LA REVISTA INTERNACIONAL DE ELECTRONICA Y ORDENADORES Nº 275 3,60 €

Preamplificador de MicrófonoECC 83 (12AX7)

Preamplificadorde MicrófonoECC 83 (12AX7)

Ordenador paraAjedrez

Sistema de Altavoces Activo (II)

Reloj de arena electrónico

Ordenador paraAjedrez

Sistema de Altavoces Activo (II)

Reloj de arena electrónico

Medidor deCapacidad conEscala Automática

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ANALIZADOR LÓGICODE 20/40 MHZ

ANALIZADOR LÓGICODE 20/40 MHZ

con controlpor PC

con controlpor PC

MONTAJE DE PROYECTOSDirectorEduardo Corral

ColaboradoresJose Mª Villoch, Pablo de la Muñoza, Andrés Ferrer.

RedacciónVIDELEC, S.L.Santa Leonor, 61 4º-1, 28037 MADRIDTel.: 91 375 02 70 - Fax: 91 375 61 42

PublicidadDirector de Publicidad: Julio Mollejojulio.mollejo@larpress.comCoordinadora de publicidad: Gema Sustaetaemail: publicidad@larpress.com

Delegación Cataluña

Delegado: Isidro Ángel Iglesias Lópeziai_ad_press@infonegocio.comJefe de publicidad: Eva Matute Calvoemc_ad_press@infonegocio.comComte d’Urgell, 165-167, B-1º-3ª 08036 BARCELONATel.: 93 451 89 07 - Fax: 93 451 83 23email: ad_press@infonegocio.com

Edita

C/ Medea Nº 4, 5ª planta (Edificio ECU) 28037 MADRIDTel.: 91 754 32 88 - Fax: 91 754 18 58email: Info@larpress.com

Director EditorialDaniel Ripoll

Director de ProducciónGregorio Goñi

Dirección Financiero-AdministrativaJosé María Muñoz

Director ComercialEloy Zamanillo

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ImprimeIBERGRAPHI 2002 S.L.L.C/ Mar Tirreno, 7 Bis. Polígono Industrial San Fernando. 28830 San Fernando de Henares. Madrid.

Depósito legal: GU.3-1980ISSN 0211-397X30/Abril/2.003

PreimpresiónVidelec, S.L.C/ Sta. Leonor, 61 - 4º local 1

Reservados todos los derechos de edición.Se prohíbe la reproducción total o parcial del contenido de estenúmero, ya sea por medio electrónico o mecánico de fotocopia, grabación u otro sistema de reproducción, sin laautorización expresa del editor.Las opiniones expresadas a lo largo de los distintos artículos, asícomo el contenido de los mismos, son responsabilidad exclu-siva de los autores. Así mismo, del contenido de los mensajes publicitarios son responsables únicamente los anunciantes.Copyright=1996 Segment BV

Analizador Lógico de 20/40 MHzCon la electrónica digital a menudo es necesario tener queobservar varios niveles lógicos diferentes al mismo tiempo y,además de esto, también es bastante frecuente tener que tra-bajar con frecuencias bastante elevadas. Para esta situaciónel analizador lógico se presenta como la herramienta másadecuada.

Medidor de Capacidad con Escala AutomáticaCircuitos como amplificadores de audio de potencia, fuentesde alimentación conmutadas, impresoras y fotocopiadoras,incorporan a menudouna gran cantidad decondensadores en elrango de los mF (1 mF = 1.000 μF).Con este sencillo ybarato circuitopodremos medircualquier conden-sador de casicualquier valor, desdelos picofaradios hastalos faradios.

48

26

Proyectos de construcción

6 Sistema Activo

de Altavoces (II)

26 Analizador Lógico

de 20/40 MHz

40 Detector de Personas

Óptico Pasivo

48 Medidor de Capacidad con

Escala Automática

54 Preamplificador de

Micrófono ECC 83 (12AX7)

62 Reloj de Arena Electrónico

Artículos informativos

36 Ordenador para Ajedrez

68 ¿SMD? ¡No Tenga Miedo!

Regulares

3 Sumario

14 Noticias

25 Ojeada al próximo número

43 Nuevos Libros

44 EPS

47 Libros

CONTENIDONº 275 ELEKTOR ABRIL 2003

ARTÍCULOS INFORMATIVOS

Preamplificador de MicrófonoECC 83 (12AX7)En la era de los semiconductores nos encontramos con elhecho de que las válvulas de vacío se están utilizado deforma creciente y muy a menudo, en amplificadores deguitarras y amplificadores de alta fidelidad, en micrófonosde condensador de alta gama y en equipos de estudio.Este artículo presenta un excelente amplificador demicrófono con un atractivo sonido sin igual.

54

Ordenador para AjedrezEste proyecto está pensado para reavivar en nuestros lectoresel interés por los ordenadores de ajedrez programados por elusuario, haciendo la tarea mucho más desafiante. El resultadoha sido un ordenador para ajedrez basado en nuestra exitosaPlaca Micro Flash.

36

AUDIO&VIDEO

6 Elektor

Sistema de Altavoces Activo (II)un subwoofer para usar con un sistema de altavocesmultimediaDiseñado por T. Giesberts

Como con la mayoría de las pequeñas cajas, la respuesta de bajos de unsistema de altavoces activo de dos vías descrito el pasado mes tiene suslimitaciones. El subwoofer (altavoz de graves) compacto descrito aquípuede ser muy deseado por la mayoría de los aficionados. Con su filtroactivo ajustable este subwoofer trabajará muy bien con otros pequeñosaltavoces (satélites).

Una buena regla para la respuesta de bajos en losaltavoces es que ésta tiende a mejorar en funciónde sus dimensiones. Esto no es completamentecierto, porque hay varios trucos que se puedenusar para conseguir una respuesta razonable debajos en una caja relativamente pequeña. Estosupondrá una disminución de capacidad depotencia, eficiencia y nivel de presión sonora queel altavoz puede producir.

Por supuesto, lo que todos queremos es unaltavoz con un volumen de unos pocos litros,usando un pequeño woofer (altavoz de gra-ves), que también sea capaz de reproducirperfectamente bajos de guitarra u órgano dehasta 30 ó 40 Hz, pero, desgraciadamente,esto es una imposibilidad física. Tal respuestade bajos requiere un mayor desplazamientode aire y necesita mayor diafragma de alta-voz y cajas.

El sistema activo de 2 vías publicado el pasadomes tenía un woofer de 13 cm en una caja con unvolumen de unos 4 litros, lo que realmente signi-fica una caja muy pequeña, y la respuesta gráficanos indica que no debería haber una respuestapor debajo de 100 Hz. Nosotros decidimos no usarmedios artificiales (electrónicos) para elevar la res-puesta de baja frecuencia, porque en su día vimosuna solución mucho mejor: colocar un subwooferseparado debajo del tablero (o mesa), lo cual añadeuna octava a la respuesta de los dos altavocesminiatura.

Reflex con doble bajo

¿Cómo se hizo el diseño del subwoo-fer? Nosotros intentábamos conseguirel subwoofer para complementar elaltavoz de dos vías publicado ante-riormente lo mejor posible. Esto sig-nificaba que teníamos que dar undiseño de muy buena calidad, sin quefuera muy grande y costoso. Debido aque el altavoz subwoofer se podríacolocar fácilmente debajo de unamesa, basamos las dimensiones delmismo en el tamaño medio de un PCen torre. De esta manera podemosalcanzar un volumen de unos 50 litros.

Después buscamos algunos altavo-ces que deberían colocarse en una cajapara obtener una respuesta aceptablede bajos. Si queríamos fijar los altavo-ces en un PC de torre no podían sermuy grandes. De nuevo, recordaremosque tienen campo magnético y nodeberían causar problemas cuando loscoloquemos cerca de un monitor o TV.

Después de un tiempo buscandoencontramos el W170SC de Visaton:un robusto woofer de 17 cm con unacarga de hasta 50 W, un resonador deuna frecuencia de 36 Hz y un despla-zamiento notable en el pico del dia-

fragma de unos 20 mm. El W170SCes el más fácil de meter en una cajareflex para bajos con un volumen deunos 25 litros y capaz de reproducirfrecuencias por debajo de 45 Hz.

Debido a que un simple altavoz de17 cm sólo produce una limitada can-tidad de desplazamiento de airehemos empleado dos altavoces en un‘doble’ subwoofer usando una cajacon un volumen de 50 litros.

Al igual que un altavoz de dos vías,el subwoofer también es un diseño‘activo’, con un filtro electrónico y supropio amplificador de potencia. Paradar a este diseño un uso más amplio,la frecuencia de corte se ha hechoajustable entre 75 y 145 Hz. Por lotanto, el subwoofer se puede combi-nar con cualquier altavoz (satélite)compacto. El amplificador de poten-cia usado aquí es el mismo integradodel doble amplificador puente usadoen los altavoces de dos vías. Debido aque el WS170SC tiene una impedan-cia de 4 W, el amplificador tiene unapotencia de salida de unos 20 W porwoofer (altavoz de graves).

En la práctica encontramos que larespuesta en frecuencia y el nivel depresión sonora producido por un

AUDIO&VIDEO

8 Elektor

TDA7374

CLIPDET

PWGND

IC2

OUT1

STBY

OUT1

OUT2

OUT2

SGND

IN1

IN1

IN2

IN2

SVR

VCC VCC

12

11

13

15

14

10

1

3

4

6

5

7

9 8

2

R11

10

k

C10

100n

C6

150n

C5

15n

C9

47μ25V

C11

10μ63V

+16V

C8

47μ25V

C14

4700μ 25V

C12

4μ763V

W170SC

LS1

4 Ω

W170SC

LS2

4 Ω

13

12

14IC1.D

6

5

7IC1.B

2

3

1IC1.A

9

10

8IC1.C

JP1

R8

10K

R7

10K

C7

2μ2

R6

4k7

C4

330n

N.I.

INV

R5

4k7

C3

1n

C1

470n

R3

22k

R1

22

0k

C2

470n

R4

22k

R2

22

0k

L

R

P1-2/3

P2-3 P2-4/5

P2-1/2/6

R9

10

k

R10

10

k

+8V

7808

IC3

C13

100n

R13

0Ω1

R12

0Ω1

IC111

4

R14

2k

7

D1

POWER

P1-1

+16V

+8V16V

020054 - 2 - 11

IC1 = TS924IN

P2.A P2.B

4k7 lin.

22k log.

P24k7 lin.

P122k log.

123 45

6

123

Figura 1. El circuito es muy similar al sistema activo de dos vías.

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subwoofer complementan la res-puesta de los dos altavoces peque-ños de dos vías.

Mezclador y filtro depaso/bajo

Si miramos el esquema del circuito quese muestra en la Figura 1, veremos lasimilitud con el altavoz activo de dosvías, ya que usa los mismos integradosque ya se han empleado. De nuevohemos utilizado un amplificador opera-cional cuádruple tipo TS924IN (IC1)para la etapa de entrada y filtro. El regu-lador de tensión IC3 proporciona unatensión estabilizada de 8 V para esteamplificador operacional. Se ha añadidola resistencia R12 para separar la masade señal y la masa de alimentacióncuando se usa una simple alimentaciónpara varios canales. El cuarto amplifi-cador operacional del TS924IN (IC1c) seemplea una vez más para crear unamasa virtual que es exactamente lamitad de la tensión de alimentación.

La salida estéreo del pre-amplifica-dor alimenta las entradas L y R. Debidoa que nuestro subwoofer es monofónico,como la mayoría (la información estéreopor debajo de 100 Hz no existe virtual-mente), los canales derecho e izquierdo

AUDIO&VIDEO

10 Elektor

020054-2

C1

C2 C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9C10

C11

C12

C13

C14

D1H1 H2

H3 H4

IC1

IC2

IC3

JP1

LS

1

LS2

R1

R2

R3R4

R5

R6

R7R8

R9R10

R11

R12R

13R

14

- -

+ +

P1-1 P1-2/3

T

P2-3 P2-1/2/6

T

4/5

T

L

R

INV

N.I.

+0

020054-2

(C) ELEKTOR

0200

54-2

Figura 2. Todo el espacio disponible se utiliza en esta PCB. Observe los dos puentes de hilo.

Figura 3. La PCB completa para el subwoofer, incluyendo su disipador.

LISTADO DE COMPONENTES

Resistencias:R1,R2 = 220kR3,R4 = 22kR5,R6 = 4k7R7-R11 = 10kR12,R13 = 0.1 5WR14 = 2k7P1 = 22k logarítmico monoP2 = 4k7 lineal estéreo

Condensadores:C1,C2 = 470nFC3 = 1nF, separación de pines 5 mmC4 = 330nF, separación de pines 5 mmC5 = 15nF, separación de pines 5 mmC6 = 150nF, separación de pines 5 mmC7 = 2μF2 MKT,

separación de pines 5 ó 7,5 mm C8,C9 = 47μF 25V radialC10,C13 = 100nF, separación de

pines 5 mmC11 = 10μF 63V radialC12 = 4μF7 63V radial

C14 = 4700μF 25V radial, separación depines 7,5 mm, diámetro máximo 17 mm

Semiconductores: D1 = LED, rojo, alta eficiencia, 5 mmIC1 = TS924IN ST (Farnell)IC2 = TDA7374B ST (RS Components)IC3 = 7808

Varios: JP1 = 3 pines macho con jumper (puente)LS1,LS2 = Visaton W170SC 4 Ω de

Conrad Electronics2 x tubos de bajos reflex, diámetro 72

mm, longitud 145 mm (ConradElectronics # 34 26 10-60)

Disipador: por ejemplo, SK100(Fischer), altura aprox. 50 mm *

Sellante: MDM-5 (Monacor/Monarch)Guata BAF PCB, código de pedido 020054-2

(ver página Servicio de Lectores)

* ver texto

componentes externos requeridos y los buenoscircuitos de protección interna son una granventaja de este integrado. Otra característicaexcelente de este integrado es que contiene dosamplificadores, por lo que cada woofer puedetener un amplificador de potencia separado.

Debido a que la impedancia de los wooferses 4 W, el TDA7374B entrega un poco más depotencia que con los altavoces de dos vías:con una tensión de alimentación de 17 V lapotencia de salida es de 2 x 20 W. El disipadorutilizado debería, por supuesto, ser capaz demanejar esto. Cuando una señal continua esentregada a la potencia máxima, en teoríadeberíamos utilizar un disipador con unaresistencia térmica de 1,5 K/W. En la práctica,con música normal, bastará con un disipadorde 2,5 K/W. Un ejemplo de esto es el SK100construido por Fisher, el cual se ha usado enel prototipo mostrado en la Figura 3.

Placa de circuito impresoToda la electrónica del subwoofer se coloca enuna pequeña PCB de 44 x 63 mm. Ésta es unpoco más pequeña que la PCB para el altavozde dos vías. La Figura 2 muestra la placa ylos componentes.

se combinan primero usando un simplemezclador (IC1a). Esto se ha implemen-tado en su forma inversora, por lo que laganancia se puede variar hasta ceromediante el potenciómetro P1. Por lotanto, el mezclador puede aceptar seña-les que tienen prácticamente cualquiernivel y que incluso se pueden conectar ala salida de otro amplificador operacio-nal. El condensador C3 elimina la inter-ferencia de alta frecuencia y restringe elancho de banda a unos 7 KHz.

El filtro de cruce consta de un filtrode paso/bajo Butterworth de 2º orden.Este filtro se monta alrededor de IC1b ytiene una frecuencia de corte ajustableusando un potenciómetro estéreo P2.

Cuando P2a y P2b se ponen a 0 W(es decir en cortocircuito), la frecuen-cia de corte es de unos 145 Hz. Cuandola resistencia es el máximo, la frecuen-cia de corte se desplaza a unos 75 Hz.Para usar junto con los altavoces acti-vos de dos vías es ideal una frecuenciade corte de 100 Hz, pero P2 cubre unamplio rango, de forma que el subwo-ofer se puede usar con otros altavoces(satélites). Nosotros encontramos que

el subwoofer se puede usar con variosaltavoces satélites, ajustando el volu-men y controles de frecuencia para sumejor configuración realizando variaspruebas. Como mejora hemos añadidoun inversor (IC1d) para la salida del fil-tro, el cual se selecciona cuando el jum-per JP1 está en la posición superior.Dependiendo de la posición relativa delsubwoofer y los satélites, a veces sepuede oir una (sutil) mejora cuando lafase del subwoofer está invertida.Debemos puntualizar que la salida deIC1d está realmente en fase con laseñal de entrada porque el filtro alrede-dor de IC1a también está invertido. Sideseamos usar la conmutación de fasedespués de encajonar la electrónica,recomendamos sustituir JP1 por unconmutador deslizante.

Amplificador de potenciaDebido a que nuestra experiencia con elsistema activo de dos vías ha sido muypositiva, decidimos utilizar el mismoamplificador de potencia integrado, unTDA7374B. El pequeño número de

AUDIO&VIDEO

11Elektor

A

section A - A

dimensions in mmmaterial: MDF 18 mm

section B - B

A

B B

020054 - 2 - 12

464500

250

286

464500

7575

Ø 72

Ø 72Ø 147 Ø 147

100

250

100

Figura 4. Diseño para la caja, incluyendo todaslas medidas.

De nuevo podemos encontrar lospines/espadines de entrada en la parteizquierda de la PCB, los pines/espadines dealimentación en la parte superior derecha y lospines/espadines del altavoz a un lado del inte-grado amplificador de potencia. Las conexio-nes para los potenciómetros están en la partefrontal de la PCB. Tendremos cuidado cuandoconectemos el potenciómetro estéreo P2, lospines correspondientes para hacerlo se indi-can en el esquema del circuito. Debido a quelas conexiones entre la PCB y los potencióme-tros tienen menos de 4 cm, podemos usarcables de conexión estándar. Si la conexión es

más larga debemos emplear cable deaudio apantallado. Con todo esto pre-sente, incluiremos los pines de masaque hay cerca de P1 y P2 para laconexión de la masa.

Es mejor comenzar con los puen-tes de cable cuando montemos laPCB, de esta forma no nos olvidare-mos posteriormente de ellos. Tene-mos dos puentes: uno cerca de R12y el otro debajo de los pines de IC2.El último puente también se podríasoldar por la cara inferior de la PCB,pero sólo en el caso de utilizar cable

aislado (con funda). El integradoamplificador de potencia se ha colo-cado a propósito en el borde de laplaca para facilitar así el montaje deldisipador. Recomendamos el uso dematerial aislante (por ejemplo mica)entre el disipador y la lengüeta delintegrado.

El resto del montaje no debería pre-sentar ninguna dificultad, debiendofuncionar a la primera, siempre ycuando sigamos la lista de compo-nentes y la cara de componentes de laFigura 2. En la Figura 3 podemos

AUDIO&VIDEO

12 Elektor

Especificaciones del amplificador (con una tensión de alimentación de 17 V)

Impedancia de entrada 2 x 20 kSensibilidad (20 W/4 Ω, P1 max, P2 = 0) 250 mV (L=R)Distorsión + ruido (65 Hz, B = 22 kHz, P1 max., P2 = 0) 0.01 % (1 W/8 )

0.032 % (1 W/4 )Ancho banda P2 = 0 18.5 Hz - 160 Hz (relativo a 65 Hz)

P2 = max. 16.5 Hz - 86 Hz (relativo a 44 Hz)Potencia de salida 2 x 20 W (4 )Corriente de reposo 0.16 A

Además, para las medidas tomadas de la electrónica también tene-mos tres gráficas que ilustran la eficiencia del subwoofer activocomo un todo.La gráfica A muestra la simulación por computador de un W170SCen una caja reflex de bajos de 25 litros. Con la caja reflex sintonizadaa 46 Hz la gráfica es casi plana a 300 Hz. Hay algunas fluctuacionessobre esto, pero esas frecuencias están suficientemente suprimidaspor el filtro activo y, por lo tanto, no afectará la respuesta.La gráfica B muestra la respuesta en frecuencia del amplificador depotencia con P2 en sus dos posiciones extremas. La frecuencia decorte exacta además de la respuesta depende de la tolerancia delos condensadores y potenciómetro P2. Cuando lo usamos juntocon el sistema de 2 vías y la frecuencia de corte debería ser alrede-dor de 100 Hz, el rango de P2 cubre adecuadamente esto.La gráfica C muestra la medida de la respuesta de frecuencia delsistema completo. Esto también se ha medido con P2 en sus posi-ciones extremas. La ventaja del pequeño ancho de banda es que lafrecuencia de corte inferior es una medida de unos pocos Hertzios.

-22

+2

-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

-0

dBr

10 1k20 50 100 200 500020054 - 2 - 14Hz

A

B C

ces de dos vías en combinación con el subwo-ofer. Pero es sólo nuestra palabra, los lectorestendrán oportunidad de decidir después dehaber oído los pequeños altavoces en combi-nación con el subwoofer. Incluso con el controlde volumen en una disposición relativamentebaja conseguiremos un sonido mucho másrico. La inherente respuesta endeble de lospequeños altavoces desaparece y el sonidotoma mucho más ‘cuerpo’. El subwoofer pro-duce unos bajos bien definidos y en la prácticatiene potencia para de sobra.

La utilización del interruptor de fase JP1depende en gran medida de la posición de losaltavoces. Cuando el subwoofer y los satélitesestán todos en una línea, el sonido es bueno enfase en lugar de fuera de fase. Si el woofer estámás cerca o más allá de esta línea usaremosJP1 para obtener el mejor resultado. En cual-quier caso no deberíamos esperar una grandiferencia, ya que el cambio realmente es sutil.

¿Medio subwoofer?Una buena característica del diseño de estesubwoofer es que se puede hacer con untamaño menor de prueba. Si lo que queremoses limitar el tamaño y/o coste y nos confor-mamos con una ligera pérdida de respuesta,simplemente usaremos la mitad del diseño,por lo que sólo necesitaremos un W170SC, untubo reflex de bajos y una caja de 25 litros enlugar de 50 litros. Si cambiamos de opiniónmás tarde, siempre podríamos construir unasegunda caja idéntica, obteniendo como re-sultado final exactamente el mismo que la ver-sión doble descrita antes.

(020054-2)

ver el aspecto que presenta una PCBcon todos los componentes inserta-dos, incluyendo el disipador SK100.

La electrónica se puede montar enuna caja separada o dentro de la cajadel altavoz, podemos elegir lo que cre-amos más adecuado. Para la tensión dealimentación podemos usar un circuitocon transformador/puente/electrolítico.Un transformador de 12 V/50 VA, unpuente rectificador de 10 A y un con-densador de 10,000 mF/25 V puede sersuficiente. Tal y como ya mencionamosen el artículo de los altavoces de dosvías, publicaremos en breve una fuentede alimentación de 17 V para este pro-yecto. Esta está basada en un diseñoconmutado, disminuyendo las pérdi-das del regulador al mínimo.

Caja robustaYa hemos mencionado que la cajaideal para dos woofers W170SC es unareflex para bajos con un volumen de 50litros. De acuerdo con los cálculos dela caja, debería estar sintonizada a algomenos de 50 Hz. El reflejo de bajosrequerido puede llevarse a cabo per-fectamente usando dos tubos reflex deConrad con un diámetro de 72 mm yuna longitud de 145 mm. Estos tubosno necesitan cortarse a medida, perose pueden montar rectos en la caja. Enteoría esto proporciona una sintonía deexactamente 46 Hz.

La Figura 4 muestra el diseñocompleto de la caja del subwoofer. Sepuede ver que es una caja rectangu-lar que puede ensamblar cualquiera,aunque tenga poca experiencia entemas de carpintería. Éste será el casosobre todo si encontramos una tiendade bricolaje que nos pueda cortar losdiferentes paneles a medida.

Debido a que esta caja es subs-tancialmente mayor que la de lossatélites y necesita soportar altavo-ces más pesados, usaremos untablero MDF de 18 mm de espesorpara su construcción. Esto tambiénevita la resonancia no deseada en lospaneles. En nuestro prototipo pega-remos dos pequeños soportes de 250mm entre los dos paneles mayores,aunque esto no es una necesidad.

Las aberturas para los altavoces ylos tubos reflex de bajos se cortaráncuidadosamente. Deberíamos usaruna tapa especial (aislamiento deespuma para altavoces) para obtenerun buen sellado entre los altavoces y la

caja. Los altavoces debemos atorni-llarlos herméticamente con tornillos, omejor aún, usando tornillos y arande-las. Los tubos reflex para bajos deberí-amos fijarlos usando cola para madera.

Sólo se necesita un ligero amorti-guamiento acústico. Con cubrir todoslos lados con una capa de poliéster essuficiente, y no es necesario relle-narlo completamente. Los conectoresde entrada se pueden colocar encualquier lado de la caja, su posicióndependerá fundamentalmente de laorientación de la caja. Nos asegura-remos de que la polaridad esté bienmarcada en los conectores (o usare-mos terminales de altavoz).

