hasta conseguir losumbrales de una señal TTL.
CLK: entrada de reloj global controlada porlas salidas del oscilador de cristal C4_OUT.
C4_IN: entrada del oscilador de cristal.
MODE [2... 0]: estas tres señales, prove-nientes del conmutador DIP de tres circuitos, seemplean para seleccionar los diferentes modosdel visualizador. Cuando hay varias señales pue-den agruparse juntas bajo el mismo nombre, demanera que pueden referenciarse como unaseñal individual o un grupo: MODE [1] es tansólo una señal, mientras que MODE [1... 0] hacereferencia a los dos últimos bits de menor pesoy MODE [2... 0] a los tres últimos bits.
ZYL [2... 0]: estas tres entradas, proce-dentes del conmutador DIP, permiten selec-cionar la cantidad de cilindros de que se com-pone el motor. Esto permite que el circuitopueda usarse con diferentes motores sin tenerque reprogramar la CPLD.
LICHT: reduce la intensidad de luz de losdiodos LEDs cuando se encienden las lucesinternas del vehículo.
Tabla 2
/*==============================================================*//* FlipFlops */always @ (posedge CLK or negedge RESET)begin
if (RESET == 0)begin
M <= 9’d0;MRES <= 1’b0;V <= 11’d0;VRES <= 1’b0;DZ_IN_1D <= 1’b0;DZ_IN_2D <= 1’b0;TOR <= 1’b0;TOR_D <= 1’b0;TOR_NF <= 1’b0;LED <= 16’d0;LED_R <= 16’d0;
endelsebegin
M <= Next_M;MRES <= Next_MRES;V <= Next_V;VRES <= Next_VRES;DZ_IN_1D <= Next_DZ_IN_1D;DZ_IN_2D <= Next_DZ_IN_2D;TOR <= Next_TOR;TOR_D <= Next_TOR_D;TOR_NF <= Next_TOR_NF;LED <= Next_LED;LED_R <= Next_LED_R;
endend/*==============================================================*/
Tabla 4
/*==============================================================*/always @ (M or ZYL)begin
if ( (M == 9’d478) && (ZYL == 3’d0) ||(M == 9’d238) && (ZYL == 3’d1) ||(M == 9’d158) && (ZYL == 3’d2) ||(M == 9’d118) && (ZYL == 3’d3) ||(M == 9’d78) && (ZYL == 3’d4) ||(M == 9’d58) && (ZYL == 3’d5) ||(M == 9’d38) && (ZYL == 3’d6) ||(M == 9’d28) && (ZYL == 3’d7) )
Next_MRES = 1’b1;else
Next_MRES = 1’b0;end/*==============================================================*/
Tabla 3
/*==============================================================*//* Reloj del oscilador */always @ (C4_IN)begin
C4_OUT = !C4_IN;end/*==============================================================*/
y Z2. Un motor de cuatro tiemposproduce un impulso de arranque porcada cilindro y por cada dos vueltasdel cigüeñal (suponiendo que sólotenemos una bujía por cilindro). Por
lo tanto, un motor de cuatro cilindrosproduce dos impulsos por vuelta,mientras que uno de ocho generacuatro impulsos. Una buena manerade contar los pulsos de entrada sería
MICROCONTROLADOR
12 Elektor
RESET: entrada para la señal “Power-on-Reset”, es decir Reset de Encendido.
C4_OUT: salida del oscilador de cristal.
MRES: terminal de salida de depuración.
LED_R_OA [15 a 0]: primer conjunto de16 salidas para los diodos LEDs.
LED_R_OB [15 a 0]: segundo conjuntode 16 salidas para los diodos LEDs. Los termi-nales de salida sólo pueden suministrar 12mA, por lo que cada diodo LED tiene dos sali-das conectadas en paralelo para incrementarel suministro de corriente.
DZ_IN_B: entrada amplificada de la señalDZ_IN. Las dos resistencias externas produ-cen el efecto de un disparador Trigger Schmitt.
Todas las salidas y las señales internastambién son definidas como reg (registros),pero esto no significa necesariamente que laseñal sea producida por un biestable.
En la Tabla 2 se muestran todos los bies-tables utilizados en el diseño. Las indicacio-nes de la lista correspondiente (el comentarioque está dentro del paréntesis y después de lapalabra always), son las condiciones que pro-vocan que las señales de salida cambien deestado. Por ejemplo, el flanco positivo de laseñal de reloj o el flanco negativo de la señalde RESET. Todas las salidas de los biestablesse ponen a cero durante el proceso de reset.En el flanco de subida de la señal de reloj lasseñales se actualizan a sus nuevos valores conlas sentencias “NEXT_estado”. El código parala asignación del estado de la sentencia NEXTestá separado de la asignación de la lógica desalida. Este modo de escribir el texto no esesencial, pero es el que recomiendan la mayo-ría de las guías de diseño del lenguaje Verilog,especialmente para los proyecto que trabajencon máquinas de modelismo.
Las funciones lógicasDentro de las funciones lógicas, lo primero quese define es el oscilador de cristal, que sóloestá formado por un inversor (ver Tabla 3).
Las líneas que contienen el signo “=” notienen otro propósito que el de separar, demanera visual, cada bloque de función. Unalínea de descripción es suficiente para descri-bir el oscilador. La señal de salida C4_OUT essencillamente igual a la señal de entrada C4-IN, pero invertida. El símbolo de admiración“!”sólo significa que la señal está invertida.
En el siguiente bloque de descripción sedivide la frecuencia de reloj de acuerdo con laconfiguración de los conmutadores DIP Z0, Z1
Tabla 5
/*==============================================================*//* Contador M, Reset usando MRES, si no contar hacia arriba */always @ (M or MRES)begin
if (MRES ==1’b1)Next_M = 9’d0;
elseNext_M = M + 1’b1 ;
end/*==============================================================*/
Tabla 6
/*==============================================================*//* Señal de Entrada, contador en aumento, etc.(TOR = gate) */always @ (DZ_IN)begin
DZ_IN_B = DZ_IN;end/*==============================================================*/
/*==============================================================*/always @ (DZ_IN)begin
Next_DZ_IN_1D = DZ_IN;end/*==============================================================*/
/*==============================================================*/always @ (DZ_IN_1D)begin
Next_DZ_IN_2D = DZ_IN_1D;end/*==============================================================*/
/*==============================================================*/always @ (DZ_IN_1D or DZ_IN_2D or TOR)begin
if (DZ_IN_1D & !DZ_IN_2D)Next_TOR = !TOR;
else Next_TOR = TOR;
end/*==============================================================*//*==============================================================*/always @ (TOR)begin
Next_TOR_D = TOR;end/*==============================================================*/
/*==============================================================*/always @ (TOR or TOR_D)begin
Next_TOR_NF = !TOR & TOR_D;end/*==============================================================*/
/*==============================================================*/always @ (TOR_NF)begin
Next_VRES = TOR_NF;end/*==============================================================*/
MICROCONTROLADOR
13Elektor
hacer una división de los mismos, pero estopodría producir interferencias, de modo quees mejor dividir la frecuencia de reloj.
Las sentencias de la Tabla 4 describen lascondiciones de temporización necesarias paragenerar la señal de reset MRES para un conta-dor M de 9 bits. Si observamos la sentenciaveremos un primer paréntesis, empezando porsu lado izquierdo, en el que la salida M del con-tador se compara con un valor decimal, en ellado derecho del paréntesis. El valor de estaexpresión solamente será 1 cuando la salida delcontador sea igual al valor decimal. Mientrastanto permanecerá con un valor igual a 0. Acontinuación nos encontramos con dos símbo-los, “&&”, que nos indican la realización de unaoperación AND, junto con otro paréntesis quecontiene la descripción de las tres entradasZYL (CYL), provenientes del conmutador DIPde tres circuitos . El valor de los conmutadoresse compara con tres bits que representan unnúmero decimal comprendido entre 0 y 7. Sola-mente cuando las sentencias incluidas en cadaparéntesis son verdad, se genera un 1 lógico.Cada línea tiene dos líneas verticales que indi-can que esta expresión se enlazará con lasiguiente línea a través de una función OR.Esto significa que es suficiente con que las sen-tencias de una de las líneas sea verdad paraque el pulso de reset MRES pase a valer un 1lógico. En cualquier otro caso su valor será 0.
Así, por ejemplo, la línea 4 pasará a valer 1cuando el contador alcance el valor de 118 y elconmutador DIP tenga seleccionado el valorde 3. En el siguiente flanco de subida de laseñal CLK, el contador pasará a valer 119 y laseñal MRES cambiará su estado a “1” lógico.En el siguiente pulso de reloj el contadorpasará a tener un valor de 0 y esto hará que laseñal MRES pase también a su estado “0”lógico. En este momento, el contador está listopara comenzar de nuevo su cuenta ascen-dente con el siguiente flanco de reloj. Por lotanto, contará desde 0 a 119, lo que equivalea un total de 120 pulsos de reloj.
El comportamiento del contador M vienedefinido por los valores introducidos en laTabla 5. Cuando la señal MRES está a nivelalto, el siguiente valor del contador M será de0. En el resto de los casos su próximo valorserá el de M + 1. En el flanco de reloj positivoconsecutivo el valor del contador se incre-mentará en una unidad más o pasará a valer0, dependiendo del estado de la señal MRES.
La Tabla 6 indica que la señal de entrada,proveniente de la bobina de encendido, DZ_IN,simplemente se amplifica, siendo su salidaDZ_IN_B. La salida amplificada utiliza dosresistencias externas para construir una fun-ción de “trigger Schmitt” con la señal DZ_IN.
La señal de entrada de encendido no estarásincronizada con la frecuencia de reloj interno.
Tabla 7
/*==============================================================*//* Contador V */always @ (V or VRES or MRES or TOR)begin
if (VRES == 1’b1)Next_V = 11’d0;
elseif (!VRES & MRES & TOR)
Next_V = V + 1’b1;else
Next_V = V ;end/*==============================================================*/
Tabla 9
/*==============================================================*//* Copiando sobre un registro de salida */always @ (LED_R or LED or TOR_NF)begin
if ( TOR_NF )Next_LED_R[15:0] = LED[15:0];
elseNext_LED_R[15:0] = LED_R[15:0];
end/*==============================================================*/
Tabla 8
/*==============================================================*//* LEDs *//* Mode 0 1000 a 6000 rpm, res. 333 *//* Mode 1 750 a 4500 rpm, res. 250 *//* Mode 2 4125 a 6000 rpm, res. 125 *//* Mode 3 2500 a 10000 rpm, res. 500 */
always @ (LED[15] or MODE or VRES)begin
if ( LED[15] && (V == 204) && (MODE == 0) ||LED[15] && (V == 272) && (MODE == 1) ||LED[15] && (V == 204) && (MODE == 2) ||LED[15] && (V == 122) && (MODE == 3) )Next_LED[15] = 1’b0;
else if ( VRES & !LED[15])
Next_LED[15] = 1’b1;else
Next_LED[15] = LED[15];end/*==============================================================*/. ./*==========================================================*/always @ (LED[0] or MODE or VRES)begin
if ( LED[0] && (V == 1228) && (MODE == 0) ||LED[0] && (V == 1637) && (MODE == 1) ||LED[0] && (V == 297) && (MODE == 2) ||LED[0] && (V == 491) && (MODE == 3) )Next_LED[0] = 1’b0;
else if ( VRES & !LED[0])
Next_LED[0] = 1’b1;else
Next_LED[0] = LED[0];end/*==============================================================*/
Por lo tanto, será necesario sincronizar estaseñal para reloj para que pueda usarse en elinterior del dispositivo CPLD. La señal deentrada es muestreada por el biestableDZ_IN_1D en un primer momento, mientrasque el biestable DZ_IN_2D lo hace unasegunda vez. La señal TOR cambia su estadosolamente si la señal DZ_IN_1D está a nivelalto y la señal DZ_IN_2D está a nivel bajo, locual se produce en el flanco de subida de laseñal de entrada. El circuito trabaja como undiferenciador digital. Por lo tanto, la señal TORcambia entre los niveles altos y bajos paracada flanco de subida de la señal de entradade encendido. Por otro lado, la señal TOR_Des la señal TOR retardada en un ciclo de reloj.La señal TOR_NF detecta el flanco negativode la señal TOR y lo utiliza para controlar elcontador y los registros.
La Tabla 7 define un contador de 11 bits,V [10 ... 0]. A través de la señal VRES segenera una señal de reset sincronizada. Elcontador solamente se incrementa cuandoambas señales, MRES y TOR, están a nivelalto. El pulso MRES tiene una duración de unperiodo de reloj y se emplea para reiniciar eldivisor de reloj. Así, M [] es la longitud de unperiodo de reloj. V [] no cuenta con cada flancode reloj, sino tan sólo cuando es activado pormedio de la señal MRES. La frecuencia de laseñal MRES viene definida por el conmutadorDIP de tres circuitos ZYL []. VRES es la señalTOR_NF retardada en un ciclo de reloj.
La pantalla visualizadoraLa Tabla 8 nos indica que cada pan-talla LED tiene asignado un biesta-ble que se configura a nivel 1 pormedio de la señal VRES. El conmu-
tador DIP, que configura el modo detrabajo MODE [], controla el valor delcontador en el que se reiniciará elbiestable. Los comentarios indicanlos rangos de revoluciones mostra-
MICROCONTROLADOR
14 Elektor
(c) ELEKTOR030052-1
Figura 1. Plano de la distribución de pistas de la placa de circuito impreso de doble cara, para el Contador de Revoluciones CPLD.
Tabla 10
/*==============================================================*//* LEDs de los cientos deben lucir levemente, M0, M1 y M2 creanCiclo de Trabajo *//* M0 y M1 = 1/4, para las luces apagadas, M0, M1 y M2 = 1/8, paraluces apagadas *//* Modo 0 1000 a 6000 rpm, res. 333, LED 0,3,6,9,12,15 */ /* Modo 1 750 a 4500 rpm, res. 250, LED 1,5,9,13 */ /* Modo 2 4125 a 6000 rpm, res. 125, LED 7,15 */ /* Modo 3 2500 a 10000 rpm, res. 500, LED 1,3,5,7,9,11,13,15 */
always @ (LED_R or LICHT or M or MODE)begin
case (MODE)0: MASK = 16’b1001001001001001;1: MASK = 16’b0010001000100010;2: MASK = 16’b1000000010000000;3: MASK = 16’b1010101010101010;default: MASK = 16’b0000000000000000;
endcase
for (i=0;i<=15;i=i+1)begin
LED_Z[i] = LED_R[i] & !LICHT| LED_R[i] & LICHT & M[2]| MASK[i] & !LICHT & M[0] & M[1]| MASK[i] & LICHT & M[0] & M[1]
& M[2];end
end/*==============================================================*/
Cuando las luces están apagadas, la primeralínea de la expresión es verdad y LED_Z [i]tiene el mismo valor que LED_R [i]. Cuandolas luces del vehículo se encienden, lasegunda línea pasa a ser verdad y el bit 3 dela salida del contador M se tiene en cuenta enla expresión, de modo que los diodos LEDsson conmutados por esta señal cuadrada y suintensidad se reduce.
La segunda prestación es que hay 8 modosde visualización posible, cada uno con unrango diferente de velocidades de motor, porlo que, si no tenemos ninguna señalización,será difícil interpretar la pantalla. Para conse-guir que la pantalla sea más legible y se inter-prete más fácilmente, cada diodo LED querepresenta la cantidad de 1.000 revolucionesen la escala se iluminada constantemente. Amedida que la velocidad se incrementa y sealcanza un nuevo diodo LED, éste conmutapara proporcionar una intensidad de brillototal. La máscara para estos diodos LEDs mar-cadores está incluida en la declaración de lafunción CASE, donde la fila de 16 LEDs estárepresentada por la línea de unos y ceros,donde un 1 indica un diodo marcador. El bitpatrón correspondiente a las tres entradas deMODE se utiliza para seleccionar la máscaracorrecta. La máscara se incluye en las dos últi-mas líneas del lazo FOR en la Tabla 10, demanera que pueden controlarse los marcado-res de acuerdo con el estado de las luces delvehículo (LICHT).
En la expresión de la Tabla 11, las salidasde colector abierto LED_R_OA [i] se asignana las señales de salida LED_Z [i]. Las salidasde colector abierto solamente pueden sumi-nistrar corriente con respecto masa, es decir,no pueden proporcionar ninguna corriente desalida a la carga. Por eso se ha optado porconectar dos salidas en paralelo que compar-ten de manera efectiva la corriente entre lasdos salidas.
Por último, la Tabla 12 define la función dela segunda fila de salidas LED_R_OB [i]. Éstasestán controladas directamente desde la señalLED_R [i], y no proporcionan ninguna marcade miles de revoluciones. Estas salidas tam-bién se desconectan completamente cuandolas luces del vehículo se encienden. La pala-bra clave endmodule se utiliza para indicar elfinal de los ficheros de diseño.
Si esta corta introducción a la programa-ción de los dispositivos CPLD ha abierto suapetito, le avanzamos que tenemos planeadohacer nuevos desarrollos sobre los programasQUARTUS y Verilog. También tenemos planesfuturos para el desarrollo de una tarjeta deevaluación CPLD totalmente equipada, idealpara la realización de prototipos de nuevosdiseños.
(030052-2)
dos y la resolución (revoluciones porLED). Gracias al uso del prescalerajustable esta configuración es inde-pendiente del tipo de motor utili-zado. Para evitar repeticiones sola-mente se muestran los diodos LEDdel 15 al 0. La Tabla 9 indica que,con la llegada del flanco negativo dela señal TOR (TOR_NF pasa a nivelalto), los contenidos de los biestablesLED [n:0] se transfieren hacia elLED_R [n:0].
La suma del conjuntoLa señal DZ_IN es el impulso prove-niente de la bobina de arranque y semuestrea dos veces. El flanco posi-tivo dispara el biestable basculanteTOR. Durante la fase de nivel alto dela señal TOR el contador V [] fun-ciona mediante MRES como señalde reloj. M [] es un divisor seleccio-nable que se ajusta para adecuarse alos diferentes modelos de motores. Elbiestable FF LED [] se pone a cerocuando el contador V alcanza unvalor máximo definido por el usuario.En el flanco negativo de la señal TORse transfieren los datos desde LED []a LED_R []. Un ciclo de reloj mástarde, V [] y LED [] pasan a valer un
1 lógico. Tan pronto como la señalTOR pasa de nuevo a nivel alto, elproceso completo se reinicia y serepite otra vez.
De acuerdo con esta descripciónpodemos ver que se cuenta el perí-odo de tiempo comprendido entrecada pulso de arranque, de maneraque puede obtenerse la velocidad delmotor. Al mismo tiempo, el períodoentre cada conteo se utiliza paraalmacenar el dato y reiniciar el cir-cuito. La pantalla LED muestra eldato que está almacenando en uncircuito intermedio, que será sobres-crito con el último valor obtenido, enel flanco de bajada de la señal TOR.Una versión anterior de este circuitono almacenaba el dato, de maneraque los diodos LEDs parpadeaban.
El circuito que hemos descrito nosmuestra sencillamente la velocidaddel motor por medio de una fila dediodos LEDs, pero también disponede un par de prestaciones que aún nohan sido exploradas. En primer lugar,la intensidad de los diodos LEDs sereduce de manera automáticacuando las luces del vehículo seencienden. Esto se consigue pormedio de las dos primeras líneas dellazo FOR presente en la Tabla 10.
MICROCONTROLADOR
15Elektor
Tabla 11
/*==============================================================*/always @(LED_Z)begin
for (i=0;i<=15;i=i+1)begin
if (LED_Z[i])LED_R_OA[i] = 1’b0;
elseLED_R_OA[i] = 1’bz;
endend/*==============================================================*/
Tabla 12
/*==============================================================*/always @(LED_R or LICHT)begin
for (i=0;i<=15;i=i+1)begin
if (LED_R[i] & !LICHT)LED_R_OB[i] = 1’b0;
elseLED_R_OB[i] = 1’bz;
endend/*==============================================================*/endmodule
NOTICIAS
16 Elektor
SLAT, compañía perteneciente alGrupo 3M, presenta su unidad ana-lógica de control HERMES, que super-visa toda la unidad eléctrica y esta-blece la tensión de salida en fun-ción de la temperatura de labatería, la cual puede variaren un rango de -10 a +50 °C. La unidad analógica monito-riza permanentemente laconexión de las baterías ygarantiza la calidad de lasconexiones en todo el cir-cuito. Además, los LED deestado indican el estado delsistema (rectificadores, fusi-bles, conexiones, tempera-tura, etc.). Esta unidad de control HERMES, quese puede desconectar y volver a conec-tar mientras transcurre la operación,realiza otras muchas funciones, desta-cando la limitación de la corriente decarga de batería al nivel requerido,comprobación de batería manual oautomático, monitorización de la ten-sión durante la descarga y supervisiónde la desconexión de bajo voltaje.
La unidad de control también poseeseñalización de alarma remota, a tra-vés de contactos secos en conectoressub-D de 15 pines. Las alarmas sedividen en varios grados: fallo princi-pal, nivel 1 (intervención necesaria;por ejemplo, cuando se alcanza ellímite de descarga o falla un rectifica-
dor) y nivel 2 (interven-ción urgente; por ejemplo, sifallan más de un rectificador o fusible).
Para más información:3M España, S.A.Dpto. de TelecomunicaciónTel: 913216155Fax: 913216204
UN I D A D A N A L Ó G I C A D E C O N T R O L
EPSON, empresa representada enEspaña por Anatronic, S.A., anunciael desarrollo de la serie S1D13700 decontroladores LCD para paneles STNmonocromos. El S1D13700 ofrece un concepto quecumple exactamente con la demandadel mercado para paneles STNmonocromos y está desarrollado paraser el reemplazo para los modelosque han usado satisfactoriamente laserie S1D13305. En combinación con varios módulosLCD, se puede configurar un sistemadisplay muy flexible de baja poten-cia. El S1D13700 puede visualizartexto y gráficos en un panel dematriz de puntos de tamaño medio.Los códigos de datos o caracteres deldisplay se pueden almacenar en unbuffer de display SDRAM embebidode 32 kB.Una ROM interna generadora de carac-teres se puede utilizar para visualizarcaracteres. Sus abundantes funcionesde comando permiten combinar textoy gráficos, desplazar líneas de la pan-talla en cualquier dirección, dividir la
pantalla y mostrar imágenes en escalade grises. Además del buffer de display SDRAMembebido de 32 kB, el circuito contro-lador LCD integrado y un generadorde caracteres de elevada velocidadhacen posible un desarrollo de sistemacon muy pocos circuitos externos.
Las principales aplicaciones del nuevocontrolador LCD se encuentran en elmercado industrial, por ejemplo equi-pos de automatización de factorías einstalaciones.El S1D13700 se presenta en un encap-sulado TQFP13 de 64 pines (10 x 10 x1.2 mm).
CO N T R O L A D O R LCD PA R A PA N E L E S STN M O N O C R O M O S
Unidad analógica de control Hermes.
Controlador LCD S1D13700 para paneles STN monocromos.
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Mucho más económicos que las solu-ciones GaAs / InGaPAtmel Corporation, empresa repre-sentada en España por Anatronic,S.A., anuncia la disponibilidad de dosnuevos amplificadores de potencia(PA) WLAN para el mercado WLAN /Wi-Fi de elevado volumen. El PA T7031 de 2.4 GHz ha sido dise-ñado para los operar con los estánda-res IEEE 80211 b y g, mientras que elATR3515, que cubre todo el rango de5-GHz desde 4.9 hasta 5.9 GHz, cum-ple con el IEEE 802.11a. Ambos ampli-ficadores están fabricados con la tec-nología Silicio Germanio (SiGe) deAtmel.Utilizando el proceso de silicio están-dar en lugar de la tecnología GaAs oInGaP, se consigue un ahorro del 50%,que ofrece a los vendedores de chip-set el nivel coste / rendimiento nece-sario para cumplir los requerimientosde reducción de coste en productospara el mercado WLAN.Estos amplificadores de potenciaestán optimizados para aplicacionesportátiles alimentadas con batería,tales como PDA, teléfonos inteligentesy ordenadores portátiles. Otras aplica-ciones incluyen tarjetas WLAN clientey puntos de acceso. La extensión de la vida de batería, unaspecto esencial en dispositivos por-tátiles, se consigue a través de la fun-ción de control de biasing y el modo‘power-down’, eliminando así la nece-sidad de un conmutador externo. Losdos amplificadores integran un detec-tor de potencia con un rango diná-mico de 20 dB, haciendo que el sis-
tema ajuste con exactitud el nivel depotencia de salida al nivel necesariopara un momento específico. El T7031 ofrece una salida de poten-cia lineal de +21 dB bajo unas condi-ciones CCK de 11 Nbps y un EVR(Error Vector Magnitude) del 3.5%con una potencia de salida de +15.5dBm bajo unas condiciones OFDMde 54 Mbps. El T7031 tiene un con-sumo de corriente de 82 mA en802.11g y 130 mA en modo 802.11b.El ATR3515 desarrolla una salida de
potencia lineal de +19 dBm, lograndoun EMV del 3% operando en el modo801.11a a 54 Mbps. Este amplificador
posee un consumo de corriente de 240mA en modo 802.11a.Ambos amplificadores de potencia,que operan en un rango de tensión dealimentación de 2.7 a 3.6 V, se presen-tan en un encapsulado QFN16 extra-pequeño (sólo mide 4 x 4 mm). Atmeltambién ofrece las tarjetas de avalua-ción totalmente ensambladas parareducir el periodo de diseño.
Para más información:Anatronic, S.A.MadridTel: 913660159 / Fax: 913655095E-Mail: [email protected]://www.anatronic.com
AM P L I F I C A D O R E S D E P O T E N C I A SIGE 802.11B/GY 802.11A PA R A E L M E R C A D O WLAN / WI-FI
Cumplen con los estándares para el mercado WLAN / Wi-Fi.
La solución tarjeta a tarjeta perfectaRadiall, empresa representada enEspaña por Ibérica de Componen-tes, S.A., anuncia sus nuevos conec-tores de la serie MMBX, que han sidoparticularmente desarrollados parasistemas de telecomunicaciones ymilitares. Las principales características deestos conectores son elevada toleranciade desalineación, rango operativo deDC a 12.4 GHz, interface ‘snap-on’ yadaptadores snap-slide o slide-slide.Los conectores tienen una clavijaplana o en ángulo recto, receptáculosmacho y hembra SMT o through-hole,receptáculos edge-card y adaptadoresSMA-MMBX. Disponibles en encapsulados cinta ybobina, los conectores MMBX dispo-nen de un adaptador ya insertado enel receptáculo para mejorar y acelerarel proceso de ensamblaje. Radiall también ofrece otras muchasconfiguraciones, tales como aplicacio-nes tarjeta madre a tarjeta esclava,configuraciones mixtas y conexionesmódulo a cable. Por lo tanto, los conec-tores MMBX son la alternativa ideal alos modelos MCX y SMB.
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18 Elektor
Ofrece un magnífico rendimiento dedisco FlashM-Systems, empresa representada enEspaña por Ibérica de Componentes,S.A., anuncia su Disco Flash Rápido(FFD) de 2.5” Ultra ATA, que ofrece lafuncionalidad total de un disco duro ATAde elevada capacidad con rendimientode lectura / escritura de 100 Mbps, asícomo mejora de las características deseguridad e integridad de datos en lascondiciones ambientales más adversas. Capaz de desarrollar una fiabilidad dedatos inigualable y 5 millones de ciclosde escritura / borrado con gestiónFlash TrueFFS, el FFD 2.5” Ultra ATAes una solución excelente para aplica-ciones militares y aeroespaciales, ser-vidores de vídeo y sistemas informáti-cos de elevada disponibilidad. El FFD 2.5” Ultra ATA, que posee cincoaños de garantía, es un disco Flash enestado sólido ATA-6 usado como reem-plazo de discos mecánicos rotatorios. Elnuevo FFD 2.5 mide 100,2 x 69,85 x 9,4 a37.9 mm y tiene un rango ampliado detemperatura operativa de -40 a +85 °C.
Este disco Flash es compatible con lossiguientes estándares: CE, UL, EN55022 Class B, CISPR 22 ClassB, AS /NZS 3548 Class B, BSMI CNS 13438Class B, CAN / CSA-V-3 / 2001.04(VCCI), FCC Part 15 Class B, EN 61000-3-2, EN 61000-3-3, IEC 61000 y MIL-STD-810F.