Posicionado y sonidoLa posición de un sistema de altavo-ces que consta de un subwoofer y dossatélites es bastante flexible. Para unareproducción estereofónica óptima,los altavoces y la posición de escuchanormal deben formar un triánguloequilátero. Esto es una regla estándarpara reproducción estéreo. La mejorposición para el subwoofer estaríaestrictamente en el centro de los saté-lites. Sin embargo, debido a que esasbajas frecuencias no tienen informa-ción direccional, encontraremos queno es una cuestión importante en lapráctica. En cualquier caso, coloca-dos en la vecindad de los satélitesdan un buen resultado. Fué una sor-presa agradable escuchar los altavo-

AUDIO&VIDEO

13Elektor

Figura 5. Los woofers se han atornillado bien para evitar la resonancia no deseada.

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LAMBDA ha desarrollado una nuevaversión ‘unpotted’ de sus serie X deconvertidores DC-DC 2 x 1 estándar. Eldispositivo UX20 de 20 W permite a losdiseñadores disponer de todas las ven-tajas de ventilación de aire para lograrpotencias de salida superiores sobre unrango de temperatura más amplio.El UX20 está especialmente indicadopara arquitecturas de potencia distri-buida, utilizado en solitario o junto conun punto de convertidor DC-DC decarga. Es la elección perfecta para unagran gama de aplicaciones de teleco-municaciones, TI e industriales. El hecho que el nuevo UX20 sea fabri-cado en las instalaciones de Lambdaen Ilfracombe (Reino Unido), tambiénofrece beneficios significativos a losOEM europeos. La máxima flexibili-dad de producción significa queLambda puede hacer frente a peque-ños pedidos, algo ideal para prototi-pos y pre-producción. Las muestraspueden ser desarrolladas en unasemana y grandes cantidades encuatro semanas. El UX20 se presenta con opciones devoltaje de entrada operativo de 24 o 48V con rangos de 18 – 36 VDC y 36 – 75VDC, respectivamente. Los nuevosconvertidores se ofrecen con una sali-da de 3.3 o 5 V, con una corriente de

salida máxima de 5,5 y 4.0 A, respecti-vamente. La frecuencia de conmuta-ción se sitúa en 265 kHz. Las características estándares inclu-yen limitación de corriente de salida,cierre de sobrevoltaje y protección desobretemperatura. Entre las opciones,destaca el ajuste de voltaje de salida,que permite al usuario aumentar o

reducir el voltaje de salida vía unaresistencia externa. También estándisponibles dos opciones on / offremoto y se pueden elegir las longitu-des de pin como estándares.

Para más información: Invensys Power Systems, S.A.S.E-mail: espana.lambda@psd.invensys.com

NU E V O C O N V E RT I D O R DC-DC D E 20 W PA R A A P L I C A C I O N E SD E B U S D E B A J A P O T E N C I A

Nuevo convertidor DC-DC de 20 W para aplicaciones de bus de baja potencia.

DIVxr ruggedized (reforzado) es un pro-ducto idóneo para la vigilancia embar-cada en entornos difíciles. Propone unaalimentación de 9 a 35 V c.c., compati-ble con el sistema eléctrico de los vehí-culos o/y de los componentes con mon-taje anti-choque. Dispone de un discoduro amovible con cierre inviolable ins-talado en un robusto cajetín de acerocon placas de fijación para su instala-ción bajo los asientos, o en el maletero,y de un panel de mando distinto para elmando a distancia y la codificación deseguridad.

Compacto y capaz de grabar hastacuatro cámaras y cuatro entradas deaudio simultáneas, DIVxr ruggedizedsuprime la necesidad de un multiple-xor externo. Conlleva un potente pro-cesador de imágenes que garantiza lagrabación en tiempo real de los datosde imágenes de vídeo, así como su lec-tura, gracias a una tecnología de com-presión wavelet. Se puede alcanzar unalto índice de compresión (hasta300/1) con poca pérdida en cuanto acalidad de imagen. Gracias al DIVxrruggedized, la grabación y lectura de

imágenes de alta calidad, hasta 25imágenes por segundo (PAL) y hasta30 imágenes por segundo (NTCS) sehan convertido en realidad.EGG Solution Optronics cuenta conun equipo de ingeniería, de diseño yfabricación de clase internacional queescriba en sus colaboradores técnicosy comerciales en el ámbito mundial.Se dedican a una nueva generaciónde productos digitales industrialespensados para el mercado de la tecno-logía visual de 360º, en permanenteevolución.

STMicroelectronics ha introducidoun par de transceptores de elevadavelocidad y baja potencia para comu-nicación RS-485 y RS-422. El ST485Ay ST490A han sido diseñados para

uso en aplicaciones que incluyenredes de transmisión multipunto yredes de área local (LAN) en siste-mas de control. Los nuevos disposi-tivos también están indicados para

uso como intérpretes de nivel ytransceptores en aplicaciones EMI. Cada componente contiene un drivery un receptor. Este transceptor esta-blece una tensión de corriente de 5

UN MU LT I P L E X O R GR A B A D O R DI G I TA L RE F O R Z A D O

TR A N S C E P T O R RS-485/RS422 D E E L E VA D A V E L O C I D A D Y B A J A P O T E N C I A

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mA (típica) cuando está descargado,o totalmente cargado con drivers des-activados, operando desde una fuentede alimentación de 5 V. El rango devoltaje de entrada en modo común esde -7 a +12 V, con histéresis de 70 mV.Los transceptores han sido realizadospara ser usados con ratios de datos dehasta 25 Mbps. Cada driver tiene limitada lacorriente de cortocircuito y está pro-tegido contra dispersión de potenciaexcesiva mediante circuitería decierre térmico que coloca las salidasde driver en un estado de elevadaimpedancia. El driver mantendrá elevada impe-dancia cuando sea ‘tri-stated’ ocuando el dispositivo está apagado.La entrada del receptor tiene unacaracterística a prueba de fallos quegarantiza una salida lógica si laentrada es circuito abierto.Los nuevos dispositivos ST485A yST490A, que ofrecen protección antedescargas estáticas de hasta 40 kV, sepresentan en un encapsulado DIP de8 pines o SO-8. Transceptor RS-485/RS422 de elevada velocidad y baja potencia.

ZIPPY Technology, empresa repre-sentada en España por Master Coe-lectrónic, S.L., anuncia las seriesHM2-P1, HM2-01 y HM2-P2 de mi-croswitches HOOK, que gracias a sumúltiples ventajas están especial-mente indicadas para aplicacionescon teléfonos y lectores de tarje-tas magnéticas. Las principales característicasde estos microswitches HOOKson: frecuencia mecánica yeléctrica de 120 y 10-30 ope-raciones por minuto, respecti-vamente, resistencia de con-tacto inicial de 30 mW comomáximo y resistencia de aisla-miento (a 500 VDC) de 100 MW comomínimo; todo ello con unas diminu-

relativa del 85%, logrando una vida deservicio de, al menos, 10.000.000 ope-raciones mecánicas y de 30.000 a500.000 operaciones eléctricas, depen-diendo del tipo de microswitch.

Las diversas series de microswit-ches HOOK tienen sus propiosrangos. Los modelos HM2-P1

tienen un rango de 0.1 A y 60VDC; la serie HM2-01 se pre-senta con 0.1 A y 60 VDC o 1A y 125 VAC, mientras quelos dispositivos HM2-P2 lohacen con 0.1 – 0.2 A y 60

VDC o 125 VAC.

Master Coelectrónic, S.L. info@mastercoelectronic.comwww.mastercoelectronic.com

CITEL 2CP, empresa especialista de laprotección contra las sobretensionestransitorias, lanza al mercado la pro-tección coaxial PRC822s.El producto PRC822s ofrece una pro-tección “Cuarto de Onda” de los enla-ces coaxiales de 50 Ohms para esta-

ciones base de telefonía celular. ElPRC822s es tribanda, y cubre la gamade frecuencia de 800-2200 MHz, locual lo adapta al GSM como al DCS,PCN y UMTS (3G).El reducido número de elementosque componen el PRC822s, al limitar

el número de contactos, permitealcanzar un nivel de intermodula-ción extremadamente bajo. La ma-teria prima y el tratamiento de su-perficie son no-magnéticos. ElPRC822s no requiere ningún tipo demantenimiento.

tas dimensiones, ya que pesanmenos de 3 gramos.La temperatura de almacenamiento esde -25 a +85 °C, con una humedad

MI C R O S W I T C H E S HOOK

CITEL 2CP P R E S E N TA L A PR O T E C C I Ó N CO A X I A L PRC822S

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La tercera generación de la telefoníamóvil debería relanzar el crecimientode la industria si los rendimientos, lacalidad de los nuevos servicios y elinterés de los consumidores llegan acoincidir dentro de algunos meses.Raras veces se habrá esperado unainnovación con tanta impaciencia: latercera generación de tecnología parael teléfono portátil, el famoso “Uni-versal Mobile TelecommunicationsSystem” (UMTS) (sistema universal detelecomunicaciones para móviles)representa un verdadero salto cualita-tivo por la multiplicación y la diversi-dad de los servicios innovadores quepermitirá obtener. Transacciones, in-tercambio de imagen y datos a altavelocidad, consultas en Internet, envíoy recepción de correos electrónicos,videoconferencia y todo en unpequeño terminal con pantalla encolor. ¡De hecho, todo el mercado aexplotar de Internet para móviles seabrirá con este salto tecnológico!En un primer tiempo, la segundageneración – el GPRS – debería mos-trar hasta entonces el camino pormedio de nuevas aplicaciones. Apartede las nuevas prestaciones relaciona-das con los servidores vocales (mete-orología, reservas de billetes de avión ode teatro) es más bien en el intercam-bio de datos que esta nueva genera-ción de teléfono móvil transformará lavida de los usuarios. No obstante, sub-siste una gran incógnita sobre lascapacidades de apropiación de estosnuevos servicios multimedia. De esteapetito, o no, de consumo dependeráel éxito de esta tecnología.Dificultades técnicas y económicas hanretrasado los plazos de puesta en servi-cio. No será antes de 2005, según porejemplo los expertos de Arthur D. Little,que se volverán a hacer inversiones.Hoy, el GSM constituye uno de losmayores éxitos industriales europeoscon sus 540 millones de usuarios en170 países. Por sí solo, el GSM repre-senta un 70% del mercado de tecnolo-gías digitales. ¿Se mantendrá estagran supremacía con la nueva gene-ración de móviles, en el futuro? Laapuesta no es nada despreciable.

El reto técnicoSin embargo, en un campo, el de laalta tecnología, en gran medida arras-

trado por la oferta, quedan muchascosas por inventar. Los terminalesinnovadores, clave de la reactivaciónde una industria agotada por la satu-ración del mercado, no están a puntotodavía. En lo que a redes se refiere,las distancias entre las estacionesbase han de ser más pequeñas, lo cualsignifica que las infraestructuras fijasserán más costosas. Los expertos esti-man el número de emplazamientos detransmisión en 20.000, o sea el doblede los dedicados al GSM.Las nuevas ofertas van a transformar elmercado de las telecomunicaciones. Laamplitud del salto tecnológico se midecon un doble dígito: si el GSM permitela transmisión de las informaciones aun caudal de 9,6 kilobits por segundo,el UMTS permitirá llegar a 2 megabitspor segundo. Pero otros progresos téc-nicos deberán alcanzarse por parte delos industriales como Alcatel o Sagemen lo referente a los terminales. Éstosdeberán ser “bimodales” para poder sercompatibles con las dos redes, deberándisponer de pantallas más grandes, encolor para las conexiones a las fuentesmultimedia, y por consiguiente tenerasimismo baterías mucho más poten-tes, pero seguir abultando poco.El UMTS ofrecerá un acceso a Interneten modo paquete (facturación en fun-ción de los datos transmitidos). Enestas áreas, el UMTS hará por lo tantola competencia, hasta para un usuariofijo, a las demás tecnologías de accesorápido, fundamentalmente al cable yal ADSL. Además, como las radiofre-cuencias empiezan a estar saturadasen Europa, la nueva tecnología UMTS,que utiliza otras frecuencias hertzia-nas, permitirá beneficiarse de las nue-vas capacidades de desarrollo conmejores rendimientos y una calidadsuperior de servicio. Como lo explicaun experto de Arthur D. Little, el ter-minal se convertirá en un verdaderomicroordenador mediante la integra-ción de las tecnologías, la interfaz deusuario y sus periféricos.No obstante, los escenarios más opti-mistas no contemplan la aparición determinales atractivos antes de 2003 opodría ser que éstos estén lo suficien-temente caros como para no alcanzartodavía este famoso mercado de masaque permite la optimización de tarifasy la amortización de las inversiones.

Después de un despegue seguido deuna penetración generalizada en2003 y 2004, se prevé que sea renta-ble en 2005.Hace ya más de tres años, sin embargo,que el UMTS figura en el Libro de Esta-tutos. El artículo 3 de la Resoluciónnº128 del Parlamento Europeo y delConsejo de fecha 14 de diciembre de1998 sobre la introducción coordinadadel UMTS impone a los Estados miem-bros de la Unión Europea dos fechasconcretas:- fijar las condiciones de concesión delos permisos de explotación lo mástarde el 1 de enero de 2000;- tomar todas las medidas para que losservicios del UMTS puedan abrirse amás tardar el 1 de enero de 2002.Los hechos han mostrado que estafecha no era nada realista. Única-mente en Japón, donde se consideraextremadamente urgente la introduc-ción de la tercera generación, ha sidorespetada por DoCoMo. Este país estáconsiderado hoy como laboratoriopara esta tecnología que se está expe-rimentando en tamaño real con unosmiles de abonados.En Francia, la Autoridad de Regulaciónde Telecomunicaciones (ART) ha reu-nido un grupo de trabajo sobre elUMTS en el marco de la Comisión Con-sultiva de Radiocomunicaciones (CCR)desde 1998. Desde entonces, ha proce-dido a una consulta pública (1999).

El reto económico“Raras veces una inversión finan-ciera ha estado tan alejada en eltiempo y a nivel de los resultadosesperados de las perspectivas derentabilidad. …Parecería que lasnecesidades de los usuarios se hansobrestimado” explicaban reciente-mente en un informe del Consejo deAnálisis Económico Michel Didier yJean-Hervé Lorenzi. El modelo econó-mico supone que frente a las conside-rables inversiones de las operadoras,los usuarios presentan una fuerte sol-vencia “consumiendo” una gran diver-sidad de servicios que justifican unasfacturas que sobrepasan los 40 € almes. La fijación de tarifa sigue siendohoy uno de los riesgos de ejecución.Las ofertas centradas en el mercadode las empresas son muy heterogé-neas. Es en los países donde la com-

UMTS: LA S AP U E S TA S FU N D A M E N TA L E S D E U N RE T OTE C N O L Ó G I C O Y EC O N Ó M I C O

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petencia es más fuerte, como Alema-nia, que las instalaciones se acelera-rán. La contribución del tráfico de losSMS (pequeño mensaje escrito deforma corta) en el volumen de nego-cios de las distintas operadoras mues-tra ya el desarrollo potencial de estemercado de intercambio de datos. Así,en Alemania, los correos electrónicosy los SMS representan más del 15% delos ingresos de las operadoras.

El consumidor decidiráEs siempre arriesgado querer antici-par los comportamientos y prácticasde futuros clientes. Sin embargo, sonellos los que poseen la clave del éxitodel UMTS. “Hay que crear un con-texto que sea favorable a múltiplescreatividades a ejemplo de lo quese hizo en la época del minitel”aconseja Yves Gassot del Instituto deAudiovisual y Telecomunicaciones enEuropa. Hasta entonces, será precisoque los inversores y otros proveedoresde capital se interesen por estosnumerosos proyectos. Partiendo deestos datos, a modo de previsión, elInstituto de Audiovisual y Telecomu-nicaciones en Europa (Idate) ha ela-borado tres escenarios posibles:- 1/ Un escenario de “nicho” según elcual 30 millones de usuarios adopta-rían el UMTS en la perspectiva del año2000 en Europa occidental, o sea un10% de los abonados.- 2/ Un escenario de “adopción progre-siva” con la adquisición por los profe-sionales del GPRS en 2002 y luego, unaparte de mercado del público en gene-ral que permitiría elevar el número deusuarios a 80 millones en 2005 enEuropa occidental, o sea la cuartaparte de los abonados en un mercadoevaluado en 33 mil millones de euros.

-3/ El escenario de alto crecimientoestá basado en una difusión masiva.

Las previsiones del Idate cuentanentonces con una evaluación de 155millones de usuarios en la perspectivadel año 2005, o sea casi la mitad de losabonados al teléfono celular. El escena-rio intermedio es hoy el preferido por losexpertos de dicho instituto. Según es-tas perspectivas, los ingresos por abo-nado deberían situarse en 40 € al mesmientras que en la primera eventuali-dad se sitúan en alrededor de 37,5 € yen 43,4 € en el último escenario.El éxito de la tercera generación deteléfono móvil (UMTS) depende muchomás de los servicios asociados y de latransmisión de datos que de simplesintercambios vocales. No estará ope-rativa antes de 2004. Mientras tanto,entre los bastidores de esta excepcionalempresa un número impresionante decompañías francesas desempeña unpapel de primer orden. No obstante, elcarácter innovador de esta nuevageneración da un puesto destacado anuevos actores (editores de conteni-dos, servicios de gestión, plataformasde radiocomunicaciones) entre los queun cierto número de empresas ha dadoya pruebas de sus aptitudes.En cuanto al hardware, Alcatel ySagem están trabajando ya en nuevosterminales sofisticados, así comoWavecom que tiene una oferta demódulo estándar Wismo que incorporano sólo el hardware sino también elsoftware y las demás tecnologíasimprescindibles para la comunicacióninalámbrica.La compañía francesa suministra asi-mismo las plataformas de radiocomu-nicaciones indispensables para la rea-lización de las redes. Después de haber

abonado sus licencias por un importede 619 millones de euros, los tres ope-radores franceses, Orange, SFR, Bouy-gues Telecom están a punto de exten-der sus estrategias a segmentos declientela que, al menos al principio,dedicarán la mayor parte a las empre-sas. La multiplicidad de servicios cons-tituirá la riqueza de la oferta. El papelde asesor de los distribuidores será porlo tanto determinante.Este eslabón de la cadena de valor expe-rimentará seguramente grandes trans-formaciones. Pero las más importantesinnovaciones serán por parte de los dise-ñadores de contenido y nuevos servicios,como las “informaciones geolocaliza-das” que Citynéo está desarrollandoen 50 ciudades francesas. Empresasfrancesas como Beweb, Kewee,Webraska preparan también ofertasdespués de las puestas a punto para lageneración del GPRS. El Kiosco Móvilcon recargo como el SMS Premiumprefigura ya la evolución de los futuroscontenidos. En el núcleo de la cadenade valor, se encontrarán asimismo tar-jetas inteligentes cada vez más sofis-ticadas como las puestas a punto porGemplus y Oberthur Card.Por último, el sistema de facturacióninédito basado ya no sobre la duraciónsino en función del volumen de datosintercambiados atrae mucho a las com-pañías de servicios informáticos.Devoteam se ha granjeado un puestoenvidiable en las áreas relacionadas conlas telecomunicaciones. Finalmente, lapersonalización de las ofertas para elcliente final supone la intervención delos grandes integradores. Un ciertonúmero de compañías del sector servi-cios ha adquirido amplia experienciacon el GSM, por ejemplo Cap Gémini,Ernst&Young, Stéria y Unilog.

El nuevo detector portátil deagentes químicos ChemPro100, desarrollado por la em-presa Environics de Finlandia,utiliza baterías recargables deLitio Ión para su alimentacióneléctrica

Environics ha seleccionadolas baterías recargables deLitio Ión de Saft para dotarde una fuente de alimenta-ción eléctrica fiable a sunuevo detector portátil deagentes químicos ChemPro100, desarrollado para ayu-dar a las fuerzas de seguri-dad a controlar las posiblesamenazas ambientales con-tra la población civil y lasfuerzas armadas.En caso de ataque terrorista,el rápido análisis de losagentes químicos liberadosen el aire es un factor críticopara que las fuerzas de segu-ridad y los dispositivos desalud pública puedan res-ponder adecuadamente. Losmayores niveles de sensibili-dad y selectividad que pro-porciona la batería basadaen la movilidad de los ionesque utiliza el ChemPro 100ayuda a las autoridades adeterminar la naturaleza delproblema al que se estánenfrentando.A pesar de su reducido ta-maño, que permite soste-nerlo en la mano, el ChemPro 100tiene una gran capacidad y se puedeusar como detector personal de

intrusión química, como monitorpara supervisar la contaminación delaire o como detector en una instala-

ción fija. El dispositivo sepuede actualizar fácilmentey, gracias a sus bateríasrecargables, funciona conun bajo coste a lo largo detodo el ciclo de vida, puestoque no utiliza consumiblesni requiere un manteni-miento especial en almace-namiento.El ChemPro 100 está basadoen la tecnología de eficaciabien probada y demostradade Espectrometría de movili-dad de iones (IMS) en bucleabierto de Environics.El ChemPro 100 usa ionmobility CellTM (elementode movilidad de iones) mejo-rado, que proporciona unosmayores niveles de selectivi-dad y sensibilidad. Ha sidodiseñado para detectar agen-tes de guerra química (CWA), así como compuestos ymateriales industriales tóxi-cos (TIC/TIM).El ChemPro 100, que pesamenos de un kilogramo,incorpora un sistema fácilde usar con una interfaz deoperador que se puede utili-zar con una sola mano. Lapantalla de usuario ofrece aloperador indicaciones delnivel de la batería, gráficode barras de concentracio-nes, tipo de agente, ID delagente, dosis relativa basa-da en el tiempo, nivel de

volumen de alarma, fecha y hora. ElChemPro 100 almacena la informa-ción de alarmas de agentes que se

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EN V I R O N I C S S E L E C C I O N A L A S B AT E R Í A S SA F T D E LI T I O IÓ NPA R A AY U D A R A L U C H A R C O N T R A E L T E R R O R I S M O Q U Í M I C O

Environics ha seleccionado las baterías recargables de Litio Ión de Saftpara dotar de una fuente de alimentación eléctrica fiable a su nuevo por-tátil de agentes químicos ChemPro 100, desarrollado para ayudar a lasfuerzas de seguridad a controlar las posibles amenazas ambientales con-tra la población civil y las fuerzas armadas.

Con objeto de optimizar la gestiónenergética a la par que se sim-plifica la instalación eléctrica delos vehículos, el Grupo Mercuragarantiza el diseño, la fabricacióny comercialización de un sistemamodular innovador para la gestióneléctrica y de mandos multiple-xados (instalado en origen paragrandes constructores automovi-lísticos).

Estos sistemas multiplexadosgarantizan la gestión y alimenta-ción eléctrica de todos los equipa-mientos de los vehículos especiali-zados: señalizaciones luminosas yacústicas, mandos auxiliares, loca-lización GPS, etc.Todos estos sistemas están configura-dos bajo Windows y las parametriza-ciones del vehículo pueden modificarseen cualquier momento por Internet.

Los sistemas multiplexados del GrupoMercura son también conocidos porsu fiabilidad, por lo que se destinan alos vehículos especiales (Bomberos,Ambulancias, Policía, Aduanas...), asícomo a los vehículos de Seguridad yServicios (Obras Públicas, Gestión deltráfico, Autopistas...).Más de 30.000 sistemas del GrupoMercura ya están instalados en todo elmundo.

EL GR U P O ME R C U R A, L Í D E R E U R O P E O E N S I S T E M A SM U LT I P L E X A D O S E M B A R C A D O S

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puede recuperar posteriormente ydisponer de un registro histórico deeventos.El ChemPro 100 es lo suficiente-mente pequeño como para ser usa-do como detector personal, comomonitor de supervisión después deproducirse un ataque o un acciden-te o por los bomberos cuando acce-den a una zona potencialmentepeligrosa. A diferencia de otros sis-temas IMS, el ChemPro 100 ofreceun funcionamiento continuo sinnecesidad de emplear costosos car-tuchos desecantes.

Características de la bateríaEnvironics ha seleccionado la tecnolo-gía de baterías de Saft por varias razo-nes entre las que se incluyen su den-sidad de alta energía, su largo ciclo devida y su fiabilidad.La batería recargable de Litio IónMP 176065 de Saft, proporciona una

alimentación eléctrica de 5,5 ampe-rios-hora a 3,6 voltios y solamentepesa 150 gramos. (El número dereferencia del producto se deriva dealgún modo de las dimensiones dela batería MP: 18,5 mm de grosor,59,6 mm de ancho y 64,5 mm dealto.) Su corriente de descarga con-tinua máxima es de hasta 3C. Suintervalo de temperatura de funcio-namiento durante la descarga em-pieza en -40 °C y se prolonga hasta+60 °C.(El intervalo de temperatura de cargaabarca desde -20 °C hasta +50 °C.)Las baterías MP ( o medium prismáti-cas) de Saft combinan la potencia dela tecnología recargable de Litio Ióncon su avanzada construcción.