Para más información:Ibérica de Componentes, S.A., Tel: 916587320Fax: 916531019www.ibercom.netE-mail: [email protected]
DI S C O FL A S H RÁ P I D O (FFD) D E 2.5” ULT R A ATA
Nueva serie MMBX de conectores para sistemas de telecomunicación y militares.
NU E VA S E R I E D E C O N E C T O R E S PA R A TA R J E TA S
El FFD de 2.5” Ultra ATA ofrece la misma funcionalidad de un disco ATA convencional.
Con el objetivo de facilitar el aumento de densidad de lafibra óptica en la red de acceso y proporcionar una cone-xión robusta en el último tramo, Brand-Rex, empresa dis-tribuida en España por CMATIC, S.L., ha desarrollado unagama de MicroCables ópticos con diseño de tubo holgado.Estos MicroCables se encuentran disponibles en las varian-tes de 2,50 y 6,00 mm, que ofrecen hasta 48 fibras en la ver-sión 6,00 mm. Los MicroCables han sido diseñados para ser instalados enlos MicroDucts Brand-Rex, usando el cabezal de soplado de
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Elektor
.MicroCables de fibra óptica MicroBlo
MI C R OCA B L E S D E F I B R AÓ P T I C A MI C R OBL O
VS Optoelectronic, empresa repre-sentada en España por Lober, S.A.,anuncia sus módulos circulares de ilu-minación FloodLED que, equipados condiodos LED de 5 mm, consiguen ser pro-
yectores con distribución directa de luz. Los módulos de iluminación Floo-dLED, que se encuentran disponiblescon un ensamblaje RGB estándar,han sido especialmente desarrollados
para su instalación en proyectoresluminosos. Además, las tarjetas sepueden producir con LED monocoloro multicolor.Como proyectores con distribucióndirecta de luz, los FloodLED son parti-cularmente útiles para aplicacionesinteriores y exteriores, incluyendo ilu-minación de edificios, tiendas y esca-parates, así como lugares de ocio yentretenimiento (discotecas, hoteles,restaurantes, teatros, etc.). El tipo de sistema de ventilaciónrequerido (dispositivos, ventilado-res, etc.) debe están en concordan-cia con la ubicación individual delFloodLED.
Para más información:Lober, S.A.Tel: 913589875Fax: 913589710
MÓ D U L O S C I R C U L A R E S D E I L U M I N A C I Ó N FL O O DLED
Módulos FloodLED.
MicroCables Brand-Rex, IM3000. Sebasan en el diseño del cable óptico detubo holgado trenzado SZ y ofrecenexcelente rendimiento mecánico,físico y ambiental, satisfaciendo lamayoría de las normas IEC para cablesópticos. Los MicroCables, que forman parte dela gama de soluciones de fibra sopladapor aire MicroBlo, están destinados aluso en diversas aplicaciones de plantasy campos externos de telecomunica-
ciones, proporcionando FTTH, FTTK ycampos y enlaces fijos de alta densidad.Los MicroCables de 2,50 mm, con diá-metro de tubo de 0,90 mm y diámetrode cable de 2,65 mm, poseen fibrasaisladas trenzadas con estructura ajus-tada y elementos de refuerzo de estan-queidad no metálicos, así como capade cinta, cable de desgarro y funda depolietileno.Los MicroCables de 6,00 mm, con diá-metro de tubo de 2,10 mm y diámetro
del cable de 6,00 mm, disponen deelementos de refuerzo no metálicosdistribuidos, capas de elementos tren-zados SZ – 12 fibras por tubo rellenode gel, intersticios rellenos de gel,capa de cinta, cable de desgarro yfunda de polietileno. Todos los productos están disponiblesen fibra monomodo 62,5 / 125 y 50 / 125.Los MicroCables de 2,50 mm tienen 2fibras, mientras que los de 6,00 mm sepresentan con 12, 24, 36 o 48 fibras.
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Brand-Rex, empresa distribuida enEspaña por CMATIC, S.L., anuncia suspaneles de conexiones SMARTPatch de24 puertos CAT6Plus en un espacio debastidor de 1U, que se pueden incorpo-rar en el sistema SMARTPatch. El sistema analiza de forma continuala configuración de conectividad detodos los cables de conexión e informaa la estación de gestión del adminis-trador de red, usando el protocoloestándar SNMP. Ambos paneles, que son conformes alos borradores ISO / IEC IS 11801 (2000),ANSI / TIA / EIA-568 y CELENECEN50173 (2000) para Cat6, se caracteri-
zan por el uso de herramientas de ter-minación de bloques 110 estándar, blo-ques de cableado codificados por colo-res (compatibles con las opciones decableados T568A y T568B), y un acce-sorio opcional para mejorar la retencióndel cable.Otras ventajas son compatibilidadcon cables de 23-26 AWG macizos otrenzados, indicadores LED en lospuertos de identificación del panelfrontal para MAC (Movimientos, Adi-ciones y Cambios), diseño de conectorRJ-45 de 10 posiciones con 9 patillas,usado para la conexión a SMART-Patch y cabeceras de 14 patillas en la
parte trasera del panel para conectara los escáneres SMARTPatch.Los paneles de conexiones STP tam-bién poseen de cubierta trasera paralograr la máxima protección contra EMI/ RFI, canales de puesta a tierra espe-ciales para sujetar las mallas blindadasy disposición para tendido de cable yfijación con anclajes en forma de I.
Para más información:CMATIC, S.L.Eduardo Torroja, 18, nave 828820 Coslada – MadridTel: 916726508 / Fax: 916727112E-mail: [email protected]: www.cmatic.net
PA N E L E S D E C O N E X I O N E S UTP Y STP D E 24 P U E RT O S CAT6PL U S
La mejor solución para verificar ydepurar diseños electrónicos sofisti-cadosLeasametric, empresa especiali-zada en la venta y alquiler de instru-mentación electrónica de segundamano, y representada en España porDENVER Metrología Electrónica,
S.L., anuncia la presencia, en suoferta de productos, del osciloscopioTDS7104 de Tektronix, un dispositivoque destaca por la combinación deelevada precisión de medición, aná-lisis inigualable y total disponibili-dad, convirtiéndose en la herra-mienta ideal para simplificar y acele-
rar el diseño de sistemas complejosde alta velocidad. Este osciloscopio ofrece la mejor solu-ción de la industria para resolver losproblemas de integridad de señalencontrados pos los diseñadores queverifican y depuran sistemas electró-nicos sofisticados.
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OS C I L O S C O P I O PA R A S I S T E M A S C O M P L E J O S D E E L E VA D A V E L O C I D A D
Paneles de conexiones UTP y STP de 24 puertos CAT6Plus incorporables en el sistema SMARTPatch.
El osciloscopio desarrolla un anchode banda analógico de hasta 7 GHz,y un ratio de muestra en tiempo realde 20 GS / s para capturar eventoscríticos con información detallada.La tecnología de adquisición DPXpermite una tasa de captura de
ondas de hasta 200.000 por segundopara localizar rápidamente cualquierfallo imprevisto.La arquitectura OpenChoice permiteque el usuario pueda escribir fácil-mente programas a medida o utilizarsoftware comercial. El interface grá-
fico consigue una capacidad sofisti-cada para usuarios avanzados sin‘intimidar’ a usuarios ocasionales. Entre las aplicaciones de este osci-loscopio destacan las siguientes:análisis de integridad de señal, esta-bilidad y registro de tiempo; verifi-cación y depuración de diseños so-fisticados; desarrollo y comproba-ción de flujos de datos serie dehasta 4.25 Gbps; depuración deequipos de telecomunicaciones, co-municaciones de datos y almacena-miento (SAN), control de backplanesde elevada velocidad; análisis deespectro e investigación de fenóme-nos transitorios. Otras características del osciloscopioTDS7104 Tektronix, que posee undisplay TFT a color XGA 1024 x 768de 10.4”, son interface TekConnectpara conexión de elevada fidelidad,memoria de 400 KB a 32 MB, lectorde 3.5” y GPIB.
Para más información:DENVER metrología electrónica, S.L.Tel: 915698006Fax: 915690420www.denvermetrologia.com
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Osciloscopio para sistemas complejosde elevada velocidad.
ZIPPY Technology, empresa repre-sentada en España por Master Coe-lectrónic, S.L., anuncia la serie DS-P1 de microswitches super-minia-tura, la cual se presenta con dosrangos 0.1 A 48 VDC y 0.1 A 125VAC. Estos microswitches super-minia-tura, gracias a sus múltiples venta-jas, están especialmente indicadospara gran variedad de aplicaciones,tales como walkie talkie, cuchilloseléctricos, tostadoras, teléfonos ina-lámbricos, calculadoras, cargadoresde batería, alarmas y otros muchosdispositivos y electrodomésticos.Las principales características deestos microswitches son frecuenciamecánica y eléctrica de 100 y 10-30operaciones por minuto, respectiva-mente, resistencia de contacto ini-cial de 100 m como máximo y resis-tencia de aislamiento (a 250 VDC) de100 M como mínimo. Todo ello conunas diminutas dimensiones.La temperatura de almacenamientode la serie DS-P1 es de -25 a +85 °C,con una humedad relativa del 85%,logrando una vida de servicio de, al
menos, 3.000.000 operaciones mecá-nicas y de 100.000 operaciones eléc-tricas.Para más información:
[email protected]: 902420052
Microswitches super-miniatura de ZIPPY Technology.
MI C R O S W I T C H E S S U P E R-M I N I AT U R A
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22 Elektor
Renesas Technology Europe anunciael microprocesador RISC SuperH de32 bit SH7720, que incorpora un ace-lerador de hardware SSL (SecureSocket Layer) para lograr una conec-tividad de red segura más rápida. Elnuevo dispositivo también se carac-teriza por funciones periféricas queincluyen un controlador LCD color einterface USB. Esto hace que seaideal para diversos tipos de disposi-tivos móviles e IT equipados conuna función segura de visualizaciónde un buscador, tales como teléfonoscompatibles con Internet e IP, televi-sores digitales y dispositivos deaudio con conexión a red. El SH7720 es una versión avanzadadel SH7727. El dispositivo emplea unproceso CMOS de 0.15 μ y lograreducir el consumo de potenciamediante el uso de técnicas espe-ciales en el circuito de control dememoria on-chip. El microprocesador posee un núcleoCPU SH3-DSP con una frecuenciaoperativa máxima de 133 MHz y unrendimiento de proceso de 173 MIPS.Esto hace posible implementar pro-cesos de comunicación de elevadavelocidad, al mismo tiempo que un
DSP on-chip soporta varios tipos demiddleware, tales como codecs deaudio y procesos JPEG para displayde imagen fija.
El acelerador de hardware SSL on-chip reduce la carga de proceso desoftware CPU de encriptación / des-criptación 3DES (Triple Data
MI C R O P R O C E S A D O R R I S C SU P E R H D E 32 BIT C O N AC E L E R A D O R SSL ON-CHIPPA R A LO G R A R CO N E C T I V I D A D D E RE D SE G U R A M Á S RÁ P I D A
Microprocesador risc Superh de 32 BIT con Acelerador.
lateral de las pistas, aislándolas así delresto del cobre circundante. Es un proceso de arranque mecá-nico, y el producto final es una placaelectrónica fresada y taladrada. Losmedios utilizados son fresadoras deControl Numérico y sistemas deCAD-CAM, que procesan la infor-mación del archivo GERBER creadoel programa de mecanizado para lasmáquinas.Este proceso que no hace uso defotolitos ni ácidos, es aplicado porCentuno Sviluppi, empresa que hadesarrollado su propia tecnología del"contouring" como un servicio alter-nativo, rápido y económico para laproducción de placas de circuito im-preso y las pequeñas series.
Para más información:Centuno Sviluppi, SRL Tel: 936304830Tel: [email protected]
algunas ferias del sector ya se puedenver máquinas y sistemas que hacenuso de este proceso.La tecnología del "Contouring" apli-cada a la fabricación del circuito elec-trónico, consiste en fresar el contorno
Entre los metodos de producción delcircuito electrónico, ha sido desarro-lado en los ultimos años, una técnicaque hasta ahora era algo desconocidaal gran publico del mundo de la elec-trónica en general. Actualmente en
PL A C A S D E CI R C U I T O IM P R E S O, F R E A S D A S Y TA L A D R A D A S
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Encryption Standard) y encriptaciónRSA, logrando acelerar el proceso devisualización del buscador seguro.El set de funciones periféricas on-chip incluye un controlador LCDcolor, interface USB versión 1.1 (Hosty Función) y un interface de tarjetade memoria CompactFlash (CF).
También existen interconexionespara MultiMediaCard (MMC), busI_C e IrDA (soporte de versión 1.0),así como un temporizador de 16 bitcapaz de ofrecer salida de onda PWM(Pulse Width Modulation) para con-trol de motor stepping. Estas funcio-nes posibilitan la creación de siste-
mas muy sofisticados con una confi-guración sencilla. El SH7720 se encuentra disponible enencapsulado CSP de 17 x 17 u 11 x 11mm, ofreciendo al usuario poder elegiren función de sus criterios de diseñodel producto final, tales como bajocoste o tamaño reducido.
Los nuevos dispositivos ofre-cen un consumo de potenciaequivalente a STN y soportede pantalla dual Renesas Technology Europeha anunciado dos nuevos con-troladores de display de cristallíquido (LCD) TFT que sopor-tan displays de 256 K colorespara teléfonos móviles. Amboscontroladores posibilitan mó-dulos LCD más económicos ysimplifican el desarrollo me-diante el uso de menos com-ponentes.El HD66782 soporta un displayde 132 x 132 píxeles, hacién-dolo ideal para el mercadoeuropeo, y tiene un consumode potencia equivalente a unLCD color STN. El HD66784 es el primercontrolador LCD TFT mono-chip del mundo capaz decontrolar simultáneamenteuna pantalla principal QCIF(176 x 224) y una sub-pantalla (176x 96). El HD66782 posee una fuente de ali-mentación on-chip que permite elcontrol del LCD monochip. El con-sumo para un display normal de 262K colores, incluyendo el panel, es de
unos 2 mW, dato equivalente al deun LCD color STN. El consumo sepuede reducir en unos 0.8 mW, convisualización parcial, mediante fun-ciones power-down, tales como unmodo de ocho colores y modosstandby. Esto ayuda a extender la
vida de la batería de un teléfonomóvil. La provisión de aproximadamente39 Kbyte de RAM de display on-chip ofrece capacidad de visualizar260 K colores y, junto con la circui-tería de drive de cristal líquido,
CO N T R O L A D O R E S LCD TFT MO N O C H I P PA R A TE L É F O N O S MÓ V I L E S
Controladores LCD TFT Monochip para Teléfonos Móviles de Renesas Technology.
STMicroelectronics, líder mundialen el suministro de soluciones Sys-tem-on-Chip (SoC) para productosdigitales, ha introducido el STV3350,un procesador monochip LCD-TVque ofrece todas las funciones nece-sarias para implementar televisorescon display de matriz. En combinación con el decodifica-dor de vídeo digital multiestándar
STV2310, el nuevo procesadorofrece una solución integrada y eco-nómica para LCD-TV de elevadacalidad o televisores con display dematriz. Con un microcontrolador ST20 de 32bit que trabaja a 100 MHz, el STV3550ofrece funciones como mejora deimagen digital, deinterlacing demovimiento, escala de calidad de
vídeo y OSD (On-Screen Display) de256 colores.El STV3550 se caracteriza por unaarquitectura de memoria unificadapara control, proceso de vídeo y OSD.Esta arquitectura, en la que la SDRAMexterna se usa para deinterlacing,mejorar la calidad de imagen, generartexto y gráficos con programas deaplicación almacenados en memoria
NOTICIAS
24 Elektor
STMI C R O E L E C T R O N I C S I N T R O D U C E U N P R O C E S A D O R M O N O C H I PPA R A T E L E V I S O R E S D I G I TA L E S C O N PA N TA L L A P L A N A
logra una imagen de elevada cali-dad de display.El HD66782 tiene virtualmente elmismo tamaño que un controlador dedisplay a color de cristal líquido STNque gestiona el mismo tamaño depantalla, posibilitando la producciónde módulos LCD TFT con display decalidad superior a menor coste. La conexión a un procesador deaplicación o banda base, comoRenesas SH-Mobile, es posible víaun interface de bus de elevada velo-cidad y 8 / 9 / 16 / 18 bit. Tambiénes factible cambiar los datos de ima-gen con un IC gráfico, por ejemplo,vía un interface RGB, consiguiendouna mejor visión de imagen enmovimiento. El HD66784 tiene unos 126 Kbyte de
RAM de display on-chip que soporta
un display de 262 K colores, así comoun controlador que ofrece visualizaciónde alta calidad de la pantalla principaly la sub-pantalla. Una función de dis-play de ocho colores y funcionespower-down en modo standby reducenel consumo de potencia, mientras que elgasto de energía del sub LCD de 0.8mW es casi el mismo que un LCD STN.El controlador incorpora una ampliavariedad de funciones de visualización,destacando OSD (On Screen Display),‘alpha blending’ para display transpa-rente y una característica para aumen-tar o reducir imágenes.Ambos controladores incluyen uninterface de imagen en movimientode alta velocidad que permite larecepción directa de señales RGBdesde un MPEG-4 o chip de procesode gráficos similar.
Las primeras muestras de estos doscontroladores ya se encuentran dispo-nibles. Los nuevos dispositivos sopor-tan chip-on-glass (COG) como métodode montaje de chip.
Renesas Technology Corp.Renesas Technology Corp., diseña y fabricasoluciones de sistemas semiconductores inte-grados para los mercados de informática móvil,redes, automoción, industrial y audiovisual.Fundada el 1 de abril de 2003 como joint ven-ture entre Hitachi Ltd (TSE:6501, NYSE:HIT) yMitsubishi Electric Corporation (TSE:6503), consede central en Tokio (Japón), Renesas Techno-logy es una de las mayores compañías de semi-conductores del mundo y el proveedor númerouno de microcontroladores a nivel global. Ade-más de microcontroladores, Renesas Techno-logy ofrece LSI de sistema, componentes paratarjetas inteligentes, productos de señal mixta,memorias flash y SRAMs. Para más información:www.renesas.com
Nuevo AdderView OSDE Macroservice, S.A., tras elacuerdo de distribución al-canzado con Adder, pre-senta el nuevo conmutadorKVM AdderView OSDE.Utilizando este conmutadorKVM, se pueden controlarhasta 8 PCs y/o servidoresutilizando un solo teclado,ratón y monitor. Este conmutador KVM ofre-ce diferentes formas deseleccionar el servidor al que se deseaacceder, mediante menús OSD, desdeel panel frontal de conmutador, “hotkeys“, mediante un puerto serie RS-232 o desde un mando a distanciaopcional.Para adaptarse a cualquier resoluciónposible de un PC o servidor, el Adder-View OSDE es auto-scan y permite
resoluciones máximas de hasta1900x1440 puntos.Utilizando este tipo de conmutado-res KVM se facilita el trabajo aladministrador de la red y se permiteel ahorro en costes y energía, ya queeliminan los monitores, teclados yratones que no son necesarios en losservidores.
El nuevo AdderView OSDE puede serinstalado mediante un accesorio opcio-nal en racks de 19”.
Para más información:MacroeseviceTel: 915715200 / Fax: 915711911Email: [email protected]: www.macroservice.es
CO N M U TA D O R KVM PA R A 8 S E RV I D O R E S
Conmutador KVM AdderView OSDE para 8 servidores.
Flash interna, se convierte en la solu-ción más flexible y económica delmercado actual.El proceso de vídeo digital (reduc-ción de ruido 3D, YSI, CTI, deinter-lace de movimiento, escala de vídeode elevada calidad) ha sido diseñadoespecíficamente para aplicacionesde vídeo con imágenes de elevadacalidad. Las principales características delSTV3550 incluyen un fase de salidade vídeo digital totalmente progra-mable para interface RGB directo adisplay plano, disponiendo de resolu-ción de color de 4 a 10 bit y resolu-
ción de píxel de VGA (640 x 480 píxe-les) a WXGA (1366 x 768 píxeles). Laconversión de formato horizontal yvertical también es posible (zoom in/ out x4 a x0.5 y conversión 4:3 a16:9), así como modos panorámicos yotras ventajas.Ideal para todos los LCD-TV (desderesoluciones VGA hasta HDTV) deelevada calidad y bajo coste, y otrasaplicaciones de vídeo de display dematriz (plasma, DLP, Lcos), el STV3550también incluye complementos de cir-cuitos periféricos de televisión: reloj entiempo real y temporizador watchdog,ADC de 10 bit, UART, dos decodifica-
dores I2C master / esclavo, 30 líneasI/O totalmente programables, 4 tem-porizadores estándares de 16 bit y unpreprocesador digital infrarrojo. Realizado con tecnología CMOS de0.18 micras, el procesador mono-chip STV3550 se encuentra dispo-nible en un encapsulado PQFP de208 pines.
Para más información:STMicroelectronics Iberia, S.A.Juan Esplandiú, 11, 7ºB28007 MadridTel: 914051615Fax: 914031134Web: www.st.com
El USR5430 conecta sin necesidad deinstalación cualquier dispositivo conpuerto Ethernet a las redes inalámbri-cas ya existentes
U.S. Robotics ha comenzado la co-mercialización del USR5430 WirelessGaming Adapter & Ethernet Bridge,un nuevo adaptador perfecto tantopara el mercado doméstico comopara la PYME que permite convertiren inalámbrico cualquier dispositivoque disponga de un puerto Ethernetsin necesidad de instalación.El adaptador inalámbrico de U.S.Robotics es del tipo “Plug and Play”,por tanto, no necesita ningún tipode instalación. Una vez conectadoal dispositivo elegido, el punto deacceso o router inalámbrico delusuario lo reconoce automática-mente y lo integra en la red, sim-plificando enormemente su uso yhaciéndolo accesible a usuariosmenos expertos. El nuevo equipo trabaja bajo elestándar 802.11g y gracias a latecnología 54g+ mejora hasta enun 25% la velocidad de transmi-sión habitual de 54 Mbps. Ade-más, es compatible con los pro-ductos inalámbricos que funcio-nan bajo 802.11b.
Para consolas de juegosUno de los usos más espectacula-res del USR5430 es la posibilidadde conectarlo a una consola parapermitir jugar online y de manerainalámbrica con jugadores de cual-quier parte del mundo. Consolas
como Xbox de Microsoft o PlaySta-tion2 de Sony disponen de un puertoEthernet al que se puede conectar elequipo de U.S. Robotics. Así, pasan aformar parte automáticamente de lared inalámbrica y por tanto a compar-tir su acceso a Internet.Jaime Arranz, director de marketingde U.S. Robotics, explica que “Unavez que el concepto de red inalám-brica se está generalizando y cadavez está más presente en más hoga-res, el siguiente paso es conseguirque los dispositivos de uso habitualse integren en ella. Ésta es la voca-ción de U.S. Robotics, que ha valo-
rado la facilidad de uso al crear unequipo muy fácil de utilizar y que sedirige a un público general que nosiempre tendrá conocimientos deinformática”.En muchas ocasiones, la consola noestá en la misma habitación en laque se encuentra la instalación deacceso a Internet, y con el adaptadorwireless de U.S. Robotics se evita tener que extenderun cable para poder jugar online.Además, ahora se podrá mover laconsola y jugar en los diferentessalones de la casa donde haya unapantalla o una televisión.
Potente solución para laPequeña y Mediana EmpresaEl USR5430 Wireless GamingAdapter & Ethernet Bridge tam-bién tiene múltiples aplicacionesen el mundo empresarial. Este nuevo equipo permite co-nectar, con un gasto mínimo alas redes inalámbricas de las quedisponga la empresa, diferentestipos de equipos con un puertoEthernet como son: PC´s bajoLinux, Mac o Windows, impreso-ras, teléfonos o cámaras IP.“La empresa encontrará multitudde aplicaciones para este equipo”,explica Juan Castilforte, SalesManager de U.S. Robotics Iberia.“Prácticamente cualquier disposi-tivo del que disponga se podráahora incorporar a la red inalám-brica permitiendo por ejemplo, elsiguiente paso en telefonía sobre IPy cámaras e impresoras IP que
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NU E V O A D A P TA D O R D E U.S. RO B O T I C S PA R A C O N V E RT I RE N I N A L Á M B R I C O S L O S D I S P O S I T I V O S ET H E R N E T
El nuevo adaptador de U.S. Robotics trabajabajo el estándar 802.11g.
Compatible con USB 1.1 y 2.0, el adap-tador incorpora la tecnología 54g+ lavelocidad de transmisión del estándar802.11g hasta en un 25%U.S. Robotics permite a los usuariosconectarse a redes inalámbricas deuna manera fácil y rápida medianteel puerto USB de su ordenador. Conel lanzamiento del nuevo USR5420,un Adaptador Wireless USB 802.11g,U.S. Robotics elimina la necesidadde abrir la CPU del ordenador parainstalar una tarjeta, y facilita la cone-xión a la red.Compatible con USB 1.1. y 2.0, elUSR5420 utiliza la tecnología 54g+que ofrece un rendimiento de un 25%superior a la velocidad de transmi-sión de 54Mbps del estándar 802.11g.Además, al tener un conector USB,no es necesario preocuparse de la ali-mentación eléctrica, que se realiza através del ordenador.El adaptador inalámbrico de U.S. Ro-botics ofrece una cobertura y rangosuperior a otros productos de su mis-ma categoría gracias a la antenadipolo de 2dBI de ganancia máxima. “La mayoría de los ordenadores in-corporan hoy puertos USB. Con estenuevo adaptador facilitamos que elusuario pueda aprovecharse de suflexibilidad para emplearlos en co-nectividad wireless” explica JaimeArranz, director de Marketing de U.S.Robotics Iberia, “El dispositivo per-mite la conexión inalámbrica instan-tánea a cualquier punto de acceso
para compartir acceso seguro a Inter-net, archivos y periféricos con otrosordenadores de la red”, explica JaimeArranz, director de Marketing de U.S.Robotics.La seguridad es uno de lospuntos fuertes de este equi-po que tiene diferentes ni-veles para garantizar laprotección contra intru-sos: Encriptación WEP(Wired Equivalency Pri-vacy) a 64 o 128 bits,conformidad de accesoprotegido Wi-Fi ysoporte para VPN´s.En un futuro, elUSR5420 podráactualizarse parapermitir la nuevaencriptación AES.
Precio y disponibilidadEl USR5420 Wireless USB Adapter deU.S. Robotics estará disponible en el
mercado a un precio recomen-dado de 89,90 euros (IVA noincluido).
U.S. RO B O T I C S P R E S E N TA U N N U E V O A D A P TA D O R I N A L Á M B R I C OUSB PA R A FA C I L I TA R L A C R E A C I Ó N D E R E D E S
ahora además podrán ser wireless, loque supone otro paso hacia la conse-cución de la verdadera oficina inalám-brica”
Gestión de la seguridadUno de los puntos fuertes del USR5430,es la posibilidad que se ofrece al usua-
rio para que este determine los nivelesde seguridad en la transmisión inalám-brica de datos. Este equipo está dotado de encripta-ción WEP (Wired Equivalent Privacy)a 64-128 bits, acceso protegido Wi-Fiy servicio de autentificación de redespara evitar los accesos no autorizados.
La gestión de la seguridad dependerádel nivel de seguridad configurado porel usuario en su red Wireless. De estaforma tanto si el usuario tiene la redencriptada o con Filtrado de direccio-nes MAC, mediante el Software queacompaña a este nuevo dispositivoWireless de gran innovación, podráincorporarlo en su red Wireless deforma segura.
Precio y disponibilidadEl USR5430 Wireless Gaming Adapter& Ethernet Bridge de U.S. Robotics yaestá disponible en el mercado a unprecio recomendado de 89,90 euros(IVA no incluido)
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U.S. Robotics presenta un nuevo adaptadorinalámbrico USB.
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Acerca de U.S. Robotics®.U.S. Robotics® es líder mundial en la fabri-cación de módem, proporcionando Interneta millones de hogares y empresas de todo elmundo. Durante tres décadas, U.S. Robo-tics® ha estado en la vanguardia de la tec-nología para módem, y en 1990 fue el pri-mero en fomentar la velocidad de los módemanalógicos en el estándar V.90 56K. En el año
2000, U.S. Robotics® resurgió como unacompañía independiente, y continuará consu tradición de hacer más fiable, sencilla einnovadora la disponibilidad de solucionesde acceso a Internet. Todos los recursos deU.S. Robotics®, desde la ingeniería hasta elsoporte del cliente, están dirigidos a cumplircon este compromiso. U.S. Robotics® es unacompañía independiente con sede en la
región de Chicago (EE.UU.). Para más infor-mación, puede consultar la página webwww.usr.com/es.
Para más informaciónAC Comunicación GlobalGustavo Higes / María Ferná[email protected]: 91 571 50 05
PerkinElmer Optoelectronics, em-presa representada en España porLober, S.A., introduce el BW610, unanueva solución portátil para compro-bar fibras multimodo Gigabit Ether-net, que simplifica y acelera la revisiónde redes de de fibra óptica. El BW610 es un testador portátil con-trolado por PC que mide el retardo demodo diferencial (DMD) y el anchode banda de fibra óptica multimodo,dos factores críticos que se deben
controlar en fibras multimodo Giga-bit Ethernet. El BW610 se puede utilizar en fábricasde cable o trabajos de campo, ya queeste nuevo instrumento cumple conlos estándares internacionales relati-vos a la comprobación de fibra multi-modo. En comparación con otras solucionesde sobremesa más costosas, elBW610 es una solución económicapara garantizar un control de calidad
de fibra y el buen funcionamiento dela red.El BW610, junto con el analizador por-tátil de red óptica PMD610, ofrece lamáxima fiabilidad para asegurar lasmáximas prestaciones de redes detelecomunicaciones ópticas de ele-vada velocidad.
Para más informaciónLober, S.A.Tel: 913589875Fax: 913589710
CO M P R O B A D O R P O RT Á T I L D E F I B R A Ó P T I C A M U LT I M O D O
PREAMPLIFICADOR CONTROLADO DIGITALMENTEA estas alturas no nos queda ninguna duda de que hay muchos diseñospara preamplificadores con un gran acabado, pero casi de forma inva-riable están formados por circuitos complejos y caros, sobre todo en lasección de control de volumen. Este proyecto cierra ese agujero, ofre-ciendo no sólo muchas funciones sino también la oportunidad de adap-tar esas funciones a requerimientos personales. Usando un lenguaje téc-nico, veremos uncontrol de volumen ybalance superpre-ciso, montado alre-dedor del amplifica-dor operacional ana-lógico PGA2311,bajo control digitalde un micro PIC.
EXPLORADOR
DE VHF BAJAAl rango de radio fre-cuencia entre 68 y 87MHz nos referimosnormalmente como laBanda ‘VHF-baja’ o Banda de ‘Cuatro metros’. Éstaofrece muchos servicios, incluyendo (gobierno)PMR y radio aficionados, estos últimos en la bandade 70,000 MHz y 70.500 MHz (en el Reino Unido).
CAMBIOS EN EL MES DE ABRILLa revista de Abril del 2004 de Elektor tendrá unnuevo diseño que incluye:- Nuevo diseño de portadas y cabecera (logotipo).- Nuevos contenidos en los artículos- Nuevas columnas y secciones como Noticias,
Nuevos productos, Enseñanza, Buzón de correo yPuntos de vista.
Comprobador portátil de fibra óptica multimodo
PRÓXIMONÚMERO
Las cerraduras electrónicas o mecanismos depuerta de entrada normalmente usan unteclado de 10 teclas numéricas para introducirel código. Una vez se ha introducido la secuen-cia correcta de cuatro dígitos, se acciona unrelé y éste activa un dispositivo de apertura depuerta. Una nueva alternativa para el tecladoes un encoder rotatorio acoplado con un sim-ple desplazamiento de caracteres en un dis-play de matriz de puntos, para indicar la direc-ción de rotación y el valor del encoder.
Encoders rotatoriosLos encoders rotatorios o de árbol no se ven amenudo en los proyectos de Elektor, lo cual nosignifica que sean particularmente exóticos odifíciles de usar.
Mecánicamente son similares a un conmu-tador estándar rotatorio de galleta, pero estos tie-nen simplemente dos contactos. Esos contactosestán colocados de forma alternativa, de maneraque cuando el encoder se gira en una direccióna sus posiciones de escape provoca el cierre yapertura del contacto A, lo cual ocurrirá antesdel cierre y apertura del contacto B. Si giramosen la dirección contraria, hacemos que el con-tacto B se cierre y abra antes que el contacto A.Cada contacto cambia de estado una vez porposición de escape. Si hacemos girar el eje a unavelocidad constante, las formas de onda de lasalida del conmutador A y B se parecerán a dosformas de onda cuadradas desplazadas en fase(Figura 1). Si rotamos el eje en la otra dirección,la fase entre las señales se invertirá, y como ellasno tienen ningún signo de stop el software deci-dirá cuál es la posición del conmutador,pudiendo saber sólo si el conmutador se hamovido y en qué dirección se ha hecho.
El encoder especificado para esteproyecto tiene una resolución relati-vamente alta de 30 impulsos por revo-lución y se coloca con un conmutadorindependiente adicional que hay quepulsar para que haga contacto. Esteconmutador se utiliza para introducirla configuración de marcado pulsandosobre el eje o vástago. El encoderDigiswitch tipo 427 de la lista de com-ponentes puede encontrarse entre loscomponentes de Conrad Electronics(www.int.conradcom.de). La compa-
ñía de interruptores ALPS tambiénfabrica uno similar que se puede soli-citar en Farnell (código de pedido733738. www.farnell.co.uk).
Entrada y cambio de códigos
Para leer la señal de dos fases del con-mutador rotatorio y sacar un número ala matriz de display de 5 x 7 se usa unmicrocontrolador PIC. Girando el vás-
INTERÉSGENERAL
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Cerradura CodificadaMediante encoder rotativoDiseñado por J. Prim
La mayoría de las cerraduras codificadas o sistemas de entradanecesitan un teclado de 10 pulsadores para introducir un código conuna secuencia numérica. Este diseño realiza la misma función, perotoma una ruta más circular.
78L05 (IC3) en la placa para proporcionar 5 Vpara el circuito. Para evitar una disipaciónexcesiva la tensión de alimentación de entradano debería ser mayor de 12 V.
Colocación de componentesLos componentes del circuito se colocan todosen una PCB de cara simple. La mayoría de lasresistencias están colocadas en vertical, paraahorrar espacio. Debemos cerciorarnos de quelos terminales de la fuente de alimentación de 12V están conectados correctamente al ‘+’ y ‘0’de la PCB. IC2 se colocará en la PCB medianteun zócalo, con objeto de poder quitarlo fácil-mente para re-programar en caso de que fuera
tago en cada dirección aumentan odisminuyen los números (0 a 9) quese desplazan en el display, depen-diendo de la dirección de rotación. Elmarcado está presente para seleccio-nar el número en el display que ahorase desplaza disminuyendo. Una vezintroducida la secuencia correcta decódigo, se activa el relé durante unospocos segundos.
La secuencia de código generadapuede cambiarse manteniendo pul-sado el vástago una vez introducido elúltimo número del código. Ahora eldisplay parpadea para indicar que seha introducido un nuevo código decuatro dígitos. Una vez marcado elúltimo dígito, el vástago se mantienepulsado para introducir una nuevasecuencia de código. El display ahoramuestra de nuevo el código. Debería-mos olvidar el código que se puedevisualizar cortocircuitando los pines deJP1 y reseteando el circuito. El códigode la secuencia se mostrará ahora y eldisplay se apagará después de unminuto de inactividad del conmutador.
El controladorEl esquema del circuito de la Figura2 muestra el PIC16F84 como el com-ponente central del circuito. El con-
tacto del pulsador se conecta a RB0,mientras que los contactos del enco-der A y B se conectan a los pines RB1y RB2. Esos pines se configurancomo entradas y las resistencias depull-up necesarias se integran en elchip. El pin del puerto RB3 sólo seusa durante el reset para leer el valordel jumper JP1.
Los pines RB4, RB5 y RB6 están con-figurados como salidas y excitan eldemultiplexor IC1. Este dispositivotiene salidas en colector abierto y excitalas filas de la matriz display a través delos transistores T1 a T7. Las cincocolumnas de la matriz se excitan direc-tamente desde los puertos RA0 a RA4a través de las resistencias limitadorasR15 a R19. El pin del puerto RB7 con-muta el relé a través del transistor T8.El diodo D1 es necesario para evitarpicos de corriente que destruirían eltransistor T8 cuando el relé está en off.El relé especificado no tiene los contac-tos preparados para soportar tensionesde alimentación, sólo es adecuado para125 Vac como máximo, con corrientesmáximas de alrededor de 1 A.
El circuito consume12 mA enestado de reposo, subiendo hasta 50mA cuando se activa el display y a180 mA con el relé activado. Seincluye un regulador de tensión
INTERÉSGENERAL
29Elektor
Figura 2. Esquema del circuito de la cerradura codificada.
Figura 1. Forma de onda de salida del encoderrotativo.
necesario hacer una modificación de softwareen el futuro.
Cuando hayamos colocado todos los compo-nentes en la placa la inspeccionaremos visual-mente y si todo es correcto, estaremos en dis-posición de conectar la tensión de alimentaciónde 12 V a la entrada. El circuito debería consu-mir alrededor de 50 mA y si todo está bien debe-ría mostrar el número ‘0’. En caso contrario, esnecesario desconectar la alimentación y comen-zar por investigar si todos los componentesestán perfectamente colocados en su sitio. Des-conectaremos la fuente de alimentación y qui-taremos IC2 de su zócalo. Volveremos a conec-tar la alimentación y comprobaremos el circuitomúltiplex del display mediante un cable quelleve los pines RA0 y RA4 a masa (pin 5 delzócalo IC2) y uniendo los pines RB4, RB5 y RB6a masa en una secuencia binaria, comprobare-
mos si se ilumina cada LED de formaindividual en el display. El nivel de ten-sión y la entrada de reset MCLR debe-ría ser 5 V. Por último, el oscilador decristal puede verificarse con un osci-loscopio.
SoftwareTodo el software se ha escrito enensamblador usando MPASM. Elsoftware completo desarrollado parael proyecto se puede descargar deforma gratuita de la página web deMicrochip. El software para este pro-yecto consta de dos ficheros fuente:
-Display.asm: contiene el genera-dor de caracteres del display para losnúmeros 0 a 9.
-Codelock.asm: Programa princi-pal de la cerradura codificada.
Estos pueden descargarse gratui-tamente de la página web de Elektor,y también pueden obtenerse en dis-quete (ver página del Servicio deLectores). Un reset en el microcon-trolador comprueba si es la primeravez que se pone el circuito en mar-cha leyendo la primera posición dememoria de la EEPROM. Los micro-controladores EEPROM se suminis-tran de fábrica con 0xFF escrito entodas y cada una de las posiciones de
memoria. Siempre que se cambie elcódigo de la secuencia se escribe elvalor 0x3D en el primer byte. Si estevalor no está presente en memoria, elmicrocontrolador sabe que es la pri-mera vez que se ha usado el circuitoy escribirá por defecto la secuenciade código 1234 en su EEPROM.
Cuando se ha completado la ini-cialización, el programa entre en subucle principal donde multiplexa eldisplay y lee el puerto de entrada. Elcontenido del bit variable MODEindica al display la dirección de des-plazamiento, el periodo de cambio dela entrada de conmutación, el tiempode conmutación del relé y que unnuevo código está dentro.
(020434-1)
INTERÉSGENERAL
30 Elektor
(C) ELEKTOR020434-1
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
D1
H1 H2
H3 H4
IC1
IC2
IC3
JP1
K1
LD1
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
R14
R15
R16
R17
R18
R19
R20
R21
RE1
S1
T1 T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
X1
+
0
020434-1
C8
(C) ELEKTOR020434-1
Figura 3. La PCB a simple cara está bastante comprimida y no usa ningún componenteSMD.
LISTADO DE COMPONENTES
Resistencias:R1-R7 = 47kR8-R14,R20,R21 = 4k7R15-R19 = 150Ω
Condensadores:C1,C2 = 33pFC3 = 1μF 16VC4,C5 = 100nFC6,C7 = 10μF 16V radial
Semiconductores:IC1 = 74LS156 ó 74HC(T)156IC2 = PIC16F84 ó PIC16C84A-
4/P, programado, código depedido 020434-41
IC3 = 78L05D1 = 1N4148T1-T7 = BC557BT8 = BC547B
Varios:X1 = cristal de cuarzo de 4 MHz LD1 = matriz de 5 x 7 (Conrad
Electronics # 160490)S1 = Encoder rotativo tipo 427
(modelo pequeño) (ConradElectronics # 705594)
RE1 = FRS1B-S, 12V, 1 x contacto(Conrad Electronics # 505196)
JP1 = 2 pines macho para PCBcon jumper
K1 = regleta de 3 vías para PCBcon separación de 5 mm
2 espadinesPCB, código de pedido 020434-1Disco, código fuente y
hexadecimal, código de pedido020434-11 o descargagratuita
Descargas gratuitasPIC software. Fichero número: 020434-11.zip, contiene:
– CODELOCK.HEXCódigo Hex para el PIC
– CODELOCK.ASMCódigo fuente (Ensamblador)
– DISPLAY.ASMCódigo fuente (set de caracteres)
PCB layout en formato PDF.Número de fichero: 020434-1.zipwww.elektor-electronics.co.uk/dl/dl.htm, ymes de publicación.
A lo largo de las últimas décadas hemos podidoatestiguar un incremento del dominio de losmicrocontroladores en la electrónica en general.Hoy día, es prácticamente imposible (aparte deuna pérdida de tiempo y de dinero) diseñar unnuevo circuito digital de alguna complejidad sin
que se incorpore un microcontrolador.En el pasado, los diseñadores se enfren-taban con una lógica muy compleja queles obligaba a enfrentarse a decenas decircuitos integrados TTL o CMOS, loque daba como resultado circuitos
monstruosos que devoraban gran can-tidad de corriente y cuya funcionalidad,a menudo, era inversamente proporcio-nal al número de componentes existen-tes en la placa. Esto ha cambiado demanera dramática, de forma que losdiseñadores actuales buscan un con-trolador con la suficiente "potencia", conrecursos de E/S y con un conjunto inte-resante de funciones adicionales inte-gradas. Con tan sólo añadir algunoscomponentes externos alrededor delmicrocontrolador, el diseño del circuitose continúa sobre un ordenador quepermite el desarrollo del programa queserá ejecutado en el microcontrolador,ya que será este programa el que deter-mine la funcionalidad total del circuito.
Hoy día podemos encontrar en elmercado un amplio rango de micro-controladores. A lo largo de los años,diferentes fabricantes han diseñadosus propias "familias" de microcon-troladores, siempre tratando deaumentar las posibilidades del pro-cesador, introduciendo modelosmejores y más potentes. No es nece-sario mencionar que los microcontro-ladores han evolucionado desde
ELECTRÓNICAEN LÍNEA
32 Elektor
500 Enlaces conMicrocontroladores
Los microcontroladores se han convertido en unos componentesfirmemente establecidos en los circuitos de la electrónica moderna. Estas“bestias” de muchos terminales utilizan programas para realizar todo tipode funciones y aplicaciones. Dependiendo de los niveles de las señalespresentes en los mismos, los micros son capaces de tomar decisiones yde controlar procesos enteros. Por lo tanto, podemos decir que un microofrece una buena manera de dotar de inteligencia a nuestro circuito. Pero,¿dónde comenzamos a seleccionar el modelo adecuado?
Hojas de características y aplicacionesPor Harry Baggen
aquellos componentes, que pertene-cían a un pequeño gremio de fabri-cantes, hasta el amplio campo de cál-culo que ofrece un circuito integradoactual, con todas sus posibilidades.
En la actualidad, el usuario tiene laposibilidad de elegir entre un deslum-brante número de opciones que inclu-yen el número de terminales de E/S, eltamaño de la memoria, la memoriaFlash o memoria convencional para elcódigo de programa y para los datos novolátiles, el compromiso entre velocidady consumo de energía... en definitiva, laindustria del silicio en su totalidad.Prácticamente todos los fabricantes demicroprocesadores alardean de dispo-ner de un cierto número de modeloscon funcionalidades adicionales, al sercomparados con otros miembros de lafamilia con menores capacidades.Estas funciones pueden incluir conver-sores A/D y D/A, varias interfaces decomunicación (como I2C y RS 232), ele-mentos de conexión adicionales parasoportar visualizadores LCD, e inclusosensores internos capaces de realizarmedidas de, por ejemplo, temperatura.
En un principio ningún fabricantede microcontroladores utilizaba Inter-net como medio para ofrecer no sola-mente las hojas de características com-pletas, sino también notas de aplica-ción de sus productos, todas ellas demanera gratuita. Hoy día, Internet es elprimer recurso donde bucear si esta-mos interesados en conseguir informa-ción detallada sobre un determinadomicrocontrolador. Más aún, además delos sitios pertenecientes a los fabrican-
ELECTRÓNICAEN LÍNEA
33Elektor
PICsIntel 8051/8052Procesadores x86Basic StampMotorola 68HC11Microcontroladores ScenixMicrocontroladores SGS-Thomson ARMPowerPCMicrocontroladores AtmelHitachiZilogPicaxeControladores Rabbit
Para cada familia se proporciona una intro-ducción general, seguida por un cierto nú-mero de enlaces, que se completa con unapequeña descripción de lo que el lector puedeesperar encontrar en la página a la que acce-deremos a través de un hiperenlace.
La segunda página web de la que haremosmención se denomina Mikrocontroller.net [2].Esta página está disponible en dos idiomas,alemán e inglés. Por desgracia algunos com-ponentes aún no han sido traducidos al ingléspero esperemos que esto no llegue a ser ungran problema para la mayoría de los enlacesa los que se puede acceder a través de estesitio. Un simple "clic" sobre la palabra “Links”(Enlaces) nos muestra una visión general demás de 300 enlaces, todos ellos clasificadospor familias de microcontroladores:
8051 & modelos compatiblesAVRPIC68HCxxZ80MSP430M16CVarios controladores
A continuación, también existe un ciertonúmero de enlaces a temas adicionales comoprototipos, procesos de soldadura, FPGAs,CPLD, GAL, DSP y ARM.
Aunque la descripción de los distintos enla-ces es limitada, la mayoría de ellos consiguendarnos una idea clara de lo que podemosencontrar en las páginas a las que nos llevaránsus enlaces. Una idea inteligente en esta páginaweb es la de añadir el símbolo de la banderaque nos indica el idioma en el que podemosencontrar la información que se nos presenta.
(045019-1)
Direcciones de Internet[1] ePanorama: www.epanorama.net/index.php[2] Microcontroladores.net:
www.mikrocontroller.net/index.en.htm
tes, existe una pléyade de direccionesdonde podemos encontrar información"menos oficial", pero igual de útil.
Las dos direcciones de Internetque se tratan en la entrega de estemes, en la sección de “ElectrónicaOn Line”, disponen de más de 500enlaces de información detallada yrelacionada con microcontroladores.Los enlaces están agrupados ade-cuadamente y ordenados por genteamable y trabajadora que colocó to-das estas páginas juntas. La princi-pal clasificación es la de colocar loscontroladores por familia, seguida-mente encontraremos clasificacionesinferiores de acuerdo al tipo de infor-mación que se ofrece, en este caso,de los controladores más populares.
La primera página web de la quenos gustaría hablarles es ePanorama[1], un portal electrónico que ofrece unagran cantidad de información en enla-ces y organizada en categorías. Estohace que la página web de ePanoramasea una gran fuente de información detodos los componentes electrónicos, yno tan sólo de microcontroladores, porlo que recomendamos que nuestroslectores reserven un lugar en su direc-torio de Favoritos de su navegador deInternet. Un simple “clic” sobre la pala-bra "microcontroladores", nos lleva auna página índice que nos muestratodos los tópicos, como puede ser infor-mación general, programas y micro-controladores. Esta última palabra sedivide de nuevo para mostrarnos lostipos y modelos de controladores másmodernos y populares de hoy día:
MINIPROYECTO
34 Elektor
En estas condiciones ¿dónde está conectadala otra punta de prueba si una tensión sóloexiste entre dos puntos? Pues bien, la res-puesta es que la tensión se mide con referen-cia a la masa conectada a la caja de metal delinstrumento de prueba. De esta forma, elpunto donde la persona ponga la mano es elde referencia que definirá el punto. Con cadatensión de prueba, una corriente de unospocos micro-amperios circula a través delcuerpo de la persona. El comprobador ampli-ficará esta corriente hasta un nivel que puedaindicar un LED.
Construcción y principiosLa PCB, que es más estrecha y alar-gada (Figura 1), está diseñada parapoder colocarla en un tubo de metaljunto con dos baterías de tipo minia-tura. Si no tenemos ningún problemaen hacer un montaje un poco másgrande, podemos usar dos bateríasAA. El diámetro del tubo de metaldepende de la anchura del porta-pilasusado en este proyecto. La punta de
prueba está montada en la parte fron-tal del tubo. Deberíamos usar un LEDde baja corriente para asegurar unconsumo tan pequeño como sea posi-ble y que tenga un brillo suficiente.No se requiere un interruptor on/offporque el comprobador no consumeenergía cuando no se utiliza. Graciasa su baja corriente de descarga, conun par de pilas alcalinas deberíamostener para unos cuantos años.
El principio de operación del com-probador debe resultarnos familiar, yaque es como el de los comprobadoresde tensión de tipo destornillador quepodemos usar si la tensión de 220Vac está presente en el vivo ‘L’ de lalínea de un enchufe de red. La mayo-ría de esas herramientas contienenuna pequeña lámpara en serie conuna resistencia. Una pequeña capu-cha de metal al final del mango deldestornillador actúa como terminalde masa, estableciendo la conexióncon el cuerpo del usuario. Desgracia-damente, estas pequeñas lámparasde descarga no funcionan con ten-siones inferiores a unos 100 V.
Con la seguridad eléctrica enmente, el instrumento descrito en esteartículo nunca se debe conectar a latensión de red o a cualquier punto quevaya conectado directamente a dichatensión eléctrica de 220 V. Para estepropósito, sólo usaremos comproba-
Comprobador de Continuidad y Tensiónpara tensiones continuas y alternas hasta 60 VDiseñado por B. Kainka
Todo laboratorio electrónico necesita un equipo de comprobación y medida,ya que en muchos casos nos gustaría saber si una tensión está presente o noen un cierto punto. El comprobador descrito en este miniproyecto es inusual,porque puede trabajar sólo con una punta de prueba, es decir, sólo tenemosque tocar el punto que queremos comprobar con una punta simple.
bería tomarse por medio de una conexión demuy alta impedancia. Una conexión con unaresistencia tan grande como 1 MW ya se vecomo un conductor eléctrico. También pue-den comprobarse pequeñas capacidades deunos 100 pF notando su carga y corrientes defuga. El uso del comprobador puede ampliarsea bombillas quemadas y fusibles, donde esespecialmente adecuado porque sólo tenemosque tocar la ‘otra conexión’.
El esquema del circuito nos muestra unconmutador que nos permite seleccionarentre los dos modos de operación indicados.Cuando sólo se requiere un modo el conmuta-dor es superfluo y la caja de metal del instru-mento se conecta directamente al terminal debatería deseado del equipo bajo prueba.
Más aplicacionesEl extremo sensible del comprobador abreposibilidades para aplicaciones especiales.Por ejemplo, el comprobador se puede usarcomo un localizador de averías en los cablesque van en las conducciones eléctricas de lasparedes. Sólo unos pocos centímetros de dis-tancia desde el invisible vivo (L), da lugar a unacoplamiento capacitivo suficiente para hacerque el diodo LED se ilumine.
El pequeño instrumento también es ungran detector de cargas estáticas. Con sólocaminar con el comprobador en la mano a unacierta distancia del cuerpo sobre un suelo sin-tético calzando zapatos con suela de goma, eldiodo LED brillará a cada paso.
Hay otras aplicaciones para el instrumento,pero preferimos que cada uno deje volar suimaginación y las realice. Si consigue alguna,por favor, cuéntenoslo.
(020056-1)
dores certificados, por ejemplo los detipo destornillador que acabamos decomentar con anterioridad.
El comprobador descrito en esteartículo es para tensiones que nosuperen los 60 V. Como extra, el mon-taje también puede funcionar comoun comprobador de continuidad y untrazador de señal de audio.
El circuitoEl esquema del circuito de la Figura2 muestra un sencillo amplificadorDarlington construido alrededor dedos transistores BC548C. Cada unode estos proporciona una gananciade corriente de al menos 420 veces,por lo que la configuración Darlingtones buena para una ganancia de 4202o unas 170,000 veces. La máximacorriente de colector se alcanza contan sólo 1 mA. Por lo tanto, unaentrada de corriente de menos de0,01 mA o 10 nA es suficiente parahacer que el LED se ilumine. Unzumbador piezo-eléctrico permiteque el circuito actúe como un traza-dor para señales de audio. Cuando seaplica una tensión alterna a laentrada del circuito, el LED tambiénse ilumina y la señal se hace audible
a través del transductor. En la prác-tica, hay dos formas de definir laconexión de masa:
-Masa (caja) a terminal nega-tivo de batería:
El comprobador es adecuado comoun indicador de ‘presencia de ten-sión’ para tensiones de entrada de +1V, lo que la hace ideal para la detec-ción de fallos en circuitos. Para ellotomaremos el comprobador con unamano y usaremos la otra para tocar lacara de masa del circuito bajo prueba.Tocando el punto de medida con lapunta de prueba, podemos encontrarsi está presente una tensión mayor de1 V. Nuestro pequeño instrumentotambién es apropiado como un sim-ple comprobador de batería o de pola-ridad, moviendo libremente la manoal otro terminal de batería. Además,las tensiones alternas con un picomayor de 1 V también las indica fia-blemente el sonido de un zumbadorpiezo-eléctrico.
-Masa (caja) a terminal posi-tivo de batería:
El instrumento de prueba se ponea punto en un comprobador de con-tinuidad, donde la continuidad de-
MINIPROYECTO
35Elektor
020056
BZ1D1
K1
R1
R2 T1 T2+
-+
020056
020056
T1
BC548CT2
BC548C
BZ1
R2
1k
D1
K1
BT1
3V2x 1V5
020056 - 11
R1
1M
S1
caja metálica
prueba
Figura 1. La placa estrecha y alargada y las dos pilas miniatura se fijan juntas en untubo de metal que constituye la caja del comprobador.
Figura 2. El circuito consta esencialmente de una etapa Darlington con una muyelevada ganancia de corriente.
LISTADO DE COMPONENTES
Resistencias:R1 = 1MR2 = 1k
Semiconductores:D1 = LED, baja corriente, rojoT1,T2 = BC547C, BC548C o BC549C
Varios:BZ1 = transductor piezo-eléctrico miniatura
(pasivo)K1 = regleta de 2 pines, separación 2,5 mm
o dos espadinesS1 = conmutador de polo simple (opcional,
ver texto)Soporte de pilas para dos pilas LR03 (AAA) o
LR6 (AA) Caja: tubo metálico (ver texto)PCB disponible en el Servicio de Lectores
MICROCONTROLADOR
36 Elektor
La interfaz de ‘CompactFlash’
Tal y como se muestra en la Figura 1, laconexión hardware a un microcontrola-dor es posible sin mucha complicación.Las ocho líneas de datos D0 a D7 setoman para el puerto de control. El restode líneas de control se cogen de los 6pines del puerto extendido. Las líneasde dirección A0, A1 y A2 se conectana las patillas 0, 1 y 2. Las líneas WR(escritura) y RD (lectura) se conectan alas patillas 3 y 4 del puerto de control.La entrada ‘chip enable’ de la tarjetaCompactFlash se dirige a través de undecodificador de direcciones que ponea nivel bajo CE1 cuando se aplica unadirección dentro del rango F000 - FFFFen el modo de RAM externo.
Sin embargo, usando la soluciónpropuesta aquí, la entrada CE1 tendráque activarse mediante una patilla desalida dedicada. Con este fin, el pin 5del puerto de control se lleva a A12(una entrada de la puerta NAND). Lasrestantes entradas, A13, A14 y A15 dela puerta NAND, se ponen a Vcc, deesta forma cuando CE pase a nivel altohará que la salida de la puerta NANDcambie de estado alto a bajo, activandola tarjeta CF. El proceso descrito ante-riormente requiere un total de 14 pati-
llas de E/S de la CPU. Como la tarjetaCF sólo se activa a través de la entradade CE, por lo menos una parte de laspatillas 'ocupadas' están disponiblespara usarlas en combinación con otrosperiféricos adicionales como un LCD.