Acerca de Environics y SaftFundada en 1987, Environics (www.enviro-nics.fi) suministra a clientes de todo el mundosus avanzados detectores de productos quí-micos y redes de detección diseñados para

proteger la vida de las personas. También par-ticipa en el diseño de componentes electróni-cos de última generación para instrumentosespaciales. Está presente directamente o através de representantes en más de 30 paísesy sus ventas fuera del mercado nacional repre-sentan el 95% del total. Desde su fundación,ha suministrado varios miles de detectores,además de sistemas de detección y monitori-zación, a fuerzas armadas, autoridades de pro-tección civil, cuerpos de seguridad y clientesdel sector industrial de todo el mundo.Saft es líder mundial en el mercado de solucionesautónomas de alimentación eléctrica. La gamade productos de Saft incluye fuentes de energíaeléctrica portátiles y baterías industriales y deavanzada tecnología.

Visite el sitio web de Saft:www.saftbatteries.com

Para obtener más información sobre Saft,puede dirigirse a:SAFT NIFE IbericaParque Tecnológico de AlavaTelf: 945214110e-mail@saftcentral@saft.eswww.saft.es

El nuevo dispositivo SC4905 ofreceoperación programable a 1 MHz,un oscilador integrado, compensa-ción feed-forward de voltaje ymuchas más ventajas.Semtech Corp., empresa represen-tada en España por Anatronic,S.A., anuncia el SC4905, un contro-lador PWM BiCMOS muy integrado yde elevado rendimiento. El SC4905ha sido diseñado para funcionarmucho mejor que dispositivos de lacompetencia con el objetivo de crearfuentes de alimentación off-line yDC/DC aisladas, usando un amplifi-cador de error externo, que reducelos requerimientos de coste y espa-cio. Además, su arquitectura field-forward logra un rendimiento diná-mico mejorado. En una aplicación de telecomunica-ciones típica, el controlador SC4905podría suministrar el control y los cir-cuitos de drive necesarios para con-vertir un raíl de fuente de bus, nor-malmente en el rango de 18 a 75 V yde 12 V u otro voltaje inferior. Apartede telecomunicaciones, banda anchay equipos de red, el SC4905 puede serempleado en aplicaciones como pro-ductos power-over-LAN, así como enfuentes de alimentación industrial,aisladas y point-of-use.Las principales características delcontrolador PWM son operación pro-

gramable hasta 1 MHz, oscilador inte-grado y compensación feed-forwardde voltaje, monitorización de voltajede línea o sincronización interna.Otra de las ventajas es que el SC4905incluye un voltaje de referencia acce-sible (4 V en el SC4905A y 5 V en el

SC4905B), un cierre Vdd (4.5 V en elSC4905A y 12 V en el SC4905B).

Para más infomación:Anatronic, S.A.Tel: 91 366 01 59 / Fax: 91 365 50 95http://www.anatronic.come-mail: info@anatronic.com

CO N T R O L A D O R PWM D E E L E VA D O R E N D I M I E N T O

Controlador PWM de elevado rendimiento Semtech.

Performance Motion Devices, Inc.(PMD), empresa representada enEspaña por Aspid Comunicaciones,S.A., lanza el primer chipset controla-dor de movimiento con múltiples bre-akpoints que permiten un rendimientoincrementado de perfiles de movi-miento y mayor rapidez de las res-puestas en tiempo real.La serie MC2300 de procesadores demovimiento forma parte de la familiaNavigator™ de productos y ofrece 1,2 o 4 ejes de control para motores sinescobilla. Este chipset formado pordos IC ofrecen programación debreakpoint, que permite al usuariocrear perfiles complejos mediante unaseñal interna o externa que causa uncambio de perfil.Las funciones típicas para esta carac-terística son cambios instantáneosdebido a una condición externa ycut-on-the-fly. Estas ventajas sonmuy beneficiosas en aplicacionesque requieren movimiento rápido conperfiles sofisticados, tales como pro-cesos automatizados de producciónde semiconductores, test médicos yequipos de laboratorio. “Incrementando el número disponiblede breakpoints, este chipset de movi-miento ha facilitado la programaciónde perfiles que reaccionan ante múl-tiples condiciones. Esto puede sermuy importante por motivos de segu-

ridad o para permitir que el perfil demovimiento sea sincronizado anteeventos externos”, comenta ChuckLewin, Chairman de PMD. Los breakpoints del chipset MC2300pueden ser programados con unaamplia variedad de condiciones, inclu-yendo posiciones externas, señalestrigger externas, velocidad, hora y

otros factores. El chipset es progra-mados con un lenguaje fácil de usarque utiliza una palabra comandoseguida por una o más palabras. Pro-Motion™, software basado en Win-dows, también se encuentra disponi-ble para lograr una programación dealto nivel y trabajar adecuadamentecon el chipset.

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PR I M E R C H I P D E M O V I M I E N T O C O N M Ú LT I P L E S B R E A K P O I N T S

Primer chip de movimiento con múltiples breakpoints PMD.

Tempo, empresa representada enEspaña por Aspid Comunicaciones,S.A., anuncia su serie Ra de fuentesLED duales, que está compuesta pordispositivos muy estables de alta pre-cisión para detectar pérdidas en fibrasmultimodo.

Cada unidad combina fuentes LEDpara longitudes de onda de 850 y 1300nm. Dos pilas AA ofrecen potenciasuficiente para 24 horas.Las fuentes Ra están protegidas deuna cubierta de conector de salidaintegral para resguardar del polvo.

Cada fuente LED incluye dos adaptadoresST, con adaptadores SC y FC opcionales.

Para más información: Aspid Comunicaciones, S.A.U.General Aranaz, 49Tel: 91 371 77 56 / Fax: 91 320 10 18e-mail: aspidcom@aspidcom.com

FU E N T E S LED D U A L E S

Kontron anuncia el ordenador mono-tarjeta (SBC) JRex-C3, un miembromás de la familia SBC de 3.5”, queusan los mismos patillajes de salida einterfaces para Reset, ATX, dos puertosUSB, FAST LAN, socket teclado /ratón, CompactFlash, VGA y COM1.Los módulos JRex-C3, que permitenla reutilización del chasis y maximi-zan el diseño de reutilización, alber-gan un procesador Intel Celeron sinventilador a 300 MHz, mientras que

un socket SDRAM-DIM para hasta512 MB hace posible el uso dememoria desktop estándar. El JRex-C3 también posee una fuente de ali-mentación ATX. Estas característi-cas homogéneas facilitan las actuali-zaciones con el resto de la familia deproductos. La conexión de displays también sesimplifica con el uso de un interna ceJILI estándar (JUMPtec IntelligentLVDS Interface), que reconoce auto-

máticamente que display se encuen-tra conectado y establece de formaindependiente todos los parámetrosde video.Todos los miembros de la familia JRexson ‘plug-and-work’ para acelerar eltiempo de llegada al mercado.

Para más información: KONTRON Embedded Computers, AG.Gobelas, 2128023 MadridTel: 91 710 20 20 / Fax: 91 710 21 52

JRE X-C3, E L SBC 3.5” S I N V E N T I L A D O R M Á S R Á P I D O D E L M E R C A D O

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DIODE presenta los coolers paraPentium 4 de su representadaSanyo Denki.La serie San Ace MC tiene unaestructura que integra ventila-dor y disipador en un únicoconjunto para ventilar CPU(todos los Pentium Intel yprocesadores Celeron). Losventiladores han sidodiseñados como tecno-logías de larga vidaútil superando las40,000 horas a 60°.Concretamente, elcooler para IntelPentium 4 Pro-cessor 2.8GHz(Socket 478) com-patible puede operarde los 0° a los 60° C (sincondensar) con una tempera-tura de almacenaje de –30 a 60 °C.Tiene un motor Brushless DC conuna moldura de plástico y un disi-pador de aluminio, se mantiene

lubricado permanentemente me-diante un sistema Dual Ball Bearingy cuenta con un sistema limitador

de corriente con protección depolaridad inversa.

Además, este modelo ofreceun nivel sonoro considera-

blemente bajo, ya queinternamente el ventiladorintegra un dispositivo quehace que trabaje en unrégimen de vueltas mayoro menor en función de la

temperatura del procesa-dor. Así el ventilador trabaja

a máximo nivel cuando el pro-cesador lo necesita.

Sanyo Denki destaca por el con-tinuo esfuerzo en diseño y próxi-

mamente anuncia que estarán dis-ponibles coolers para Pentium IV

hasta 3GHz.

Para más información: DIODE España, S.A.Tel: 91 456 81 00 / Fax: 91 555 49 17www.diode.es

CO O L E R S PA R A PE N T I U M 4

El disco Flash FFD 3.5” Ultra WideSCSI Solid-State ahora se encuentradisponible con capacidades dehasta 35 GBM-Systems, empresa representadaen España por Ibérica de Compo-nentes, S.A., anuncia la disponibili-dad de su producto Fast Flash Disk(FFD) 3.5” Ultra Wide SCSI con capaci-dades de hasta 35 GB.El FFD 3.5” Ultra Wide SCSI es el discoFlash más rápido de M-Systems con unratio de lectura de 30.0 Mbps, un ratiode escritura de 20.0 Mbps y un ratio delectura / escritura de 40.0 Mbps. Siendo compatibles con MIL-STD 810Fpara shocks y vibraciones, el nuevodisco Flash es la solución de almacena-miento ideal para sistemas militares yaeroespaciales que requieren superiorfiabilidad y resistencia, al mismo tiem-po que operan en las condicionesambientales adversas, elevada altitudy temperaturas extremas. “Doblando la capacidad del FFD 3.5” UltraWide SCSI se consigue satisfacer lasnecesidades de más clientes”, afirma OlerTsur, Director de Marketing de productosFFD de M-Systems. “Los registradores dedatos, sistemas de reconocimiento y ser-vidores de video necesitan la mayor capa-

cidad de disco para soportar grandesperiodos de grabación con mayor resolu-ción de audio y video y flujo de datos”. El Ultra Wide SCSI FDD es un disco FlashState-of-the-Art Solid-State que es total-mente compatible con interfaces SCSI-2 y SCSI-3 y conectores de 68 y 80 pines.El disco Flash, que soporta un reempla-

zo sin parar la carga, ha sido diseñadocomo una sustitución drop-in para dis-cos duros mecánicos SCSI de 3.5”.

Para más información: Iberica de Componentes, S.A.Tel: 91 659 29 70 – Fax: 91 653 10 19www.ibercom.netemail: informa@ibercom.net

M-SY S T E M S D O B L A L A C A PA C I D A D D E S U Ú LT I M O D I S C O FL A S H

Coolers para Pentium 4 Sanyo Denki.

M-Systems dobla la capacidad de su último disco Flash M-Systems.

Loctite, empresa representada porLober, S.A., anuncia sus encapsulan-tes que, diseñados para facilitar el pasoal montaje del die desnudo (sin prote-ger), ofrecen una protección ambientalde alta fiabilidad en combinación convelocidades de proceso ultrarrápidas yañaden resistencia mecánica a los ele-mentos unidos por hilos.Los encapsulantes Loctite empleandos tecnologías de aplicación para elencapsulado de conexiones por hilos: 1. Tecnología Globtop, que requiere unencapsulante con una tecnología muy pre-cisa: las capacidades de flujo deben per-mitir que los hilos queden cubiertos, sinque el encapsulante fluya fuera del chip.2. Tecnología de barrera y rellenodonde la barrera se utiliza para limitarel flujo del material de relleno de bajaviscosidad, permitiendo su uso enconexiones de hilos con fine pitch. Los encapsulantes Loctite para ambastecnologías han sido diseñados para pro-porcionar alta fiabilidad al tiempo queofrecen un bajo coeficiente de expansióntérmica, alta temperatura de transiciónvítrea y bajo contenido iónico.

Las principales propiedades de estosproductos Loctite son: excelente fiabili-dad, proceso rápido, curado rápido yfácil dosificación. Loctite también ofreceencapsulantes de curado UV diseñadospara el encapsulado de chip en módulos‘smartcard’ (tarjetas inteligentes).Los modelos disponibles son lossiguientes: ● 3532: Barrera para aplicaciones Chip-on-Board. Este material construye unabarrera de control de flujo alrededor delas áreas de encapsulado del chip, ● 3533: Diseñado como material derelleno para utilizar con el producto

3532, pero también sólo en elementosque contienen una cavidad. Ideal paraconexiones de hilos con ‘fine pitch’,● Globtop para aplicaciones Chip-on-Board. Flujo controlado y penetracióncompleta a través de las conexiones. Loctite y Lober ofrecen solucionescompetentes a sus clientes, con elapoyo de sus departamentos de Inves-tigación y Desarrollo.

Si desea más información, póngase en contacto con el Departamento de Atención al Cliente: Lober, S.A.Tel: 91 358 98 75 / Fax: 91 358 97 10

NOTICIAS

25Elektor

SISTEMA DE

DESARROLLO AVREEEl Sistema de desarrollo publicado enlos números 261 y 263 fue un éxito detodos los estándares. Sin embargo,durante el pasado año, los controla-dores AVR Flash parece que vandando alcance a los populares con-troladores PICs. De nuevo Elektortoma el testigo publicando un versá-til sistema de desarrollo, esta vez paramicrocontroladores AVR de Atmel.

VENTILADOR INTELIGENTEEste controlador automático, medianteprocesador, de ventilador permite alusuario el ajuste del tiempo de funciona-miento del ventilador usando un sistemacon un único botón. El tiempo seleccio-nado se puede leer en un display de undígito. El ventilador también puede serdetenido mediante el mismo botón.

UNIDAD DE CONMUTACIÓN

PARA MODELOS R/CEsta unidad de conmutación permite controlar dos funcio-nes adicionales de un modelo R/C usando un canal de con-mutación en el transmisor. Se ha implementado un arran-que suave del motor en uno de los canales.

TAMBIÉN…Ventiladores para disipadores, Fuente deAlimentación de 17 V/ 10A, Conmutadorde efectos para Guitarra, Comprobador depuerto COM, ....

EN C A P S U L A N T E S LO C T I T E

Lober, S.A. Encapsulantes Loctite.

PRÓXIMONÚMERO

TEST&MEDIDAS

26 Elektor

Un osciloscopio normal no es particu-larmente adecuado para trabajar concircuitos que contienen microprocesa-dores, DSPs u otros componentes digi-tales. El ancho de banda es demasiadopequeño para las rápidas señales conlas que trabajan normalmente estoscomponentes. Más aún, frecuente-mente no es posible ver más que dosseñales a la vez (en el mejor de los casosse pueden visualizar cuatro señales).Además, un osciloscopio normal sólopuede medir señales repetitivas, que noson muy útiles con señales digitales.

Aunque actualmente los oscilosco-pios (incluyendo los osciloscopios dealmacenamiento digitales) se usan demanera general, no puede decirse lomismo de los analizadores lógicos, quetodavía son elementos bastante caros,especialmente para los aficionados.

¿Qué hace un analizadorlógico?

En primer lugar deberíamos revisarcómo funcionan los analizadoreslógicos, sólo para demostrar su uti-

Analizador Lógico20/40 MHzcon capacidad de expansión y control PC

Diseñado por B. Bouchez

Con la electrónica analógica, un osciloscopio es suficiente para solucionarcualquier problema que podamos encontrarnos durante un desarrollo.Con la electrónica digital, las cosas no son tan sencillas. A menudo esnecesario observar diferentes niveles lógicos a la vez y sincronizados entresí, trabajando además a altas frecuencias, que son bastante comunes. Unanalizador lógico es claramente la herramienta adecuada para tal situación.

TEST&MEDIDAS

27Elektor

el fondo de la foto de la cabecera del artículo).Probablemente el primer ejemplo de analiza-dor lógico que se ofreció a los aficionados fueun circuito monumental realizado por enterocon integrados LSTTL.

El problema con el que nos enfrentamoscuando diseñamos un analizador lógico es queno sólo debe generar las señales de mandopara los dispositivos de memoria, sino quetambién debe incrementar las líneas de direc-ción después de que se haya tomado cadamuestra. Esto nos lleva a un diseño de circuitocomplicado.

Para esta tarea, los analizadores lógicos clá-sicos utilizan contadores rápidos excitadospor un reloj interno o externo. Entrelazandovarios contadores y bancos de memoria sepa-rados es posible muestrear señales lógicas avelocidades tan rápidas como los tiempos deacceso de los componentes de memoria.

Nosotros queremos mantener el diseño deun direccionamiento lógico sencillo (sin entre-lazados). La construcción de contadores utili-zando dispositivos discretos supondría ungran número de circuitos integrados, siendonecesario multiplexar la dirección además delos contadores para permitir que los datostambién sean leídos.

En lo que se refiere a hacer nuestro trabajolo más sencillo posible, usaremos un tipo dedispositivo de memoria con contadores en suinterior: una FIFO. Una memoria FIFO (pri-mero en entrar, primero en salir) tiene unaestructura complicada, tal y como se puedever en la Figura 2. Al contrario que unamemoria normal que tiene un bus de datosbidireccional, las FIFOs tienen dos buses sepa-rados, uno para escribir y otro para leer, con losdatos entrando por uno y saliendo por otro.

Como notará, no hay bus de direcciones, almenos no externo al integrado. En su lugar, lasdirecciones se generan de forma externa pordos contadores independientes, uno de loscuales se utiliza para escribir y el otro paraleer. Cuando la FIFO se resetea, ambos conta-dores se inicializan a ‘0’.

Si queremos almacenar datos en una FIFO,debemos colocar los datos en el bus ‘Write’ ydespués poner la línea WR a nivel bajo. Enton-ces los datos se almacenan en la posiciónRAM indicada por el puntero Write. Si pone-mos de nuevo la línea WR a nivel alto, el con-tador se incrementará. Este proceso se repitecada vez que se toma una muestra.

En cuanto a la lectura, el proceso es exacta-mente el mismo. Cada vez que la línea RD sepone a nivel bajo, el dato apuntado por el pun-tero ‘Read’ se coloca en el otro bus de datos (lec-tura). El contador de lectura se incrementacuando la línea RD se pone de nuevo a nivel alto.

Estas operaciones de lectura y escriturapueden ocurrir a velocidades completamente

lidad en comparación con un osci-loscopio.

Un analizador lógico graba señalesdigitales recibidas simultáneamente através de un cierto número de canalesde entrada. Estas señales sólo tienenvalores ‘0’ y ‘1’ y están almacenadasen grupos de ocho (o nueve en elcaso de este diseño). Al contrario queun osciloscopio, un analizador lógicosólo graba un ciclo (comparable almodo de disparo de un osciloscopio).

La velocidad a la cual un analizadorlógico almacena datos (que puedecompararse con la velocidad de barridode un osciloscopio) está determinadapor un reloj interno o externo. En cadaflanco (o caída) de este reloj, se puedemuestrear el estado de varios canalesde entrada y almacenar de formasimultánea los valores muestreados.

Otra característica de los analiza-dores lógicos es que el muestreopuede dispararse manualmente o sólodespués de que se han satisfechociertas condiciones (predefinidas). Ental caso, el analizador sólo puede for-zarse a nivel activo cuando el datobinario correcto se presenta en lasentradas específicas. Con un oscilos-copio, el control de trigger está limi-tado a la detección de cierto nivel detensión en la entrada, con una deter-minada polaridad (‘nivel de trigger’).

Por último, la mayoría de los ana-lizadores lógicos también se puedenusar en el modo pre-trigger. En estemodo, los datos mostrados se puedenescribir de forma continua en lamemoria del analizador lógico. Des-pués de que se produzca el trigger, elanalizador lógico continúa almace-nando datos durante un ciertonúmero de ciclos de reloj. Esto sehace para determinar qué sucedeantes del trigger.

Gracias a estas características, losanalizadores lógicos son herramien-tas indispensables para diseñadoresque quieran saber qué sucede en elbus de direcciones, en un circuitoque contiene un microprocesador uotro tipo de circuitos lógicos.

FIFOsDespués de leer algunas característi-cas de los analizadores lógicos yasabremos que el corazón del analiza-dor lógico consta de componentesRAM, que almacenan los datos obte-nidos del proceso lógico conectado alas entradas que leeremos segúnnecesitemos.

Los lectores afines a Elektor recor-darán el proyecto del analizadorlógico descrito en el número de Juniode 1981 (puede verse un ejemplo en

FIFO

1IN

9

FIFO

2IN

9

FIFO

TRIG.LOGIC

μC

LOGIC

OSC.SELECT

3IN

9

FIFO

4IN

9

OSC.

MAX232

ExternalTrigger

ExternalClock

RS-232 Connector

TRIGGER

DATA BUS CONTROL BUS

TRIG5ATRIG5B

020032- 12

Figura 1. La estructura funcional de un analizador lógico requiere un complejocircuito lógico, el cual se puede simplificar considerablemente utilizandocontadores integrados en las FIFOs.

diferentes, por ello este tipo de dispositivo seconoce como FIFO asíncrona.

Para ilustrar cómo trabaja una memoria deeste tipo podemos observar la Figura 3, quemuestra lo que sucede dentro de una FIFOdespués de cuatro ciclos de escritura. Las pri-meras cuatro celdas de memoria se han relle-nado con datos siguiendo el mismo orden enel que se han recibido (en este ejemplo, ‘$AA’ha llegado primero, después ‘$55’, después‘$00’ y por último ‘$FF’). Hasta aquí, el proce-sador conectado al puerto de lectura pone lalínea RD a nivel bajo. Al tener el contador delectura el valor ‘0’, en el bus de lectura apa-rece el valor ‘$AA’ (el primer valor recibido).Después de esto, el contador de lectura seincrementa de forma automática cuando lalínea RD pase de nuevo a nivel alto (al final delciclo de lectura). El contador de lectura ahoratiene el valor ‘1’, por lo que el procesadorrecibe el valor ‘$55’ en el siguiente ciclo delectura. Este fue el segundo valor almacenadoen memoria. El contador de lectura se incre-menta de nuevo en una unidad.

Como podemos ver, los datos salen en lalectura en el mismo orden en que se han gra-bado. Esto explica perfectamente que el nom-bre dado a este tipo de memoria sea: First-in,First-out (primero en entrar, primero en salir).

Ahora supongamos que la FIFO recibe unnuevo comando Write mientras se leen losdatos. El contador de escritura ha alcanzado ladirección 4. Los datos entonces serán almace-nados en esta dirección, sin que esto estorbe alprocesador, que está leyendo datos de la FIFO.

En este ejemplo el contador de lectura ten-drá el mismo valor que el contador de escri-tura tan pronto como la lectura de datos delprocesador haya completado cinco ciclos delectura. Entonces no hay nada más que leer,porque la FIFO está vacía. Este estado lo seña-liza automáticamente la línea FE (FIFO vacía),la cual pasa a nivel bajo en tal situación.

Naturalmente, también puede darse lasituación contraria: el contador de escriturapuede alcanzar al de lectura si la memoria sevacía más lentamente que se llena. En estecaso, no habrá más sitio en la memoria, por-que la FIFO está llena. Cuando esto sucede, elcontador de escritura es inhibido automática-mente hasta que el contador de lecturacomienza de nuevo a moverse, lo cual indicaque las posiciones de memoria ya están dis-ponibles. La FF (FIFO Full –completa-) pasa anivel bajo para señalizar este estado.

Está claro que las FIFOs contienen unaconsiderable cantidad de lógica, y esto sim-plifica considerablemente su uso. Las memo-rias FIFO se utilizan normalmente como buf-fers entre dos procesadores que deben inter-cambiar datos a diferentes velocidades, sinque exista una sincronización mutua.

Los contadores internos tienensalto automático cuando alcanzan elfinal de sus rangos (lo cual no signi-fica que la memoria esté llena, tal ycomo se explica abajo). Desgracia-damente, cuando se intercambianbloques de datos de longitud varia-ble, no es posible determinar la loca-lización del comienzo o final de unbloque desde los contenidos de loscontadores. Esto es porque las FIFOstienen una estructura de 9 bits en

lugar de una estructura de 8 bits.Aunque no siempre es necesario,este bit extra se puede usar paramarcar el final del bloque de formaque el procesador puede reconocerlofácilmente.

El circuitoAhora que sabemos cómo funcionanlas FIFOs, veamos el esquema denuestro analizador lógico.

TEST&MEDIDAS

28 Elektor

32K x

READCONTROL

WRITECONTROL

WRITEPOINTER

RESETLOGIC

EXPANSIONLOGIC

RAM ARRAY8K x 9

16K x 99

020032 - 13

DATAINPUTS(D0 D8)

THREE–STATE

BUFFERS

DATAOUTPUTS(Q0-Q8)

W

READPOINTER

FLAGLOGIC

R

XI

EFFF

XO/HF

MR

FL/RT

64K x 9

DUAL PORT

-

Figura 2. Estructura interna de una memoria FIFO (fuente: Cypress).

XX

XX

XXwritepointer

$FF

F00

$55

$AA

4

3

2

1

0 readpointer

read cycle

write cycle

XX

XX

XXwritepointer

$FF

F00

$55

$AA

readpointer

020032 - 14

Put value on data bus,then increment pointer

XX

XX

$12

writepointer

$FF

F00

$55

$AA

readpointerData at inputs stored in memory.

Write pointer incremented.

Figura 3. Principio de funcionamiento de una FIFO asíncrona: los ciclos de lectura yescritura se pueden ejecutar de forma independiente.

pin 11 de IC5 para iniciar el muestreo. El micro-controlador indica que este flanco es válidoponiendo el pin 12 de IC5 a nivel alto.

Este flanco de subida puede proceder dediferentes fuentes, las cuales se seleccionanutilizando el multiplexor IC14. La primerafuente es simplemente el conector EXT TRIG.Esta entrada permite que el analizador lógicose dispare por un flanco de subida de unaseñal externa. La entrada EXT TRIG tambiénestá conectada a otra entrada de IC14 a travésde una puerta cableada como inversor (IC7d),por lo que es posible disparar el analizador porun flanco de bajada de una señal externa.

Otra opción es el disparo interno. En estemodo, el analizador debe detectar una combi-nación predefinida de varios bits en sus entra-das. En analizadores lógicos profesionales, esposible seleccionar entradas individuales ysus estados asociados. Debido a que quere-mos mantener nuestro analizador lógico sen-cillo, el número de entradas se limita a ocho yno es posible enmascarar.

El disparo interno se realiza comparando elvalor de las primeras ocho entradas de K4 con unvalor almacenado en IC13 por el microcontrola-dor. Si la cadena de bits de las entradas alcanza lacadena de bits almacenada en IC13, la salida deIC11 pasa a nivel alto. Esta salida se puede selec-cionar como fuente de disparo a través de IC14.

Si la señal del pin 5 de IC14 se utiliza paradisparo interno, el analizador comenzará tanpronto como aparezca la cadena de bits en K4.Sin embargo, si se utiliza la señal invertida (laseñal del pin 6 de IC14), el analizador comen-zará cuando la cadena especificada (de nuevocomparada con el valor de IC13) no sea máslarga que la presente en K4.

Observe que hay una tarea adicionaldebido a la ausencia de una máscara de con-figuración para la condición de disparo. Lasentradas de K4 (además de las de otros conec-tores) se colocan a nivel alto mediante una redde resistencias. Para que ciertas entradassean ignoradas, bastará con dejarlas desco-nectadas y programar un ‘1’ en el bit corres-pondiente de la cadena de bits del trigger.

La última, pero no por eso menos impor-tante, parte del circuito es el procesador local(microcontrolador). La misión del procesadorlocal es generar las diferentes señales de con-trol de acuerdo con los comandos recibidosdesde el ordenador, cuya misión es visualizarseñales. Para este trabajo hemos seleccionadoun microcontrolador Atmel AT90S8515 RISCcon un reloj de 8 MHz. También podría utili-zarse un AT90S4414. Este último tipo tienemenos memoria interna y es menos caro, perono es tan fácil de localizar.

EL AT90S8515 es sin duda muy adecuadopara esta aplicación. Tiene todo lo que nece-sitamos en placa para controlar las distintas

Es mucho más fácil entenderlocuando sabemos lo que hacen lasFIFOs. Como podemos ver claramenteen la Figura 4, el circuito está cons-truido alrededor de cuatro circuitosintegrados. El circuito trabajará perfec-tamente con una, dos, tres o las cuatroFIFOs instaladas, por ello decimos quetiene capacidad de expansión.

La capacidad de memoria de dife-rentes tipos de FIFOs también varía,desde 1 Kwords (los bytes aquí tie-nen una longitud de 9 bits) hasta 16Kwords. Todos tienen los mismospines, aunque no se puede decir lomismo de los precios. Si nuestrodiseño es flexible, es posible cons-truir un analizador lógico con 9 a 36canales. Eso es una buena noticiapara nuestro bolsillo.

Por último, el analizador lógico sepuede construir en dos versiones dediferentes velocidades: 20 y 40 MHz.Más tarde veremos algunos aspectosmás sobre esto.

Como ya hemos comentado, loscontadores de escritura forman partede las FIFOs. Aunque éstas no se hanvisto en el esquema no requieren unaseñal de reloj (o línea WR de la FIFO).Esta señal de reloj se genera medianteun generador de reloj que consta deun oscilador a cristal (IC19) y variosdivisores binarios (IC8 e IC9). El relojde muestreo se selecciona utilizandodos multiplexores (IC10 e IC12), loscuales están controlados por el micro-controlador a través de las líneasCLKSx. Una característica especial dela última entrada de IC10 es que noestá conectada a los divisores bina-rios, pero, en lugar de un conectorexterno (EXT CLOCK), permite utili-zar frecuencias de reloj que no esténdisponibles en la placa del circuito.

La señal de reloj llega a la FIFO através de IC6a. En cada flanco decaída de SYSCLK, las FIFOs almace-nan los valores de las señales en susbuses de entrada. Dichas señalesentran a través de los conectores K1-K4. A continuación se describen lascaracterísticas de estas entradas.

Como ya hemos indicado, la señalde reloj pasa a través de IC6a. Estapuerta está controlada por la líneaACQ ACT. La señal ACQ ACT segenera por un (latch) flip-flop formadopor IC7a e IC7b. Este latch sólo sepuede configurar cuando la salida deIC5b pasa a nivel alto. Hay dos for-mas de hacer que esto suceda: cada

una de las salidas de IC5b se puedeponer a nivel alto a través de la líneaSTART (la opción usada para iniciomanual de la adquisición de datos), ola línea GO SYNC se puede poner anivel alto. En este último caso, IC5bsólo cambia los estados cuando hayactividad en la línea TRIG. La últimaopción se usa para el comienzo auto-mático de la adquisición de datos.

El flip-flop IC5b también puederesetearse a ‘0’ mediante el micro-controlador, para evitar inicializar.Esto no afecta al circuito que hayalrededor de IC7.

Mientras IC7 permanezca inhibida,se presentará una señal de reloj y laFIFO grabará las muestras de datos.Sin embargo, llegados a un ciertopunto la FIFO estará llena, debido aque el microcontrolador no lee lasFIFOs mientras que las señales estánsiendo muestreadas. Como hemosvisto, la línea FF llegará a estar activa.Esta señal está invertida por IC6c,haciendo que IC5a cambie de estadoen el siguiente flanco de reloj. Su salidaQ pasará a nivel alto, alcanzando lainhibición de IC7 a través de la líneaACQ DONE. Esto también señaliza elmicrocontrolador hasta que el ciclo demuestreo se completa. La línea ACQACT pasa a nivel bajo, evitando que laseñal de reloj alcance las FIFOs, demanera que ellas son las que detienenla toma de datos muestreados (una vezque la FIFO está llena, no se podránalmacenar más datos).

Entonces el microcontroladorpuede tardar tanto tiempo comoquiera para leer el contenido de lasFIFOs, que contienen los datos mues-treados, yendo a su propia velocidad.Como veremos más tarde, el micro-controlador sólo tiene un bus de 8 bitpara la lectura de datos de las FIFOs,mientras que los datos muestreadospueden llegar a tener una anchura de36 bits. El microcontrolador simple-mente selecciona cada FIFO utilizandolas líneas RAM0RD, RAM1RD yRAM2RD. El noveno bit de cada FIFO,el cual se usa aquí como un bit dedatos extra, se lee a través de una líneade I/O separada del microcontrolador.

Por último vamos a ver el tema deldisparo (trigger). Como ya sabemos,hay dos opciones de disparo: disparomanual, en cuyo caso el analizador seinicializa de inmediato, y disparoautomático. En el último caso, se debepresentar un flanco de subida en el

TEST&MEDIDAS

29Elektor

TEST&MEDIDAS

30 Elektor

IC1940M

Hz

8

147X

TAL

74

LS

57

3

IC13

12 13 14 15 16 17 18

19

EN

11C

1

1D234789 56

1

TL

7705

IC18

RS

I

SE

NR

ST

RS

T

CR

FC

T

27

1 65

3

84

C28

47n

C27

1μ

C29

47n

R10

10k

+5

V

C12

1μ16

V

C13

1μ16

V

C10

1μ1

6V

C11

1μ1

6V

C7

47n

K5

SU

B-D

9

12345 6789M

AX

23

2

T1O

UT

T2O

UT

R1O

UT

R2O

UT

R1IN

IC15

T1IN

T2IN

R2IN

C1–

C1+

C2+

C2–

11 1210

131415 16V

+V-

7 89 3 145

26

+5

V

C6

47n

+5

V

X1

8MH

z

C8

33p

C9

33p

C1

47n

+5

V

K1

10

11 12

13 14

15 16

17 18

19 20

1 2

3 4

5 6

7 8

9

8x 470k1

23

45

67

89

R5

R1470k

+5V

+5

V

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

C2

47n

+5

V

K2

10

11 12

13 14

15 16

17 18

19 20

1 2

3 4

5 6

7 8

9

8x 470k1

23

45

67

89

R6

R2470k

+5

V

+5

V

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

C3

47n

+5

V

K3

10

11 12

13 14

15 16

17 18

19 20

1 2

3 4

5 6

7 8

9

8x 470k1

23

45

67

89

R7

R3470k

+5

V

+5

V

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

C4

47n

+5

V

K4

10

11 12

13 14

15 16

17 18

19 20

1 2

3 4

5 6

7 8

9

8x 470k1

23

45

67

89

R8

R4470k

+5

V

+5

V

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

SD

0

SD

1

SD

2

SD

3

SD

4

SD

5

SD

6

SD

7

SD

0

SD

1

SD

2

SD

3

SD

4

SD

5

SD

6

SD

7

SD

0

SD

1

SD

2

SD

3

SD

4

SD

5

SD

6

SD

7

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

C15

47n

+5

V

PB

2(AIN

0)

PB

5(MO

SI)

PB

6(MIS

O)

PD

2(INT

0)

PD

3(INT

1)

AT

90S8515

PB

7(SC

K)

PA0(A

D0)

PA1(A

D1)

PA2(A

D2)

PA3(A

D3)

PA4(A

D4)

PA5(A

D5)

PA6(A

D6)

PA7(A

D7)

PC

2(A10)

PC

4(A12)

PC

5(A13)

PC

6(A14)

PC

7(A15)

PC

3(A11)

PD

0(RX

D)

PD

1(TX

D)

PB

0(T0)

PB

1(T1)

PB

4(SS

)

PC

0(A8)

PC

1(A9)

PD

7(RD

)

PD

6(WR

)

RE

SE

TIC

16

OC

1B

PB

3(AIN

1)

AL

E

PD

4

PD

5(OC

1A)

ICP

3938373635343332

21222325262728

19

X1

18

X2

20

40

17 16

30

11 1012131415 24

2931 9

12345678

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

CLK

SA

CLK

SB

CLK

SC

CLK

SD

TR

IG S

A

TR

IG S

B

FIF

O R

ST

STA

RT

STO

P

GO

SY

NC

RA

M0R

D

RA

M1R

D

RA

M2R

D

RA

M3R

D

TR

IG R

EG

AC

Q A

CT

FIF

O E

IC17

78

05

C25

100n

C26

100n

C24

22

00μ

16

V

R9150ΩD1

B1

B80C

1500

+5

V

9108

IC6.C

&

+5

V

231

IC7.A

≥1

564

IC7.B

≥1

213

IC6.A

&S

YS

CL

K

STO

P

FIFO WR

ACQ ACT

SYSCLK

FIFO WR

STO

P

STA

RT

IC5.A

3C

1

R2

D

4

S

56

IC5.B

11C

10

S12

D

13

R

98

GO

SY

NC

TR

IG

RAM0RD

FIFO E

FIFO RST

FIFO WR

RAM1RD

FIFO RST

CT

=0 CTR

4

IC8.AC

T

4 3

2

1

6 5

03

+CT

=0 CTR

4

IC8.BC

T

10 11

12

13

8 9

03

+CT

=0 CTR

4

IC9.AC

T

4 3

2

1

6 5

03

+CT

=0 CTR

4

IC9.BC

T

10 11

12

13

8 9

03

+

C5

47n

+5

V

74

F1

53

IC14M

UX

15 10111213

14

EN

EN

1

65

9 743

23

2011 0 0123

G3

TR

IG

8910

IC7.C

≥1

111213

IC7.D

≥1

TRIG SA

TRIG SB

EX

T T

RIG

131211

IC6.D

&

CLK SA

CLK SB

CLK SC

CLK SD

SYSCLK

TRIG REG

IC5

147

C19

47nIC

6

147

C20

47nIC

7

147

C21

47nIC

8

147

C22

47nIC

9

147

C23

47n

+5

V

IC10

168

C14

47nIC

12

168

C16

47nIC

14

168

C18

47nIC

13

2010

C17

47n

+5

V

IC5 = 74F

74IC

6 = 74F00

IC7 = 74F

02

ACQ DONE

AC

Q D

ON

E

74

F6

88

IC11

1P=

Q

CO

MP

111315

19

G1

1718 121416

10 20

1

2468

07

30

579

7 PQ7

4F

25

1

IC12

MU

X

1110

EN

1412 13 15 321 4

7

6 5

9

02

G07

012357 6 4

74

F2

51

IC10

MU

X

1110

EN

1412 13 15 321 4

7

6 5

9

02

G07

012357 6 4

FIFO WR

RAM2RD

FIFO RST

FIFO WR

FIFO RST

RAM3RD

020032 - 11

IC8 = 74F

393IC

9 = 74F393

EX

T C

LK

R11

47k

IDT

7206

FIF

O X

O/H

F

FL/AT

IC1

-25

D0

14 28

Q0

D1

10Q

1

D2

11Q

2

D3

12Q

327

D4

16Q

426

D5

17Q

525

D6

18Q

624

D7

19Q

7

D8

13Q

8

WR

RS

22

XI

20

15R

D

FF

23

21E

F

69

54321

7

8

IDT

7206

FIF

O X

O/H

F

FL/AT

IC2

-25

D0

14 28

Q0

D1

10Q

1

D2

11Q

2

D3

12Q

327

D4

16Q

426

D5

17Q

525

D6

18Q

624

D7

19Q

7

D8

13Q

8

WR

RS

22

XI

20

15R

D

FF

23

21E

F

69

54321

7

8

IDT

7206

FIF

O X

O/H

F

FL/AT

IC3

-25

D0

14 28

Q0

D1

10Q

1

D2

11Q

2

D3

12Q

327

D4

16Q

426

D5

17Q

525

D6

18Q

624

D7

19Q

7

D8

13Q

8

WR

RS

22

XI

20

15R

D

FF

23

21E

F

69

54321

7

8

IDT

7206

FIF

O X

O/H

F

FL/AT

IC4

-25

D0

14 28

Q0

D1

10Q

1

D2

11Q

2

D3

12Q

327

D4

16Q

426

D5

17Q

525

D6

18Q

624

D7

19Q

7

D8

13Q

8

WR

RS

22

XI

20

15R

D

FF

23

21E

F

69

54321

7

8

Figura 4. Esquema del circuito del analizador lógico.

después de generar los pulsos de inicializa-ción correctos.

IC15 es un MAX232 tradicional (o equiva-lente) que adapta los niveles de señal entre elmicrocontrolador (que trabaja a 5 V) y laslíneas RS-232 (las cuales funcionan a ±12 V).

Por último tenemos IC17, un 7805, el cualestabiliza la tensión de operación del circuito.Este IC tiene una demanda bastante grande,ya que el analizador no es particularmenteeconómico en su consumo de corriente (espe-cialmente en la versión de 40 MHz).

Antes de comenzar...Antes de empezar con el soldador de estañodebemos decidir qué versión del analizadorqueremos construir. Como ya mencionamos,podemos construir dos versiones que trabajana velocidades de reloj diferentes: 20 y 40 MHz.

La versión de 40 MHz toma 40 millones demedidas (muestras) por segundo, lo cual esbastante rápido para un circuito de este nivelde sofisticación. Tal velocidad de muestreo esbastante adecuada para comprobar circuitosrápidos. Las siguientes consideraciones sonesenciales para esta velocidad de muestreo:

Las FIFOs deben ser muy rápidas, conunos tiempos de acceso de 15 ns o menos (lashay de 10 ns).

partes del circuito: 8 Kbytes dememoria Flash de programa, 512bytes de RAM, un puerto asíncrono,un núcleo ultra-rápido y más. Tam-bién contiene temporizadores y una

EEPROM, pero no es muy adecuadopara este circuito.

El microcontrolador está acompa-ñado de un integrado para el resettipo TL78705 (IC18), el cual trabaja

TEST&MEDIDAS

31Elektor

B1

C1 C2 C3 C4

C5

C6

C7C8 C9C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

C20

C21

C22

C23C24

C25C26

C27C28

C29

D1

HO

EK

1

HOEK2

HOEK3

HOEK4

IC1 IC2 IC3 IC4

IC5

IC6

IC7

IC8 IC9

IC10

IC11

IC12

IC13

IC14

IC15

IC16

IC17IC18

IC19

K1 K2 K3 K4

K5

R1 R2

R3 R

4

R5 R6 R7 R8

R9

R10

R11

X1

~~

T

T

CLKEXT

TRIGEXT

020032-1

LISTADO DE COMPONENTES

Resistencias:R1-R4 = 470kR5-R8 = 8-way 470k SIL arrayR9 =1k2R10 = 10kR11 = 47k

Condensadores: C1-C7,C14-C23,C28,C29 = 47nFC8,C9 = 22pFC10-C13 = 1μF 16V radialC24 = 2200μF 16V radialC25,C26 = 100nFC27 = 1μF 16V radial

Semiconductores: B1 = B80C1500 en encapsulado

rectangular, (80 V piv, 1,5 A)D1 = LED, rojo, baja corrienteIC1-IC4 = IDT7206 (-15, etc.

Ver texto) o CY7C425-15PCIC5 = 74F74IC6 = 74F00

IC7 = 74F02IC8,IC9 = 74F393IC10,IC12 = 74F251IC11 = 74F688IC13 = 74LS573IC14 = 74F153IC15 = MAX232IC16 = AT90S8515-8PC, programado,

código de pedido 020032-41IC17 = 7805IC18 = TL7705-ACPIC19 = módulo oscilador de 40 ó 20

MHz en encapsulado DIL14 (ver texto)

Varios: K1-K4 = conector de 2 contactos

(pines acodados)K5 = conector sub-D 9 pines (hembra),

montaje PCB, pines acodados X1 = cristal de cuarzo 8 MHz PCB,

código de pedido 020032-1 (verpágina Servicio de Lectores)

Disco, programa demo, código depedido 020032-11 o descargagratuita

Figura 5a. Cara de componentes de la placa de circuito impreso del analizador lógico.

Los integrados conectados a la línea de reloj(IC5, IC6, IC7, IC8, IC9, IC10 y IC12) deben serde tipo 74F. En ningún caso pueden sustituirsepor 74LS o (incluso peor) tipo 74HCT.

Los integrados de la sección de disparo(IC11, IC13 e IC14) también deberían ser detipo 74F, pero esto es menos crítico que lomencionado anteriormente. Se pueden usarlos integrados de la familia 74LS, sin olvidar

que estos generarán retardos duranteel disparo, aunque en principio nosupone ningún problema.

Si no es posible cumplir los reque-rimientos de arriba (si los integradosson inadecuados o demasiado caros),podemos optar por la opción de 20MHz, y siempre se puede actualizaren la de 40 MHz más tarde.

En la versión de 20 MHz todos losintegrados son de la familia 74 LS,pero deberían evitarse los 74HCT.También se pueden usar las FIFOscon tiempos de acceso de 50 ns (omenos); éstas son más fáciles de obte-ner y en cualquier caso menos caras.

Mientras estamos tratando el temade las FIFOs, hay otros dos paráme-

TEST&MEDIDAS

32 Elektor

020032-1(C) ELEKTOR

Figura 5b. Las pistas de la placa de circuito impreso para la placa del analizador lógico.

de stop y 38.400 baudios. Conectaremos elanalizador al puerto serie del ordenador y lafuente de alimentación del analizador.

Ahora deberíamos ver un mensaje en nuestromonitor mostrando la versión del programa yalgunos datos más, además de un cursor del tipo‘>’. Si el programa no está todavía en ejecucióncuando el analizador está encendido, escribire-mos #I en el teclado para reinicializarlo todo. Des-pués de esto aparecerá el mensaje de inicio. Siaparece correctamente, podemos asumir que elmicrocontrolador está trabajando adecuada-mente. Por último, comprobaremos primero elenlace serie al PC, porque la experiencia prácticamuestra que la mayoría de los problemas ocurrenaquí. También verificaremos las configuracionesdel programa emulador de terminal.

No olvide que el carácter de eco (devuelvelos caracteres transmitidos) lo produce el ana-lizador, por lo que la función de eco del pro-grama debe inhabilitarse.

Si todo está en orden, pero los circuitos nose comunican, comprobaremos el circuitomontado alrededor de IC16, IC15 e IC18.

Si durante la comprobación inicial, algunascosas no funcionan correctamente en el ana-lizador, la única solución es comprobar lasdiferentes porciones de circuito enviando loscomandos adecuados desde el PC. Por ejem-plo, el reloj generador se puede comprobarfácilmente conectando un osciloscopio a lalínea SYSCLK y usando el comando #F (ver elapartado ‘Control del analizador’).

CajaAparte del interruptor de alimentación, el ana-lizador no tiene ningún control, porque todose controla a través de la interface serie. Laúnica indicación visual de operación es el LED

tros que se deben tener en cuenta:capacidad de memoria y cantidad.Las FIFOs están disponibles en ver-siones de 1K x 9, 2K x 9, 4K x 9, 8K x 9y 16K x 9. Sin embargo, cuanta máscapacidad, más caras son. En la prác-tica, las versiones de 4 Kb son sufi-cientes para la mayoría de las aplica-ciones. Sin embargo, no hay nadaque nos obligue a usar tipos con grancapacidad o con menos capacidad.

Para decidir el número de FIFOsque queremos fijar sólo tenemos quedecidir cuántos canales queremosmuestrear simultáneamente (9, 18, 27ó 36). Naturalmente, es importanteconsiderar cuánto queremos gastar.

Además del hecho de que todasestas opciones nos permiten cons-truir un analizador para satisfacernuestras necesidades particulares,debemos ser conscientes de que lospines de las FIFOs de los distintosfabricantes son compatibles. LaTabla 1 muestra varios tipos de losfabricantes más importantes.

Nos aseguraremos de prestaratención en el encapsulado cuandocompremos esos integrados; los for-matos PLCC32, normal DIL28 y DIL28ancho, son adecuados. Nuestra placade circuito impreso es apta para lasversiones DIL28, pero no para la ver-sión PLCC32.

La consideración final tiene que vercon el microcontrolador (IC16). Pode-mos pedir un ejemplo pre-programadoen el Servicio de Lectores de Elektor(código de pedido 020032-41), o pode-mos programarlo nosotros mismos.Debido a que este microcontrolador notiene un puerto ISP se debe programarusando un programador externo.

Consideraciones prácticasCuando tengamos todos los compo-nentes necesarios podemos comen-zar a ensamblar la placa del circuito.

A pesar del uso de las FIFOs, elnúmero de componentes es bastantegrande, lo cual también se puede veren las dimensiones de la placa de cir-cuito impreso (ver Figura 6).

Se recomienda el uso de zócalospara los circuitos integrados, preferi-blemente de los que tienen contactostorneados. No deberíamos tener nin-gún tipo de problema en la coloca-ción de los componentes.

Con respecto a la tensión del regu-lador (IC17), debemos notar que tiene

que disipar bastante calor, particular-mente con la versión de 40 MHz. Elconsumo de las FIFOs es de 200-300mA, mientras que la lógica 74F con-sume 150-200 mA, lo que hace untotal de 500 mA. Cuando fijemos esteintegrado, dejaremos hueco para undisipador o lo fijaremos verticalmente.Una solución sencilla es colocar untrozo de metal en forma de L bajo elregulador de tensión para poder fijarun disipador en la parte superiorderecha de la placa del circuito.