Los controladores de‘CompactFlash’
Un controlador de software para unatarjeta ‘CompactFlash’ debe poder leery escribir cada uno de los sectores de512 bytes, así como inicializar todoslos pines E/S requeridos (líneas delpuerto). Hasta donde la interfaz no escapaz de desarrollar su propia reini-cialización, el controlador debe cuidarel restablecimiento de la tarjeta CF. Elsoftware también debe poder estable-cer si las tarjetas CF están disponibleso no. Resumiendo, la funcionalidad delcontrolador para una tarjeta CF u otromedio de almacenamiento (Smart-Card, la tarjeta Multimedia) debe con-templar estas rutinas:
-‘DriveReadSector’: Lectura deun sector.
-‘DriveWriteSector’: Escriturade un sector.
-‘DriveReset’: Restablecer un dis-positivo de almacenamiento.
Almacenamiento de losDatos en Tarjetas “CompactFlash” (CF)usando BASCOM AVRPor F.-J. Vögel
En este artículo explicamos como BASCOM AVR habilita la interfaz‘CompactFlash’ para nuestra placa, mediante el uso del micro flash89S8252 para el almacenamiento de datos compatibles con DOS en lossistemas basados en los microcontroladores de AVR.
5CE1
4WE
3OE
2A2
1A1
0A0
7D7
6D6
5D5
4D4
3D3
2D2
1D1
0D0
3GND
5VCC
1GND
7VCC
8A12
6A13
4A14
2A15
13WR
15RD
30A2
32A1
34A0
19D7
21D6
23D5
25D4
27D3
29D2
31D1
33D0
ElektorCF-Interface
ATMELAVR CPU
GND
VCC
030169 - 11
Co
ntr
ol -
Po
rt (C
)D
ata
- P
ort
(A
)
Figura 1. Conexión de la interfaz CF de Elektora un sistema microcontrolador de AVR.
Nuestro objetivo era poder usar la interfaz de‘CompactFlash’ en una placa de desarrolloAtmel (placa de prueba RIBU, el ATMEGA103)en combinación con el software de BASCOM-AVR, teniendo en cuenta que la placa deprueba Atmel tiene muchas líneas de puerto,sin incluir las de la CPU como RD, WR y ALE,que normalmente se necesitan para conectarla RAM externa.
documento no sólo es originario de los invento-res del sistema de archivos DOS, sino que tam-bién contiene valiosa información sobre los datosde formato para el uso en los sistemas integra-dos. A pesar del título del documento, tambiénse cubren a fondo FAT12 y FAT16.
Durante el extenso desarrollo del proyecto,los puntos esenciales fueron los siguientes:
Sistema de archivos DOS FAT16 DOS FAT16 es el sistema de archivos
estándar para los volúmenes de almacena-miento de 32 MB a 512 MB, los límites teóricosvan de 2 MB a 4 GB, cubriendo el rango com-pleto de tarjetas CF actualmente disponibles.FAT12 y FAT32 proponen las demandas máspesadas, por lo que se refiere a la dirección dela unidad de asignación dentro de la FAT.
Nombres cortos en DOS (formato 8.3) En general, un sistema de microcontrolador
no tendrá suficientes recursos (es decir, dispo-sitivos de entrada/salida) para permitir manejarcon facilidad los nombres de archivo largos. Sinembargo, es improbable que esta restriccióncause problemas mayores, ya que como ustedsabe los nombres de archivo largos existentespueden llamarse por medio de su seudónimo.
Sólo archivos en el directorio raíz Usando el método de formato estándar, el
directorio raíz puede gestionar 512 archivos.Esto debe ser suficiente para la mayoría, si notodos, los sistemas de microcontrolador, a no serque sean muy grandes. En la tarjeta CF puedenalmacenarse los archivos en los subdirectorios,aunque estos no pueden abrirse desde allí.
Tamaño del sector: 512 bytes Como la tarjeta sólo puede transferir datos sec-
tor por sector, y el tamaño del sector es un factordirecto de los requisitos de tamaño de la SRAM, elAVR-DOS se diseñó para el tamaño de sectorestándar de 512 bytes, aunque los sistemas ope-rativos de Microsoft soportan otros tamaños como1 kB, 2 kB, 4 kB y así sucesivamente.
LBA direccionamiento del sector El sector que se direcciona en la tarjeta CF
emplea el modo LBA (Dirección del BloqueLógico) lo cual quiere decir que cada sector seasigna a una dirección única y lineal. Elmétodo C/H/S (Cilindro/Cabeza/Sector) usadoen los primeros discos duros no se soporta. Elsistema de archivo era completamente escritoen código ensamblado de AVR.
Opciones de configuraciónEn el sistema de DOS puede configurarse elnúmero de archivos que pueden estar al mismotiempo abiertos. Los archivos abiertos se ges-
-‘DriveInit’: Inicializar los perifé-ricos de la CPU, incluyendo una rei-nicialización para el dispositivo dealmacenamiento.
-‘DriveCheck’: Verificar si el dis-positivo de almacenamiento está dis-ponible y preparado para el acceso.
-‘DriveGetIdentify’: Lee el blo-que de parámetros internos de la tar-jeta CF.
Los nombres impresos en tipo cur-siva son las etiquetas de las funcionesllevadas a cabo en la versión actual deBASCOM-AVR. Las explicaciones delos parámetros de llamada, así como lasdescripciones de la función exacta,pueden encontrarse en el archivo deAyuda [1] que puede descargarse gra-tis de la página web de ‘MCS Electro-nics’. Los precios de las tarjetas CF hanido cayendo estos últimos meses (unatarjeta de 128 MB puede encontrarsepor menos de 60 euros); estas funcionesde software permiten agregar una can-tidad enorme de capacidad de memo-ria a su sistema microcontrolador.
Si los datos se quieren copiar haciaun sistema PC para procesarlos mástarde, la pregunta que se plantea escómo organizar la tarjeta ‘Flash’ paraasegurar la compatibilidad entre elmicrocontrolador y el PC. Si la MCUescribe los datos continuamente en lossectores de la tarjeta, el programa delPC se obliga a leer la tarjeta sector porsector y por vía de un adaptador, inter-pretando los datos todo el tiempo.
Otra posibilidad es usar el PC paraescribir en un archivo vacío de forma
que los datos se refresquen con el for-mato de la tarjeta CF. Esto exigiría almicrocontrolador escribir sus datoslínea por la línea en el formato ASCIIen los sectores ocupados. Una vez elproceso de almacenamiento de datosestá acabado, el PC podría leer losdatos bajo el nombre de archivo pre-viamente dado, por ejemplo, Excel.En cualquier caso, no se requeriríanprogramas especiales.
El tercero y menos elegante detodos, se representa en un sistemaDOS, el BASCOM-AVR. En dicho sis-tema se ponen todas las funciones quenos interesan como crear, abrir, leer yescribir los archivos en ASCII, asícomo en formato binario, a disposicióndel sistema microcontrolador, usandoun formato de DOS para la tarjeta CF.
Sistema de archivo DOS Para el desarrollo de un sistema dearchivo DOS para BASCOM-AVR seempezó primero con una búsqueda enInternet de la información que describela gestión de archivos en un disco duropara DOS y para Windows. Se encon-traron unas páginas web [2] muy exten-sas y gráficamente bien presentadas.En algunos casos, sin embargo, la infor-mación presentada en los sitios noreflejó la experiencia personal, mientrasque en otros se encontraron diferenciasentre ciertos bytes de información. Alfinal del día, el autor encontró ‘Micro-soft Extensible Firmware Initiative’FAT32 Especificación de Sistema deArchivos [3], el origen más fiable. El
MICROCONTROLADOR
37Elektor
030169 - 12
Aplicación que lee o escribe sectoresindividuales de la tarjeta CF
Drivertarjeta CF
TarjetaCompactFlash
AplicaciónBASCOM-AVR
Figura 2. La aplicación lee y escribesectores de la tarjeta CF individuales.
Sistema de Ficheros DOS
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Aplicación que lee o escribe ficheros DOS en la tarjeta CF
Drivertarjeta CF
TarjetaCompactFlash
AplicaciónBASCOM-AVR
Figura 3. La aplicación lee y escribearchivos de DOS.
tionan usando los búferes temporales dearchivo. Además del búfer del sector real, estoscontienen el número del archivo, puntero deldirectorio y número de la unidad de asignación,y tiene un tamaño de 534 bytes cada uno. Elnúmero de posibles archivos temporalesdepende del espacio de la RAM disponible ypuede agrandarse (si es necesario) con la RAMexterna. El sistema de DOS contiene las medidasoportunas para asegurar que un archivo puedaabrirse varias veces sólo en el modo de lectura(ENTRADA). Si se intenta abrir el archivo variasveces en modo lectura o escritura, el archivo esmarcado y rechazado.
Una opción de configuración extensa invo-lucra a la ruta del directorio y se procesa lainformación de FAT. Esta información puedeguardarse en un búfer común (salvado en elespacio de la RAM y permitiendo el manejomás rápido del archivo), o en búferes separa-dos. En el segundo caso, el sector ya es guar-dado en la RAM cuando el acceso se cambiade la FAT al directorio o al revés, obviando lanecesidad de recargar los datos de la tarjeta CF.
La aplicación en BASCOM-AVR Se integraron las rutinas desarrolladas en laúltima versión de BASCOM-AVR, de talmanera que pueden llamarse desde una apli-cación que usa la sintaxis familiar de QBA-SIC/VBA/VB cuando se utilizan archivos deintercambio. Esto permite rutinas de en-trada/salida de datos escritas en uno de estosdialectos de BASIC para ser copiado y usadosin demasiados problemas. Los comandos dela lista implementados en la Tabla muestranque el tamaño excede en mucho los requisi-tos mínimos de los datos registrados.
Desgraciadamente, una discusión detalladade todos los comandos está más allá delalcance de este artículo, aunque toda la infor-mación que necesite en cuanto a la funciona-lidad de estos comandos puede encontrarla enel archivo de Ayuda [1].
Dos ejemplos simples deben ayudar a pro-porcionar una visión del funcionamiento delsistema de AVR-DOS. El ejemplo 1 muestracómo los valores en las tres entradas del A/Dse anotan durante un período de aproximada-mente diez horas. Primero, el sistema de archi-vos se inicia. Sólo si BASCOM-AVR puede leerel sistema de archivos, el programa devuelve‘0’ como un código de error. El valor ‘0’ gene-ralmente indica que la rutina de DOS pudocompletar su función como esperaba.
En el Ejemplo 2, se usan cinco líneas decomando para leer el 'contenido de la página'.Se buscan todos los archivos con la extensión'DAT' y se copia su nombre, fecha, fecha demodificación y longitud a la línea de salida serieusando el comando ‘PRINT’.
MICROCONTROLADOR
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Figura 4. Volcado de pantalla mostrando el ejemplo 2 ejecutándose en el simuladorAVR.
Ejemplo 1. Grabando los valores suministrados por los convertidores A/D
Dim bError as ByteDim wValue1 as Word , wValue2 as Word , wValue3 as WordDim wsecond as Word
‘ inicializar sistema de archivosbError = InitFileSystem(1)If bError <> 0 then
Print “No valid file system found”End
End If
‘ Configurar y Arrancar el convertidor A/DConfig ADC = Single , Prescaler = AutoStart ADC
‘ Crear un archivo para escribirOpen “AD1.txt” For Output As #10For wSecond = 1 to 36000 ‘ contador de Segundos para 10 horas
wValue1 = GetADC(1) ‘ 1. leer valor analógicowValue2 = GetADC(2) ‘ 2. leer valor analógicowValue3 = GetADC(3) ‘ 3. leer valor analógico‘ usa el contador de segundos para escribir valores en el archivoWrite #10 , wSecond , wValue1 , wValue2 , wValue3Wait 1 ‘ espera 1 segundo
NextClose #10End
Ejemplo 2. Contenidos de la página para una tarjeta CF.Dim strFileName as String * 12strFileName = Dir(“*.dat”) ‘ 1. Archivo encontradoWhile strFileName <> “” ‘ ¿Se ha encontrado el archivo?
Print strFileName ; “ “ ; FileDate() ; “ “ ; FileTime() ; _“ “ ; FileLen()
strFileName = Dir() ‘ Encontrar el próximo archivoWEnd
Aquí también es efectivo el concepto de con-trolador modular porque permite sustituir losmedios de comunicación de almacenamientocambiando una sola instrucción. Esto no sólofacilita el comportamiento de aplicaciones deprogramas en un entorno de DOS probado, sinotambién el almacenamiento de los datos realesen un medio de almacenamiento en RAMexterna. Según las recomendaciones de Micro-soft, un tamaño de disco de 59 kB debe gestio-narse usando FAT12 (hasta 4 MB) y no FAT16.Sin embargo, como esta 'partición' es sólo vir-tual e intencionada para los propósitos de laprueba, este incumplimiento de las normas notiene consecuencias negativas.
(030169-1)
SimulaciónEl programa de aplicación de BAS-COM contiene un simulador fácil deusar que permite ejecutar un pro-grama recientemente escrito en el PCantes de encenderlo. La tarjeta CFtambién permite hacer esto, en cierto
modo. Esto se logró con la ayuda de uncontrolador que simula una tarjeta CF(con sólo 59 kB reconocidos y untamaño de directorio más grande, desólo 16 archivos) en la RAM extendidadel AVR. Con este fin, un controlador,llamado XRAM, se ejecuta en lugar delcontrolador normal de la tarjeta CF.
MICROCONTROLADOR
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Tabla 1. Lista de Comandos• GetFileSystem Lee la información requerida del sector de arranque (MBR) y el sector de particio-
nes (PBR) de la tarjeta CF para inicializar el sistema de archivos (no contiene sinta-xis QBASIC/VBA/VB).
• DISKSIZE Capacidad de almacenamiento total de la tarjeta CF en bytes. • DISKFREE Capacidad de almacenamiento disponible de la tarjeta CF en bytes. • KILL <FileName> Borra un archivo de la tarjeta CF.• DIR([<FileName>]) Busca el primer o segundo nombre de archivo correspondiente en la tarjeta CF. • FILELEN([<FileName>]) Tamaño del archivo en el directorio raíz correspondiente al nombre del archivo o al
último archivo encontrado usando DIR. • FILEDATETIME([<FileName>]) Fecha y hora de un archivo en el directorio raíz correspondiente al nombre de
archivo o al último archivo encontrado usando DIR. • FILEDATE *) ([<FileName>]) Fecha de un archivo en el directorio raíz correspondiente al nombre de archivo o al
último archivo encontrado usando DIR. • FILETIME *) ([<FileName>]) Hora de un archivo en el directorio raíz correspondiente al nombre de archivo o al
último archivo encontrado usando DIR.
Creación, Apertura, escritura y lectura de archivos • Open <FileName> FOR INPUT/OUTPUT/APPEND/BINARY AS #<File#> Abre/crea un archivo, con INPUT en modo lectura, con
OUTPUT/APPEND en modo escritura, con BINARY en modo lectura/escritura. • FREEFILE() Devuelve el número de archivo libre, esto puede ser usado para la función OPEN. • CLOSE <File#> Cierra el archivo y libera el archivo temporal. • FLUSH [<File#>] Escribe el buffer de datos activo en la RAM de la tarjeta CF y actualiza el contenido
(no contenido en la sintaxis QBASIC/VBA/VB). • PRINT #<File#> , Variable1 ; Variable2; ... Escribe los datos en formato texto en un archivo de texto que fue abierto con
OUTPUT/APPEND • WRITE #<File#> , Variable1 , Variable2, ... Escribe los datos en formato texto en un archivo de texto que fue abierto con
OUTPUT/APPEND. Los ficheros de datos individuales están separados con unacoma y las cadenas de caracteres se ponen entre comillas.
• INPUT #<File#> , Variable1 , Variable2, ... Lee los datos de un archivo de texto a las variables del programa, principalmentedatos escritos en un archivo usando el comando WRITE. Los ficheros de datosestán separados con una coma y las cadenas de caracteres se ponen entre comillas.
• LINE INPUT #<File>, StringVariable Lee una línea del archivo de texto a una variable carácter de tipo ‘string’. • GET #<File#>, <Variable> [, Position] Lee los datos en formato binario a una variable del programa de un archivo abierto
en modo BINARY. • PUT #<File#>, <Variable> [, Position] Escribe una variable del programa en formato binario a un archivo abierto en for-
mato binario.• SEEK #<File#> [,<New Position>] Devuelve la posición en el archivo del próximo acceso de lectura/escritura. El pará-
metro adicional <New Position> permite cambiar la posición sólo con archivos enmodo binario.
Información del estado de los archivos abiertos• EOF #<File#> Devuelve el estado ‘End’ del archivo. • LOC #<File#> Indica la posición en el archivo del último acceso de lectura/escritura.• LOF #<File#> Indica la longitud del archivo.• FILEATTR #<File#> Devuelve el modo de apertura del archivo.
Miscelánea• BLOAD <FileName>, <SRAM Address> Escribe el contenido de la RAM del microcontrolador, comenzando con la dirección
de la SRAM. • BSAVE <FileName>, <SRAM Address>, <Length>Salva la RAM del microcontrolador en un archivo.
[1] Archivo de Ayuda BASCOM-AVR www.mcselec.com/download/avr/beta/bashtml.zip[2] Información de DOS FAT www.beginningtoseethelight.org/fat16/index.phpwww.win.tue.nl/~aeb/linux/smartmedia/ SmartMedia_Format.pdf[3] Microsoft Extensible Firmware Initiative, Especificación de sistemas de archivos FAT32http://www.microsoft.com/hwdev/download/hardware/FATGEN103. doc
NOTA DE APLICACIÓN
40 Elektor
La placa de AVR450 introducida por Atmelcontiene dos circuitos de carga independientes,uno construido mediante el AT90S4433 y elotro, mediante el ATtiny15 de 8 pines, muchomás económico. Sin embargo, pueden usarseotros microcontroladores de AVR, con tal deque tengan un conversor A/D, una salida PWMy bastante memoria de programa para ejecu-tar los algoritmos de carga deseados.
La investigación continuada y el desarrolloconstante en la tecnología de las baterías exigea los algoritmos mejorados permitir cargar lasbaterías de manera rápida y segura. Durante elproceso de carga, se necesita una exactitud
más alta para reducir el tiempo decarga mientras se aprovecha la má-xima capacidad de las celdas sin cau-sar daño a las mismas.
Los microcontroladores de AVR deAtmel son de arquitectura RISC de 8bits y ofrecen Flash, EEPROM y unconversor A/D de 10 bits, todo en elmismo chip. La memoria EEPROM esperfecta para el almacenamiento de losdatos de la calibración y las caracterís-ticas de carga/descarga de la batería.Además, la EEPROM permite almace-nar permanentemente la historia decarga de las celdas, así su capacidadpuede explotarse totalmente. El con-versor A/D de 10 bits asegura una reso-lución excelente durante las medidas,haciendo coincidir la respuesta decarga exactamente con las celdas ydesechar la necesidad de un opampexterno que actuaría como un compa-rador de voltaje. Estos microcontrola-dores de 8-bit se han diseñado para sercompatibles con los lenguajes de pro-gramación más altos, como el estándarde industria 'C'. No es sorprendenteque el software para el AT90S4433completo se proporcione en código 'C'.El diseño de referencia para el ATtiny15
se escribió en lenguaje ensambladorpara asegurarse de conseguir la mayordensidad de código.
Ambos circuitos de carga son bas-tante diferentes en cuanto a sus espe-cificaciones. Por ejemplo, el AT90S4433puede emplearse como monitor detensión y temperatura mediante unainterfaz UART para el PC para almace-nar los datos. El diseño del ATtiny15,por otro lado, tiene la ventaja de que esuno de los integrados más pesados yal mismo tiempo el circuito de cargade batería más barato actualmente enel mercado. En la Tabla 1 se enume-ran las principales diferencias entre losdos circuitos de referencia.
Los distintos tipos de baterías
La mayoría de los equipos portátilespara el mercado del consumidor em-plean una de las cuatro tecnologías debatería: ión de Litio (Li-ión), Metal deNíquel Híbrido (NiMH), Níquel-cad-mio (NiCd) o ácido de Plomo (Pb).
Aunque estos cuatro tipos de bate-rías tienen algoritmos de carga exten-
Cargador de BateríasAVR450Carga de batería multiestándarPor A. Riedenauer
La placa de referencia AVR450 de Atmel que se describe en este artículotiene todo lo que usted esperaría de un cargador de batería multiestándarde primera clase. Con la programación conveniente del microcontrolador,y con la misma placa y hardware, podrá realizar una amplia gama desistemas de carga. Otra característica única del circuito es su compatibilidadcon el Li-ión, NiMH, NiCd así como las baterías recargables.
Características– Sistema de carga comprensivo.– El código fuente C modular y el código
ensamblado son sumamente compactos. – Económico.– Soporte para todas las tecnologías de bate-
rías actuales. – Algoritmo de carga rápida. – Convertidor A/D de 10 bits para una gran
exactitud de la medida. – Interfaz serie optativo.– Sencilla adaptación a los diferentes pará-
metros de carga.– EEPROM para el almacenamiento de
características de la batería.
El contenido de esta nota está basado en información recibida de los fabricantes de la industria eléctrica y elec-trónica o sus representantes, y no implica la experiencia práctica por parte de Elektor o sus consultores.
NOTA DE APLICACIÓN
41Elektor
las cargas normales (14 a 16 horas de tiempo decarga), aplicable a todos los tipos de batería.
V (el voltaje): La carga termina cuando el voltaje de las cel-
das supera cierto valor. A menudo se aplica alcargar con una corriente constante. En el caso delas celdas de Pb, el valor máximo está definidoalrededor del voltaje de carga, produciendo unacarga constante. Con las celdas de Li-ión, elmétodo usado consiste en interrumpir la cargarápida durante cierto momento y entonces con-tinuar con una corriente segura (mucho máspequeña) hasta el 100% de su capacidad. Tam-bién es conveniente como una precaución deseguridad extra con celdas NiCd y de NiMH.
dV/dt (la variación del voltaje): El hecho es que la disminución ligera en el
voltaje de las celdas ocurre cuando la celda secarga totalmente. Este método se aplica en com-binación con una corriente de carga constanteen el caso de NiCd y de NiMH de baterías y cel-das, aunque en el último debería desconectarsela corriente de carga cuando el voltaje no es muyalto 'en el flanco de subida' (vea dV/dt = 0).
I (corriente): Al cargar con un voltaje constante, el proceso
se detiene a menudo si la corriente de cargabaja por debajo de cierto valor. Con las celdasde Li-ión, la segunda fase de carga después dela carga rápida se termina de esta manera.
T (la temperatura): Interrumpiendo la corriente de carga sobre
un cierto crítico (absoluto) de voltaje de lasceldas que normalmente se aplica como unaprotección y no, como usted podría esperar,como un criterio primario.
dT/dt (Incremento de la temperatura): Con las cargas rápidas el incremento de la
temperatura de las celdas está en función deltiempo y puede servir como una condición deapagado. El incremento de la temperaturadiferirá de una batería a otra, pero en generalestará alrededor de 1º C por minuto para lasbaterías de NiCd. Adecuado para el uso conNiCd y NiMH de celdas y baterías.
dT (la temperatura con respecto a la tem-
peratura ambiente): Generalmente es más fiable que la medida
de la temperatura absoluta, particularmenteen los entornos relativamente fríos. Normal-mente, la temperatura ambiente se mide conel mismo sensor usado para la temperatura delas celdas, y la medida se realiza al inicio delciclo de carga. Aplicable con NiCd y Pb de
samente diferentes, por seguridad ypara la carga completa de una celda,sin riesgo de sobrecargarla o dañarla,es necesario que los rápidos cargado-res modernos (toma de carga inferior a3 horas) ofrezcan, por lo menos, lamedida exacta del voltaje de las cel-das, corriente y temperatura.
A continuación discutimos breve-mente las cuatro tecnologías de batería.
Las celdas de Pb se cargan con unvoltaje constante, mediante un limi-tador de corriente que evita el sobre-calentamiento durante la primerafase del ciclo de carga. En principio,las baterías de Pb pueden dejarseindefinidamente en carga, con talque el voltaje de la celda no supere elvalor especificado por el fabricante(normalmente 2,20 V).
Las celdas de NiCd se cargan conuna corriente constante. Cuando sedescargan un conjunto de bateríaspuede pasar que una de las celdasconectadas en serie del conjunto estéinversamente polarizada. Para preve-nir el daño, es necesario consultar elvoltaje de las celdas con precisión ydesconectar la carga en la bateríacuando el voltaje de las celdas caigapor debajo de 1,0 V.
Las celdas de NiMH son las másfrecuentes hoy en día, posiblementedebido a la densidad de energía másalta comparada con sus predecesoras,las celdas de NiCd. Se cargan con unacorriente constante, pero son sensiblesa sobrecargarse y por eso el voltaje delas celdas necesita supervisarse estre-chamente durante todo el proceso decarga. Las celdas de NiMH tambiénpueden dañarse a consecuencia de lapolarización inversa accidental.
Las celdas de Li-ión tienen la den-sidad de energía más alta y se pare-cen a las celdas de Pb, ya que se car-gan con un voltaje constante. La cargaes interrumpida momentáneamentehasta que la corriente disminuyehasta un cierto valor. Las celdas de Li-
ión son sensibles a sobrecargarse eincluso pueden explotar bajo condi-ciones adversas.
Los métodos de carga Sin ninguna excepción se cumple quela corriente de carga depende de lacapacidad (C) de la batería en cuestión.El valor de C lo declara el fabricante dela batería. Si una batería se carga conuna corriente igual a 1C (es decir, untiempo la capacidad nominal en mAh),entonces se cargará totalmente en unahora. La corriente de carga se hace amenudo a (seguro) C/40, es decir, lacapacidad de la batería dividida por 40.
Debemos tener en cuenta que unavez que la batería se ha cargadototalmente, toda la corriente de cargasobrante se convierte en calor (ener-gía termal). Con una carga rápida, loscalentamientos rápidos de la bateríapueden causar un daño irreversible sila corriente de carga no se inte-rrumpe a tiempo. La supervisión dela temperatura es crucial para laduración de la pila.
Dependiendo del tipo de celda y suaplicación, hay varios métodos paradeterminar cuándo una celda estátotalmente cargada, o la corriente decarga tiene que cortarse en absolutopor cualquier razón. En el caso delAVR450 el primer criterio usado es lavariación del voltaje que ocurre al finaldel ciclo de carga (- dV/dt), mientrasque la temperatura de la batería y elvoltaje absoluto de las celdas se consi-deran criterios secundarios. De todasformas, el hardware soporta los cuatrométodos discutidos debajo.
T (el tiempo):Uno de los métodos más sencillos
consiste en detener el proceso de cargaun cierto tiempo. Como medida deseguridad extra, con las cargas rápidasse usa a menudo un reloj. Éste es elmétodo empleado normalmente con
Tabla 1. Diferencias entre los circuitos de carga AT90S4433 ATtiny15
Lenguaje de programación C EnsambladorTamaño de código aprox. 1,5 kBytes < 350 bytesCorriente medida Amplif. Oper. ext Amplif. Diferencial internoFrecuencia PWM 14 kHz, resolución de 8 bits 100 kHz, resolución de 8 bits
Reloj Cristal de cuarzo externode 7,3 MHz
Oscilador interno de 1,6 MHz
Interface serie Sí noProgramación en sistema Sí Sí
celdas y baterías como un criterio primario ouna precaución de seguridad.
dV/dt (incremento de voltaje cero): Es igual que el método -dV/dt, con la única
diferencia que el cargador se desconectacuando el incremento de voltaje de las celdasno es muy grande. Es adecuado para NiCd yparticularmente para las celdas de NiMH.
El hardware Como ya se dijo, la placa de referencia con-tiene dos cargadores de batería completos.Funcionalmente, la placa del circuito impresopuede dividirse en tres secciones principales,como se ilustra en la Figura 1.
La sección grande a la izquierda com-prende varios componentes discretos, comoLEDs, conmutadores, una fuente de alimenta-ción, la referencia de tensión y la interfaz parael PC. La fuente de alimentación funcionamediante los típicos reguladores de 5 V, eneste caso se trata de un LM7805. El origen delvoltaje también es típico, el TL431 más un parde resistencias. La interfaz de PC se conectaa la interfaz UART en el AT90S4433 y puedeusarse para registrar los datos de la bateríadurante el ciclo carga. Estos datos pueden lle-nar una hoja de cálculo que le permitirá exa-minar la característica de carga en una pan-talla de PC. A propósito, el AT90S4433 puedefuncionar como una pequeña base de datoscuando el cargador ATtiny15 se está usando.