También queremos enfatizar que esesencial usar condensadores de des-acoplo de buena calidad para evitarsorpresas desagradables cuando haga-mos medidas en circuitos rápidos.

Después de colocar todos los com-ponentes pasivos y la fuente de ali-mentación, comprobaremos que hay5 V en los zócalos de los integradosantes de fijarlos.

Una vez fijados todos los compo-nentes procederemos con el siguientepaso, que es el chequeo (test).

Chequeo del circuitoA pesar de la complejidad de este cir-cuito, no es difícil comprobar su ope-ración. Todo lo que necesitamos es unPC con Windows y el programa Hyper-Terminal, que viene con Windows.También es válido cualquier otro tipode ordenador con un puerto RS-232 yun programa emulador de terminal.

Ejecutaremos el programa emula-dor de terminal y lo configuraremoscomo sigue: 8 bits, sin paridad, 1 bit

TEST&MEDIDAS

33Elektor

Figura 6. El prototipo del analizador lógico completamente ensamblado (versión de doscanales).

que muestra que la tensión de alimentaciónestá presente.

Una sencilla caja es adecuada para nuestroanalizador. Los conectores K1-K4 están locali-zados en el borde de la placa del circuito paraestar accesibles, por lo que se pueden usarconectores acodados. El disparo (trigger)externo y las entradas de reloj externo tam-bién se puede colocar en el mismo lado de lacaja, por ejemplo usando enchufes de banana.

El uso de una caja metálica para el analiza-dor proporciona un buen apantallamiento yevita la emisión de radiación electromagné-tica. Recuerde que el analizador trabaja inter-namente con bastantes altas frecuencias.

La tensión de alimentación puede constarde un pequeño transformador de red con unatensión secundaria de aproximadamente 9 V(alrededor de 8 VA), o un pequeño transforma-dor de red. Nos aseguraremos de leer la páginade la Guía de Seguridad Eléctrica (publicadaocasionalmente en Elektor) antes de fijar untransformador de red en la caja metálica.

Control del analizador

El analizador puede controlarse muyfácilmente usando un PC. Este controltrabaja de acuerdo al principio maes-tro/esclavo, en el cual el PC envía uncomando y espera una respuesta.

El analizador nunca envía nadapor propia iniciativa. Tenga presenteque el procesador local responde con-tinuamente al requerimiento del PCdurante la fase de muestreo (porquela FIFO hace sus trabajos sin ningúnaparticipación del procesador).

El enlace entre el PC (u otro tipo deordenador) y analizador está formadopor un cable RS-232 conectado pin apin (sin conexiones cruzadas). Cadacarácter recibido por el analizador seretorna como un ‘eco’, de manera queel PC puede verificar la ausencia deerrores de comunicación.

El analizador puede usar cadacomando comenzando siempre conel símbolo ‘#’. Este símbolo debeestar seguido por una letra que repre-senta un comando. A continuaciónde la letra puede haber uno o máscaracteres ASCII hexadecimales quesirven como parámetros. Por ejemplo,el valor hexadecimal $5A se repre-senta por dos caracteres: ‘5’ y ‘A’.

El analizador reconoce el retornode carro (CR = ASCII 13) y fin delínea (LF = ASCII 10), pero no sonobligatorios.

Una vez enviado un comando alanalizador, éste puede responder conuno de los siguientes caracteres:

>: El comando ha sido ejecutadocorrectamente.

?: El comando no es reconocido(no existen comandos o parámetrosincorrectos).

!: El comando es reconocido, perono es aceptado en el estado actualdel analizador.

En la Tabla 2 se indican los diferentescomandos reconocidos por el analizador.Debido a que dichos comandos consti-tuyen el corazón de nuestro dispositivo,los describiremos más detalladamente:

#I Inicializar el analizador.Se resetea todo (las FIFOs se

borran, se detiene el muestreo). Estecomando también produce el men-saje de bienvenida para representarloen el monitor del PC, incluyendo laversión del número de programa.

#G Comienzo inmediato demuestreo.

Después de recibir este comando, elanalizador comienza a almacenar losdatos presentes en sus entradas. Lavelocidad de muestreo se establece conel comando #F. Las FIFOs son borradasantes de que comience el muestreo.

#C Detener muestreo inmediata-mente.

Cuando se recibe este comando, elanalizador se detiene inmediatamenteen el proceso de toma de muestras(incluso si aún no se ha disparado). Losdatos se han grabado a la vez que serecibe el comando y se puede leerusando el comando #R.

#R Lectura de datos de las FIFOs.En respuesta a este comando, el

analizador envía una cadena de carac-teres de 36 bits que contienen los datosleídos de las FIFOs, teminados porCR/LF. Esta cadena tiene la estructuraWWXXYYZZ0V. Donde el valor de‘WW’ está determinado por los 8 bitsde la primera FIFO, ‘XX’ por la segundaFIFO, ‘YY’ por la tercera FIFO y ‘ZZ’por la cuarta FIFO. La posición ‘V’ espara cuatro bits extra (bit 9 de cadauna de las cuatro FIFOs).

Este comando no será ejecutado si elanalizador está ocupado muestreandodatos o las FIFOs están vacías. Si una omás FIFOs no están fijadas, el código‘FF’ será enviado a cada FIFO que falte.

#P Repetir el último dato leídousando el comando #R.

Si el programa encuentra discre-pancias en los datos, los recuperausando un comando #R (por ejemplo,debido a la transmisión de errores),pudiendo usar el comando #P para re-enviar el bloque de datos tan amenudo como sea necesario. Elcomando #P no se puede usar paraleer los datos de las FIFOs.

#Mxx Fijar la configuración deldisparo (trigger).

El comando #M fija el valor queaparece en la salida del registro decomparación del disparo. El analiza-dor empieza a tomar muestras cuandolos datos de las ocho entradas de K4toman el valor transferido a través delparámetro del comando #M.

#Tx Selecciona el modo de disparo.El valor del parámetro (0-3) deter-

mina la fuente de disparo:0: El analizador comienza cuando

el valor binario de K4 es igual al valordel disparo (como se especificausando #M).

TEST&MEDIDAS

34 Elektor

Tabla 1. En este analizador pueden usarse variostipos de FIFOs. La velocidad de operaciónde una FIFO se determina desde sunúmero completo.

Fabricante Tipo CapacidadAMD AM7202 1K x 9

AM7203 2K x 9AM7204 4K x 9AM7205 8K x 9

IDT IDT7203 2K x 9IDT7204 4K x 9IDT7205 8K x 9IDT7206 16K x 9

CYPRESS CY7C425 1K x 9CY7C429 2K x 9CY7C433 4K x 9CY7C460 8K *x 9CY7C462 16K x 9

Tabla 2Sumario de comandos para el controldel analizador

#I Inicializar el analizador#G Inicio de muestreo#C Detener muestreo#R Lectura de datos de las FIFOs#P Repetir los últimos datos leídos

usando el comando #R #Mxx Fijar el trigger (disparo)#Tx Seleccionar el modo de disparo#Fx Fijar la velocidad de muestreo#S Leer el estado del analizador#A Armar el trigger#Z Borrar las FIFOs

TTL de 3,3 V usa los mismos flancos de dis-paro que el estándar TTL de 5 V, con 2,4 V omás a nivel alto y 0,4 V o menos a nivel bajo.Esto garantiza la compatibilidad de señales de3,3 V conectadas a las entradas de 5 V.

Para probar circuitos lógicos que trabajancon una tensión de alimentación de 3 ó 2,5 V,los cuales son cada vez más comunes, seránecesario usar adaptadores de entrada, por-que los disparos para los niveles alto y bajo noson los mismos para 3,3 V y 5 V TTL.

No obstante, podríamos usar correctamenteel analizador para probar un circuito de 3 V.

También es necesario un adaptador paraprobar circuitos CMOS que trabajen a tensio-nes mayores de 5 V, porque las FIFOs no pue-den manejar tales tensiones. En un artículofuturo describiremos varios adaptadores.

Nos gustaría señalar la vulnerabilidad rela-tiva de las entradas que se conectan directa-mente a las FIFOs. Si conectamos una entradaa una línea que tenga una tensión mayor de 5V, hay un riesgo de que la FIFO perezca rápi-damente. Un analizador lógico profesional nopuede escapar de este riesgo.

¿Por qué no hay medidas de protección enlas entradas usadas? La razón es muy sencilla:las medidas de protección afectan las caracte-rísticas del circuito que se está probando y des-pués de todo, el analizador se ha diseñado paraevitar fallos de pistas, no para generarlos.

La consideración final es que deberíamosconectar el analizador al circuito que se estáprobando, preferiblemente usando cable plano,y hay una buena razón por la que los conecto-res de entrada tengan conexiones de masa.

Las conexiones excesivamente largas pue-den distorsionar significativamente las seña-les y perturbar el funcionamiento del circuitoa probar, sobre todo cuando estamos traba-jando con señales rápidas.

(020032-1)

1: El analizador se inicia cuando elvalor binario de K4 es diferente delvalor de disparo configurado.

2: El analizador se inicia en el flancode subida de la entrada EXT TRIG.

3: El analizador se inicia en el flancode bajada de la entrada EXT TRIG.

#Fx Fija la velocidad de muestreo.Este comando se utiliza para selec-

cionar la salida del divisor del reloj delectura de FIFO. Este comando no seráejecutado si el analizador está ocupadotomando muestras. La velocidad realde muestreo depende del osciladorIC19. La tabla siguiente muestra eltiempo entre muestras sucesivas paralos distintos parámetros de las dos fre-cuencias de oscilador.

x 20 MHz 40 MHz8 50 ns 25 ns9 100 ns 50 nsA 200 ns 100 nsB 400 ns 200 nsC 800 ns 400 nsD 1,6 μs 800 nsE 3,2 μs 1,6 μsF 6,4 μs 3,2 μs0 12,8 μs 6,4 μs1 25,6 μs 12,8 μs2 51,2 μs 25,6 μs3 102,4 μs 51,2 μs4 204,8 μs 102,4 μs5 409,6 μs 204,8 μs6 819,2 μs 409,6 μs7 Ext. clock Ext. clock

#S Lee el estado actual del anali-zador.

El analizador responde a estecomando con el código XX<CR><LF>.El valor binario ‘XX’ en la respuesta seconstruye como sigue:

bit 0: 1 = inicializa el analizador bit 1: 1 = detiene el analizador bit 2: 0 = FIFOs vacíabit 2: 1 = FIFOs no vacíaInmediatamente después de haber

encendido el analizador, la respuesta alcomando #S será el valor ‘00’.

#A Arma el disparo –trigger-.Después de haber armado el dis-

paro, el analizador se armará tanpronto como se satisfaga la condiciónde trigger usando el comando #T.

#Z Borra las FIFOs.

Interface gráfica de usua-rio para el analizador

Como podemos ver en la parte supe-rior, es muy fácil controlar el analiza-

dor. Es relativamente fácil escribir unprograma para el control del analiza-dor (el lenguaje y plataforma no sonimportantes) y visualizar los datosenviados en formato gráfico.

Para los lectores que no hayanescrito sus propios programas, elautor ha escrito un programa comoversión demo que puede descargarsede la página de Elektor. Tambiénpuede obtenerse un disco en el Ser-vicio de Lectores (código de pedido020032-11).

La versión completa del programaestá disponible en la página delautor. Podemos encontrar más infor-mación en la página web del autor:http://benoit.bouchez.free.fr/logic_analyzer

Algunos apuntes finalesComo debería ser evidente, el anali-zador lógico descrito aquí está pen-sado para usarlo con señales TTL de 5V (incluyendo circuitos CMOS queoperan a 5 V). El analizador es aptopara circuitos de 3,3 V, pero en estecaso no deben colocarse las resisten-cias R1-R4 y las redes de resistenciaR5-R8, porque existe riesgo de dañarel circuito que se está comprobando,debido a que la línea de 3,3 V sedebería conectar a 5 V a través dedichas resistencias (aunque los valo-res altos de estas resistencias limitanlos posibles daños). Puede parecerextraño que las FIFOs, que operancon una tensión de alimentación de5 V, puedan operar también conseñales que trabajan con el estándarde 3,3 V. Sin embargo, el estándar

TEST&MEDIDAS

35Elektor

MICROCONTROLADOR

36 Elektor

Desde los robots de ajedrez Maezel la genteha estado fascinada por las máquinas yordenadores que pueden jugar al ajedrez.

Mucha gente ya ha intentado crearalgún dispositivo que supere suspropias capacidades, aventurán-

dose en algunas ocasiones muy porencima de los caminos de interés enel proceso. Por ejemplo, justo antesde la existencia del primer ordena-dor, el matemático Alan Turing des-arrolló un programa de ajedrez contarjetas indexadas, y “ejecutó” esteprograma utilizándose a sí mismocomo procesador.

Hoy día, cualquiera podría pen-sar que no hay mucho más quedecir sobre los juegos de ajedrezpara ordenador ya que, práctica-mente, nadie puede batir al orde-nador. Sin embargo, con el proyectode Deep Evelyn queremos quenuestros lectores tengan de nuevointerés en los juegos de ajedrezpara ordenador programados por elusuario, haciendo que esta tarea seconvierta en un reto muy suge-rente: juego de ajedrez por ordena-dor que utiliza un microcontroladorFlash de ocho bits de la casa Atmel,con 8 ó 12 KB, programado en len-guaje C!.

Ordenador para Ajedrezutilizando la Placa Micro FlashDeep Eveyn, ganador de la competición de la Placa Micro Flash

Por P. Azad and T. Gockel

Mientras que el caso del juego de ajedrez que utiliza un ordenador degrandes prestaciones puede ser tratado como “de otro nivel” (elordenador siempre gana), este proyecto está pensado para volver adirigir el interés de nuestros lectores sobre el juego de ajedrez conordenador, programado por el usuario, haciendo que esta tarea sea másretadora. El resultado ha sido un ordenador para el juego de ajedrezbasado en la Placa Micro Flash.

MICROCONTROLADOR

37Elektor

lizada en lugar de tener que volver a calcularel valor de nuevo. Esto no solamente reduce lacantidad de código compilado, sino que tam-bién incrementa la eficiencia del programa.Sin embargo, es fácil producir errores al eli-minar presuntas constantes que, en la actua-lidad, no son tales constantes. Por lo tanto,todos estos cambios deben ser consideradosy verificados cuidadosamente durante la eje-cución del programa.

En cuanto a la fabricación de código similarla cosa se complica considerablemente.Excepto para los casos más triviales de blo-ques idénticos de código fuente, este trabajorequiere de intuición y creatividad. Si dos tro-zos de código parecen ser similares, en teoría,pueden ser combinados para formar unaúnica función. Por ejemplo, la introducción devariables adicionales y consultas IF (verCódigo de Segmento 1).

Estos cambios, si se han realizado de unmodo razonable, conllevan una reducción sig-nificativa en la cantidad de código compilado,pero incrementan el tiempo de ejecución. Así,la llamada a una función tiene un coste doblede tiempo, debido a las operaciones de lecturay escritura ejecutadas implícitamente para elretorno de direcciones, posibles parámetros ysalvar el contexto. Además, a esto hay que aña-dir el código adicional necesario para diferen-ciar las distintas tareas, como las consultas IF.

La sustitución de los datos de tipo int pordatos de tipo char (donde sea posible), con-lleva una mejora importante en el tamaño decódigo, uso de memoria y tiempo de ejecu-ción. El compilador sdcc interpreta el datotipo char como un tipo de datos de ocho bits,mientras que el tipo de datos int lo trata comosi fuese de 16 bits. Como el microcontroladorAT 89S53 dispone de una UAL (Unidad Arit-mético-Lógica) de ocho bits, una operacióncomo una multiplicación de dos variables tipoint se divide en varias multiplicaciones ysumas de datos de ocho bits.

En general, no es posible cambiar sencilla-mente el tipo de datos de int a char, ya queesto nos puede llevar a una pérdida conside-rable de información (65.636 valores frente a256 valores). Sin embargo, fue posible susti-tuir todas las sentencias de tipo int por char,excepto para la función de evaluación. En unprincipio, las sentencias # define para las dis-tintas piezas de ajedrez eran utilizadas tantopara la diferenciación como para la evaluaciónde las mismas. Separando el identificador y elvalor de cada pieza individualmente en sen-tencias # define separadas, fue posible redu-cir el tipo de datos de “array” a “char”, permi-tiendo que todas las rutinas, excepto la fun-ción de evaluación, usasen operaciones deocho bits, que eran mucho menos costosas anivel de memoria.

El programaUna vez que se ha tenido la idea deimplementar un juego de ajedrez paraordenador que utilice el microcontro-lador de la casa Atmel, rápidamentepodemos encontrar un programabásico escrito en lenguaje C que nospermita generar movimientos, eva-luar las posiciones de las piezas yrecurrir a Internet para obtener dife-rentes métodos (método Alfa/Beta).Sin embargo, las pruebas realizadasutilizando varios compiladores de len-guaje C (Rigel y Wickenhüser) falla-ron, ya que los compiladores no pue-den manejar la sintaxis (ya desmenu-zada), tropezando en las llamadasrecursivas o produciendo códigocompilado excesivamente largo. Elcompilador de código abierto “sdcc”,que será descrito en un futuro artículode Elektor, parece que, al final, puedeser el más adecuado. Lo que quedabaal final era modificar el código fuenteexistente para cumplir nuestras nece-sidades. Esto requería los siguientescambios:

– Reparto con las librerías estándar.– Reducción del tamaño del código

compilado.– Adaptación del programa al modelo

de memoria de la casa Atmel.– Optimización de la velocidad de

ejecución.

Para poder trabajar con las libre-rías estándar lo primero que tuvimosque hacer fue suprimir todas las ins-trucciones “# include” y sustituir loscomandos no reconocidos con nues-

tro propio código. Así, suprimimostodas las instrucciones de E/S y aña-dimos los comentarios adecuados enlas partes del programa afectadaspara facilitar la inserción de nuevasrutinas de E/S.

La primera compilación que reali-zamos utilizando el compilador“sdcc” produjo algo más de 16 KB decódigo. Considerando la cantidad decódigo de E/S que aún tenía queimplementarse, esto tenía que redu-cirse al menos hasta los 9 KB. Másque intentar buscar sitio para el pro-grama, intentamos cambiar nuestrosobjetivos. De este modo, como sedescribe a continuación en el apar-tado “El Circuito”, el microprocesa-dor AT 89S53, compatible a nivel depatillas con el AT 89S8252, tiene unacapacidad mayor de memoria Flash(12 KB en lugar de 8 KB), con lo que,en el peor de los casos, tendríamosque reducir el tamaño del programatan sólo en 5 KB.

Para reducir la cantidad de códigocompilado, el código fuente fuemodificado siguiendo las siguientespremisas:

– Adaptación de las constantes.– Fabricación de código similar.– Sustitución de los datos tipo “int”

por los de tipo “byte” (o char)donde fuese posible.

La adaptación de las constanteses una tarea relativamente sencilla.Si un valor particular se calcula variasveces dentro de una función, bastacon calcularlo tan sólo una vez y asig-narlo a una variable, la cual será uti-

Segmento deCódigo I// old...void foo(){

char i;for (i = 0; i < 8; i++){

// common ...}

for (i = 0; i < 4; i++){

// common ...// extra ...

}}

// new...void help(char n){

char i;for (i = 0; i < n; i++){

// common ...if (n == 4) { // extra ... }

}}

void foo(){

help(8);help(4);

}

Fue necesario adaptar el modelo de memo-ria de la casa Atmel ya que el microcontrola-dor de dicha casa tan sólo dispone de 256bytes de memoria RAM interna. En primerlugar, todas las variables globales (principal-mente los arrays para la distribución deltablero, los movimientos, etc.), fueron llevadasa una memoria externa de 32 KB, colocando lapalabra de control xdata frente a las distintasdeclaraciones.

Una vez que hemos llevado estos datos aotras posiciones, podemos conseguir que elordenador juegue una partida de ajedrez con-tra sí mismo y siga los movimientos utili-zando el interfaz serie. El primer movimientoque ejecutó nuestro ordenador fue “a8a9”(¡sorprendente!), lo cual lo llevó a una engo-rrosa sesión de depuración. Al final, reduji-

mos el programa completo de aje-drez a unas cinco líneas que senci-llamente llenaban un “array” utili-zando un lazo de programa FOR yleyéndolo de nuevo, encontrandoque este sencillo programa no fun-cionaba de la forma adecuada, con loque pudimos deducir que había algoque no trabajaba correctamente enel compilador sdcc. Totalmente des-moralizados, inhabilitamos todas lasopciones del compilador y, conmucha suerte, conseguimos quetodo funcionase.

Después de esto, nuestro ordena-dor de ajedrez proporcionó “a2a3”como su primer movimiento, el cual,al menos, mostraba una cierta simili-

tud a “e2e3”, el movimiento especifi-cado para el mismo programa que seejecutaba bajo Windows.

Aunque los 256 bytes de memo-ria RAM interna habrían sido másque suficientes para el resto devariables locales que quedaban ypara la pila, nos encontramos que,prácticamente, todas las variablesque no estaban marcadas con lapalabra de control xdata, eran unafuente potencial de errores. En estepunto ya teníamos suficiente expe-riencia para no preocuparnos delporqué de todo esto o en intentar, deforma sistemática, volcarnos en bus-car la causa del problema. En lugarde ello, adoptamos la solución drás-tica de evitar completamente el usode la memoria interna. De unamanera más detallada esto signifi-caba que había que:

– Sustituir los parámetros de la fun-ción con variables globales.

– Sustituir las variables locales convariables globales.

– Generar nuestra propia rutina degestión de la pila en tiempo deejecución.

La función Alfa/Beta es la únicafunción recursiva del programa deajedrez. Esto significa que todos susparámetros, variables locales y direc-ciones de retorno eran colocadosimplícitamente en la pila en tiempode ejecución, cada vez que se lla-maba a esta función, por lo que pue-den ser leídas y borradas de la pilacada vez que se ejecute la llamadade retorno. Todo esto, que normal-mente está gestionando por el len-guaje de programación, tiene que serahora programado explícitamente.

Un array de tipo struct agrupabatodas las variables mencionadas ante-riormente y era utilizado como pila.Como las etiquetas no son tipos dedatos del lenguaje C y, por lo tanto, nopodían asignarse a variables, lasdirecciones de retorno tenían queimplementarse directamente utili-zando identificadores y consultas IF.Hubiera sido concebible, y cierta-mente algo más eficiente, utilizar lasolución de un trozo de lenguajeensamblador interno. El Código deSegmento 2 muestra por ejemplo elcódigo modificado.

Con el objetivo de optimizar lavelocidad de ejecución, los colores

MICROCONTROLADOR

38 Elektor

Segmento deCódigo 2// old...

int value;int foo(char a){

char local;if (a == 5)

return a;// code1 ...value = foo(a + 1);// code2 ...return value;

}

// new

xdata int value;// for current stack contentxdata char a;xdata int local;xdata char ret;// corresponds to return value registerxdata char retval;int foo(){begin:

// fetch parameters and return address

a = stack[stackp].a;ret = stack[stackp].ret;if (a == 5){

retval = a;if (ret)

goto ret;return;

}// code1 ...// update stack contents (save context)stack[stackp].a = a;stack[stackp].local = local;// push (parameters & return address)stack[++stackp].a = a + 1;stack[stackp].ret = 1;goto begin;

ret:// pop (restore context)a = stack[—stackp].a;local = stack[stackp].local;ret = stack[stackp].ret;// fetch return valuevalue = retval;// code2 ...retval = value;if (ret)

goto ret;return retval;

}

Instrucciones de funcionamientoIntroduzca un movimiento cuando se le pida.Por ejemplo, para introducir el movimiento e2e4, pulse los botones E/, /2, E/ y /4 en esta secuencia.Para corregir un movimiento introducido falso o borrar una línea completa, pulse la tecla “ESC”.Para confirmar o transmitir nuestro movimiento, pulse la tecla “RETURN” o ¨, respectivamente.Para hacer el “enroque” corto, pulse la tecla “#” (almohadilla, señalizada como /r).Para hacer el “enroque” largo, pulse la tecla “/l” (señalizada como /R).Para seleccionar que el ordenador realice su movimiento (que el microcontrolador calcule el

próximo movimiento): pulse la tecla “RETURN” o ¨, sin introducir ningún movimiento. Nueva partida: pulse la tecla “Reset” en la Tarjeta Flash.

con la interfaz desmenuzada del usuario, elprograma también podría funcionar proba-blemente dentro del AT 89S8252. La canti-dad de memoria de programa requerida enla actualidad por el código compiladopuede verse bajo el programa CSEG, en elfichero con formato .map generado por elcompilador.

Resultados y recomendacionesLa actual versión de Evelyn es un ordenadorde ajedrez que no puede competir con dis-positivos profesionales o programas paraordenador, aunque puede ganar a cualquieraficionado. Sin embargo, el propósito de esteproyecto no fue el de crear un ordenador deajedrez de altas prestaciones sino, más bien,mostrar cómo un programa relativamentecomplejo escrito el lenguaje C puede sertransferido desde un entorno de ordenadorhacia un entorno microcontrolador muchomenos potente. Las referencias proporcionaninformación adicional que nuestros lectorespueden encontrar muy útiles en sus propiosproyectos.

Una última cosa: el nombre del ordenadorde ajedrez fue inspirado en el siguiente men-saje informativo del compilador sdcc:

Atención: flujo condicional cambiadopor el optimizador “chess.c(386)”: El llamado es EVELYN y el modificadoes DOG.

(031001-1)

MICROCONTROLADOR

39Elektor

de las piezas se distinguen en el pro-grama de ajedrez por el signo delidentificador: un identificador posi-tivo hace referencia a una piezablanca, mientras que un identifica-dor negativo indica una pieza negra.La eficiencia del proceso de evalua-ción fue mejorada en un factor de 2,aproximadamente, utilizando dosramas separadas en el algoritmo deevaluación para diferenciar entrepiezas blancas y piezas negras, enlugar de manejar la diferencia entredichas piezas multiplicando repeti-damente los distintos valores por unavariable (1 ó –1) en un único bloquede código. Esto permitió eliminarmuchos procesos de multiplicación,con lo que el código compilado fuemucho más pequeño, lo que nos per-mitió casi doblar el número de líneasde código fuente.

También probamos el uso tanpráctico de las sentencias # definey fin de # define (# ifdef WIN32 ... #enddef), para permitir que el códigofuente pudiese compilarse como unprograma consola que se ejecutababajo Windows, de manera que el fun-cionamiento del programa básicopodía ser verificado y/o depuradopara mejorarlo convenientementepara un entorno Windows.

Además, la salida a través delinterfaz serie fue una gran ayuda enla fase de desarrollo. Las rutinasnecesarias pueden tomar fácilmentela forma de un pequeño programa dedemostración (hi.c) proporcionadocon el compilador sdcc. Una soluciónmás conveniente aún podría ser uti-lizar el programa gratuito PaulMon2,pero no fuimos capaces de compro-bar dicho programa en el pocotiempo del que disponíamos (10 cor-tas tardes).

El circuitoPara este proyecto nos hemos con-centrado intencionadamente en elprograma y hemos evitado el gustodel uso de las entradas y las salidas.Aparte de esto, hemos realizado muypocos cambios en el circuito de laPlaca Micro Flash AT 89S8252 de lacasa Atmel.

El regulador de tensión fue susti-tuido por un modelo equivalente debaja caída de tensión (como el LT1086CT-5, el cual, sin embargo, tieneuna distribución de patillas diferentes

[gnd/in/out en lugar de in/gnd/out], oel LM 2940 o equivalente). Al mismotiempo, la tensión de entrada seredujo, ya que el original 7805 secalentaba demasiado cuando la ilu-minación de fondo de la pantalla LCDestaba activada (con una resistenciaserie de 10 Ω), debido a su alta caídade tensión entre sus extremos (alre-dedor de 3 V).

La entrada de datos por parte delusuario se realiza a través de unteclado compuesto por 12 teclaspulsadoras digitales, montadas enla zona de prototipo. Como cadatecla está cableada a masa, serequieren 12 terminales como puer-tos de entrada. Tampoco fue nece-sario economizar en terminales delpuerto de entrada utilizando unamatriz de conexión. La asignaciónde los terminales del puerto deentrada a los conmutadores sepuede ver fácilmente en la funciónAskPlayerMove (), en el códigofuente (userinit.c). Los pulsadoresestán protegidos contra rebotes conun sencillo retardo (50 ms, valor quepuede ser cambiado si se desea).La configuración de las teclas seasemeja al teclado de un teléfono ylas funciones de los botones y sufuncionamiento es prácticamenteauto-explicativa (ver el apartado deInstrucciones de Funciona-miento). Debemos señalar que elprograma no verifica que los movi-mientos introducidos tengan queser corregidos, por lo que si desea-mos que realice esta función la ten-dremos que hacer nosotros mismos.

La pantalla LCD de 16 x 2 líneasestá conectada al bus de direccio-nes y datos. Este dispositivo puedeser direccionado en la sintaxis delcompilador C seleccionado (sdcc)utilizando el comando de controlxdata (acceso externo a la memoriaRAM). Un ejemplo de este tipo deacceso sería:

volatile xdata unsigned charat 0x8000 cmd_write;

La placa que presentamos alojael microcontrolador de la casaAtmel AT 89S53-24PC, el cuadro escompatible a nivel de terminalescon el AT 89S8252, pero dispone de12 KB de memoria Flash de pro-grama en lugar de 8 KB (pero nomemoria EEPROM). Sin embargo,

Para información adicional:

www.artilect.co.uk/lego/default.asp?page=Chess‘The Chess Robot Project’: ajedrez en Lego Mindstorm (descargar)

http://sdcc.sourceforge.netPagina principal de sdcc (small-device C com-piler): documentación y descargas

www.turbobit.com/mem51.htmlInformación sobre el “mapeado” de lamemoria del 8051 y derivados, con referen-cia al fichero sdcc.map.

www.geocrawler.com/archives/3/3278/2000foro de usuarios de sdcc

www.estpak.ee/~nq002a/liter/picapps.pdf‘Interfacing a Matrix Keypad’ y otras aplica-ciones PIC.

www.pedram-azad.deDescarga de URL para la última versión delprograma de ajedrez por ordenador y docu-mentación relacionada.

MINIPROYECTO

40 Elektor

Cualquier movimiento produce un cambioen la luminosidad de la luz ambiente. El cir-cuito que les presentamos utiliza un foto-

transistor ordinario que cumple lafunción de una especie de “ojo”para detectar estos cambios de luz.

El circuito puede detectar los cam-bios más pequeños en la ilumina-ción: incluso es innecesario que eldetector esté situado bajo unasombra. Es suficiente que unaparte del cielo esté oscurecida.Además, la sensibilidad del sensorpuede configurarse utilizando unpotenciómetro.

El circuito puede trabajar sinmayores problemas bajo un ampliorango de condiciones de luzambiente. Un lazo de control conuna característica logarítmica ase-gura que se detectará cualquierporcentaje dado de cambio en elnivel de luz, cualquiera que sea elnivel de la luz ambiente. Además,el circuito puede trabajar dentro deuna habitación oscura. Los cam-bios graduales en la intensidadluminosa serán ignorados, mientrasque los cambios rápidos serán teni-dos en cuenta y mostrados pormedio de una alarma acústica. Sinembargo, la luz del sol directasobre nuestro sensor no es buenapara la sensibilidad del circuito: esmucho mejor utilizar luz indirecta,reflejada de otros objetos delentorno.

La selección de los componentesnecesarios no es particularmente crí-tica. Para la referencia T1 puede

Detector de PersonasÓptico-Pasivoresponde a los cambios de la luz ambiente

Diseñado por B. Kainka

Los detectores de proximidad ordinarios utilizan sensores de infrarrojosque responden al calor del cuerpo humano, pero existe una manera mássencilla: podemos usar la luz ambiente y detectar los cambios en lailuminación.

emplearse cualquier fototransistorordinario. Por su parte, para el tran-sistor T2 hemos sugerido el modeloBC 547B en nuestra lista de compo-nentes, pero cualquier otro transistor

NPN de características similarespodría ser válido, tales como el BC548, el BC 549 o el BC 550. Sinembargo, la ganancia de corrientedel transistor no debería ser dema-

MINIPROYECTO

41Elektor

siado baja, por lo que es importante compro-bar que la letra que identifica el transistor(“sufijo”), después de la referencia del transis-tor, se corresponde con el grupo que nos pro-porciona la ganancia deseada. Así, los tran-sistores con el sufijo “A” son inadecuados, porlo que, en su lugar, tendremos que utilizar lostransistores con los sufijos “B” o “C”.

Para el amplificador operacional (IC1.A eIC1.B) también pueden utilizarse otros mode-los de amplificadores operacionales duales,tales como el TL 072 o el TL 082.

Los diodos LEDs utilizados deben ser debaja corriente, de manera que sean capacesde funcionar a su intensidad luminosacomo una corriente de 2 mA. En compara-ción, los diodos LEDs convencionales(generalmente más antiguos) necesitan unacorriente considerablemente más elevada,que puede llegar a ser, según especifica-ciones, de 10 o incluso 20 mA. Por ello, nonos debe sorprender que los diodos LEDsde baja corriente hayan tenido un éxito tanamplio.

C1

1μ16V

C6

100μ16V

C5

100μ16V

C2

10μ16V

C4

10μ63V

T2

BC547B

R1

10

k

R5

4k

7

6

5

7IC1.B

2

3

1IC1.A

BP103

T1

R6

10k

R3

1k

R4

470k

R2

47

0k

D1

C3

100μ16V

10k

P1

D2

BZ1

5V DC

+9V

IC1

8

4

IC1 = LM385

010127 - 11

S18V5 9V

1V9

2V2

1V9

1V9

0V55

0V6

¿Cómo funciona?El circuito utiliza dos amplificadores operacionales que están con-tenidos en un único encapsulado. La primera etapa, alrededor deIC1.A, forma un lazo de control. Cuanto más aumenta la tensiónde salida (por encima de los 0,6 V), mayor es la conducción deltransistor T2. Debido a esto el transistor T2 actúa como unacarga variable para el fototransistor T1. A medida que la ilumina-ción se incrementa, también lo hace el flujo de corriente a travésde dicho fototransistor. Como consecuencia, el transistor T2 tam-bién conduce cada vez más, manteniendo la tensión a la salida delamplificador operacional más o menos constante. De este modoel circuito puede trabajar dentro de un amplio rango de niveles deiluminación.

La curva característica de transferencia de un transistor se apro-xima mucho a una característica exponencial, dentro de unamplio rango. Cada incremento en la tensión de base de unos 20mV produce que la corriente de colector aumente en un valordoble. Esto se utiliza de forma inversa en nuestro circuito, dondedoblar la intensidad luminosa de la luz ambiente nos llevará a unaumento de unos 20 mV en la tensión de salida del amplificadoroperacional IC1.A. Si el cambio de la iluminación ambiente es tansólo de un 10 %, la tensión de salida tan sólo cambiará en un parde milivoltios, y será totalmente independiente del nivel absolutoen el que este cambio relativo se produzca.

La segunda etapa amplificadora del sensor está acoplada a travésde un filtro paso/alto y un filtro paso/bajo. En el estado de reposo,

con iluminación constante, la tensión de salida del amplificadoroperacional IC1.B será de, aproximadamente, 1,9 V. Así, los cam-bios en la tensión de entrada tendrán una gran amplificación. Loscambios muy rápidos en la intensidad de la luz serán filtrados porel filtro paso/bajo, formado por la resistencia R3 y el condensadorC2. Esto reduce la sensibilidad del circuito a los parpadeos de 100Hz provenientes de la luz de lámparas alimentadas con tensión dered. Por otro lado, las variaciones de la intensidad luminosa muylentas son filtradas por el filtro paso/alto formado por el conden-sador C3 y el potenciómetro P1. Esto asegura que la alarma noserá disparada por nubes o por cambios en el nivel de la luz delsol a lo largo del día. Sin embargo, en el rango de las frecuenciascentrales, entre 0,1 y 10 Hz, el circuito es muy sensible y detectalos movimientos normalmente rápidos de la gente. La gananciadel circuito, y por consiguiente la sensibilidad del mismo, puedeconfigurarse utilizando el potenciómetro P1.

El amplificador operacional IC1.B funciona como un amplifica-dor inversor. Esto significa que una caída repentina en la intensi-dad de luz producirá un aumento en la tensión de salida. Tanpronto como esta tensión supera los 2,5 V, aproximadamente,tendremos una tensión superior a 0,5 V en los extremos delzumbador, lo que provocará que éste empiece a sonar. Así, sitenemos una sombra que pasa por delante del sensor, el resul-tado será la emisión de un breve tono. Al mismo tiempo, lacorriente fluye a través del diodo LED D2, con lo que éste seiluminará brevemente también. El primer diodo LED (D1) nosolamente nos muestra cuándo está funcionando el circuito, sinoque también se utiliza para generar una tensión auxiliar establede aproximadamente 1,9 V.

Figura 1. El circuito de control alrededor deltransistor T2 proporciona una compensaciónautomática para diferentes intensidades de la luzambiente.

También debemos señalar que el zumba-dor, un modelo que funciona con tensióncontinua (DC o “activo”), trabaja a una ten-sión de + 5 V. La salida del amplificador ope-racional IC1.B deberá estar 1 ó 2 V pordebajo de la tensión de la pila que es de 9 V,por lo que deberemos tener en cuenta quedebe haber una caída de tensión de unos 2V en los extremos del diodo LED D2, el cualestá en serie con el zumbador y que seencenderá cuando el amplificador operacio-nal active el zumbador.

La batería tendrá una duración por unperíodo de tiempo razonable. Aunque eldiodo LED D1 está encendido constante-mente, sólo consume unos 2,5 mA en lacondición de reposo del circuito. En la con-dición de alarma se produce un flujo decorriente extra que pasa a través del zum-bador y del otro diodo LED, con lo que elconsumo total del circuito aumenta hastalos 10 mA.

Si la placa del circuito ha sido montadacorrectamente (y la pila está conectada consu polaridad correcta), el zumbador emitiráun breve sonido, al mismo tiempo que eldiodo LED D2 se ilumina brevemente, tanpronto como el circuito se enciende alcerrar el conmutador S1. El diodo LED D1debe brillar continuamente en el momentoen que S1 se cierra. Si D1 no se ilumina,significa que el diodo o la pila han sidoconectados de manera errónea. Otra posi-bilidad es que la batería esté descargada,algo que siempre podemos comprobar conun verificador.

La sensibilidad del circuito se puedeajustar utilizando el potenciómetro P1.Cuanto más se ajusta el potenciómetro P1hacia la derecha, mayor es la sensibilidaddel circuito. A la sensibilidad más elevada,incluso los parpadeos de los tubos fluores-

centes (incluyendo las denomina-das “bombillas de ahorro de ener-gía”), aunque invisibles a los ojos,serán amplificados por el circuito.En términos eléctricos, esto essimilar a una señal de ruido AC de100 Hz, por lo que no es sorpren-dente que produzca interferenciascon el funcionamiento del circuito,y en algunos casos pueda llegar aproducir que el zumbador sueneconstantemente. Por lo tanto, elcontrol de la sensibilidad del cir-cuito se debe llevar a un nivel en elque no responda a las fluctuacio-nes de la luz de los fluorescentes,sino que tan sólo lo haga a lasvariaciones de la iluminación de la

luz ambiente. Las medidas sobretensión continua (DC) mostradasen el diagrama fueron hechas bajola iluminación normal de una habi-tación, utilizando un multímetrodigital con una impedancia deentrada de 10 MΩ.

Por desgracia, la placa del cir-cuito impreso que se muestra eneste artículo no está disponible, yafabricada, a través de nuestro Servi-cio de Lectores. Sin embargo, sepuede realizar con los diseños queacompañan a la Revista.

(010127-1)

MINIPROYECTO

42 Elektor

LISTA DE MATERIALES

Resistencias:R1,R6 = 10kR2 = 470kR3 = 1kR4 = 470kR5 = 4k7P1 = 10k potenciómetro presetP2 = 10 K, potenciómetro preset

Condensadores:C1 = 1μF condensador electrolítico

de 16 V radialC2, C4 = 10μF condensador

electrolítico de 16 V radial C3,C5,C6 = 100μF condensador

electrolítico de 16 V radial

Semiconductores:D1 = Diodo LED verde de baja

corriente

D2 = Diodo LED rojo de bajacorriente

T1 = BP103T2 = BC547BIC1 = LM358P

Varios:S1 = Conmutador de encendido

on/off de un contactoBZ1 = Zumbador activo de 5 V DCPila de 9 V PP3 (6LR22), clip de

conexionado Caja con compartimiento para la pila,

tamaño 101 x 60 x 26 mm

PCB disponible a través de nuestroServicio de Lectores, ver en nuestrapágina web: www.elektor-electronics.co.uk

010127-1(C) ELEKTOR

BZ1

C1C2

C3

C4 C5

C6

D1 D2

H1

H2

H3

H4

IC1

P1

R1

R2

R3

R4

R5

R6T1

T2

S1010127

0

+

010127-1(C) ELEKTOR

Figura 2. La placa de circuito impreso hace que el montaje del detector de personas sea bastante sencillo.

Premiere 6.5 Por Adobe PressISBN 84-415-1502-6416 páginasEditorial AnayaMultimedia

La demanda de producciónde vídeos digitales de altacalidad, ha provocado quelos programas para la edi-ción de vídeo tengan unacreciente popularidad yque sea mayor el nivel decompatibilidad exigido porlos usuarios. Premiere 6.5 es la aplica-ción de edición de vídeo di-gital más versátil del mer-cado, por la amplia gama dehardware con la que traba-ja, que alcanza los últimosdispositivos Sony DVCAMy tarjetas de captura líderes,de otras compañías. Estaversión abarca un ampliorango de novedades quecomprende desde el au-mento de la productividadcon Real-time Preview y lasútiles nuevas herramientasde Title Designer, hasta laexportación de MPEG2, laautoría de DVD y un audiode mayor potencia. Aunque cada una de laslecciones cuenta con ins-trucciones paso a pasopara crear un determinadoproyecto, siempre hay es-pacio para la exploración yla experimentación. Puedeseguir el libro desde elprincipio hasta el final o re-alizar únicamente los ejer-cicios que le interesen yque se adapten a sus ne-cesidades. Incluye un CD con los ejer-cicios de las lecciones yuna versión de prueba delprograma.

QuickTime Pro 5&6Por Bradley FordISBN 84-415-1499-2336 páginasEditorial AnayaMultimedia

El concepto multimedia seha extendido debido al sur-gimiento de nuevas tecnolo-gías y posibilidades.QuickTime es mucho másque un software multimediapara crear y distribuir pelí-culas, combinando imáge-nes, vídeo, texto y sonidosincronizados. Su estructuraabierta y su tecnología adap-tada a patrones, garantizansu liderazgo en lo que a con-tenidos digitales se refiere. Aunque fundamentalmenteQuickTime se utiliza paraver tráileres de películas, surango de utilización abarca,desde canalizar vídeos através de la red, la interac-tividad y la realidad virtual,hasta su aplicación en ro-dajes de DVD. Se percibecomo el futuro estándarpara la visualización de ví-deos, con calidad superioral MPEG, ocupando menosespacio en disco. Este libro permite, a los pro-gramadores de aplicacionesmultimedia, utilizar todas lasposibilidades de QuickTime,a los diseñadores de páginasweb, crear excelentes conte-nidos basados en una líneade tiempo y a los realizado-res de películas sumergirseen el mundo digital. El CD-ROM los materialesnecesarios para crear los pro-yectos QT en el libro, ejem-plos reales y versiones deprueba de Totally Hip Soft-ware´s LiveStage Professional3 para PC y Mac.

Usabilidad Por Kelly Braun ISBN 84-415-1476-3320 páginasEditorial AnayaMultimedia

La palabra usabilidad, cuan-do no está precedida del tér-mino Web, tiene una largahistoria. Sin embargo, en elcontexto de la Web, una en-tidad joven, aún estamosdescubriendo qué es la usa-bilidad y si en realidad éstadebería ser nuestra primerapreocupación cuando inten-tamos proporcionar una ex-periencia extraordinaria anuestros usuarios. Este libro ofrece el enfoquede profesionales de la Web,a partir de creadores, dise-ñadores y estrategas de im-portantes sitios, evitandouna única metodología queno se ajuste a todas las ne-cesidades de los usuarios.Debido a que no existen re-glas concretas para la usabi-lidad en la Web, se evita es-tablecer normas rigurosas ydefinitivas sobre el término. Se explica la usabilidad des-de el punto de vista de seissitios web muy diferentespero todos ellos significati-vos. Sus diseñadores ana-lizan el diseño de cada unode ellos, desde sus comien-zos hasta el día de hoy: có-mo solicitaron la información,sus diseños iniciales, su au-diencia, cuál fue la reaccióna esos sitios y de cómo con-siguieron moldearlos.Le invitamos a dominar elarte del diseño y desarrollode la usabilidad aprendiendode los logros y fracasos quehan experimentado estosprestigiosos sitios web.

Red Hat Linux. Guía del Usuario Por Red Hat PressISBN 84-415-1505-0512 páginasEditorial AnayaMultimedia

Red Hat es la distribuciónLinux más popular del mer-cado, y esta nueva versiónnos presenta nuevas utilida-des y características del ser-vidor, la Interfaz gráfica RedHat Bluecurve, mejoras enlas características de insta-lación y configuración, ymás programas comercialeso de libre distribución comoel paquete de ofimáticaOpenOffice.org o el navega-dor Mozilla. Esta guía didáctica, compi-lada por el equipo de docu-mentación de Red Hat y re-visada por un experto técni-co altamente cualificado,proporciona toda la informa-ción necesaria para instalary personalizar la versión másreciente de Red Hat Linux. Este manual, abarca desde laidentificación de los requisi-tos del sistema hasta la con-figuración de una red, ofrecela información más específi-ca destinada al usuario, asícomo comentarios muy de-tallados del programa de ins-talación. Además encontraráinformación dedicada a lasnuevas aplicaciones sobreofimática de OpenOffice.org,así como todo lo que necesi-ta saber sobre la nueva in-terfaz gráfica mejorada, queincluye GNOME 2.0. Los dos CD-ROM contienentodo lo necesario para quepueda instalarse en su orde-nador la versión de demos-tración de Red Hat Linux 8,en castellano.

LIBROS

43Elektor

SERVICIOS LECTORES

44 Elektor

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.

FORMA DE ENVIO

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

Todos los pedidos deberán venir acompañados por el pago, que incluirá los gastos de envio, tal como se indicóanteriormente.El pago puede realizarse mediante cheque conformado de cualquier banco residente en territorio español, giro postalanticipado, tarjeta VISA (en este caso debe indicarse la fecha de caducidad, domicilio del propietario de la tarjeta y firmadel mismo).Nunca se deberá enviar dinero en metálico con el pedido. Los cheques y los giros postales deben ser nominativos a laorden de VIDELEC S.L.

SUSCRIPCIONES A LA REVISTA Y EJEMPLARES ATRASADOS

Las suscripciones o pedido de números atrasados, si se encuentran disponibles, se realizarán a LARPRESS, C/ Medea, 45ª planta (Edificio ECU) 28037 Madrid.Los precios de ejemplares atrasados son de 600 pts más gastos de envio.

COMPONENTES UTILIZADOS EN LOS PROYECTOS

Todos los componentes utilizados en los proyectos ofrecidos en las páginas de la Revista se encuentran generalmentedisponibles en cualquier establecimiento especializado o a través de los anunciantes de este ejemplar. Si existiera algunadificultad especial con la obtención de alguna de las partes, se indicará la fuente de suministro en el mismo artículo.Lógicamente los proveedores indicados no son exclusivos y cualquier lector podrá optar por su suministrador habitual.

CONDICIONES GENERALES DE VENTA

Plazo de entrega: El plazo normal será de 2-3 semanas desde la recepción del pedido. No obstante no podemosgarantizar el cumplimiento de este periodo para la totalidad de los pedidos.Devoluciones: Aquellos envios que se encuentren defectuosos o con la falta de alguno de los componentes podrán serdevueltos para su reposición, solicitando previamente nuestro consentimiento mediante llamada telefónica al número(91) 3273797 en horario de oficina. En este caso la persona que llame recibirá un número de devolución que deberáhacer constar al devolver el material en un lugar bien visible. En este caso correrá por nuestra cuenta el gasto de enviode la devolución, debiéndolo hacer así constar el remitente en su oficina postal. A continuación se le enviaránuevamente el pedido solicitado sin ningún gasto para el solicitante.En cualquiera de los casos anteriores, solo se admitirán las devoluciones en un plazo de tiempo de 14 dias contados apartir de la fecha de envio del pedido.Patentes: Algunos de los circuitos o proyectos publicados pueden estar protegidos mediante patente, tanto en laRevista como en los libros técnicos. La editorial LARPRESS no aceptará ninguna responsabilidad derivada de lautilización inadecuada de tales proyectos o circuitos para fines distintos de los meramente personales.Copyright: Todos los dibujos, fotografias, artículos, circuitos impresos, circuitos integrados programados, disquetes ycualquier otro tipo de software publicados en libros y revistas están protegidos por un Copyright y no pueden serreproducidos o transmitidos, en parte o en su totalidad, en ninguna forma ni por ningún medio, incluyendo fotocopiadoo grabación de datos, sin el permiso previo por escrito de Editorial LARPRESS. No obstante, los diseños de circuitos impresos si pueden ser utilizados para uso personal y privado, sin necesidad deobtener un permiso previo.Limitación de responsabilidad: Todos los materiales suministrados a los lectores cumplen la Normativa Internacionalen cuanto a seguridad de componentes electrónicos y deberán ser utilizados y manipulados según las reglasuniversalmente aceptadas para este tipo de productos. Por tanto ni la editorial LARPRESS, ni la empresa suministradorade los materiales a los lectores se hacen responsables de ningún daño producido pos la inadecuada manipulación de losmateriales enviados.