En la Figura 1, las secciones de la derechareflejan los dos procesadores cuyas salidas dePWM se conectan a un conversor tipo ‘Buck’,mientras se crean (en ambos casos) los circuitosde carga reales. El ATtiny15 tiene un amplifica-dor interno de corriente capaz de levantar ladiferencia de voltaje que existe entre los doscanales del A/D. El AT90S4433 dispone de unopamp extra para el mismo propósito, es más, elcircuito de carga se diseña de manera que todos
los tipos de batería puedan manejarse,mientras puedan adaptarse para satis-facer todos los algoritmos de carga.
El conversor tipo ‘Buck’ Los conversores tipo ‘Buck’ usados enlos dos circuitos de carga son simila-res en el diseño, constituido por unMOSFET de canal p, como el elementointerruptor, manejado por un transistorn-p-n bipolar que, a su vez, se controlapor una línea del puerto del micropro-cesador. El transistor interruptor seconecta a una bobina, un diodo y uncondensador (Figura 2). Un diodorápido evita que la corriente circule ensentido inverso en la batería cuando elvoltaje de la alimentación se apaga.
Si el transistor interruptor está enconducción, la corriente fluirá como seesboza en la Figura 2a. El condensa-dor se carga por el voltaje de laentrada a través de la bobina. Cuandoel conmutador se abre (Figura 2b) labobina intenta mantener el flujo decorriente induciendo un voltaje.Mediante el diodo y la bobina, lascorrientes de carga resultantes delcondensador se dirigen hacia un vol-
taje más alto. El ciclo de trabajo másalto de la señal de conmutación equi-vale a la mayor tensión de salida. Elvoltaje de salida máximo es igual aVin + 0,6 V. La eficacia del conversoralcanza el máximo a un ciclo de tra-bajo del 50%.
El cargador AT90S4433 El diagrama del circuito completo delcargador AT90S4433 puede verse enla Figura 3. A la izquierda está elprocesador, a la derecha, el conversor‘Buck’. El interfaz serie es la parte delcircuito que está en la parte inferiordel dibujo.
El voltaje de carga se supervisapor el opamp U1B, cuyas entradas sehan conectado en paralelo con labatería que va a cargarse. Antes deque pueda seleccionarse la medidapara el opamp, el sistema tendrá quedeterminar primero el número de cel-das en la batería, así como el tipo debatería. Luego, se puede elegir el vol-taje de la entrada conveniente ydimensionar las resistencias.
La resistencia R1 actúa como unsensor para medir la cantidad de
NOTA DE APLICACIÓN
42 Elektor
VINVCCAREF
AGND
GND
030425 - 11
ATtiny15y
conversor "Buck" 100 kHz
BC2_100k.SCH
VCCVIN
AREFAVCC
AGND
GND
LED0LED1LED2LED3
SWITCH0SWITCH1SWITCH2SWITCH3
AT90S4433y
conversor "Buck"14 kHz
BC2_14K.SCH
GND
AGND
VINVCC
AREFAVCC
SWITCH0SWITCH1SWITCH2SWITCH3
LED0LED1LED2LED3
Alimentación, conmutadores, LEDy
Referencia analógica
BC2_PSU.SCH
Figura 1. Los tres bloques funcionales que constituyen el AVR450.
V V
INTERRUPTOR CERRADO
GND GND
CONDENSADORSHOTTKYDIODO
BOBINAIN OUT
030425 - 12a
INTERRUPTOR ABIERTO
GND
CONDENSADORSHOTTKYDIODO
BOBINA
VIN V
GND
OUT
030425 - 12b
Figura 2. Ingredientes principales de unconversor tipo ‘Buck’: conmutador, bobina ycondensador.
corriente de carga. La variación de voltaje poresta resistencia la amplifica el opamp U1Apara mejorar la exactitud de la medida antesde que el voltaje se introduzca al conversorA/D del microcontrolador.
Los cálculos requeridos para la medida delvoltaje y la corriente se muestran en toda sulongitud en la hoja de datos de AVR450 publi-cada por Atmel.
El cargador ATtiny15 En este artículo no aparece impreso el hard-ware para este circuito de carga (es la mismaimagen que para el AT90S4433). La frecuen-cia del oscilador, 25,6 MHz, la genera un chipPLL mediante una señal de referencia de 1,6MHz que proporciona un oscilador RC inte-rior. Una diferencia notable con el otro cir-cuito de carga es la ausencia de opamps enel circuito ‘Buck’ (se han reemplazado por dosredes de resistencias en escalera, uno para labatería y otro para la resistencia de desvia-ción). Las resistencias necesarias no sonparte de la placa de AVR450, pero puedendimensionarse para nuestros requisitos,dependiendo del voltaje de la batería y el cir-cuito de carga deseado.
NOTA DE APLICACIÓN
43Elektor
RESET1
PB0/ICP14
PD0/RXD2 PD1/TXD3
PD2/INT04
PD3/INT15
PD7/AIN113
PD5/T111
PD6/AIN012
AREF21
AVCC20
PB5/SCK19
PB2/SS16
AGND22
ADC0/PC0 23ADC1/PC1 24ADC2/PC2 25ADC3/PC3 26ADC4/PC4 27ADC5/PC5 28
PB4/MISO18 PB3/MOSI17
XTAL19
XTAL210
OC1/PB115
VCC7
GND8
PD4/T06
U4 AT90S4433-PC
MOSI1VCC
2
LED3GND
4
RESET5GND
6
SCK7GND
8
MISO9GND
10
JP2
ISP
VCC
VCCGND
GND
RESET
R33
0RGNDAGND
AVCC VCC
X1
7.3728MHz
GNDGND
AGND
X2
7.3728MHz
L4
BLM-21-xxx
AREF
TxDRxD
TBAT2IBAT2VBAT2
PWM2
162738495
J1
DB9 GND
Interfaz Serie (RS-232)VCC
GND
14
7 10
11
12
9
13
8
RS232TTL
V+2C1- 3
V-6
C1+ 1
C2+ 4
C2- 5
VCC16
GND15
T1
T2
R1
R2
U7
MAX202CSE
GND
GND
TxD
RxD
R1R033
GND
R2
680R
R5
39k
12 4
3
-T
5
SC
L
SD
AS
MB
usB2BATTERY
R6
33k
R1010k
AGND
R1110 k
R12 10k
R7
33k
R3680R
GND
L1
150uH
GND GND
+
R20
1k
GND
AGND
AVCC
Q2BC847C
Conversor "Buck" 14kHz
TP5PWM2
TP7VBAT2
TP8IBAT2
AGND
R3110k
GND
3
21
8
4
U1A
LM358
5
67
U1B
LM358
41 52 3 678
Q4SI4425DY
VIN
AREF
TBAT2VBAT2
IBAT2
PWM2SWITCH0SWITCH1SWITCH2SWITCH3
LED0LED1LED2LED3
RESET
R404k7
R394k7
Vcc
SDASCL
TP16PC3
TP17PC4
TP18PC5
TP21TXD
TP22RXD
C8
100nF
C20
100 nF
C23
100 nF
C19
100 nFC17
100 nF
C18
100 nF
C16
22pF
C15
22pF
C9100nF
C22
100nF
C11000 uF/25V
C2100 nF
D1LSM345D3
LSM345
C24100 nF
CC2520FC
030425 - 13
Figura 3. Diagrama del circuito del AT90S4433. El circuito de carga emplea un conversor ‘Buck’ de 14 kHz.
Tabla 2. Archivos del código fuente en ‘C’
Nombre Descripción Tamaño
lo4333.h Encabezado que contiene los nombres simbólicos (para AT90S4333)
cstartup.s90 Archivos de inicio para el compilador de C
Lnk0t.xcl Archivo del comando para el montador, especialmente para AT90S4433
B_def.h Define el tipo, voltaje y la capacidad de las celdas, y los pasos del voltaje
Bc.h Encabezado para bc.h, constantes y definiciones del macro
Bc.c El programa principal, idéntico para todos los tipos de celdas 474 bytes
SLA.h Encabezado para las celdas de ácido, parámetros decarga y descripciones de la función
SLA.c El código fuente para las celdas de ácido 446 bytes
NiCd.h Encabezado para las celdas de NiCd, parámetros decarga y descripciones de la función
NiCd.c El código fuente para las celdas de NiCd 548 bytes
NiMh.h Encabezado para las celdas de NiMH, parámetrosde carga y descripciones de la función
NiMh.c El código fuente para las celdas de NiMH 514 bytes
Liion.h Código fuente para las celdas de Li-ión
Liion.c Source code for Li-ion cells 690 bytes
La diferencia de voltaje medido por la bate-ría o la celda también proporciona la informa-ción necesaria sobre el voltaje de carga, y elvoltaje resultante se amplifica en un factor de20 por el microcontrolador. Para la informaciónde la corriente de carga, sucede lo mismo quepara la variación del voltaje desarrollado por laresistencia de desviación conectada en seriecon la batería.
El softwareTodo lo que se hace con los protocolos decarga se maneja en el software, en esteaspecto, casi todas las opciones que ustedpueda pensar son posibles. La Tabla 2 pro-porciona una lista de los archivos de códigofuente 'C' pertinentes y la Tabla 3, de losarchivos de código ensamblado.
El software puede adaptarse para soportar lacarga de una o más celdas, lo cual es más fácilcargando las celdas alternadamente. ¡Las bate-rías de ácido y Li-ión pueden conectarse enparalelo durante la carga, con tal de que los con-juntos tengan el mismo número de celdas!Ambos, la corriente y el voltaje de carga porcelda, están limitados para cada batería.
El encabezado ‘Características de la Batería’(b_char.h) contiene definiciones de todos losvalores junto con los factores de corrección aso-ciados. Estos valores están definidos en losarchivos ‘Include’, calculados durante la compi-
lación y consecuentemente usadoscomo constantes cuando el programase ejecuta. Los valores de la medidaproporcionados por el conversor A/Dpueden compararse al instante conestas constantes, de ningún modo sepierde tiempo al recalcular estos valo-res mientras el programa está ejecu-tándose, esta aproximación ahorratiempo y capacidad de memoria.
Con las baterías de NiCd, lacorriente de carga comienza sólocuando la temperatura de la bateríaestá dentro del rango designado'seguro' por el fabricante. La carga setermina si un informe de error indicaque la temperatura excede el valormáximo, que el voltaje máximo de lasceldas se ha sobrepasado o que se haagotado el tiempo máximo permitidode carga rápida.
La manera estándar de establecer siuna batería se carga totalmente esemplear el mencionado dT/dt o losmétodos del dV/dt. Esto se logratomando una muestra de la tempera-tura cada minuto, y una muestra de vol-taje cada segundo. Los valores de estasmuestras se comparan constantementecon los de muestras anteriores. Cuandola batería se carga totalmente, el modocarga cambia automáticamente acarga intermitente, bajo el mando delsoftware (es decir, el programa delmicrocontrolador). La Figura 4 mues-tra un diagrama del flujo simplificado deuna función de carga regular.
En el modo de carga intermitente, elprograma ejecuta una estructura debucle, mientras verifica los cambios enel estado de la carga y temperatura, sinperder de vista el voltaje de carga ycorriente moderados. En caso de quela temperatura máxima o el voltaje dela batería se exceda, un marcador del
error se activa y la función pertinentetermina. Si el sistema no produce erro-res, o el usuario no cambia los estadosde carga, la carga intermitente conti-nuará indefinidamente (en principio).
Hay mucho más que decir sobre elsistema AVR450 cargador de bateríade Atmel que lo que puede escribirseen estas páginas. Los lectores intere-sados en conocer todos los pormeno-res pueden descargar gratuitamente laextensa Nota de Aplicación nº 1659B-AVR-11/02 de la página web de Atmel.En un futuro no muy lejano esperamospublicar un cargador de baterías prác-tico basado en el AVR450, aunquetodavía puede tardar un poco.
(030425-1)
NOTA DE APLICACIÓN
44 Elektor
Setup
ErrorDetected
?
YES
NO
Red LED On
Status = Fast?
YES
NO
END
Main
Clear Termination Status
ErrorDetected
?
YES
NO
Status = Trickle?
YES
NO
fast_charge
ErrorDetected
?
YES
NO
trickle_charge
030425 - 14
Figura 4. Diagrama de flujo de lafunción principal de carga.
Tabla 3. Archivos de código Ensamblados
Nombre Descripción Tamaño
bc.inc Incluye el archivo para las definiciones del registro, las defi-niciones de los canales y las constantes globales
tn15def.inc Incluye el archivo para ATtiny15
NiCd.inc Incluye el archivo para las celdas NiCd; parámetros de carga
NiCd.asm El código fuente para las celdas de NiCd 324 bytes
NiMh.inc Incluye el archivo para las celdas de NiMH; parámetros de carga
NiMh.asm Código fuente para las celdas de NiMH 328 bytes
Liion.inc Incluye el archivo para las celdas de Li-ión; parámetros de carga
Liion.asm Código fuente para las celdas de Li-ión 340 bytes
AT90S4433 descatalogadoAntes de que este problema apareciera des-cubrimos que Atmel había descatalogado sumicro AT90S4433. El tipo siguiente con pati-llas compatibles se llama ATMEGA 8. LaNota de la Aplicación que describe el cam-bio del AT90S4433 al ATMEGA 8 se titula'AVR 081' y puede encontrarse en http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2515.pdf
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INTERÉSGENERAL
46 Elektor
Este equipo multicanal a prueba de fallos hasido desarrollado para evitar que los modeloscontrolados por radio se estropeen como con-secuencia de que el receptor de control deradio reciba información de control errática, ode que la tensión de alimentación del avióncaiga por debajo de un nivel de seguridadpredefinido.
La detección de tramas corruptas dedatos en la señal recibida se realiza pormedio de un microcontrolador. Ante uncierto nivel de inseguridad en la informaciónrecibida, el microcontrolador carga un deter-minado número de configuraciones para losservos, que están almacenados en unamemoria EEPROM, lo que permite (graciasa Dios) realizar un aterrizaje seguro, o almenos, que el modelo que controlado sufrael menor daño posible. En estos casos, laconfiguración más importante es, sin lugara dudas, apagar el motor (por ejemplo, lle-varlo a una posición segura).
Las prestaciones de funcionamiento "aprueba de fallos" sólo están disponibles en lossistemas de radio control de alta gama, cuyocoste es prohibitivo para la mayoría de losaficionados y seguidores del modelismo. Sehan publicado una gran cantidad de circui-tos a prueba de fallos en equipos que se han
Multicanal Seguro para Modelos Controladospor Radio ¡Feliz aterrizaje!Diseñado por Lex Cunningham
Si no desea que su caro equipo de modelismo controlado por radio serompa o desaparezca para siempre cuando falla el enlace radio o seproducen interferencias de gran magnitud, necesitará equiparlo con unaconfiguración de servomecanismos que siga funcionando bajo condicionesadversas de radio o alimentación, de manera que aterrice de la maneramás cómoda y segura posible. Este circuito hace todo eso y mucho más.
INTERÉSGENERAL
47Elektor
– Un pulso distorsionado en el contadorsupera un cierto umbral. Esto es muy útilcuando el modelo está cerca del límite delrango de la radio.
– Se ha detectado una tensión de bateríabaja, lo que provoca la repetición de un ciclo deun segundo en la posición de seguridad,seguido por cinco segundos de control normal.Los movimientos generados en el modelo pue-den verse fácilmente y oír a larga distancia, loque nos proporciona la suficiente informaciónpara entender que nuestro modelo (bastantecaro, por cierto ) tiene que volver a tierra, ate-rrizar o entrar en reparación.
El equipo abandonará el estado de seguri-dad, de manera que el circuito se comportarácomo si no hiciese nada ante las señales delservo recibidas, cuando se detecta una de lassiguientes condiciones:
comercializado posteriormente, sinembargo, estos equipos sólo sonválidos para un único canal y nodetectan la caída de tensión de labatería con que se equipan losmodelos. La configuración de estasunidades también es algo difícil demanejar, ya que la posición de segu-ridad se selecciona por medio de unpotenciómetro.
Ventajas y funcionamiento básico
El equipo multicanal a prueba defallos que se describe en este artí-culo es flexible y fácil de utilizar, semonta entre el receptor y los servos,
proporciona hasta ocho canalessimultáneos, monitoriza la tensiónde batería y se puede seleccionar,por medio de un conmutador, parausarlo con cuatro o cinco paquetesde células de baterías. Este equipomide y compara de manera continuacada pulso del servo, así como latrama completa enviada, proporcio-nando una alarma en caso de que "elmodelo se pierda".
Se accede al estado de seguridadsi el programa que se ejecuta en elmicrocontrolador, en conjunción conel circuito asociado, detecta una delas siguientes condiciones:
– Se ha perdido una trama com-pleta debido a la pérdida total de laseñal recibida.
Figura 1. Esquema eléctrico del circuito de radiocontrol para modelismo seguro.
LISTA DE MATERIALES
Resistencias:1 = 470Ω
R2-R9 = 1kR10 = 2k2 array SIL de ocho
resistenciasR11,R12 = 4k7R13 = 15kR14 = 2k2R15 = 56kR16 = 6k8P1 = 5k Potenciómetro preset
horizontal
Condensadores:C1,C7,C8,C9 = 100nFC2 = 1μF 16V condensador
electrolítico de 16 V radialC3 = 10nFC4 = 100μF 16V condensador
electrolítico de 16 V radialC5,C6 = 22pF
Semiconductores:D1 = BAT85D2,D3 = 1N4148IC1 = AT89C52-24JI, programado,
con código de pedido 020382-41(ver página de nuestro Servicio deLectores)
IC2 = 24LC01 (2V7)IC3 = LM393IC4 = LM2931AZ5 (Farnell # 412480)
Varios:BZ1 = Zumbador DC activo de 5 VK1-K8 = Servo “plug” de tres
terminalesK9-K16 = Conector tipo
“pinheader” SIL de tres terminalesS1 = Conmutador DIP de dos
circuitos (opcional de 3 circuitos,con un contacto sin usar)
S2 = Pulsador de un circuito un contactoX1 = Cristal de cuarzo de 11,0592 MHzPCB, Placa de circuito impreso con
código de pedido 020382-1 * (verpágina de nuestro Servicio de Lectores)
Disco, con los ficheros del códigofuente del microcontrolador, concódigo de pedido 020382-11 (ver página de nuestroServicio de Lectores), o a través dela descarga gratuita
– Se recibe una trama válida.– El pulso distorsionado en el contador cae
por debajo del umbral establecido.– La tensión de la batería vuelve a su nivel
normal.
La programación de las posiciones deseguridad consiste en la selección de la posi-ción de “seguridad” deseada utilizando eltransmisor de radio control, por ejemplo, hacerfuncionar el motor en vacío y llevar otros con-troles (timón, alerón, dirección, etc.) a su posi-ción neutral y, a continuación pulsar botón“Store” (“Almacenar”).
Esto provoca que las distintas posicionesde los servos que hemos seleccionado sealmacenen en la memoria EEPROM, desdedonde pueden volver a ser leídas por el micro-controlador, aunque solamente cuando serequiere la acción de trabajar en modo deseguridad. En el resto de las situaciones, elcircuito no hace nada con los comandos delservo que trasmitimos a nuestro modelo.
Descripción del circuitoLa unidad segura está basada en un micro-controlador del tipo AT 89C52 con una encap-
INTERÉSGENERAL
48 Elektor
(C) ELEKTOR
020382-1
BZ1
C1 C2
C3
C4
C5C6
C7
C8
C9
D1
D2
D3
H1
H3H4
H5
IC1
IC2IC3
IC4
K1K2K3K4K5K6K7K8 K9
K10
K11
K12
K13
K14
K15
K16
P1
Q1
R1
R2R3R4R5R6R7R8R9 R10
R11
R12
R13
R14
R15
R16S1
S2
X1
0+
OUTIN
4/5 Cell
4/6CH
-
+
020382-1
+-
(C) ELEKTOR
020382-1
Figura 2. Planos de distribución de pistas y deimplantación de componentes de la placa decircuito impreso (placa disponible ya montada).
Figura 3. Extracto del listado del código fuente en lenguaje C quemuestra cómo se realiza la medida del ancho del pulso por programa.
unsigned char get_input_pulse_widths(unsigned char *seq_ptr,unsigned int *sav_ptr, unsigned char *ft){
/* get_input_pulse_widths measures the input pulse widths and*/
/* stores the results in an array. 0 is returned when the frame*/
/* appears within a predetermined time. 1 is returned if there is*/
/* a frame timeout.*/
bit timer_flag, first_flag;unsigned char fail, int_hi, int_lo;unsigned int input_timer;
timer_flag = 0;first_flag = 1;fail = 0;fail_int = 0;int_hi = INT_HI_FRAME;int_lo = INT_LO_FRAME;while (*seq_ptr != 0xFF && !fail) {
Tabla 1. Funciones del conmutador DIP
Contactos de conmutación en S1 Encendido/Apagado
Función
S1-1 (terminales 1-4)Encendido Alimentación = 4 células de NiCd (4,8 V nom.)
Apagado Alimentación = 5 células de NiCd (6,0 V nom.) (recomendado)
S1-2 (terminales 2-3)Apagado
Encendido Canales 5 – 8 del servo con seguridad
Canal 4 del servo con seguridad
comienza a sonar. La condición de "bateríabaja" también se notifica al microprocesa-dor a través de la línea del puerto P3.5.
El micro también puede activar el zumba-dor a través de la línea P3.6, la cual ha sidoprogramada para actuar como una línea desalida. Además, el zumbador sonará cuandoel modelo que estamos controlando esté "per-dido", lo que puede ayudarnos a recuperarnuestro apreciado modelo de avión en un rin-cón del campo, en las ramas de un árbol o en lapiscina.
La línea del puerto P3.7 lee el estado de loscontactos 2 y 3 del bloque de conmutadoresDIP, S1. Repetimos de nuevo que en la Tabla 1están disponibles las distintas opciones.
sulado PLCC. El esquema eléctricodel circuito se muestra en la Figura 1y se corresponde con una aplicacióntípica de un microcontrolador. Loprincipal que tenemos que entendersobre el circuito es que es totalmentetransparente a las señales que pasana través de los ocho conectores IN yllegan a los conectores de salida OUTasociados, siempre cuando no existaningún problema con el enlace radioy/o la tensión de la batería interna almodelo.
Una vez que hemos establecidoque el circuito se corresponde conuna aplicación estándar de un micro-controlador, sólo tenemos que decirque nos hemos limitado a añadir algu-nos circuitos analógicos al mismo. Lacondición de "batería baja" se detectapor medio de un circuito comparadorque está situado alrededor de IC3.A.La tensión de alimentación del cir-cuito está estabilizada normalmente a+ 5 V por medio del circuito integradoIC4 y de sus componentes asociados(después de todo, cinco células deNiCd pueden suministrar cualquiertensión comprendida entre + 5,5 y +6,75 V, cuando están agotadas ototalmente cargadas, respectiva-mente. Se ha elegido el circuito inte-grado LM 2931A debido a su pe-queña corriente de reposo, pequeñacaída de tensión en sus extremos(con un valor máximo de 0,6 V) y asus protecciones contra cortocircui-tos y sobrecargas.
Del bloque de conmutadores DIP,uno de ellos, S1, nos permite selec-cionar entre un modo de funciona-miento con cuatro o cinco célulasde NiCd. La Tabla 1 proporciona lainformación para realizar la confi-guración que tendremos que utilizarpara nuestro modelo particular debarco, coche, helicóptero o avión.Cuando utilizamos un paquete depilas de NiCd de cuatro células, elregulador de tensión IC4 no serácapaz de realizar la regulación, yaque su tensión de entrada será tansólo de un valor comprendido entre4,4 y 5,4 V, menos la caída de ten-sión en bornes del diodo D1 (deaproximadamente 0,2 V). Si suma-mos la caída de tensión presente enel propio regulador (inactivo), la ten-sión de alimentación del microcon-trolador puede llegar a ser de tansólo 3,25 V y variará en proporcióncon la tensión de la batería. Por estemotivo se recomienda utilizar lavariante de cinco células, a menosque sea absolutamente obligatorioemplear un paquete de baterías decuatro células para nuestro modeloespecífico.
A través del potenciómetro P1 sepuede seleccionar, de manera pre-cisa, el nivel de tensión marcadocomo "batería baja". Cuando sealcanza el umbral deseado, es decir,cuando llegamos al nivel de tensiónque consideramos no seguro paranuestro modelo, el zumbados Bz1
INTERÉSGENERAL
49Elektor
if (!timer_flag) {set_int_timer(int_hi, int_lo);j = *seq_ptr;
_asm mov a,_j
00001$:cjne a,p1,00002$sjmp 00003$
00002$:jnb _fail_int,00001$
00003$:_endasm ;
set_start_timer(8);if (first_flag) {
*ft = TIMER_2_HI;first_flag = 0;TIMER_2_LO = 0x00;TIMER_2_HI = 0x00;
}}else {
timer_flag = 0;}if (fail_int) {
fail = 1;fail_int = 0;
Descargas GratuitasFicheros con el código fuente para el micro-
controlador. Número de fichero:020382-11.zip.
Distribución de pistas e implantación decomponentes en formato PDF.
Número de fichero: 020382-1.zip.www.elektor-electronics.co.uk/dl/dl.htm, ymes de publicación.
Figura 4. Una mirada más atenta sobre nuestroprototipo ya acabado y comprobado. Comonuestros lectores pueden ver, los cablesprovenientes del servo se sueldan directamentesobre la placa de circuito impreso.
Cuando se oprime el pulsador S2 (STORE,es decir ALMACENAR), las distintas confi-guraciones de seguridad para los correspon-dientes servos CH1 a CH8, que se corres-ponden a su vez con los conectores K9 aK16, se copian desde el transmisor (porejemplo, leyendo desde las líneas K1 a K8) yse almacenan en una memoria EEPROM(IC2) del tipo 24LC01 I2C. El programa quese ejecuta en el microcontrolador contieneuna rutina especial que realiza todo el pro-ceso de comunicación con la memoria24LC01 utilizando tan sólo tres líneas delpuerto, donde estas líneas han sido progra-madas para trabajar como SDA (dato serie,P2.7) y SCL (reloj serie, P2.6). La otra línea seutiliza para controlar la función de protec-ción de escritura (WP) en la memoria24LC01. Debemos señalar que para este cir-cuito se ha especificado el uso de unamemoria 24LC01 en su versión de 2,7 V detensión de alimentación.
Un detalle más a tener en cuenta es el usode un cristal de cuarzo de 11,0592 MHz.Aunque ésta es una frecuencia que ya no seutiliza en el mundo de los microcontrolado-res MCS 51/52, no debemos olvidar que seha elegido de forma deliberada para evitarque los armónicos de cualquier osciladorentren dentro de las bandas de 27, 29, 35, 36,40, 50, y 52 MHz, que son las permitidas en elReino Unido.
Montaje del circuitoComo es habitual, el renombrado depar-tamento de placas de circuito impresode Elektor ha conseguido producir unaextremadamente compacta. Es más, laplaca es tan sólo de una cara, abaratán-dola y facilitando que podamos cons-truirla nosotros mismos. Aún hay más,la placa se puede suministrar ya mon-tada a través de nuestro Servicio deLectores, con el código de pedido quese corresponde con 020382-1.
En la Figura 2 se muestra el dia-grama de pistas y la serigrafía deimplantación de componentes. Co-menzaremos montando los dos puen-tes con hilos que hay que realizar, demanera que no se nos olviden mástarde. El conjunto de resistencias SIL,R10, es un componente polarizadocuyo terminal común viene identifi-cado normalmente por un punto en sucuerpo. Este punto también se mues-tra en la serigrafía de la placa. Conti-nuaremos con los componentes pola-rizados, el microcontrolador se colo-cará sobre un zócalo PLCC de 44terminales. En la colocación de estezócalo debemos identificar correcta-mente la esquina recortada y hacerlacoincidir con el dibujo de la serigrafía.
Muchos componentes se han mon-tado verticalmente, ya que hay zonasdonde se conectan los dos grupos decable para los ocho servos (comomáximo) que están muy pobladas. Sino deseamos utilizar conectores deltipo “pinheaders” podemos soldardirectamente los cables de los servossobre la placa. De cualquier manera,siempre tendremos que estar segurosde haber conectado correctamente loscables de los servos. Si es necesariopodemos consultar las hojas de infor-mación de los fabricantes para estarseguros sobre este tema. En la seri-grafía de la placa también está mar-cada claramente la localización de losterminales de los pulsos, así como en elinterior del diagrama del circuito. Losotros dos terminales de cada servo secorresponden con el terminal de masay el positivo de alimentación (+ UB).
El programaEl programa ejecutado en el interiordel microcontrolador AT 89C52 eneste circuito ha sido escrito en len-guaje C, utilizando el compilador gra-tuito SDCC C. El código fuente deeste proyecto está disponible en undisquete (bajo el código de pedido020382-11) o puede descargarse, demanera gratuita, de nuestra páginaweb (bajo el mismo código, seleccio-nando el mes de publicación). Todosaquellos que no tengan acceso a unprograma ensamblador o a un pro-gramador para la serie de microcon-troladores AT de la casa Atmel, pue-den comprar el microcontrolador yaprogramado a través de nuestro Ser-vicio de Lectores, bajo el código depedido 020382-41.
El código fuente de este proyectoya ha sido comentado de maneraextensa. Las partes principales delcódigo son las funciones de secuenciade entrada y las funciones de medidadel ancho de pulsos. Esta última seilustra en el código listado en laFigura 3. La casa Lex nos ha infor-mado de que se han utilizado algunastécnicas innovadoras en el desarrollode este programa, de manera que seha podido obtener una correcta crea-ción de tramas de las señales deentrada. Al hacer que el programa seatotalmente gratuito, la casa Lex yElektor animan a sus lectores a modi-ficar y ampliar dicho código.
(020382-1)
INTERÉSGENERAL
50 Elektor
LIBROS
51Elektor
Project 2003 Por Mercedes AndrésGay, Elvira Yebes ISBN 84-415-1690-1320 páginasEditorial AnayaMultimedia
Una gran parte de los tra-bajos que se realizan diaria-mente requieren una plani-ficación previa que permi-ta organizar la labor de todoel personal implicado. La elaboración de proyectosrequiere la dedicación deun gran número de horasde trabajo. Por esto es con-veniente disponer de unaherramienta de gestión deproyectos que simplifiquemuchas de las operaciones,que permita visualizar losdatos que definen el pro-yecto organizados de dife-rentes formas, así como re-alizar muchos de los cálcu-los de forma automática. Microsoft Project 2003 es laúltima versión del programagestor de proyectos más uti-lizado en el mundo. Es unaherramienta eficaz y flexible,que permite gestionar, ad-ministrar y realizar el segui-miento de todo tipo de pro-yectos, organizando las tare-as que se deben llevar acabo, planificando la ejecu-ción con un mínimo coste detiempo y esfuerzo, simplifi-cando el trabajo y ofreciendola posibilidad de realizar unseguimiento del trabajo deforma cómodamente. En la Guía Práctica de Mi-crosoft Project 2003 se ex-plican con detalle las ope-raciones que se deben rea-
lizar para crear un proyectoy realizar el seguimiento delmismo. El texto se apoyaen numerosas ilustracionesque le facilitarán la com-prensión del mismo.
MySQL Por Juan DiegoGutiérrezISBN 84-415-1683-9304 páginasEditorial AnayaMultimedia
MySQL es el sistema gestorde bases de datos de códi-go abierto más popular delmundo. La razón: las em-presas que utilizan MySQLconsiguen recortar el gastodedicado a este tipo de soft-ware en un 90%, y por reglageneral su uso es gratuito,siempre que sigan unas re-glas muy sencillas. La faci-lidad de uso, la velocidad yla flexibilidad en diferentessistemas operativos hacenpopular a MySQL.El diseño de las bases dedatos ocupa un lugar im-portante en esta guía, aligual que las tareas de ad-ministración, la protecciónde los datos, la gestión deusuarios, la optimización delrendimiento, la conectividady las posibilidades que laprogramación de aplicacio-nes de acceso a datos brin-da. Todos los conceptos in-troducidos van acompaña-dos de ejemplos que facilitansu comprensión.Este libro constituye untexto ideal si le interesaaprender el uso de MySQL,
comprobando los resultadosa medida que avanza en lalectura. Tanto si tiene cono-cimientos de bases de datoscomo si no, podrá sacar elmáximo partido de MySQL,en Windows y en Linux.
Windows XP. Losmejores trucos Por Preston GrallaISBN 84-415-1650-2448 páginasEditorial AnayaMultimedia
Windows XP convierte a losordenadores en dispositivosgráficos y estables, lo cualresulta fundamental para al-gunos usuarios. Sin embar-go, los usuarios avanzadosque desean mantener elcontrol del sistema necesi-tan más. Windows XP. Losmejores trucos le desvela loque se encuentra por deba-jo de la atractiva interfaz deWindows XP, descubre loscomandos y controles ocul-tos, incluye trucos poco co-nocidos, explica la magia dela línea de comandos ymucho más. Si desea adap-tar Windows XP (Professio-nal o Home) a sus gustos,necesita este libro.Los usuarios encontrarántrucos inteligentes y útilesque le ayudarán a ahorrartiempo para prácticamentetodas las funciones de lasediciones tanto Professionalcomo Home de Windows XP.Las serie Los mejores tru-cos reclama la palabra “ex-perto”, para los innovado-res que quieran explorar yexperimentar, descubrir nue-vas funciones y aplicacio-nes, crear herramientas úti-les y conseguir soluciones
divertidas que puedan pro-bar personalmente.
Wireless. Los mejores trucos Por Rob Flickenger ISBN 84-415-1647-2320 páginasEditorial AnayaMultimedia
El mundo es un lugar cadavez más cableado pero mu-cha gente ha descubiertoque la mejor forma de con-seguir una conexión es des-prenderse por completo delos cables. Desde sustituircables hasta ofrecer conec-tividad universal a Internet,la tecnología inalámbrica hacambiado la forma en queconectamos nuestros dispo-sitivos entre sí y la forma enque se comunican mutua-mente. Wireless. Los mejores trucosle ofrece numerosos conse-jos y técnicas recopiladospor expertos que aplican adiario sus conocimientos.Todos los trucos se puedenleer en unos minutos, perole ahorrarán muchas horasde investigación. A lo largodel libro encontrará unagran variedad de técnicasútiles para aprovechar almáximo la tecnología in-alámbrica. Dirigido al usuario medio yavanzado, este libro inclu-ye multitud de prácticas eingeniosas soluciones parasituaciones y problemas re-ales. Tanto si desea ampliarsu red inalámbrica hasta laotra punta de la oficina ohasta el otro extremo de laciudad, esta colección detrucos y técnicas le mos-trará cómo hacerlo.
TESTYMEDIDA
52 Elektor
Medidor de FrecuenciasMultifunciónPara todas las medidas relacionadas con el tiempo
Diseñado por R. Zenzinger
A pesar de su diseño de hardware y construcción sorprendentementesencilla, el extraordinario medidor de frecuencias/contador descrito eneste artículo tiene una amplia gama de opciones de medida. Esta exitosacombinación se debe principalmente al uso de un microcontrolador queejecuta un software muy ingenioso. Las palabras claves en el diseñogeneral del instrumento son inmunidad al ruido, fiabilidad y funcionalidad.
TESTYMEDIDA
53Elektor
Un medidor de frecuencias/contador es un ins-trumento indispensable en el banco de trabajode un laboratorio de electrónica. En general, elcircuito básico del instrumento no es particular-mente complejo. Los circuitos integrados digi-tales son de hace algún tiempo y son capacesde representar frecuencia y medidas de tiempo,así como de contar pulsos. Los mismos CI’s rea-lizan también la función de representar los resul-tados de la medida en un LC o pantalla deLED’s. ¡Actualmente los contadores se han con-vertido en ‘complementos’ de los generadoresde funciones y son altamente compatibles!
Así pues, ¿qué cree usted que deberíahacer un medidor de frecuencia multifunción?Nosotros creemos que la prioridad absolutadebe ser la exactitud de la medida, para queusted pueda confiar durante muchos años ('laestabilidad a largo plazo'). Por supuesto, esdeseable un ancho rango de frecuencias, sinpasarnos demasiado. Por otra parte, el instru-
Figura 1. El diagrama del circuito del medidor de frecuencia multifunción diseñado sobre un microcontrolador de AT90S.
Principales Especificaciones y Funciones– Medida de frecuencia que usa 3 bases de tiempo. – Medida de la duración del período en milisegundos y microsegundos– Medida de la duración del pulso positivo y negativo de medios ciclos en milise-
gundos y microsegundos. – Contador de más de 107 eventos. – Cronómetro con la función de tiempo de retraso; resolución 10 ms. – Presentación de 8 dígitos con LED’s de 7 segmentos. – Pausa configurable de 1-5 s o arranque manual. – Resolución 0,1 microsegundos o 0,1 segundos. – Frecuencia de entrada máxima 4 MHz. – Longitud del pulso mínimo 1 microsegundo. – Longitud del pulso máximo 1,000 s.– 10 mV - 5 V rango de voltaje de entrada protegido a más de 30 V (se pueden
conseguir valores mayores agregando un divisor de voltaje externo). – Indicación de desbordamiento; supresión del paso por cero; señal de error de medida. – Probado y aprobado por el laboratorio de diseño de Elektor.
mento debe ser adecuado para funcionar conmuchos tipos de medidas siempre que seafácil de controlar. Si a todo esto añadimos lasensibilidad y la inmunidad al ruido, ustedpodrá entender que es difícil, si no imposible,que todos estos requisitos se cumplan a la vez.
Por tanto, ¿qué tiene que ofrecer nuestro ins-trumento? Empezaremos con su rango de fre-cuencia de DC a 4 MHz, lo cual puede parecerescaso, pero es un buen compromiso. Por unaparte, las frecuencias más altas no suelenusarse (a menos que usted sea radioaficionadoo diseñe RF en general), por otro lado, un rangode medida que supera el megahercio o los ran-gos del gigahercio supone considerables pro-blemas en el diseño y realización del preampli-ficador y unidades del ‘prescaler’ que sirvenpara formar y reducir (es decir, dividir) la fre-cuencia a valores más moderados que puedatratar un microcontrolador como nosotros tene-mos en mente. El mismo esfuerzo de diseñopodría usarse para lograr una gran exactitud dela medida de nuestro instrumento. El error de lamedida es ±100 ppm ±1 dígito. La descripción'multifunción' estaría desencaminada si nues-tro instrumento sólo midiera frecuencias. Dehecho, es capaz de capturar pulsos con unaduración mínima de 1 μs y duraciones depulso/período superiores a 1,000 segundos. Elnivel de la señal de entrada puede quedar entre10 mV y 5 V. Para medir las señales más gran-des, pueden agregarse los divisores de voltajeexternos según sus necesidades. Igualmente, elrango de frecuencia del instrumento puedeagrandarse añadiendo un ‘prescaler’ externo.La selección de la función de medida se hacemediante un conmutador rotatorio BCD de 16posiciones, y el resultado de la medida apareceen una pantalla luminosa LED de 8 dígitos. Enla Tabla puede encontrar una apreciación glo-bal completa de todas las funciones ofrecida porel instrumento.
Microcontrolador y circuiteríadel periférico
A estas alturas un esquema funcional delmedidor de frecuencias multifunción seríasuperfluo. Después de todo, los elementos fun-cionales que constituyen el circuito (el micro-controlador, presentación, el conmutador demodo, acondicionador de la señal y fuente dealimentación) están representados en el dia-grama del circuito real mostrado en la Figura1. Ojeemos la realización práctica de cada unode estos bloques antes de discutir los modosde medida disponibles y el software asociado.
El corazón del circuito es un microcontrola-dor de Atmel AT90S2313. El micro va a una fre-cuencia de 10 MHz y ofrece no menos de 15líneas de E/S configurables divididas en dos
puertos. Las líneas en el puerto B seprograman todas como salidas, con-trolando de forma individual los seg-mentos de los ‘displays’ de 7 segmen-tos. Por otro lado, las líneas en elpuerto B tienen funciones diferentes,actúan como entradas o salidas. SóloPD0 y PD4 están fijas como líneas desalida con su resistencia de ‘pull up’interna (aprox. 50 k) activada. PD.1,PD.2 y PD.3 sólo son activas despuésde una reinicialización o cuando seselecciona un modo de medida dife-rente en el conmutador rotatorio.Durante la operación, se elige el modosalida para manejar la pantalla.
La línea del puerto PD.5 se confi-gura sin la resistencia de ‘pull up’interior. Sin embargo, con una entradaen circuito abierto estas líneas debe-rían estar a ‘0'. Esto se logra con laayuda de R9. Las entradas PD.5 y PD.6se conectan eficazmente en paralelo através de las resistencias de desaco-plo R15/R12. Esto es necesario porquePD.5 tiene una función especial mane-jando directamente el temporiza-dor/contador interno, sin hacer uso deun programa cíclico, lo cual es parti-cularmente útil en el caso de frecuen-cias relativamente altas. PD.6 activauna rutina de interrupción y respondeinmediatamente a la señal de entrada.Esto es esencial para las medidas deperíodo/pulso en señales muy efíme-ras. En el modo de reloj, cuando seconfiguran PD.5 y PD.6 como salidas,las resistencias R12 y R15 limitan lacorriente a un nivel seguro.
El acondicionador de señal
Un conector de 14 pines, K2, propor-ciona el enlace entre la señal demedida y las señales de los elementosde control externos. La señal demedida llega al amplificador demedida entrando vía K2.6. La resis-tencia R11 asegura un nivel bajo esta-ble cuando la entrada está en circuitoabierto. R13 y los rápidos diodosSchottky D5/D6 protegen la entradacon respecto al daño causado por vol-tajes que exceden aproximadamentede 30 voltios. Un diodo zéner en estaposición causaría demasiada atenua-ción a frecuencias altas, suavizandolos flancos en pulsos rápidos.
La señal de medida está ahoralista en las patillas 9 y 11 del micro-
controlador, vía el puente de cone-xión JP1. Esto es particularmenteútil cuando se trabaja con señalesTTL con un balance de 0/5 V, cuyafrecuencia es demasiado alta paraque la acondicione el comparador. Elcircuito alrededor del comparadorIC3 sólo actúa cuando el puente deconexión está en la otra posición,donde la señal se da a la entrada noinvertida del LM393 vía R19 y R21.La entrada invertida se mantiene aun nivel fijo (umbral) de 2 V porR17/R18. Si el voltaje de la entrada enla patilla 3 excede de este nivel, elcomparador cambia de estado y conél el estado lógico de las líneas delpuerto PD.5 y PD.6. Debido a R22, elcomparador tiene algo de histéresispara prevenir flancos de pulso lentosque causan oscilación espuria.
Hasta ahora hemos supuesto queningún puente de conexión, JP2, JP3o JP4, está conectado, ni se hanhecho las conexiones a las patillasK2.8-K2.13. El puente de conexiónJP4 actúa de divisor de voltajeR16/P1/R14. Estas resistencias sonclaramente más pequeñas queR17/R18, de forma que se impide aldivisor de voltaje tener un efecto deumbral ajustable a la entrada delcomparador invertido por medio deP1. Pueden reubicarse los potenció-metros al tablero delantero del ins-trumento. En ese caso, preestablezcaP1, el cual se omite del tablero, y uselos pines K2.9, K2.10 y K2.11 paraconectar el potenciómetro a través decables. Con los valores mostrados enel diagrama del circuito, el rango vaaproximadamente de 10 mV a 3,7 Vque coincide muy bien con el rangocon el que opera el opamp del LM339a una alimentación de 5 V.
El puente de conexión JP2 (cone-xión externa de K2.12 a tierra) activaR13+R19/R20 en el circuito, haciendoque el voltaje de la medida se dividaentre dos. Por supuesto, un divisor devoltaje externo permitirá acondicionartensiones más altas.
El puente de conexión JP3 (co-nexión a tierra vía K2.13), y final-mente, el condensador C8, actúansuavizando la señal, lo cual es bene-ficioso con señales ruidosas o almanejar la entrada por un contacto.
Además de la entrada de medida,hay dos conexiones más de K2 almicrocontrolador. K2.3 es una entra-da de control digital llevada a PD.4.
TESTYMEDIDA
54 Elektor
La Fuente de alimentación
Los 8-12 VDC de la fuente de alimentación seaplican al instrumento a través de la PCBmediante el conector K1; el diodo D1 actúacomo una protección de inversión de polari-dad. El regulador de voltaje, es un 7805 (para1 A) que se coloca con un pequeño radiador sitenemos voltajes a la entrada bastante altos(por encima de 15 V). Si se va a trabajar conpoco voltaje, entonces el plano de tierra de laPCB proporcionará el refresco suficiente. Loscondensadores C1, C2 y C3 se utilizan comotípicos filtros y componentes de desacoplo. Eldiodo zéner D2 limita el voltaje de alimenta-ción del circuito a un nivel máximo de aproxi-madamente 5,6 V en caso de que fluya dema-siada corriente por el circuito de alimentacióncomo resultado de la protección de sobreten-sión de la entrada. Además, todos los circui-tos integrados están localmente desacopladoscon condensadores de 100 nF (C4, C5, C6).
En la placa, las pistas de alimentación a lapantalla están trazadas de forma separada, paraprevenir el ruido debido a las señales multiple-xadas. Después de todo, la corriente pulsanteque fluye a través de estas pistas es de aproxi-
La entrada protegida por R10 y eldiodo zéner D4 puede usarse parafunciones adicionales. C7, finalmente,sirve para amortiguar señales propor-cionadas por un contacto externo.
El botón S1 es el control de reini-cialización o de inicio. La amortigua-ción y el filtrado se efectúa por R1 yC10. R3 protege los contactos sensi-bles en S1. Opcionalmente, puedeconectarse un segundo botón parafijar K2.1. Esta conexión está prote-gida de tensiones superiores a 30 Vpor medio de R2/D3.
El modo del instrumento lo selec-ciona el usuario en el conmutador S2BCD rotatorio. Las cuatro líneas A-Ddel BCD se llevan al puerto PD.0-PD.3 del microcontrolador a travésde R4-R7. Las líneas del puerto PD.1,PD.2 y PD.3 tienen funciones dobles,en funcionamiento, estas líneas seconfiguran como salidas, multiple-xando las pantallas. Ésta también esla razón de la presencia de limitado-res de corriente R4-R7 que previenenel daño causado por los cortocircuitos.
La presentación
Un CI 74HCT42 descifra las tres líneasBCD requeridas para una presenta-ción de 8 dígitos en formato decimal.Los transistores T1-T8 activan todoslos dígitos de la pantalla en sucesióna una frecuencia de refresco de apro-ximadamente 80 Hz, cada transistorlleva una corriente de aproximada-mente 160 mA cuando conmuta.
La pantalla tiene un retraso deapagado que debe ser tan corto comosea posible (menos de 1 microse-gundo) para prevenir la superposiciónen la misma de varias señales, cau-sando efectos visuales indeseables enla presentación. En este circuito, esteefecto se elimina por el software, per-mitiendo que los transistores se usen'no demasiado rápido'.
Todos los segmentos idénticos delos 8 dígitos se actualizan juntoscomandados por el puerto B. La limi-tación de corriente necesaria para lossegmentos LED se realiza por lasresistencias R40-R47.
TESTYMEDIDA
55Elektor
S2Presentación en LED
Modo/Función 7 6 5 4 3 2 1 0
0 — — — — — — — — Ninguno (de repuesto)
1 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. Todos los segmentos y DP activados (la prueba de la pantalla)
2 V6 V5 V4 V3 V2. V1 Duración de medio ciclo de pulso positivo en microsegundos
3 V6 V5 V4 V3 V2. V1 Duración de medio ciclo de pulso positivo en milisegundos
4 V6 V5 V4 V3 V2. V1 Duración de medio ciclo de pulso negativo en microsegundos
5 V6 V5 V4 V3 V2. V1 Duración de medio ciclo de pulso negativo en milisegundos
6 V6 V5 V4 V3 V2. V1 Duración del período en microsegundos
7 V6 V5 V4 V3 V2. V1 Duración del período en milisegundos
8 V6 V5 V4 V3 V2 V1 0 Frecuencia, base de tiempos 0,1 s
9 V6 V5 V4 V3 V2 V1 Frecuencia, base de tiempos 1,0 s
10 V6 V5 V4 V3 V2. V1 Frecuencia, base de tiempos 10,0 s
11 V6 V5 V4 V3 V2 V1 Contador de Eventos de 7 dígitos
12 V6 V5 V4 V3. V2 V1 Cronómetro con la función de tiempo de retardo, resolución 0,01 s
13 — — — — — — — — Ninguno (de repuesto)
14 C F C — 1..5—
Pausa antes de la próxima medida (1-5 s)Arranque manual
15 C F C — Selección de flanco de pulso positivo/negativo
V6-V1: valor o cuenta.Cuando el valor medido o la cuenta excede de 6 dígitos, el dígito 7 se agrega automáticamente. La función del instrumento no se amplia másEl dígito 7 parpadea durante las medidasEl punto decimal en el dígito 7 indica el desbordamiento/valor límite
madamente 160 mA. Dependiendo del voltaje dela onda en K1 pueden colocarse en la placa doso más condensadores electrolíticos, C13 y C14.
Modo de funcionamiento A pesar del bajo coste global de los componen-tes usados, el instrumento ofrece un manejocómodo y simple empleando 8 dígitos con ‘dis-plays’ de 7 segmentos. Como se muestra en laTabla 2, hay once modos y tres funciones auxi-liares (configuraciones, realmente). Cualquierade ellos puede seleccionarse mediante el con-mutador BCD S2.
Al encender ya hay varias configuracionespredeterminadas cargadas (por ejemplo, pausa= 3 s; fin de cuenta = positivo). Si es necesario,estas configuraciones pueden modificarsemediante el conmutador, colocándolo en lasposiciones CONFIG1 y CONFIG2. Simplementeseleccione el CONFIG que quiera cambiar ypresione la tecla de reiniciar hasta que la confi-guración deseada aparezca en la pantalla, luegodetermine el modo deseado de operación.
En cada momento la función del instrumentose cambia o enciende, lanzándose un nuevociclo de medida. Las pantallas se encenderándurante el retraso que lleva el disparo instantá-neo, así como durante la medida real. Cuandoconcluya la medida, el punto decimal de dígito0 (DP.0) se encenderá brevemente. Ésta es unavaliosa indicación sobre el estado de la medidaprocesada, particularmente en el caso de medi-das cortas. Finalmente, la pantalla se actualizaal concluir la medida. Dependiendo de los valo-res introducidos en CONFIG1 arranca automá-
ticamente una nueva medida despuésde un retraso fijo, permitiendo leer elvalor de la pantalla. Esta pausa puededurar entre 1 y 5 segundos, aunquetambién es posible seleccionar elarranque manual.
Los puertos separados de entrada(K2.3 o PD.4) permiten realizar variasfunciones, por ejemplo, mostrar elvalor intermedio mientras se está enel modo de medidor de frecuencias ode contador de eventos. Cuando laentrada del puerto es a bajo, la pre-sentación se inmoviliza; si está per-manentemente a bajo, sólo se actua-liza el valor medido al final del ciclo demedida, en otros términos, perma-nece visible durante la medida en-tera. La entrada del puerto permiterealizar con facilidad ‘start/stop/reset’en el modo cronómetro.
El desbordamiento se indica por elpunto decimal en dígito 7. Normal-mente, el valor medido se mostrarápor la pantalla mediante los dígitos 1-6. Cuando el dígito 6 se desborda, elvalor medido también aparece en eldígito 7, en lugar del indicador de lafunción. Cuando el dígito 7 se des-borda también, la condición se marcapor el punto decimal que viene y eldígito empieza a parpadear. El indica-dor de desbordamiento actúa con lasmedidas de duración de pulso si ustedestá aplicando los pulsos con unaduración menor de 1,6 microsegun-
TESTYMEDIDA
56 Elektor
(C) ELEKTOR
030136-1
C1
C2
C3
C4
C5C6
C7
C8
C9
C10 C11C12
C13
C14
D1
D2
D3
D4
D5D
6
H1 H2
H3H4
IC1IC2
IC3
IC4 JP1
JP2 JP3JP4
JP5
K1 K2
K2A
K3
LD1LD2LD3LD4LD5LD6LD7
LD8
P1
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10 R11
R12
R13
R14
R15
R16
R17
R18
R19
R20
R21
R22
R23
R30
R31
R32
R33
R34
R35
R36
R37
R40
R41
R42
R43
R44
R45
R46
R47
S1
S2
T1T2T3T4T5T6T7T8
X1
03
01
36
-1
Figura 2. Esta placa de doble cara permite construir el instrumento versátil de una maneramuy compacta.
LISTA DE COMPONENTES
Resistencias:R1,R23 = 33kR2,R10,R13 = 1k8R3,R12,R15,R40-R47 = 150ΩR4-R8 = 1k5R9,R17 = 100kR11,R18 = 68kR14,R30-R37 = 3k3R16 = 22ΩR19,R21 = 8k2R20 = 10kR22 = 1MP1 = 10 k potenciómetro en H
(con vástago, ver texto)
Condensadores:C1 = 10 mF, 25 V, radial
(opcionalmente de tántalo)C3 = 10 mF, 16 V, radial
(opcionalmente de tántalo)C2,C4,C5,C6 = 100nFC7-C10 = .47μF 16V radial
(opcionalmente de tántalo)C11,C12 = 22pFC13,C14 = 10μF 16V radial
(opcionalmente de tántalo) (sólo si se requiere)
Semiconductores:D1 = 1N4001D2,D3 = zener diode 5V6, 500 mWD4 = diodo zéner 4V7, 500 mWD5,D6 = BAT46T1-T8 = BC327-25IC1 = AT90S2313-10PC,
programado, código de pedido030136-41
IC2 = 74HCT42 or 74HC42IC3 = LM393 (8-pi DIP)IC4 = 7805
Varios:JP1 = jumper de tres posiciones JP2-JP5 = jumper de dos posicionesK1 = regleta de 2 vías para PCB,
separación de pines 5 mmK2,K2A = tira SIL de 14 pines S1 = pulsador, 1 contacto (modelo
pequeño)S2 = conmutador BCD
(16 posiciones)X1 = cristal de cuarzo 10 MHz LD1-8 = SA52-11SRWA
(Kingbright)Zócalos de IC: 6 pines, 8 pines, 16
pines, 20 pinesDisipador para IC4 (U25, 30K/W)PCB, código de pedido 030136-1Disco, proyecto software, código
de pedido 030136-11 o endescargas gratuitas
tiene el valor predefinido 0,00 ms en pantalla.En el dígito 0, el segmento horizontal central seusa para indicar ‘ms’ y una 'C' (para 'el reloj')aparecerá en el dígito 7. DP.0 se apaga. El cro-nómetro arranca cuando el pulsador se pre-siona brevemente. Pasado un tiempo se des-plegará y DP.0 se encenderá continuamente.Los tiempos intermedios (vuelta) y finales pue-den solicitarse presionando de nuevo breve-mente el pulsador. La pantalla se inmovilizaráy DP.0 se encenderá para indicar que la medidacontinúa. Si usted actúa en el pulsador denuevo, la pantalla se actualizará y DP.0 seencenderá otra vez. Esta sucesión puede repe-
dos, o una frecuencia mayor que 300kHz. En estos casos, aparecerá unmensaje de advertencia en la pantalla.
El circuito ofrece la supresión delretorno a cero automático. Sólo en elmodo ‘refresco al final de la medida',los ceros aparecerán en la pantalla deacuerdo con el progreso de la medida.Cuando la medida esté terminada, lapresentación se actualizará. Los cerosse mantendrán mientras que lasmedidas subsiguientes tengan valo-res más pequeños (es posible borrarpor medio de una REINICIALI-ZACIÓN). Con los resultados inter-medios en la presentación (la panta-lla detiene la actualización por laentrada separada) los ceros restantesse harán visibles en la pantalla comoel progreso de la operación de cuenta.Después de reactivar la puerta, lapantalla (que muestra, por ejemplo, elcronómetro o el tiempo detenido) seactualiza inmediatamente.
Las funciones La función de medida de Pulso/Periodo es casi evidente. Como veráen la fotografía, los tres segmentoshorizontales se cambian en el dígito 0para indicar μs, ms o unidades de Hz.También podrá observar que el sím-bolo para la función actual aparece enel dígito 7 y el punto decimal en laposición 2. Cuando se arranca lamedida, el instrumento se activa porel próximo (dependiendo de la confi-guración) flanco de pulso válido. Conlas medidas del período, siempretiene lugar el disparo en un flancopositivo del pulso. Opcionalmente,puede establecerse un umbral de dis-paro mediante un comparador. Estoserá particularmente útil con lasmedidas de duración de pulso en lasseñales no-rectangulares.
En el modo medidor de frecuenciaspuede seleccionar bases de tiempo de0,1 s, 1 s y 10 s. El segmento horizon-tal más bajo para 'Hz' se indicarámediante el dígito 0, y en el dígito 7aparecerá una 'F' (para 'la frecuencia').El punto decimal sólo se muestra en eldígito 2 cuando se ha elegido unaentrada de 10 s. Con las otras bases detiempo, los dígitos de la pantalla 0 ó 1mostrarán un 0 fijo.