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(€)

E275 ABRIL 2003Analizador Lógico 20/40 MHz:

- PCB 020032-1 32,00- Disk, demo program 020032-11 10,00- AT90S8515-8PC, programmed 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- Disk, source and hex files 020144-11 10,00- PIC16F84A-20/P, programmed 020144-41 32,00

Reloj de arena electrónico:- PCB 020036-1 38,00- Disk, project software 020036-11 10,00- PIC16F84A-04/P, programmed 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- Disk, source code file 020005-11 11,14- AT90S4433-8PC, programmed 020005-41 70,24

Ahuyentador de roedores:- PCB 020110-1 27,00

Conectores de red controlados SMS:- PCB 020157-1 25,00

E273 FEBRERO 2003CompactFlash Interface para sistemas de microcontrolador:

- PCB 020133-1 12,00- Disk, source code of demo 020133-11 10,00

Bus DCI:- PCB, converter board 010113-1 17,00- PCB, terminal board 010113-2 25,00- Disk, project software and source code 010113-11 10,00- AT90S8515-8PC, programmed 010113-41 43,00

Ampliación de líneas y ADC:- Disk, BASCOM-51 programs 020307-11 10,00

Dispositivo de bloqueo programable para números de teléfono:- PCB 020106-1 25,00- Disk, project software 020106-11 10,00- AT89C2051-1, programmed 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- Disk, GAL JEDEC listing 024066-11 10,00- GAL 16V89, programmed 024066-31 10,00

Linterna a LED:- Disk, project software 012019-11 10,00- PIC12C672-04/SM, programmed 012019-41 40,00

Comprobador de Nivel de Audio:- PCB 020189-1 18,50

Monitorizador telefónico de bebé:- PCB 012016-1 20,00- Disk, source and hex files 012016-11 10,00- AT90S1313-10PC, programmed 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- Disk, source code files 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- Disk, source code files 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:- Disk, hex file 024107-11 9,78- AT89C2051-12P programmed 024107-41 16,00

Comprobador de continuidad:- PCB 020002-1 9,13

Placa controladora de alta velocidad (II):- PCB 020102-1 24,00

ABRIL 2003

SERVICIOS LECTORES

45Elektor

Interface paralela JTAG:- PCB 020008-1 18,00

E269 OCTUBRE 2002Medidas de Distancia mediante Rayos Infrarrojos:

- Disk, project software 020010-11 9,79- 87LPC762, programmed 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, programmed 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- Disk, source & hex code files 010203-11 11,00- AT90S8515, programmed 010203-41 87,15

Tube Box- PCB 010119-1 22,00

E266 JULIO 2002Regulador de luz DMX:

- PCB 010210-1 50,46- 68HC11F1FN, programmed 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:- Disk, project software 010089-11 11,00

Interface LPT/DMX:- PCB 010212-1 22,21- Disk, source code files & program 010212-11 11,00- AT90S8515-8PC, programmed 010212-41 89,00

Receptor de Infrarrojos Multi-estándar:- PCB 012018-1 18,00- Disk, project software 012018-11 11,00- P87LPC764BN, programmed 012018-41 25,00

Interfaz Serie para el Bus 1-Wire de Dallas:- PCB 020022-1 15,00

E264 MAYO 2002Sistema de Medida de Velocidad:

- PCB 010206-1 25,74- Disk, source and hex files 010206-11 11,38- 87LPC762, programmed 010206-41 24,34

Control Remoto de Procesos utilizando un Teléfono Móvil (2):- PCB 010087-1 30,81- Disk, project software 010087-11 11,38- GAL16V8, programmed 010087-31 11,33

Sencillo Programador para Micros AVR:- PCB 010055-1 30,14- Disk, project software 010055-11 11,13- Set: PCB + 010055-11 010055-C 30,08

Receptor de Banda VHF:- PCB 010064-1 30,54

CI multi-propósito para modelismo (II):- PCB, speed controller 010008-1 11,00- PCB, hot glow/go-slow 010008-3 11,00- Disk, source code files 010008-11 14,00- 87LPC762BN, programmed 010008-41 23,47

E263 ABRIL 2002Panel Mezclador de Luces:

- PCB 0000162-1 78,00

Nombre

Domicilio

C.P.

Tel. Fax Fecha

Por favor envíen este pedido a:ADELTRONIKApartado de Correos 3512828080 MadridESPAÑATel. 91 327 37 97

Forma de pago (vea la página contigua para más detalles)Nota: Los cheques serán en euros y conformados por una entidad bancaria.

❏ Cheque (nominativo a VIDELKIT, S.L.)

❏ Giro postal. Cuenta Postal (BBVA)

Nº 0182-4919-74-0202708815

❏ Fecha de caducidad:

Número de tarjeta:

Firma:

Por favor envíenme los siguientes materiales. Para circuitos impresos, carátulas, EPROMs, PALs, GALs,microcontroladores y disquetes indique el número de código y la descripción.

Cant. Código Descripción Precio/unid. TotalIVA incl. €

Sub-totalGastos envioTotal

✂

✂

Los precios y las descripciones están sujetas acambio. La editorial se reserva el derecho decambiar los precios sin notificación previa. Losprecios y las descripciones aquí indicadas anulanlas de los anteriores números de la revista.

3

Código Precio(€)

Código Precio(€)

CUPON DE PEDIDO

SERVICIOS LECTORES

46 Elektor

Circuito integrado multipropósito para modelismo (I):- PCB, servo reserve 010008-2 10,58- PCB, 2-channel switch 010008-4 10,58- Disk, source code files 010008-11 13,44- 87LPC762BN programmed 010008-41 23,00

Sistema de Desarrollo PICee:- PCB 010062-1 38,39- Disk, example programs 010062-11 11,00- Set: PCB + 010062-11 010062-C 44,00

Amplificador Final Versátil:- PCB, amplifier 010049-1 20,00- PCB, power supply 010049-2 33,00

E262 MARZO 2002Interfaz de disco duro para puerto de impresora:

- PCB 010047-1 25,59- Disk, project software 010047-11 10,84- 7064LC84-15, programmed 010047-31 73,21

Iluminación y caja de cambios:- Disk, project software 010204-11 10,86- PIC16C57, programmed 010204-41 25,40

Interrogador maestro:- PCB, transmitter and receiver 010030-1 39,00- Disk, project software 010030-11 11,00- PIC17C44-16/P, programmed 010030-41 59,30

E261 FEBRERO 2002Placa microcontroladora flash para 89S8252:

- PCB 010208-1 32,00- Disk, project software 010208-11 11,00

Medidor de descarga/capacidad de batería:- PCB set 010201-1 34,03- Disk set, project sofware 010201-11 19,00- ST62T65B6, programmed 010201-41 40,00

Cerradura electrónica codificada:- PCB 004003-1 22,54- Disk, project softtware 006001-1 11,00- PIC16F84-04/P, programmed 006501-1 31,28

Fuente de alimentación digital para laboratorio:- PCB 000166-1 25,00- Disk set, project software 000166-11 13,44- PIC16F84A-04P, programmed 1A version 000166-41 43,00- PIC16F84A-04P, programmed 2.5 version 000166-42 43,00

Control remoto RC5:- Disk, project software 000189-11 11,00- Attiny22L-8PC, programmed 000189-41 20,00

UART USB:- PCB 010207-1 37,93- Disk, project software 010207-11 18,00- CY7C63001A, programmed 010207-41 63,02- Set: PCB + 010207-11 + 010207-41 010207-C 86,00

E260 ENERO 2002Control remoto PCM en miniatura (2):

- Transmitter PCB 010205-1 23,52- Receiver PCB 010205-2 19,84- 87LPC768FN, programmed 010205-41 37,36- 87LPC762BN, programmed 010205-42 23,20- Disk, project software 010205-11 11,01

Medidor de capacidad y descarga de batería:- PCB, includes discharger PCB 010201-1 34,53- ST62T65, programmed 010201-41 49,16- Disk, project software 010201-11 19,24Demultiplexor DMX de 8 canales:- PCB 010002-1 41,05- EPROM 27C256 (programmed) 010002-21 18,91- Disk, project software 010002-11 13,64

E259 DICIEMBRE 2001Analizador de códigos de IR:

- 87LPC764, programmed 010029-41 25,88- disk, source code 010029-11 11,02

Saltador:- PCB 010038-1 17,05- 89C2051, programmed 010038-41 21,33- disk, source code 010038-11 10,83

Espionaje de datos en la línea RS232:- PCB 010041-1 10,84

E258 NOVIEMBRE 2001Programador de Micro AVR Atmel:

- PCB 010005-1 28,12- Disk, project software 010005-11 13,35- AT89C2051-12PC, programmed 010005-41 21,22- Set: PCB + 010005-11 + 010005-41 010005-C 52,57

Módulo gráfico LCD para microprocesadores 8051:- PCB 000134-1 15,23- Disk, project software 000134-11 10,77- Set: PCB + 000134-11 000134-C 21,29

Interface I2C para Servo:- Disk, project software 010006-11 10,77

Miniservidor WEB personal:- PCB 010036-1 17,93- Disk, project software 010036-11 10,90- GAL 16V8, programmed 010036-31 20,90

E257 OCTUBRE 2001Conversor de 12 a 24V:

- PCB 014025-1 20,19Control remoto por infrarrojos para PCs:- AT90S2313, programmed 000170-41 29,02

E256 SEPTIEMBRE 2001Interface I2C para puerto RS232:

- Disk, project sofware 010045-11 10,90

Dispositivo para concurso:- Disk, project sofware 000190-11 10,96

E255 AGOSTO 2001PLC DCI:

- PCB 000163-1 47,15- Disk, project software 000163-11 11,62- Set: PCB + 000163-11 000163-C 54,66

SMPSU para automóvil:- PCB 000193-1 23,09

Metrónomo y diapasón:- PCB 000198-1 38,62- Disk, project software 000198-11 11,55- PIC 16F84, programmed 000198-41 31,77

Display de Matriz de Puntos Modular:- Disk, project software 010021-11 11,55- AT89C2051 programmed 010021-41 22,55

Tarjeta de 32 canales de entradas analógicas:- PCB 004090-1 29,52

E254 JULIO 2001Mayor-Domo:

- PCB 000184-1 27,60- Disk, project software 000184-11 11,49- AT90S8515, programmed 000184-41 59,28

Control remoto para modelismo:- PCB 000160-1 18,97- Disk, project software 000160-11 11,49- COP8782, programmed 000160-41 27,60

Taladradora para PCB:- PCB 010024-1 52,96- GAL16R8-25C, programmed 010024-31 16,11- PIC16C64-20, programmed 010024-41 37,39- Set: PCB + 010024-31 + 010024-41 010024-C 98,92

Amplificador de potencia a válvulas HiFi PPP:- PCBs available from Experience Electronics

E253 JUNIO 2001Conversor de velocidad de muestreo a 96kHz:

- PCB 010014-1 43,62

Crescendo Edición Millenium:- PCB, amplifier (mono block) 010001-1 26,47- PCB, power-on delay 974078-1 16,56

MIDI en el puerto RS232:- PCB 000139-1 31,49- EPROM 27C256, programmed 000139-21 18,26- Disk, driver, source code, hex file 000139-11 11,08- Set: PCB + 000139-21 + 000139-11 000139-C 53,53

E252 MAYO 2001Luces MIDI y control de diapositivas:

- PCB 000179-1 76,76- EPROM 27C256, programmed 000179-12 38,70- disk, source code &binary 000179-11 28,38

ADC 2001 para audio:- PCB, converter 010017-1 39,67- PCB, power supply 010017-2 21,68

Generador de pulsos programable:- PCB 000200-1 21,87- Disk set, project software 000200-11a/b 13,54- PCB + disk set 000200-C 32,18

E251 ABRIL 2001Tarjeta prototipo para Bus PCI (I):

- PCB 010009-1 112,95- disk, Windows software 010009-11 12,69- GAL22V10, programmed 010009-31 20,94- disk, DOS software 010009-12 12,69- PCB, 010009-31 + disk 010009-C 146,57

MCS BASIC-52 V1.3:- Disk, project sofware 000121-11 29,82- EPROM, programmed 000121-21 39,97

Controlador de velocidad doble (2):- PCB, SpeedControl + speedPower2 000070-4 26,65- PCB, SpeedControl + speedPower1 000070-5 28 55- ST62R60BB6, programmed 000070-41 48,23- Disk, ST6 source code 000070-11 20,94

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47Elektor

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TEST&MEDIDAS

48 Elektor

A pesar de que las especificacionesdel Medidor de Capacidad conEscala Automática son bastanteimpresionantes, el esquema eléc-trico del circuito está bastanteordenado y alejado de cualquiersorpresa (ver Figura 1). Utilizandoel conector K1, el condensador quetiene que ser verificado, Cx, seconecta sobre un circuito basadoen la versión CMOS del ya viejo yconocido circuito integrado tempo-rizador 555. En este montaje, el TLC555 está configurado como un mul-tivibrador monoestable (MMV). Elque realiza el trabajo pesado en el

Medidor de Capacidadcon Escala Automáticaamplio rango y controlado por un PIC

Diseñado por Flemming Jensen

La mayoría de los medidores digitales de capacidad comerciales puedenmedir desde unos pocos picofaradios (pF) hasta unos 2.000 μF (microfaradio).Algunos llegan hasta los 20 mF (milifaradios). Circuitos como amplificadoresde audio de potencia, fuentes de alimentación conmutadas, impresoras yfotocopiadoras, incorporan a menudo una gran cantidad de condensadoresen el rango de los cientos de milifaradios (1 mF = 1.000 μF). Con este sencilloy barato circuito podremos medir cualquier condensador de casi cualquiervalor, desde los picofaradios hasta los faradios.

Principales Prestaciones – Bajo coste y lectura directa.– Amplio rango (desde unos pocos picofaradios hasta varios faradios).– Escala automática (no dispone de conmutadores para cambio de escala).– Ajuste a cero automático (anulación de las capacidades residuales de los termi-

nales de prueba conectados o los picos de prueba en el encendido).– Indicación de batería baja.– Configuración muy sencilla.

TEST&MEDIDAS

49Elektor

puede conmutarse en el circuito por medio delmicrocontrolador, utilizando las líneas delpuerto RB1 y RB2.

La fuente de alimentación es totalmenteestándar y está basada en el regulador de ten-sión 78L05 de 3 terminales. Se ha incluido undiodo zéner, D1, adicional, para evitar el riesgode daño del circuito cuando la entrada estásobrecargada con una tensión directa quesobrepasa la tensión de alimentación (+ 5 V).

El circuito está alimentado por una pila de9 V con formato PP3. El consumo de corrientees de alrededor de 7 mA con la luz de fondo dela pantalla LCD desconectada.

Auto-cero y escala automáticaEn el momento del encendido, el microcontro-lador PIC ejecuta una rutina que verifica lacapacidad residual en la entrada, provocadapor los terminales de prueba, colocando elresultado de dicha medida sobre una variable.

circuito es el microcontrolador PIC16F84, que trabaja a 20 MHz. Utili-zando dos líneas del puerto desalida, el microcontrolador PIC con-trola las entradas R (reset) y TR(disparo) del 555 y, al mismotiempo, verifica el nivel lógico pre-sente en el terminal OUT (salida)del 555. Cuanto mayor sea la capa-cidad del condensador que estamosprobando, mayor será el tiempo quela salida del 555 se mantenga anivel alto. Mientras esta salida estáa nivel alto, el microcontrolador PICva incrementando un contador deprograma interno (por ejemplo, unavariable). Cuando la salida del 555pasa de nuevo a nivel bajo, el resul-tado se procesa y se envía para serleído. El PIC controla el rango nece-sario conmutando y controlando elmódulo visualizador LCD.

El medidor dispone de tres rangosde capacidad:pF para condensadores de 1 a 9.999 pF.nF para condensadores de 10 a 9.999 nF.μF/mF para condensadores de 10μF en adelante.

Por conveniencia, la lectura se hamodificado de manera que el medi-dor muestre valores de 1 a 999 pF yde 1,00 a 9,99 nF. Lo mismo sucedepara el rango de los microfaradios.

La frecuencia del oscilador mono-estable y, por tanto, la calibraciónpara cada rango, viene determinadapor el condensador Cx y la resistenciaparalela conectada entre los termina-les DIS (descarga) y THR (umbral) delcircuito integrado TLC 555. La resis-tencia es independiente del rango yse obtiene de las combinaciones de laresistencia preseleccionada, la cual

PIC16F84

OSC2

IC2

OSC1

MCLR

RA4

RA1

RA0

RA2

RA3

RB0/INT

RB1

RB2

RB3

RB4

RB5

RB6

RB7

18

17

13

12

11

10

1615

14

1

3

9

8

7

6

2

4

5

X1

20MHzC3

10p

C4

10p

K2

10

1112

1314

1516

12

34

56

78

9

+5V

C7

100nR5

39

k

R6

10

k

C2

100n

R7

47

0Ω

1W

TLC555

IC1

DIS

THR

OUT

TR

CV

2

7

6

4

R

3

5

8

1

C1

47n

R4

1k

100Ω

P3

R1

12

0Ω

1k

P2

R2

5k

6

1M

P1

R3

5M6

T1

BC557B

D2

1N4148

D3

1N4148

22k

P4

+5V

CX

μF nF pF

CONTRAST

+5V 0V

CNTRRS

E

D1

D3

D5

D7

- BL

R/W

D0

D4

D2

D6

+BL

LCD ModuleTrimods 1535 16 x 2

Farnell 142-554

+UBATT.

K3

K1

S1

C5

330n

78L05

IC3

C6

330n

D1

5V6

1W

+5V

+UBATT.

BT1

9V

020144 - 11

+UBATT.

JP1

Figura 1. Esquema eléctrico del circuito del Medidor de Capacidad con Escala Automática.

Este resultado será más tarde restado del resul-tado obtenido en la medida del condensadorbajo prueba. Sin embargo, debemos señalarque esto es así tan sólo en el rango de los pF.Por otro lado, es importante que no haya nin-gún condensador conectado cuando el instru-mento se enciende, ya que, por supuesto, elequipo intentará anular la capacidad residualque encuentre en ese momento. En el resto delos rangos de medida que no sea el de los pico-faradios, el condensador puede conectarse enel momento del encendido.

Una vez que se ha ejecutado la rutina depuesta a cero, el medidor se coloca en el rangode los picofaradios. A partir de este momento,cualquier capacidad medida será grabada ycolocada en una variable. La escala automá-tica funciona de la siguiente manera: si el valordel condensador es demasiado elevado para elrango de los picofaradios, el contador se des-bordará y el microcontrolador seleccionará elrango de los nanofaradios, por ejemplo, selec-cionando un valor más bajo de la resistenciade carga y continuando su trabajo realizandouna nueva medida. Si el valor de la capacidadsigue siendo aún demasiado grande, se selec-ciona el rango de los microfaradios y así suce-sivamente. El resultado se mostrará en lasegunda línea del módulo LCD alfanumérico.

Cancelación de ruido y de zumbido

En el rango de los picofaradios la entradapresenta una impedancia muy elevada. Eneste rango, el condensador se carga a tra-

TEST&MEDIDAS

50 Elektor

(C) ELEKTOR

020144-1

C1

C2

C3C4C5

C6

C7

D1D

2D

3

H1 H2

H3H4

IC1

IC2

IC3 JP1

K1

K2

K3P1

P2

P3

P4

R1

R2

R3

R4R5R6

R7

S1

T1

X1

02

01

44

-1

+

(C) ELEKTOR

02

01

44

-1

Figura 2. Diseño de la placa de circuito impreso para el proyecto (placa disponible ya fabricada).

LISTA DE MATERIALES

Resistencias:R1 = 120ΩR2 = 5k6R3 = 5M6R4 = 1kR5 = 39kR6 = 10kR7 = 470Ω 1W (ver texto)P1 = 1M potenciómetro preset

multivuelta de 10 vueltas conmontaje vertical

P2 = 1k potenciómetro presetmultivuelta de 10 vueltas conmontaje vertical

P3 = 100Ω potenciómetro presetmultivuelta de 10 vueltas conmontaje vertical

P4 = 22k potenciómetro preset

Condensadores:C1 = 47nFC2,C7 = 100nFC3,C4 = 4pF7C5,C6 = 330nF

Semiconductores:D1 = Diodo zéner de 5,6 V, 1 WD2,D3 = 1N4148IC1 = TLC555 (Texas Instruments),

3V555 o TS555 (Thomson)IC2 = PIC16F84A-20/P, programado,

con código de pedido 020144-4a1IC3 = 78L05T1 = BC559B

Varios:BT1 = Pila de 9 V PP3 (6F22), con

conector de clipJP1 = Conector tipo “pinheader” de 2

terminales con puenteK1 = Dos tiras de terminales de 7

patillas, con separación entreterminales de 0,1 pulgada

K2 = Conector tipo “boxheader” de16 terminales

K3 = Terminales para soldar en placade circuito impreso

S1 = Conmutador de encendido yapagado

X1 = Cristal de cuarzo de 20 MHzVisualizador LCD de 2 líneas x 16

caracteres, por ejemplo, Trimods1536, Farnell # 142-554

Cable plano de 16 hilos con conectorIDC, de longitud suficiente

Caja Por ejemplo, Pactec de la serieHPS y HPLS, tipo HPS-9VB (28 x 53x 91 x 146 mm). Farnell # 736-351.También verwww.pactecenclosures.com

PCB Placa de circuito impreso concódigo de pedido Nº: 020144-1 (verpágina de nuestro Servicio deLectores)

Disco que contiene los ficheros con elcódigo fuente y los ficheroshexadecimales, con código de pedido Nº: 020144-11 o descarga gratuita

vés de una resistencia de 5 ó 6 MΩ y, porlo tanto, el medidor es sensible al zumbidoy al ruido capturado a través de los termi-nales del condensador y de los terminalesde prueba, si es que los estamos utili-zando. Cuando el valor de la capacidadmedida está cerca del nivel más bajo delrango de los picofaradios, es esencial parael medidor que esté alejado de transforma-dores y dispositivos generadores de ruido,ya que, de otra manera, la lectura obtenidapuede estar alterada. Para reducir la cap-tura de ruidos y zumbidos aún más, lamedida en el rango de los picofaradios serealiza dos veces, con un intervalo de 10ms. Seguidamente se calcula el valormedio de los dos resultados y el valor obte-nido se envía a la pantalla LCD para serleído. Este método es bastante seguro paraobtener una lectura estable. En el rango delos nanofaradios y de los microfaradios, losvalores de las resistencias en el multivi-brador monoestable son relativamentebajos y no hay que mantener ninguna pre-

TEST&MEDIDAS

51Elektor

Figura 4. Una mirada en el interior de la caja. La lámina de cobre para apantallamiento es opcional y sólo es necesaria si las interferenciasde fuentes externas se convierten en un problema.

Figura 3. Vista detallada de nuestra placa prototipo.

caución especial para ello, permitiendoque cada medida independiente se lleve ala pantalla.

Cambio de modo cuando se miden condensadores de gran capacidad

Los condensadores por debajo de 10 mF semiden de manera continua, ya que el medidorcomienza a funcionar arrancando en el rangode los picofaradios. Si la cuenta se desbordase ejecuta la rutina de medida de nanofara-dios. Si aún así sigue desbordada se ejecutala rutina de los microfaradios y así sucesiva-mente. Una vez que se ha alcanzado la escalaadecuada, el resultado se envía hacia la pan-talla para su lectura. A continuación, todovuelve a comenzar de nuevo: rutina de los pF➔ desbordamiento ➔ rutina de los nF ➔ y asísucesivamente.

Los condensadores de valores elevados,que excedan de los 10 mF (10.000 μF = 10 x10-3 F), no se miden de manera continua,sino en cuatro tiempos. En la pantalla delvisualizador LCD se muestra un mensaje de“wait” (espera) hasta que se han completadolas cuatro medidas. Seguidamente se lee elresultado de las cuatro medidas, se presentaun mensaje en la pantalla de “ready” (listo) yse valida el resultado. Este método aseguraque el condensador se ha cargado y descar-gado completamente, proporcionando unalectura fiable y garantizando un bajo con-sumo de corriente.