En el modo de contador de eventosel punto decimal se encenderá en lapantalla en el dígito 0, mientras eldígito 7 indica si se usan los flancos
del pulso positivos o negativos paraincrementar el contador. La selecciónse hace usando CONFIG2 (el valor pre-determinado es 'positivo'). Los pulsoscon una frecuencia de 4 MHz se cuen-tan y muestran. Es posible ver el resul-tado intermedio con la entrada delcontador a estado bajo, la cual marcaDP.0 cuando empieza a parpadear.
El cronómetro tiene una exactitudde 0,01 s. Su control, (inicio, mostrarel valor intermedio, reinicialización)sólo tiene lugar vía el pulsador sepa-rado o la entrada K2.3. El cronómetro
TESTYMEDIDA
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(C) E
LEK
TOR
03
01
36
-1
tirse tantas veces como quiera. El cronómetrose restablece apretando el pulsador duranteaproximadamente 2 segundos, o presionandoel conmutador de la Reinicialización.
La construcción La Figura 2 muestra que la placa del circuitoimpreso es de doble cara para el diseño delmedidor de frecuencia multifunción. A pesarde su pequeño tamaño no hay ningún com-ponente SMD para soldar, todos los compo-nentes son normales del tipo PTH. La cons-trucción de la PCB ya lista se obtiene a travésde nuestro Servicio de Lectores (el código es030136-1), aunque su construcción no debecausar problemas si usted trabaja cuidadosa-mente. En el montaje de la placa, puedeguiarse con respecto a la posición de los com-ponentes polarizados mediante la sobreim-presión del mismo. Todos los CI tipo DIL pue-den colocarse en zócalos de buena calidad.
Una vez terminado el trabajo de soldaduraen la placa, hacemos hincapié en la necesidadde una inspección visual de todo las soldadu-ras, usando si es necesario una lupa. Sin los CI’sy las pantallas montadas en la placa, aplique unvoltaje de alimentación de aproximadamente 8V, usando una alimentación de prueba prefe-rentemente con la corriente limitada. Verifiquesi el voltaje de alimentación llega en todos lospuntos pertinentes del circuito. En esta etapatambién puede hacerse una prueba rápidasobre la protección de sobretensión a la entrada.
Si todo va bien puede empezar el montajede las pantallas en la placa. Es recomendableusar dos cables para probar todos los seg-mentos individuales. Un cable se usa paraconectar los pines 1-7 y 9 de la posición de lapantalla IC2 a tierra. El otro cable se usa paracambiar los pines 12-19 de IC3 a tierra. Estopermitirá probar cada segmento individual-mente. Si esta prueba también tiene éxitopodemos suponer que las pantallas y los con-troladores de los transistores asociados traba-
jan apropiadamente, lo cual quieredecir que todos los CI pueden insta-larse en sus zócalos (observando suorientación, claro). Finalmente, severificarán todas las funciones.
La exactitud del instrumento estotalmente dependiente de la ten-dencia y tolerancia del oscilador decristal. Si es necesario, para que elequipo de prueba esté disponible, eloscilador puede calibrarse haciendopequeños cambios a C11 y C12.
Antes de empezar su trabajo desoldadura en la placa debe tomar unadecisión, aunque incluso sin carcasa,la placa está muy preparada parausarla con sólo cuatro torretas de PCBafianzadas a las esquinas, sólo unaconexión a un adaptador de 8-12VDC/0,3 A a K1 y listo para funcionar.
Cuando el instrumento se cons-truye en una carcasa ABS más ele-gante, sus controles deben moverse dela placa al panel delantero. En el casode una tapa transparente, por ejemploun Teko del tipo P3 o P4, para queencaje la pantalla LED hay que cortary arreglar un poco la tapa (todo lo quetiene usted que hacer es montar lapantalla en el hueco). Básicamente, elmismo caso se aplica cuando se usacon una tapa normal (no-transparente).Las pantallas pueden colocarse a laaltura correcta sobre la placa usandoconectores de cables, cuyas patillas secortan a la longitud adecuada.
La placa se afianza dentro deltablero delantero mediante cuatrotorretas de PCB pequeñas. Aunqueel pulsador S2 puede destacarse deltablero, el orificio para el conmuta-dor de Reinicialización S1 exige unorificio mucho más grande, demanera que la cabeza esté fácil-mente accesible.
Las funciones de los puentes deconexión JP2, JP3 y JP4 se han discu-tido anteriormente. Si quiere usar otrosinterruptores, busque pulsadores enminiatura en su caja de objetos usadosque, con un poco de suerte, puedanencajarse en el tablero (más o menos)en la posición correcta. Si no encuentraninguno, todavía puede conectar elconmutador elegido a las patillas perti-nentes en K2 y K2a que tienen las pati-llas idénticas. Lo mismo podemos decirde los potenciómetros: no es necesariomontar uno en el tablero delantero yempalmarlo al tablero si usted puedeencontrar uno equivalente que encajeen el tablero y tenga un huso extraíble.Alternativamente, el ‘preset’ puedemontarse en el tablero haciendo unagujero con un taladro en el la partedelantera de éste para permitir que unpequeño destornillador pueda pasar.
La entrada del contador incluye:un pulsador-interruptor conectado atierra y un enchufe bidireccional enparalelo con él. Estos elementos per-miten que la entrada pueda ope-rarse de forma manual o electróni-camente (por un circuito externo).La entrada de medida debe ser unenchufe tipo BNC.
La inmunidad al ruido El circuito de la entrada se ha puestopara representar una impedancia relati-vamente alta, dependiendo de los valo-res de los conmutadores de impedanciade la entrada, que estarán comprendi-dos entre 15 y 65 k. Cuando se usan loscables de medida largos, o la medida seha realizado en un entorno eléctrica-mente ruidoso, las señales de 50 Hzfuertes pueden desviarse al instrumento(por ejemplo, emanando de un circuitodel control del ángulo de fase). Aunquees importante saber que la frecuenciaprincipal puede medirse sin una cone-xión eléctrica (inseguro), es bueno tenerunas condiciones definidas.
Como el instrumento debe ade-cuarse a las frecuencias de 4 MHz, loscondensadores de filtro (paralelo) a laentrada son inapropiados. Deben obser-varse las siguientes reglas para estepropósito: (1) los orígenes de las seña-les deben mostrar una impedancia bajay (2) deben protegerse los cables demedida largos. Si es necesario, debeconectarse una resistencia de termina-ción (<10 k) a la entrada de medida.
(030136-1)
TESTYMEDIDA
58 Elektor
La programación de DIY El microcontrolador usado en este circuito está disponible y programado a través denuestro Servicio de Lectores. Si usted tiene los medios para hacer su propia programa-ción, no hay nada que le detenga, ya que el HEX y el código fuente se guardan para esteproyecto y pueden obtenerse en las Descargas Libres de nuestra página web. Simple-mente busque el archivo número 030136-11 y el mes de la publicación o pida un discocon el mismo número. Para los programadores de DIY deben saber esto:
LB1 = 1 (sin programar)LB2 = 1 (sin programar)SPIEN = 0 (por defecto, permitida programación serie)FSRT = 1 (valor predeterminado)
SERVICIOS LECTORES
59Elektor
CONDICIONES GENERALES
Los circuitos impresos, carátulas autoadhesivas, ROMs, PALs, GALs, microcontroladores y disquetes que aparecen enlas páginas de ELEKTOR se encuentran a disposición de los lectores que lo requieran. Para solicitarlos es necesarioutilizar el cupón de pedido que se encuentra en las páginas anexas.Este mismo cupón también puede utilizarse para efectuar pedidos de los libros de la colección de ELEKTOR (en versiónoriginal inglesa).- Los items marcados con un asterisco (*) tienen una vigencia limitada y su disponibilidad solo puede garantizarsedurante un cierto periodo de tiempo. - Los items que no se encuentran en esta lista no están disponibles.- Los diseños de circuitos impresos se encuentran en las páginas centrales de la Revista. En ocasiones y por limitaciónde espacio no se garantiza la publicación de todos los circuitos. En estos casos los lectores interesados pueden solicitarlos diseños, utilizando el mismo cupón de pedido y les serán enviados a su domicilio contra reembolso de 500 pts.(incluidos gastos de envio).- Los EPROMs, GALs, PALs, (E)PLDs, PICs y otros microcontroladores se suministrarán ya programados.Los precios y las descripciones de los diferentes productos estan sujetos a cambios. La editorial se reserva el derechode modificar los precios sin necesidad de notificación previa. Los precios y las descripciones incluidas en la presenteedición anulan los publicados en los anteriores números de la Revista.
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Los pedidos serán enviados por correo a la dirección indicada en el cupón de las páginas anexas. Además los lectorespueden formular pedidos por teléfono llamando al número 91 327 37 97 de lunes a viernes en horario de 9,30 a 14 h yde 16 a 19 h. Fuera de este horario existe un contestador telefónico preparado para recoger las demandas. Los gastosde envio serán abonados por el comprador, tal como se indica en el cupón.
FORMA DE PAGO
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CONSULTORIO TECNICO
Existe un Consultorio técnico telefónico gratuito a disposición de todos los lectores. Este sevicio se presta todos loslunes y martes laborables en horario de 17 a 19 h.El número de teléfono para consultas es el 91 375 02 70.
Código Precio(€)
E288 MAYO 2004Construya su Propio Receptor DRM:
- PCB 030365-1 17,00- Disco, programa DRM.exe 030365-11 9,00
Cerradura Codificada:- PCB 020434-1 14,40- Disco, código fuente y hex 020434-11 9,00- Pic16F84A-4P, programado 020434-41 27,41
Multicanal Seguro para Modelos Controlados por Radio:- Disco, código fuente 020382-11 9,00- AT89C52-24JI, programado 020382-41 16,24
Medidor de Frecuencia Multifunción:- PCB 030136-1 17,50- Disco, software del proyecto 030136-11 9,00- AT90S2313-10PC, programado 030136-41 15,00
E287 ABRIL 2004Reloj Digital con Alarma:
- Disco, PIC código fuente y hex 030096-11 9,11- PIC16F84-04/P, programado 030096-41 28,36
iAccess:- Disco set, código fuente y control 020163-11 14,02- AT89S8252-12PC, programado 020163-41 25,94
Sencillo Inversor de Tensión de 12V a 230V:- PCB 020435-1 16,00
Conmutador Controlado por Tacto:- Disco, PIC código fuente 030214-11 9,12- PIC12C508A04/S08, programado 030214-41 11,49
E286 MARZO 2004Placa flash 64-K 80C552:
- PCB 030042-1 17,45- Disco, misc. software del proyecto 030042-11 9,12- 29F010, programado 030042-21 18,66- GAL 16V8D15QP, programado 030042-31 11,38
Registrador Climático:- PCB 030076-1 14,44- Disco, software Windows 030076-11 9,12
Codificador FMS para Simulador de Vuelo:- PCB 030066-1 19,03- 87LPC767BN, programado 030066-11 31,74
Ruleta a Diodos Led:- PCB 030168-1 33,00- Disco, código fuente y hex 030168-11 9,12- 89C2051-12PC, programado 030168-41 15,02
E285 FEBRERO 2004Receptor de Control Remoto en FM:
- PCB 034044-1 19,00
Cronómetro de Proyectos:- Disco, códigos fuente y objeto 020350-11 9,12- PIC16F84-10P, programado 020350-41 24,52
Descubriendo el motor paso a paso (II):- Disco, código fuente 020127-11 9,12
Generador de Reloj Universal:- Disco, código fuente 020395-11 9,12
Enlace RS232 sin hilos:- PCB 030204-1 16,24
E284 ENERO 2004Contador de revoluciones para modelos de radio-control:
- PCB 024111-1 33,00- Disco, código fuente y hex 024111-11 9,00- 89C2051-12PC, programado 024111-41 16,00
Visualizador de Texto con Desplazamiento:- Disco, código fuente y hex 020407-11 9,00
Conversor USB analógico:- PCB 020374-1 14,00- Disco, códigos hex y software Windows 020374-11 9,00- PIC16C765, programado 020374-41 25,00
E283 DICIEMBRE 2003Generador de Señal de RF con DDS:
- PCB, generador 020299-1 22,00- PCB, control/alimentación 020299-2 23,00- AT90S8515 8PC, programado 020299-41 57,00
Detector de metal por inducción balanceada:- PCB 020290-1 17,00
E282 NOVIEMBRE 2003Generador de imágenes ATV:
- Disco, código fuente y hex 020295-11 9,12- AT90S8515-8PC, programado 020295-41 28,37- AT90S1200-12PC, programado 020295-42 25,70
Interruptor remoto mediante teléfono DTMF:- PCB 020294-1 22,00- Disco, software del proyecto 020294-11 9,12- PIC16F84A-20/P, programado 020294-41 27,50
MAYO 2004
SERVICIOS LECTORES
60 Elektor
Display de Cristal Líquido con Bus I2C:- PCB 030060-2 14,00
PICProg 2003:- PCB 010202-1 17,00- Disco, software Windows 010202-11 9,12- PIC16F874-20/P, programado 010202-41 44,00
Central de Medida de Precisión (2):- Placa ensamblada y comprobada 030060-91 68,00
Preamplificador a válvulas (I):- PCB, placa amplificador 020383-1 22,00- PCB, placa alimentación 020383-2 21,00- PCB, placa I/O 020383-3 19,00
E281 OCTUBRE 2003Mini Generador de Carta de Ajuste:
- Disco, código fuente 020403-11 9,46
Selector de Disco Duro:- PCB 034050-1 18,33
Herramienta de Programación para el ATtiny 15:- PCB 030030-1 14,60- Disco, software del proyecto 030030-11 9,46
Amplificador de coche en puente cuádruple:- PCB 034039-1 16,79
E280 SEPTIEMBRE 2003Adición de un destello:
- Disco, código fuente y hex 020293-11 9,29- PIC12C509A-04/SM, programado 020293-41 14,33
Programador AT90S2313:- PCB 034036-1 17,50
Mini display para texto en movimiento:- Disco, código fuente 020365-11 10,00
Control Remoto de Luz con Regulador de Intensidad:- Disco, código fuente y hex 020337-11 9,46- AT89C2051-12, programado 020337-41 12,09
E279 AGOSTO 2003Tenis TV con AVR:
- PCB principal 030026-1 15,40- PCB pulsadores 030026-2 16,70- Disco, código fuente AVR 030026-11 9,46- AT908515, programado 030026-41 29,43
Agenda electrónica de bolsillo:- Disco, software PC y controlador 020308-11 9,46- AT90S2313-10PCprogramado 020308-41 24,40
Controlador LCD de bajo coste (ii):- PCB 020114-1 16,79- Disco, software del proyecto 020114-11 9,46
Control de luz nocturna:- Disco, código fuente y hex 020115-11 9,46- AT90S2313-10PC, programado 020115-41 24,89
Tarjeta de desarrollo XA Universal (II):- PCB 010103-1 25,55- Disco, código GAL, EPROM, XADEV 010103-11 9,46- EPROM IC8, 27C256-90, programado 010103-21 19,36- EPROM IC9, 27C256-90, programado 010103-22 19,36- GAL 16V8, programado 010103-31 9,30
E278 JULIO 2003Temporizador descendente:
- Disco, código fuente y hex 020296-11 9,40- AT90S1200, programado 020296-41 26,00
Grabador de audio USB:- Disco, código EPROM 012013-11 9,40- EPROM 27C512, programado 012013-21 28,00
Amplificador Final a Válvulas (2):- Placa amplificador (1 canal) 020071-1 28,40- Placa fuente alimentación 020071-2 18,80
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SERVICIOS LECTORES
61Elektor
E277 JUNIO 2003Controlador de luces de discoteca de 8 canales:
- PCB 010131-1 25,34- 87C750 or 87C71, programado 010131-4 44,70
Pico PLC:- PCB 010059-1 36,00- Disco, programa de test 010059-11 9,00
Simple chip para Control de Tono:- PCB 020054-4 21,00
E276 MAYO 2003Fuente de Alimentación Conmutada de 17 V/10 A:
- PCB 020054-3 19,40
Unidad de conmutación complementaria para modelismo R/C:- PCB 020126-1 19,00- Disco, código fuente y hex 020126-11 10,00- PIC16C712-041/SO, programado 020126-41 32,00
Sistema de Desarrollo AVRee:- PCB 020351-1 27,36- Disco, programas ejemplo 020351-11 10,00
Caja de conmutación con efectos de guitarra:- PCB 020181-1 27,00
Temporizador Inteligente para Ventilador:- Disco, software del proyecto 020170-11 10,00- MSP430F1121, programado 020170-41 23,50
Sustitución del SAA3049:- PCB 020085-1 27,00- Disco, código fuente y hex 020085-11 10,00- 87LPC764BN, programado 020085-41 20,60
Desplazamiento de luces bicolor:- PCB, controlador 010134-1 17,00- PCB, placa LED 010134-2 22,00- Disco, software del proyecto 010134-11 10,00- AT89C2051-12PC, programado 010134-41 15,00
E275 ABRIL 2003Analizador Lógico 20/40 MHz:
- PCB 020032-1 32,00- Disco, programa demostración 020032-11 10,00- AT90S8515-8PC, programado 020032-41 31,28
Sistema de Altavoces Activo (II):- PCB 020054-2 16,46
Medidor de Capacidad con Escala Automática:- PCB 020144-1 15,00- Disco, código fuente y hex 020144-11 10,00- PIC16F84A-20/P, programado 020144-41 32,00
Reloj de arena electrónico:- PCB 020036-1 38,00- Disco, software del proyecto 020036-11 10,00- PIC16F84A-04/P, programado 020036-41 32,00
E274 MARZO 2003Sistema de altavoces activo (I):
- PCB 020054-1 16,00
Lanzador de Dado RPG Electrónico:- PCB 020005-1 23,00- Disco, código fuente 020005-11 11,14- AT90S4433-8PC, programado 020005-41 70,24
Ahuyentador de roedores:- PCB 020110-1 27,00
Conectores de red controlados SMS:- PCB 020157-1 25,00
E273 FEBRERO 2003Interface CompactFlash para sistemas de microcontrolador:
- PCB 020133-1 12,00- Disco, código fuente de la demo 020133-11 10,00
Bus DCI:- PCB, conversor 010113-1 17,00- PCB, terminal 010113-2 25,00- Disco, software del proyecto and código fuente 010113-11 10,00- AT90S8515-8PC, programado 010113-41 43,00
Ampliación de líneas y ADC:- Disco, programas BASCOM-51 020307-11 10,00
Dispositivo de bloqueo programable para números de teléfono:- PCB 020106-1 25,00- Disco, software del proyecto 020106-11 10,00- AT89C2051-1, programado 020106-41 13,00
Codec de audio USB con S/PDIF:- PCB 020178-1 22,00
E272 ENERO 2003Emulador de EPROM:
- PCB 024066-1 18,50- Disco, listado JEDEC GAL 024066-11 10,00- GAL 16V89, programado 024066-31 10,00
Linterna a LED:- Disco, software del proyecto 012019-11 10,00- PIC12C672-04/SM, programado 012019-41 40,00
Comprobador de Nivel de Audio:- PCB 020189-1 18,50
Monitorizador telefónico de bebé:- PCB 012016-1 20,00- Disco, código fuente y hex 012016-11 10,00- AT90S1313-10PC, programado 012016-41 21,00
Adaptador para Diagnóstico de Vehículo:- PCB 020138-1 18,50
E271 DICIEMBRE 2002Programador AT90S8535:
- PCB 024051-1 16,24
Vatímetro Digital de RF:- PCB 020026-1 26,00- Disco, código fuente 020026-11 10,00- PIC16F876-04/SP 020026-41 40,00
Medidor de Nivel de Presión Sonora:- PCB 020122-11 39,25
Alarma de Robo para Moto:- PCB 000191-1 20,00- Disco, código fuente 000191-11 10,00- PIC16F84-04/P 000191-41 40,00- PIC16F84-04/P 000191-42 29,35
E270 NOVIEMBRE 2002Receptor de la banda de 20 m:
- PCB 010097-1 28,47
Comprobador de condensadores ESR:- PCB 012022-1 32,00
Microprogramación para emulador EPROM:- Disco, código hex 024107-11 9,78- AT89C2051-12P programado 024107-41 16,00
Comprobador de continuidad:- PCB 020002-1 9,13
Placa controladora de alta velocidad (II):- PCB 020102-1 24,00
Interface paralela JTAG:- PCB 020008-1 18,00
E269 OCTUBRE 2002Medidas de Distancia mediante Rayos Infrarrojos:
- Disco, software del proyecto 020010-11 9,79- 87LPC762, programado 020010-41 21,38
E268 SEPTIEMBRE 2002Limitador de Audio para DVD:
- PCB 024074-1 27,00
Cambio entre Teclado/Ratón por Pulsador:- PCB 024068-1 20,00
E267 AGOSTO 2002Procesador de Señal de Audio Digital DASP-2002:
- PCB 020091-1 38,59- 27C256, programado 020091-21 18,94- Set: PCB + 020091-21 020091-C 55,00
Antorcha de diodos LED- PCB 010130-1 26,47
Verificador DMX Portátil - PCB 010203-1 26,47- Disco, código fuente y hex 010203-11 11,00- AT90S8515, programado 010203-41 87,15
Tube Box- PCB 010119-1 22,00
E266 JULIO 2002Regulador de luz DMX:
- PCB 010210-1 50,46- 68HC11F1FN, programado 010210-41 78,72- Set: PCB + 010210-41 010210-C 124,21
E265 JUNIO 2002Controlador de CompactFlash para Bus IDE:
- PCB 024032-1 20,00
Interface I2C para Bloque Lego RCX:- Disco, software del proyecto 010089-11 11,00
Interface LPT/DMX:- PCB 010212-1 22,21- Disco, código fuente & programado 010212-11 11,00- AT90S8515-8PC, programado 010212-41 89,00
Receptor de Infrarrojos Multi-estándar:- PCB 012018-1 18,00- Disco, software del proyecto 012018-11 11,00- P87LPC764BN, programado 012018-41 25,00
Interfaz Serie para el Bus 1-Wire de Dallas:- PCB 020022-1 15,00
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RF&COMMS
62 Elektor
Construya su PropioReceptor DRMUna radio digital para la banda de 500 KHz a 22 MHz
Diseñado por B. Kainka
De nuevo Elektor marcauna diferencia importantecon sus competidores,publicando el primer recep-tor DRM doméstico delmundo, para radiodifusióndigital (calidad MP4), en lasbandas de onda media yonda corta. Se trata de unreceptor de una sencillezde diseño asombrosa, queproporciona una señal desalida de 12 KHz, para unafácil conexión a la tarjeta desonido de nuestro ordena-dor, la cual se encarga de ladesmodulación y la desco-dificación MPEG. El recep-tor se puede sintonizartambién, por medio denuestro ordenador, a travésde un enlace RS 232.
RF&COMMS
63Elektor
DRM, una mezcla de varias frecuencias quecubren un ancho de banda de 10 kHz, seconecta a la entrada “Line” (“Línea”) de la tar-jeta de sonido del ordenador. Si la señal reci-bida es demasiado débil se puede utilizarcomo alternativa la entrada de micrófono dedicha tarjeta de sonido. La tarjeta de sonidodigitaliza la señal DRM, al mismo tiempo queun programa receptor DRM especial se
El 15 de diciembre de 2003, el pro-yecto DRM (Digital Radio Mundial, esdecir, Radio Digital Mundial) entró,en una nueva fase, en las bandas deonda corta y onda media. El sistemade codificación se cambió al formatoMP4, de manera que se mejoró lacalidad de las señales de audio reci-bidas en un factor bastante impor-tante. Muchos lectores interesadosen escuchar emisoras DRM desarro-llarán el receptor descrito en este artí-culo, con una inversión bastantemodesta.
Uno de los objetivos del diseño deeste receptor fue conseguir unasbuenas prestaciones sin necesidadde realizar ningún tipo de ajusteinterno. Por lo tanto, no se ha utili-zado ninguna bobina especial o con-densador de sintonía en este pro-yecto, tan sólo se han usado bobinasde valor fijo ya fabricadas. Esperamosanimar con este diseño a aquelloslectores que tienen más experienciaen electrónica digital que en los dise-ños y montajes de proyectos de RF.Resumiendo, podemos decir que nose necesita realizar ningún tipo deajuste ni equipos especiales para lacomprobación de este proyecto. Unsencillo programa de control, que seencarga de realizar la sintonía, essuficiente para fijar las tolerancias deloscilador de frecuencias usado eneste circuito.
El funcionamiento básico de unsistema DRM, y más en particular, elmétodo de transmisión y codificaciónde su señal, ya fue descrito en elnúmero de Febrero de 2003 de Elek-tor [1]. Exactamente un año después,en el número de Febrero de 2004 [2],publicamos un artículo donde se des-cribía cómo deberían sintonizarse ycapturarse las señales DRM, paraconvertirlas en señales de audio, uti-lizando un receptor experimental ba-sado en nuestro Generador de SeñalDDS de RF, junto con un ordenador oun portátil. El receptor DRM que pre-sentamos en este proyecto tambiéncontiene un circuito integrado DDS(Direct Digital Síntesis, es decir, Sín-tesis Directa Digital). Los dos artícu-los que hemos mencionado anterior-mente proporcionan una buena basede fondo de conocimientos técnicospara poder trabajar con equipos DRM,ya que fueron publicados en momen-tos en que ninguno de nuestros com-petidores era capaz de conseguir
unas especificaciones técnicas de laradio DRM, que les permitiese cons-truir un receptor DRM experimental.Seguramente, la publicación de esteartículo incrementará la distancia connuestros competidores.
Una interfaz DRMLa primera idea de la que debemospartir es que es perfectamente posiblever el receptor que vamos a construircomo una interfaz DRM para el orde-nador. Como se muestra en la Figura1a, el receptor DRM dispone de dosenlaces con el ordenador. Por mediode una conexión RS 232 se obtieneinformación del control digital para lasintonía del DDS con la estación deradiodifusión DRM deseada.
A diferencia de una radio normalo de un receptor de cobertura gene-ral, el receptor DRM no suministrauna señal de audio audible a travésde medios analógicos, como unosauriculares, unos altavoces o unamplificador de audio. Internamente,el receptor DRM mezcla la señal reci-bida de la estación DRM para obte-ner una frecuencia intermedia (FI) de12 KHz. Por lo tanto, su salida pro-porciona una mezcla de portadorasmoduladas que, juntas, llevan laseñal de audio en la forma de unatrama de datos digital. Este espectro
Figura 1a. El receptor DRM dispone de dosconexiones al ordenador: una serie para lasintonía del receptor y otra que proporcionauna trama de datos en formato MPEG, hacia laentrada de “Línea” o de “Micrófono” de latarjeta de sonido del PC. El conjunto de ladescodificación y la desmodulación se realizapor medio de un programa.
Figura 1b. El diagrama de bloques del receptor DRM revela un diseño con una dobleconversión (superheterodino), con frecuencias intermedias a 455 kHz y 12 kHz.
encarga de la desmodulación de la señal DRMasí como de la descodificación de la trama dedatos en formato MP4. De nuevo, toda la des-modulación y descodificación se realiza pormedio de un programa. El resultado es unaseñal de audio estéreo de alta fidelidad, queestá disponible en la salida de la tarjeta desonido para escucharla a través de unos auri-
culares o unos altavoces conectadosal ordenador.
Doble conversiónComo podemos ver en el diagramade bloques de la Figura 1b, la señalrecibida de la estación DRM se mez-
cla dos veces: en la primera, se utilizaun oscilador de frecuencia variablepara mezclar y bajar la frecuencia detrabajo a una frecuencia intermediafija (FI) de 455 kHz, lo cual propor-ciona la sintonía de la estación con elreceptor; la segunda operación hete-rodina se realiza contra una frecuen-
RF&COMMS
64 Elektor
Figura 2. El circuito práctico del receptor DRM está marcado por la sintonía controlada por ordenador de un oscilador DDS y dosmezcladores, ninguno de los cuales soportan grandes señales.
cia fija de 467 kHz, de manera que, al mez-clarla con una señal de 455 kHz, obtengamosuna frecuencia intermedia de 12 kHz. Utili-zando la terminología de los receptores, elreceptor DRM es un receptor del tipo "dedoble conversión" o "superheterodino". La pri-mera inyección de señal se obtiene a travésde un oscilador sintetizado, que proporcionauna frecuencia de salida que se puede pro-gramar por medio de unos datos de controlgenerados en el ordenador y enviados hacia elreceptor a través de un enlace RS 232. Lasegunda señal que se inyecta, de 467 kHz, seorigina en un resonador cerámico.
Un circuito prácticoEn la Figura 2 se muestra el esquema eléc-trico del circuito donde podemos apreciar sucorrespondencia con el diagrama de bloques.El oscilador DDS, basado en los componentesque rodean al circuito integrado IC2, propor-ciona la señal de salida que se lleva al primermezclador (MIX1) a través de una etapa dealmacenamiento y amplificación (“búfer”), for-mada por el transistor T1. Para aquellos queno conozcan mucho la electrónica, MIX1 es unmezclador de anillo, formado por diodos, debanda ancha y doblemente balanceado. Laseñal de frecuencia intermedia a 455 kHz seobtiene tras el paso por el filtro cerámico FL1,que tiene un ancho de banda de 12 kHz. Unaetapa amplificadora de frecuencia intermedia,alrededor del transistor T2, se encarga deaumentar el nivel en unos 20 dB, antes deaplicar la señal al segundo mezclador que estácompuesto por el transistor FET T4 (del tipoBF 245), y los componentes (pasivos) que lorodean. La segunda frecuencia intermediaque se inyecta en el segundo oscilador, pro-viene de un resonador cerámico CSB 470 esta-bilizado en frecuencia (X1), cuya frecuencianominal de salida se reduce 3 kHz para obte-ner los 467 kHz necesarios. La señal de FI de12 kHz, presente en el drenador del transistorT4, pasa a través de un sencillo filtro paso-banda antes de almacenarse y amplificarse 20dB, por medio de dos amplificadores opera-cionales, IC3.A e IC3.B. La salida del segundoamplificador operacional proporciona la tramade datos en formato MPEG que se llevará a laentrada de la tarjeta de sonido del ordenador,a través de un condensador de desacoplo C22.
Lo importante de una recepción DRM no essu estabilidad ni su pureza espectral, sino elextremadamente bajo ruido de fase que debeestar presente en el oscilador de inyección.Por lo tanto, el oscilador VFO del circuito inte-grado DDS debe cumplir completamente conestos requisitos ya que, de no ser así, nuestroreceptor DRM experimental no podría tenerunas prestaciones tan excelentes. Otro deta-
RF&COMMS
65Elektor
C5
C6C7
C8C9
C10
C11C12
C13
C14
C15
C16
C17
C18
C19
C20
C21
C22
C23C24
C25
D1
FL1
H1H2
H3H4
IC1
IC3
IC4
IC5
K1
K2
K3
K4
L1
L2
L3
MIX1
R1
R2
R3
R4
R5
R6R7
R8
R9
R10
R11
R12
R13
R14 R15R16
R17R18
T1
T2
T3
T4X1
030365-1
T
T
1
C1
C2
C3
C4
IC2
LISTA DE MATERIALES
Resistencias:R1 = 3k9R2 = 680ΩR3 = 330ΩR4 = 180ΩR5 = 39ΩR6,R13 = 100kR7,R9 = 100ΩR8,R10 = 2k2R11 = 220kR12 = 1kR14 = 3k3R15,R16 = 560kR17 = 27kR18 = 220k
Condensadores:C1-C4 = 100nF, SMD, encapsulado
1208C5,C6 = 15pFC7,C8,C11,C14,C17,C23,C24,C25 =
100nF, distancia entre terminales de5 mm
C9 = 1nF8, distancia entre terminalesde 5 mm
C10 = 3nF3, distancia entreterminales de 5 mm
C12,C13,C21 = condensadorelectrolítico de 16 V radial
C15,C16 = 470pFC18,C19 = 1nF, distancia entre
terminales de 5 mmC20 = 4nF7, distancia entre
terminales de 5 mmC22 = 470nF
Inductores:L1 = 3μH3L2 = 10μHL3 = 100μH
Semiconductores:D1 = 1N4001T1,T2 = BF494T3 = BC548C, BC549C o BC550CT4 = BF245C
IC1 = MC1489NIC2 = AD9835 BRU (de la casa
Analog Devices)IC3 = LM358NIC4 = 7805IC5 = Módulo oscilador de 50 MHz en
encapsulado DIP de 8 ó14 terminales
Varios:K1 = Conector Sub-D de 9
terminales hembra en forma deángulo recto, para montaje en placa de circuito impreso
K2 = Dos terminales para soldarK3 = Conector para adaptador de
tensión de redK4 = Cable con conector “jack” de
3,5 mm, mono o estéreoMIX1 = TUF-1 (de la casa Mini Circuits)FL1 = CFW 455F (filtro cerámico a
455 KHz y ancho de banda de 12KHz de la casa Murata)
X1 = CSB 470 (resonador cerámicode la casa Murata)
Cable RS232 con una conexión 1:1dentro de la interfaz, con conectoresmacho y hembra en ambos extremos,en configuración no cero-módem ocon hilos cruzados en la forma de cable.
PCB, Placa de circuito impreso concódigo de pedido 030365-1 *.
Disk con los ficheros del programaDRM.exe para el ordenador, concódigo de pedido 030365-11 (o através de la descarga gratuita)
* Ver la página de nuestro Servicio deLectores o visite nuestra webwww.elektor-electronics.co.uk
Componentes recomendados /suministradores de kits:- Geist Electronic
(www.geist-electronic.de)- Segor electronics (www.segor.de).- AK Modul Bus
(www.ak-modul-bus.de)
Figura 3. Serigrafía de la placa de circuito impreso de doble cara y con taladrospasantes. Todos los componentes de la zona de radiofrecuencia (RF) tienen quesoldarse con sus terminales lo más cortos posible.
lle importante a tener en cuenta en el diseñoes el de su respuesta a señales fuertes. Esto seconsigue a través del mezclador doblementebalanceado y pasivo utilizado. Los resultadosobtenidos en nuestro receptor prototipo fue-ron impresionantes, de manera que podemosdecir que, con una sencilla antena de hiloconectada a la entrada del receptor, el pro-grama DRM conseguía niveles de 30 dB enestado de reposo, un valor que sólo alcanzanlos receptores más caros.
Debido a ciertas características que soncruciales en el entorno de receptores de AMy que no tienen importancia con un sistemaDRM, el circuito es capaz de obtener unosresultados excelentes, a pesar de su sencillezy simplificación, así como al modo libre en quese ha realizado la sintonía.
El rango dinámico del programa DRM y dela tarjeta de sonido del ordenador es suficientepara trabajar con variaciones de señal dehasta 30 dB, un valor que es muy común enlas bandas de onda corta y onda media. Estonos permite ahorrar el uso de un circuito ALC(Automatic Loudness Control, es decir, Con-trol Automático de Nivel de Audio). Por el con-trario, de lo que no dispone el receptor DRMes de una alta sensibilidad en recepción. Lasseñales DRM débiles (digamos, por debajo de10 μV), no mejoran su calidad si incrementa-mos la ganancia de amplificación del receptor,ya que la relación señal ruido actual del sis-tema es insuficiente para un ancho de bandacomo el de 10 kHz. Un cierto número de prue-bas demuestran que el receptor puede reali-zar dicha sintonía sin un frontal de sintoniza-ción delicado. Por un lado, las frecuenciasimágenes a la distancia de 910 kHz (2 x 455kHz) estarán siempre prácticamente fuera delas bandas de radiodifusión de las estacionesvecinas. Por otro lado, el programa DRM esespecialmente tolerante a las interferencias através de él.
Por supuesto, las consideraciones anterio-res podemos ignorarlas si utilizamos un pre-selector y una antena sintonizada o dispone-mos de una combinación de ambos. Si no esasí, podemos decir que con una antena dehilo, con una longitud comprendida entre 3 y10 m, es suficiente para realizar una conexióndirecta a la entrada RF del mezclador.
DetallesLa antena entra directamente sobre el mez-clador TUF-1 doblemente balanceado, quetiene una impedancia de entrada de 50 Ω. Elmezclador realiza la conversión de frecuenciaa los 455 kHz con una impedancia baja. Elmezclador TUF-1 ha sido diseñado para tra-bajar con un rango de frecuencias de entre 2y 600 MHz. Sin embargo, este circuito puede
RF&COMMS
66 Elektor
030365-1(C) ELEKTOR
Figura 4. Plano de serigrafía de las pistas de la placa que ha sido verificada yaprobada por el laboratorio de diseño de Elektor. El gran plano de masa permiteque se puedan realizar conexiones a masa muy cortas.
funcionar por debajo de los 2 MHz con algunareducción en la impedancia de entrada y lapresencia de una componente inductivafuerte. No obstante, en la práctica se demos-tró que el receptor podía trabajar de manerasatisfactoria incluso por debajo de los 500 kHz,en el rango de las ondas medias.
La salida del mezclador de anillo se conectaa la red de adaptación de impedancia debanda ancha para los 455 kHz. La adaptaciónde impedancia se obtiene utilizando un cir-cuito resonante con una relación de ajustecapacitivo de 1:10. Los resultados obtenidosdan una impedancia de 1 k, aproximada-mente, que se aplica al filtro cerámico CFW455F. En esta adaptación no es necesariolograr una precisión elevada, ya que la impe-dancia de la antena utilizada estará siemprepor encima de los 50 Ω. El circuito resonanteutiliza una bobina fija de 100 μH con un factorQ bastante bajo (< 10) que asegura un anchode banda mayor de 50 kHz, lo que evita la tole-rancia de los componentes utilizados. En con-secuencia, no se necesita realizar ningún ali-neamiento de la bobina cuando el circuito deadaptación de impedancia está actuando pararechazar la señal remota del filtro de FI.
El filtro cerámico CFW 455F tiene unancho de banda de 10 kHz, de los que 10serán utilizados y ocupados en una señalDRM, mientras que los 2 restantes no sonimportantes. Lo que realmente sí es intere-sante es disponer de un poco más de anchode banda, ya que es una manera de com-pensar la desviación de frecuencia en laseñal inyectada en el segundo oscilador. Porejemplo, si el oscilador trabaja a una fre-cuencia de 467,5 kHz en lugar de 467,0 kHz,la primera FI se desplaza de manera auto-mática a estados 455,5 kHz, desviación que
puede contabilizar el programa quevuelve al circuito integrado DDScon una corrección de 500 Hz en sufrecuencia. Por lo tanto, se debemantener una frecuencia nominalde 12 kHz a la salida del receptor.Esto hace que una pequeña desvia-ción de la FI pueda detectarse yfijarse fácilmente en la banda depaso del filtro de FI, lo que nos per-
mite evitar el uso de un segundooscilador caro y poder diseñar unodiferente y más barato alrededor delresonador cerámico del tipo CSB470. Debido a la gran capacidadpresente en el oscilador (condensa-dores C15 y C16), el oscilador pre-senta una frecuencia 3 kHz pordebajo de la nominal, con una tole-rancia de ± 1 kHz.
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Figura 6. Ventana de trabajo del programaDRM.exe, que permite la sintonía del receptor.
Figura 5. El circuito integrado DDS (sólo disponible en encapsulado SMD), se montay suelda por el lado inferior de la placa, junto con cuatro condensadores SMD.
Paso a pasoSugerimos seguir la siguiente secuencia con respecto a un ordenador:1. Conectar cable RS 232, del tipo 1:1, entre el ordenador y el receptor. 2. Conectar la salida del receptor a la entrada “Line” (“Línea”) de nuestra tarjeta
de sonido, por medio de un cable de audio apantallado.3. Encender el receptor.4. Ejecutar el programa DRM.exe en el ordenador, seleccionando la tarjeta de
sonido como dispositivo de destino y dispositivo fuente.5. Picar dos veces sobre el símbolo de altavoz en la esquina inferior derecha del
escritorio de Windows (o acceder a través de Programas – Accesorios –Entretenimiento - Control de Volumen) para abrir la ventana de control devolumen (una pequeña ventana con el control de desplazamiento).
6. Seleccionar el apartado Propiedades (“Properties”) y, a continuación Opciones(“Option”), donde activaremos la opción de ajuste de volumen para el caso degrabación (“Recording”).
7. Activar el tipo de entrada de la tarjeta de sonido que deseamos utilizar (Líneao Micrófono) y pulsar el botón OK.
8. En la ventana que nos aparece ajustaremos el volumen de la entrada deseada.9. Seguidamente, volveremos sobre Opciones – Propiedades y seleccionaremos
ahora la opción “Playback” (“Reproducir”). Inhabilitaremos todas las entradas(quitando la marca de selección de dichas entradas), excepto aquella queestemos utilizando para el receptor (normalmente la opción “Wave”). Utiliza-remos los dos controles de desplazamiento situados en el lado izquierdo, paracontrolar el volumen en los altavoces del ordenador.
10. Ejecutar el programa DRM.exe para sintonizar el receptor a una estación DRM.
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El nivel de la señal de FI aumenta unos 20dB por medio de una única etapa con transis-tor (T2). Es prácticamente imposible que seproduzca una sobrecarga sobre dicho circuitoya que los niveles de señal son relativamentepequeños debido a la significativa atenuaciónque se produce en el filtro de FI y a la ausen-cia de una ganancia en el mezclador y en laetapa previa.
El transistor JFET, T4, trabaja como un mez-clador pasivo, es decir, como un conmutadorpara señales de RF, que abrirá y cerrará laseñal del oscilador local de 467 kHz. A pesar de
su sencillez, la principal ventaja de unmezclador pasivo FET es su ampliomargen dinámico, ya que puede tra-bajar con niveles de señal de hasta100 mV sin mayores problemas.
Sintonía DDSEl VFO del DDS está basado en el cir-cuito integrado AD 9835 de la casaAnalog Devices, que es controladocasi directamente desde el puertoserie del ordenador. Un circuito inte-grado receptor de RS 232, un MC1489 (IC1), se encarga de realizar laconversión de niveles. Aunque laseñal de reloj del DDS, de 50 MHz,podría permitir el uso de una fre-cuencia del receptor más elevada delos 25 MHz, las señales de salida pró-ximas a esta frecuencia llegan a ser
demasiado débiles, hasta tal puntoque la frecuencia de 24 MHz se con-sidera como el límite absoluto máxi-mo de trabajo. Un sencillo filtro paso-bajo (formado por los condensadoresC5, C6 y la bobina L1), con una fre-cuencia de corte de unos 24 MHz,proporciona suficiente rechazo a losarmónicos. De esta manera, un ampli-ficador adicional, formado por el tran-sistor T1, asegura el suficiente nivelbajo para poder activar el mezclador.
La casa Analog Devices ofrece unamplio rango de circuitos integradosDDS, incluyendo unos pocos con unafrecuencia de reloj bastante elevada.Se ha elegido el circuito integrado AD9835 por su coste relativamente bajoy su gran disponibilidad en el mer-cado (Segor Electronics, Geist Elec-tronics, Barend Hendriksen). La fre-
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70 Elektor
Figura 7. Ilustración que nos muestra cómo realizar la calibración de la FI, en estecaso utilizando el programa “DRM Software Radio” (Programa de Radio DRM), enversión V.2.0034.
Figura 8. Uso de la portadora de una estación de AM en radiodifusión, comofrecuencia de referencia.
Listado IRecorte de código en Visual BASIC
Const XTAL = 40000Const IF1 = 454.3
Private Sub output(Data)TXD 0Delay 0.1DTR 1 ‘ CEDelay 0.1BitValue = &H8000&For n = 0 To 15If (Data And BitValue) >0 Then RTS 0 Else RTS 1Delay 0.1TXD 1 ‘ clockDelay 0.1TXD 0Delay 0.1Delay 0.1BitValue = BitValue \ 2
Next nDelay 0.1DTR 0Delay 0.1
End Sub
Private Sub LO(freq)HScroll1.Value = freqLabel1.Caption =
Str$(freq) + “ kHz”Dim frg As LongDim freqLo As LongDim freqHi As LongDim Daten As Longfreq=freq+IF1 ‘add IF1frg=Int(freq/XTAL*
4294967296#)freqHi=frg\&H10000freqLo=frg-freqHi*&H10000freqLoL=freqLo And &HFFfreqLoH freqLo\&H100freqHiL=freqHi And &HFFfreqHiH=freqHi \ &H100output &HF800& ‘Reset‘4 Bytes to FREQ0output(&H3000& + freqLoL) output(&H2100& + freqLoH)output(&H3200& + freqHiL)output(&H2300& + freqHiH)output &H8000& ‘Syncoutput &HC000& ‘Reset end
End Sub
276 277 278 279
280 281 282 283
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cuencia intermedia baja de 455 kHz provoca eluso de una frecuencia de VFO que está sólo unpoco por encima de la señal recibida. El límitesuperior del rango de frecuencia del VFO noestá claramente definido (el nivel de salida delVFO cae sencillamente de manera gradual porencima de los 20 MHz, aproximadamente).Como comentario aparte, debemos comentarque esto nos permitió recibir, sin demasiadosproblemas, la estación Deutsche Welle DRMdesde Trincomalee, en Sri Lanka.
El receptor se sintoniza por medio de unprograma llamado “DRM.EXE”, el cual seencarga también de realizar la calibración delreceptor. El apartado “Paso a Paso” nos da algu-nos consejos sobre cómo comenzar a utilizar elreceptor. Cuando ejecutamos por primera vezel programa DRM.exe, es necesario indicarlecon qué puerto COM queremos trabajar. El pro-grama utiliza por defecto el puerto COM 1,parámetro que puede cambiarse al puertoCOM 2, por ejemplo. Pulsando sobre el botón“Save Setup” podemos salvar, en un fichero lla-mado “INIT.txt”, la selección realizada sobre elpuerto COM elegido, al mismo tiempo quetambién se almacenan el resto de parámetros,permitiéndonos, la próxima vez que usemos elprograma, obtenerlos fácilmente. Tan prontocomo la conexión serie se ha realizado correc-tamente, podemos utilizar el botón de despla-zamiento (en la parte superior de la Figura 6)para sintonizar el receptor, con una resoluciónde 1 kHz. Las flechas de los extremos provocanun desplazamiento de 1 kHz en la direcciónindicada, mientras que un “clik” en la zona con-tigua al botón de desplazamiento provoca undesplazamiento de 10 kHz.
CalibraciónEs necesario realizar la calibración de fre-cuencia, ya que los dos osciladores locales delreceptor están sujetos a ciertas toleranciaspara las que no existe ningún circuito deajuste disponible. En primer lugar, el pro-grama necesita saber la frecuencia exacta deloscilador de 467 kHz. Así, ajustaremos la fre-cuencia del receptor a 0,00 (barra de despla-zamiento en la posición más a la izquierda) ylanzaremos el programa DRM.
(Nota: en el siguiente proceso de descrip-ción de calibración se supone que se está uti-lizando el programa “DRM Software Radio” dela casa Fraunhofer IIS. Sin embargo, también esposible utilizar en su lugar el programa“Dream”. Para ello sugerimos que nuestroslectores lean el apartado “Programa de Des-codificación”).
En este momento no debemos tener conec-tada ninguna antena al equipo. El espectro(ver Figura 7) mostrará una línea recta pro-vocada por el primer oscilador cuando está
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Figura 9. Interfaz de usuario generada por el programa ejemplo, escrito en VisualBASIC, para las funciones de sintonía del receptor y de preselección de la estación.
Programa de DescodificaciónAdemás del programa de sintonía DRM.exe (suministrado por Elektor en disqueteo como descarga gratuita) también necesitaremos un programa de descodifica-ción y desmodulación que trabaje en combinación con la tarjeta de sonido denuestro ordenador. En el mercado existen dos productos disponibles:
DRM Software Radio producido por la casa alemana Fraunhofer IIS (en la ver-sión actual 2.034), y que se puede obtener a un coste de 60 € en la tienda “online” en www.drmrx.org. El pago del producto se realizará a través de la tarjetade crédito. La información para la descarga y la clave del programa le llegará a tra-vés de correo electrónico. La última versión de este programa soporta el nuevoestándar DRM basado en MP4, introducido el 15 de Diciembre de 2003. Práctica-mente la casi totalidad de las estaciones DRM actuales emiten en el exterior yalcanzan una excelente calidad de sonido utilizando este nuevo formato.
El programa de código abierto DREAM, es de los autores Volkert Fischer y Alexan-der Kurpiers (un antiguo autor de Elektor), del Instituto para la Tecnología de lasComunicaciones de la Universidad de Darmstadt, cuya versión actual disponible esla 1.0. El programa tan sólo se suministra en la forma de fichero en código fuenteescrito en C ++, ya que los autores han utilizado módulos de terceros que hantenido que ser obtenidos de sus respectivos propietarios. El código propiamentedicho del programa DREAM podemos encontrarlo en la dirección de Internet:
http://sourceforge.net/projects/drm/
El proyecto puede compilarse tanto para Windows como para Linux. A aquelloslectores que no estén familiarizados con un compilador C ++, les sugerimos quepregunten a sus conocidos para la creación de los ficheros ejecutables correspon-dientes. El programa DREAM_V1.0 se ha convertido en una alternativa seria alpaquete DRM Software Radio. Este programa es ahora estable y presenta muchamenos carga para la CPU que las versiones anteriores.Entre tanto, ha sido posible la recepción de imágenes y el programa también escapaz de escribir un fichero lógico que obtenga los informes de la recepción. El pro-grama DREAM es muy tolerante con respecto a la exactitud de la frecuencia de labanda base DRM y hará una búsqueda completa de todo el rango de frecuenciascomprendido entre 0 y 24 kHz. También se ha añadido la recepción AM como unmodo de trabajo adicional, lo que permite que el receptor DRM pueda usarse para larecepción de emisoras clásicas en las bandas de onda corta, onda media y onda larga.En una futura entrega volveremos sobre el programa de descodificación DRM conmayor detalle. Los programas DRM mencionados anteriormente son compatiblescon Windows 98 y versiones superiores (por ejemplo, 98, 2000, NT y XP).
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sintonizado a la frecuencia intermedia. (Nota:si el receptor se ha encendido después dehaber lanzado la ejecución del programa, lalínea del espectro no se verá hasta que nohayamos desplazado un poco la barra de des-plazamiento. Si la línea sigue aún sin aparecerserá porque el nivel de la señal de salida delreceptor es demasiado pequeño para laentrada “Línea”. Cambiemos la entrada a laopción de micrófono e intentémoslo de nuevo.El ruido del receptor sólo debe verse en laparte más inferior de la pantalla. Es posibleque la línea caiga fuera de la zona de la pan-talla, para lo cual tendremos que ajustar labarra de desplazamiento hasta que aparezca).
A continuación, tendremos que ajustar labarra de desplazamiento superior en la Con-figuración de Rango (Setup Range) hastaque la línea aparezca exactamente en el cen-tro del espectro. Si somos capaces de con-seguir esto querrá decir que el receptor pro-porciona una señal de salida de, exacta-mente, 12 kHz. En nuestro prototipo, laconfiguración que encontramos se corres-pondía a una frecuencia de 466,4 kHz, con loque podemos concluir que el segundo osci-lador tendrá un error de 600 Hz. Por lo tanto,este error tendrá que compensarlo el pro-grama de compensación del oscilador delDDS en la misma cantidad. El rango deajuste de la calibración es de ± 2 kHz.
El segundo paso a ejecutar consiste en eli-minar el error en la frecuencia del osciladordel reloj del circuito DDS. El oscilador de cris-tal de cuarzo de 50,000 MHz tiene una tole-rancia básica de ± 100 ppm, o lo que es lomismo, 100 Hz por cada MHz , de lo que sededuce que el error final puede llegar a alcan-zar un máximo de 5 kHz para la frecuencia de50 MHz. En consecuencia, el error debería serde 1 kHz para una frecuencia de receptor de10 MHz. La calibración se inicia conectando laantena a la entrada del receptor y sintoni-zando una estación fuerte de AM en la bandade onda corta (sintonizaremos utilizando labarra de desplazamiento superior del pro-grama DRM.exe). La gran mayoría de lasestaciones de radiodifusión de onda cortapueden usarse como frecuencia de referen-cia, ya que las frecuencia de estas estacionescumplen con los estándares de alta estabili-dad y tienen un “raster” de 5 kHz. La Figura8 muestra el espectro de un transmisor deAM a una frecuencia de 6.805 kHz. La barrade desplazamiento inferior tiene que ser ajus-tada para que la portadora esté situada exac-tamente en el centro de la pantalla.
Teóricamente, en este punto tendríamosque repetir el primer paso dado en la primeracalibración, a continuación el segundo paso yasí sucesivamente. En la práctica, esto no esnecesario, ya que el pequeño error provocado
en la frecuencia del oscilador delreloj no supera en más del 1 % elrango de la frecuencia intermedia(FI). Con un error establecido de 1kHz a 50 MHz, el error a 455 kHz sonunos insignificantes 10 Hz. El pro-grama DRM que proponemos utilizarrequiere una precisión absoluta dejusto ± 500 Hz.
Una vez terminada la calibraciónde los dos osciladores, no debemosolvidar salvar los datos obtenidospara poder disponer de ellos rápi-damente la siguiente vez queencendamos el receptor. De estemodo se almacenan la mayor partede los datos, incluyendo la frecuen-cia de la estación actual. Podemoscrear un enlace entre los botones dela estación y las frecuencias prefe-ridas y, a continuación, almacenar-los en el fichero de configuración.Este fichero se puede editarmediante un procesador de textos.Así, si decidimos hacer trabajar anuestro circuito DDS a una fre-cuencia superior de 60 MHz, lanueva frecuencia puede introdu-cirse de este modo.
El control utilizandoVisual BASIC
La sintonía controlada por ordena-dor del receptor DRM abre un granabanico de aplicaciones potencia-les que incluyen, por ejemplo, laidentificación de botones preselec-cionados para nuestras estacionesfavoritas o la sintonía temporizadade ciertas estaciones en ciertasfechas establecidas. Además, el cir-cuito DDS puede usarse para reali-zar medidas.
Para poder dar a todos nuestroslectores la máxima libertad a la horade realizar experimentos adicionales,vamos a explicar en este apartadocómo se realiza el control del circuitoDDS con un pequeño ejemplo. En laFigura 9 se muestra la interfaz deusuario generada por el programaejemplo. El programa utiliza un con-trol de desplazamiento, botones desintonía rápida y dos casillas parauna sintonía libre. Para el usuariofinal no se han proporcionado facili-dades de calibración, ya que la cali-bración se ha implementado pormedio de constantes ocultas en elpropio programa.
En el Listado 1 se muestran losdos procedimientos importantes delprograma. Los datos de salida que seutilizan tienen una longitud de 16bits y son desplazados en el interiorde un registro de desplazamientointerno al conversor AD 9835. El pro-cedimiento LO calcula la frecuencia yen el registro asociado se almacenala componente DDS. La frecuenciade salida se ajusta a través de unvalor de 32 bits, lo que equivale adecir que el paso de ajuste es de 50MHz / 232 = 0,01164 MHz. En lashojas de características del conver-sor AD 9835 se detalla la localizaciónde los tres registros y su direcciona-miento. En la parte superior de lapalabra de control de 16 bits el pro-grama ejemplo muestra el contenidode los siete registros esencialesnecesarios para configurar la fre-cuencia del circuito DDS con la quese está trabajando. Una "palabra" defrecuencia se divide en cuatro bytesque transportan los datos a los cua-tro registros parciales.
Cerca de la parte superior delcódigo fuente podemos encontrardos constantes que tienen que seradaptadas para permitir calibrar lafrecuencia. Los datos necesarios setoman del programa de usuario yaacabado para el receptor específico.Así, XTAL = 50000 fija la frecuenciaexacta del oscilador de reloj, mientrasque IF1 = 455 define la frecuenciaintermedia. De esta manera, con unafrecuencia de 466,3 kHz la frecuenciaintermedia pasa a ser de 466,3 kHz -12 kHz = 454,3 kHz. El programa quecontrola el tráfico a través del puertoRS 232 es un módulo de programaescrito en BASIC y que se describeen el apartado [3].
(030365-1)
Lecturas adicionales:
[1] “Radio Digital Mundial”, ElektorElectronics Febrero 2003
[2] “Un Receptor RDM Experimental”,Elektor Electronics Febrero 2003
[3] “Diseño de Periférico Serie paraPC”, Partes 1 – 7, Elektor Electro-nics Octubre 2000 a Abril 2001
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030365-1 Construya su Propio Receptor DRM
020434-1 Cerradura Codificada
(C) ELEKTOR020434-1
030365-1(C) ELEKTOR
030136-1 Medidor de Frecuencia Multifunción
020382-11 Multicanal Seguro para Modelos Controlados por Radio
(C) ELEKTOR
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