Para preparar una nueva medida se tieneque realizar un proceso de apagado y encen-dido del equipo.

Montaje y detección de averías

En la Figura 2 se muestra la colo-cación de los componentes sobre laplaca de circuito impreso. Este pro-ceso no debe presentar mayoresproblemas si seguimos la serigrafíaque nos muestra la placa ya fabri-cada y la información de la lista demateriales.

El conector K1 está formado pordos tiradas de zócalos que permiteque, condensadores con diferentesespaciados de terminales, puedanconectarse fácilmente sin tenerque introducir demasiadas capaci-dades parásitas. Como terminalesde prueba se han utilizado las tra-dicionales “bananas” de distintoscolores (en nuestro caso rojo ynegro).

Dependiendo del tipo exacto depantalla LCD que hayamos pen-sado utilizar es posible que necesi-temos establecer el valor adecuadode la resistencia R7 para que secorresponda con el consumo decorriente especificado para la lám-para trasera en el interior de la pan-talla LCD. En nuestro montajehemos utilizado un valor de 470 Ωy 1 W de potencia como valores deejemplos iniciales.

Los tres puentes con hilos tienenque realizarse y montarse en primerlugar de manera que no se nos olvi-den al final del montaje.

Inspeccionaremos la placa cuida-dosamente en busca de posiblespegotes de estaño, cortocircuitos,soldaduras frías y posibles equivoca-ciones en la orientación de todos loscomponentes que tengan establecidauna polaridad. En la Figura 3 semuestra nuestra placa prototipo listapara funcionar.

Antes de montar los circuitosintegrados IC1 e IC2 sobre la placa,deberemos comprobar la presenciade la tensión de alimentación de +5 V en unos pocos puntos relevan-tes del circuito (utilizaremos elesquema eléctrico del circuitocomo referencia). Si todo lo quehemos chequeado funciona correc-tamente, desconectaremos nuestromontaje e instalaremos los circuitosintegrados.

La pantalla LCD está conectada alcircuito a través de un conector tipo

“boxheader” y una pequeña longitudde cable plano.

Un método de montaje que suge-rimos, en el caso de utilizar la cajade la casa Pactec, es el que semuestra en la fotografía de laFigura 4.

La placa se monta exactamentesobre los tres salientes moldeadosde la caja Pactec y se sujeta utili-zando pequeños tornillos de aprieteautomático.

La pantalla LCD tendrá quesujetarse recubriendo parte de lacaja con un pegamento o una sus-tancia similar, pero sólo si ya sabe-mos de antemano que las conexio-nes del circuito se han realizadocorrectamente.

Si no podemos ver nada en lapantalla LCD, giraremos el poten-ciómetro P4 totalmente en el sen-tido contrario a las agujas del reloj.Si el resultado es una línea supe-rior oscura, pero no se presentatexto, es muy probable que tenga-mos un cortocircuito entre algunasde las pistas que llegan al conectordel visualizador o, también puedeser que tengamos algunos de loshilos que van a la pantalla inter-cambiados. Por lo tanto, tendremosque verificar y reparar antes decontinuar con el procedimiento demontaje.

La Figura 4 nos muestra las pie-zas de cobre laminado que se hanfijado en el interior de la caja. Tam-bién hay presentes algunas piezaspor debajo de la placa de circuitoimpreso.

Este método de apantallar laspartes sensibles del circuito ayu-dará a evitar interferencias. Las pie-zas laminadas deben conectarse alplano de masa de la placa de cir-cuito impreso.

La caja de la casa Pactec quehemos sugerido es el modelo HPS-9VB y dispone de un comparti-miento interno para la pila, con loque requiere una cantidad mínimade trabajo mecánico. Sin embargo,tendremos que limar cuidadosa-mente alrededor de 1 mm a cadalado de la placa del módulo LCD.Esto no debería ser demasiado difí-cil. No es necesario realizar ningúnvaciado del panel frontal para elmódulo LCD, ya que la caja tieneun orificio específico para unvisualizador estándar.

TEST&MEDIDAS

52 Elektor

¡Recuerde!Descargue los condensadores antes derealizar la medida.

En el rango de los picofaradios: primeroencienda el medidor de capacidad y, a conti-nuación, conecte el condensador.

Condensadores mayores de 10 mF:deben realizarse cuatro medidas. Cuando elmedidor indique “Ready” (“Listo”), el resul-tado será válido. Desconecte el medidor yvuelva a tomar una nueva medida.

Grandes condensadores: No sea impa-ciente. Un condensador de 370 mF puedetardar unos 10 minutos en realizar la medidade su capacidad.

ajustar la combinación de resistencias serieR1–P3 para una resistencia total de 190 Ω.

Condensadores SMD y de ajuste

Si nos fabricamos un sencillo soporte deprueba para alojar los condensadores SMD,la función de cero automático suprimirá lacapacidad residual de dicho soporte y facili-tará, en gran medida, las pruebas de con-densadores SMD en el rango de los picofara-dios. Lo mismo sucede para los condensa-dores ajustables y los condensadores desintonía (cerámicos, PTFE o aéreos). Bastacon construir un sencillo mecanismo estableque nos permita soldar o alojar los conden-sadores que vamos a probar.

Conecte el instrumento con el dispositivode sujeción ya conectado para iniciar lamedida. La capacidad residual del soporteserá cancelada por la función de cero auto-mático. Seguidamente se soldará el conden-sador ajustable al dispositivo y se realizará lamedida. Regule el condensador ajustable bajoprueba y observe la variación de su capaci-dad. Anote el valor de su capacidad más alta yde la más baja.

Grabar nuestro propio PICLos amantes del código ensamblador, asícomo aquellos que tengan acceso a un pro-gramador de PICs y a un circuito integrado16F84 sin grabar, estarán encantados desaber que el autor tiene disponibles losficheros de código fuente y los hexadeci-males de este proyecto para bajarlos gratui-tamente en nuestra página web www.elek-tor-electronics.co.uk.

Notas finalesSiempre tenemos que asegurarnos de des-cargar cualquier condensador antes de rea-lizar la prueba del mismo. Además, debe-mos saber que el medidor de capacidad estáequipado con un sencillo diodo de entradapara protección, aunque seguramente nodeseará hacerlo trabajar en situacionesextremas. También se han probado otrosmodelos de circuitos de protección, pero elresultado de las pruebas muestra que degra-dan el rango completo de medida o la preci-sión del medidor. Por lo tanto, debemosdecir que el medidor de capacidad se mos-trará mucho más robusto si tenemos encuenta que todos los condensadores debenestar totalmente descargados antes de rea-lizar su prueba.

(020144-1)

Configuración del instrumento utilizandoun multímetro digital

Comenzaremos girando el poten-ciómetro de contraste P4 total-mente en el sentido contrario a lasagujas del reloj y, seguidamente, enel sentido horario, hasta que sealcance un contraste adecuadopara trabajar. Para el circuito inte-grado temporizador CMOS 555 seha tenido en cuenta la tolerancia delos componentes debida a la fabri-cación de los mismos. Así, reco-mendamos utilizar el circuito inte-grado de la casa Texas InstrumentsLC555 o los de la casa Thomson TS555 o 3V555IN. Si decidimos utili-zar otros fabricantes puede sernecesario modificar un poco elrango de las resistencias.

Si se utilizan condensadores debaja tolerancia como dispositivosde referencia, y nos hemos deci-dido por usar el circuito integrado555 de la casa Thomson, es posibleconseguir un buen ajuste del medi-dor de capacidad y alcanzar unosresultados repetibles con la únicaayuda de un sencillo multímetro. Elúnico requerimiento es que el mul-tímetro sea capaz de realizar medi-das de valores de resistencias quesuperen los 6 MΩ. De este mododebería ser posible para los lecto-res de Elektor evitar el uso de con-densadores especiales de referen-cia cuando realicemos la calibra-ción del instrumento.

Para efectuar este procedimientode calibración retiraremos los circui-tos integrados IC1 e IC 2 de sus zóca-los. Para el rango de los microfaradiosseguiremos el siguiente procedi-miento: mediremos la resistenciaentre los terminales 6 ó 7 (están uni-dos entre sí en el circuito) del circuitointegrado IC1 con el conector deltransistor T1, y ajustaremos el poten-ciómetro P3 hasta obtener unamedida de 190 Ω.

Para el rango de los nanofaradiosmediremos la resistencia entre losterminales 6 ó 7 del circuito inte-grado IC1 con el terminal 8 de IC2, ycalibraremos el potenciómetro P2hasta obtener una medida de 5,94 K.Por último, para el rango de los pico-faradios debemos desoldar uno delos terminales de la resistencia R3 (el

terminal más próximo al conectorK1), y medir la resistencia entre esteterminal y el terminal 8 de IC1.Entonces regularemos el potenció-metro P1 hasta obtener una medidade 6 M.

Configuración del instrumento utilizandocondensadores de referencia

En este caso moveremos el poten-ciómetro de contraste P4 totalmenteen sentido contrario a las agujas delreloj, para después girarlo en el sen-tido horario hasta que se alcance uncontraste adecuado para trabajar.Para calibrar el medidor de capaci-dad necesitamos un condensadorde precisión cuyo valor esté en elrango de los picofaradios, por ejem-plo, 470 pF, más otro que esté en elrango de los nanofaradios, por ejem-plo, 220 nF. Estos valores puedenobtenerse con una tolerancia del 1%, por ejemplo, de la casa Farnellentre otros. No se aconseja utilizarun valor como el de 1.000 pF, ya queeste componente provocaría que elmedidor esté conmutando entre 999pF y 1,00 nF durante el momentodel ajuste.

Para comenzar con el proceso decalibración nos aseguraremos demantener el instrumento alejado decualquier transformador de red.También debemos tener en menteque nuestro soldador o cualquierluz halógena constituye una fuenteque puede generar fuertes camposmagnéticos de 50 Hz. A continua-ción encienda el instrumento yconecte el condensador de preci-sión de 470 pF, ajuste el potenció-metro P1 para obtener una medidade 470 pF. Retire entonces estecondensador y conecte ahora elcondensador de precisión de 220nF. Seguidamente, ajuste el poten-ciómetro P2 hasta obtener una lec-tura de 220 nF.

En el rango de los microfaradioses muy probable que no podamosconseguir y mantener un condensa-dor con una baja tolerancia, asícomo que no dispongamos deacceso a un medidor de capacidadcomercial, por ello podemos utilizarun medidor de resistencia para

TEST&MEDIDAS

53Elektor

AUDIO

54 Elektor

Los amplificadores de micrófonodeben amplificar señales extremada-mente pequeñas a niveles muchomás elevados, al mismo tiempo queintroducen la mínima cantidad posi-ble de ruido adicional. En principio,no es de demasiada importancia si seutiliza un transistor, un amplificadoroperacional o una válvula como ele-mento de ganancia.

Una señal puede amplificarse en lacantidad que se desee, pero el límiteviene determinado por la relaciónseñal/ruido. Si la magnitud de laseñal de ruido es igual o mayor quela de la señal deseada, cualquieramplificación carece de sentido. Enconsecuencia, los amplificadores demicrófono deben diseñarse paratener los niveles más bajos posiblesde zumbido, ruido y distorsión, yaque cualquier deformación de laseñal originada en el amplificador demicrófono, será magnificada por elcorrespondiente amplificador poste-rior. Por lo tanto, deberemos poneruna atención particular en el diseñode la etapa de entrada.

Preamplificador de Micrófono ECC 83(12AX7)calidad de estudio con válvulasDiseñado por G. Haas experience.electronics@t-online.de

En esta era de los semiconductores, nos encontramos con el hecho deque las válvulas de vacio se están utilizado de forma creciente enamplificadores de guitarras y de alta fidelidad, en micrófonos condensadosde alta gama y en equipos de estudio. Este artículo presenta un excelenteamplificador de micrófono con un atractivo sonido sin igual.

AUDIO

55Elektor

Los valores de Ra y de Rk son valores típicospara este tipo de válvula, pero que en cual-quier caso no tienen ningún efecto sobre lamedida. En primer lugar, la tensión de ruidode la válvula (UV) se mide en el ánodo con elconmutador ”S” cerrado, utilizando un medi-dor de milivoltios. A continuación, se abre elconmutador y se ajusta el valor de Req hastaque el valor medido sea mayor en un factorde √2. El valor de Req se almacena en estemomento y se corresponde con la resisten-cia de ruido equivalente de la válvula. De lasfórmulas mostradas, se puede concluir quesi es mayor que RV, la resistencia de ruidoserá predominante.

Si en lugar de usar un triodo se utiliza unpentodo, se crea una fuente adicional de

Un transistor de bajo ruido o unaválvula de bajo ruido no son en símismos unos amplificadores de bajoruido automáticos. El ruido se pro-duce por el movimiento de los elec-trones dentro de cualquier tipo deconductor eléctrico. El nivel de ruido

fundamental de un componentedado viene determinado por sumontaje y por el material utilizado.El ruido generado por una etapa deentrada está determinado por elruido de la válvula (o el ruido delsemiconductor) y la resistenciainterna de la fuente de señal (ruidode resistencia).

Medidas de ruidoLa Figura 1 muestra un circuito demedida que puede usarse paradeterminar la resistencia de ruidoequivalente (Req) de la válvula utili-zada en nuestro proyecto (ECC 83).

R2

20

k

R

1k

5

ReqS

+300...350V

M

V

a

k

020323 - 11

Figura 1. Circuito básico de medida

del ruido.

Untot = √(UV2 + UReq

2)

UV2 = UReq2

Untot = UV √2

Untot = tensión de ruido total

UV = tensión de ruido de la válvula

UReq = tensión de ruido de la resistencia

Req = resistencia equivalente del ruido

R

R

+U

a

k Ck

1 : n

B

020323 - 12

Figura 2. Adaptación de impedanciadel micrófono utilizando untransformador de entrada.

R

R

+U

a

k Ck

B

R3

R2

C2 C3

C1 R1

020323 - 13

C3

C1 R1

R2

Figura 3. Amplificador operacional inversor usando una válvula.

EspecificacionesTensiones de alimentación 350 V a approx. 4 mA

para ECC83S 12,6 V/0,15 A para ECC808 6,3 V/0,34 A

Respuesta de frecuencia au = 40 dB 28 Hz - 24 kHz (–1 dB) Impedancia de entrada 1 kHz aprox. 900 ΩTensión de ruido no compensada 20 Hz - 20 kHz –72,5 dBmTensión de ruido –81.0 dBm(A)

CCIR-468 –67,8 dBmTensión de ruido referenciada a la entrada CCIR-468, au = 50 dB –117,8 dBm

Distorsión Armónica dtot d2 d3 d4 d5–40 dBm, au= 30 dB 0,342% 0,020% 0,287% 0,018% 0,041% at 80 Hz

0,023% 0% 0,001% 0% 0% at 1 kHz–40 dBm, au= 40 dB 0,353% 0,030% 0,294% 0,018% 0,040% at 80 Hz

0,025% 0,006% 0,001% 0% 0% at 1 kHz–40 dBm, au= 50 dB 0,350% 0,023% 0,293% 0,018% 0,040% at 80 Hz

0,046% 0,036% 0,003% 0% 0% at 1 kHz

ruido en la forma de ruido de partición. En unpentodo, el número de electrones que dejanel cátodo es mayor que el número que llegaal ánodo. A medida que el número de elec-trones que dejan el cátodo a través de la reji-lla aumenta, también se incrementa el nivelde ruido. Éste es el motivo por el que, amenudo, vemos un pentodo EF 86, que tieneun bajo ruido micrófónico, cableado como untriodo. La mayor ganancia que puede alcan-zarse con la configuración de un pentodo, hasido sustituida en favor de una mejor presta-ción frente al ruido. Un pentodo en una con-figuración como triodo, o tan sólo un triodo,se utiliza a menudo para este tipo de casos.Los triodos también tienen una ventajaestructural sobre los pentodos y es que tien-den a producir la distorsión provocada por elsegundo armónico. Este tipo de ruido es másagradable de oír que el “crujido” producidopor la distorsión del tercer armónico en unpentodo, debido a las variaciones en la divi-sión de la corriente de cátodo entre dos elec-trodos, el ánodo y la rejilla de pantalla, la cualdepende del nivel de control

Transformador de adaptaciónEn un circuito tradicional, como el que semuestra en la Figura 2, se utiliza un trans-formador de entrada para adaptar la impe-dancia de micrófono a la de la válvula. Elvalor típico de este transformador es quetenga una relación de vueltas de entre 1:10y 1:30. Con un transformador de entrada esposible amplificar el nivel de la señal deentrada sin añadirle prácticamente ningúnruido. Sin embargo, las capacidades resi-duales del circuito, en combinación con lascapacidades del transformador, limitan lafrecuencia superior y la linealidad de estaconfiguración, especialmente con una rela-ción de vueltas algo elevada. Este problematan sólo puede controlarse utilizando untransformador de montaje y diseño especí-fico y el diseño sofisticado del circuito. Laválvula de la Figura 2 trabaja sin reali-mentación, de manera que el factor deamplificación depende tan sólo de la rela-ción de vueltas del transformador deentrada y de la transconductancia (gm) dela válvula. Si la válvula tiene que susti-tuirse, probablemente la ganancia tambiénse modifique.

Circuitos amplificadores operacionales

Una válvula también puede cablearse paraque se comporte como un amplificador ope-racional, tal y como se muestra en la Figura

3. Los signos mas y menos al ladode los electrodos de la válvula iden-tifican las correspondientes entra-das del amplificador operacional aválvula. Los condensadores C1, C2y C3 sirven tan sólo para separar lastensiones de alterna (ac) y de conti-nua (dc). En principio, no tienenningún efecto adicional. La resis-tencia de unión con la rejilla, R3, esuna exigencia de la propia válvula,pero su valor es tan grande que notiene ningún efecto significativosobre el resto del circuito. El cátodode la válvula se corresponde con la

entrada no inversora de un amplifi-cador operacional. Como la resis-tencia Rk es necesaria para confi-gurar el punto de funcionamientoen continua de la válvula, dicharesistencia tiene que eliminarsepara trabajar con señales de alterna,lo que se consigue añadiendo Ck,que conecta esta entrada a la señalde masa.

Ahora ya tenemos un amplifica-dor operacional inversor cuyaganancia viene determinada por larelación de resistencias R2:R1, inde-pendientemente del componente

AUDIO

56 Elektor

R

R

+U

a

k Ck

B

R

R

C2

R1

R2

1 : nR1

B

A R

RB

A

020323 - 14

V1

R

R

+U

a

k

B

R

R

1 : nR1

B

A

V2

RkRG

Ra

R

R

L

Ua

020323 - 16

T

Figura 4. Amplificador operacional no inversor usando una válvula.

Figura 5. Amplificador con convertidor de impedancia.

Preamplificador de micrófono

La Figura 6 nos muestra el diagrama delesquema eléctrico completo del preamplifi-cador, con todos los valores de los compo-nentes. El transformador de entrada (del tipoE- 11620), que es uno de los componentesmás importantes para esta aplicación, estabobinado con una relación de vueltas de 1:8+ 8. En nuestro montaje el transformadorestá conexionado para una relación de 1:16.Esto proporciona un buen compromiso entreel nivel de la señal amplificada y las presta-ciones de ruido del circuito. Además, estetransformador también puede usarse paraotros propósitos, de modo que su precio sepuede mantener dentro de unos límitesrazonables siempre y cuando se estéhablando de un volumen de producciónrelativamente grande.

que realiza la amplificación. Porsupuesto, la ganancia de lazoabierto de este componente debeser significativamente mayor que elvalor de la relación R2:R1. La resis-tencia de entrada del circuito esigual a R1. Como el valor de la resis-tencia R2 no puede ser todo logrande que se desee, ya que el valorde la resistencia de rejilla R3 tam-poco puede serlo, el valor de la resis-tencia R1 tendrá que hacerse relati-vamente pequeño para poder con-seguir un factor de amplificacióngrande. Esto impone una carga sig-nificativa sobre la fuente de señal.La resistencia interna de la fuentede señal forma un divisor de tensiónen combinación con la resistenciaR1. La rejilla de control, al igual quesucede con la entrada inversora deun amplificador operacional, repre-senta una masa virtual.

Si modificamos el circuito delamplificador operacional tal y comose muestra en la Figura 4, laganancia viene determinada prin-cipalmente por la relación RB:RA.Esto nos proporciona una libertadmucho mayor para seleccionar losvalores de las resistencias R1 y R2.Si ahora sustituimos las resisten-cias R1 y R2 por un transformadorde adaptación de impedancias, R1se convierte en la impedancia de lafuente de señal, mientras que R2pasa a ser igual a R1 x n2. Un cir-cuito equivalente que utilice untriodo garantiza una alta gananciacon un bajo ruido. Sin embargo,esta configuración tiene la desven-taja de tener una cantidad limitadade ganancia fundamental.

Esta situación puede mejorarseutilizando el circuito que se mues-tra en la Figura 5, el cual incluyeuna válvula adicional. La válvula V2actúa como un conversor de impe-dancias, ya que la señal de reali-mentación se toma desde la resis-tencia de cátodo. Esto mantiene lasmismas consideraciones para RA yRB que en el circuito de la Figura4, pero como la resistencia decátodo de la válvula V1 ya no estácortocircuitada en alterna, la ganan-cia fundamental es más pequeña.Esto tiene un efecto beneficioso enlas características de distorsión yen una gran estabilidad del circuito,debido al uso del lazo de realimen-tación negativo. La capacidad de

emisión del cátodo de la válvuladecrece con el tiempo. Si se utilizaun nivel inferior en la ganancia delsistema desde el comienzo, la vidaútil de la válvula aumentará. Por suparte, la válvula V2 se encarga decompensar la menor ganancia. Denuevo en este caso, la resistenciade cátodo no está cortocircuitadacon un condensador, ya que la ten-sión alterna en el cátodo es necesa-ria para la realimentación negativa.La realimentación negativa globaltambién viene proporcionada a tra-vés de la resistencia RFB, demanera que se limiten las caracte-rísticas del sistema total sin nece-sidad de tener que seleccionar vál-vulas para el correcto funciona-miento del circuito.

AUDIO

57Elektor

V1.A

8

7

6 V1.B

3

2

1

R122

20

kR13

22

0k

R1

1M

R2

10

k

R3

18

0k

R4

1k

5

R7

1M

R8

1k

5

R9

1M

R11

47

0k

R10

1k5

R6

100⏐R15

R5

10k

C2

C4

220n630V

C5

220n630V

C3

C7

10μ450V

C6

10μ450V

R14

4k7

C1

680p

C9

100p

C8

100μ140V

D1

110V

D2

D3

3x

Tr1

E-11620

+UB

M-UB

OUT

M-O

FL2

FL1

5

4

21

A1

A

B

A2

B1

B2

M

a

b

b2

b1

a2

a1

* *

*

**

020323 - 17

V1 = ECC83S

Figura 6. El circuito final del preamplificador de micrófono, incluyendo los diagramas de basepara los dos tipos de válvulas utilizados.

f filamento aI ánodo 1 aII ánodo 2gI rejilla 1 gII rejilla 2 kI cátodo 1kII cátodo 2 fM toma de filamento s apantallamiento

(viendo el zócalo dede abajo)

f f

ff

s

a

k

g

a

k

g

ECC 808

f f

ff

a

k

020323 - 15

fM

g

a

k

g

ECC 83

AUDIO

58 Elektor

C7

C1

R3

A1 A2

Ü1�

B1 B2

C9

R1

R5

R2 R4C3 C8

C6

HZ1

HZ2

M

A

M

+UB

R7

R8

RÖ1

R9

R12

R14

R13

R6A M B R15

D3D2

D1

C5

C2

21

R11

C4

R10

M-O

OUT

M-UB

Figura 7. Distribución de pistas y de componentes de la placa de circuito impresopara el ECC 83 (placa disponible en la casa Experience Electronics).

LISTA DE MATERIALES

Resistencias:(Si no se indica lo contrario, las resistencias serán

de película metálica, 1 % tolerancia, 0,7 vatios)

R1 = 1MR2 = 10kR3 = 180kR4 =1k5R5 =10kR6 =100R7 =1MR8 = 1k5R9 =1MR10 = 1k5R11 = 470k, de óxido de metal, 2 % de

tolerancia y 2 WR12,R13 = 220k, de óxido de metal, 2 % de

tolerancia y 2 WR14 =4k7R15 = * ver texto y Tabla 2

Condensadores:C1 = 680 pF cerámicoC2, C3 = * sólo se monta si hay oscilaciones

o ruido de RF (aprox. 10 – 47 pF)C4, C5 = 0,22 μF 630 V, MKS4, distancia

entre terminales de 22,5 mmC6, C7 = 10 μF 450 V, distancia entre

terminales de 5 mmC8 = 100 μF 40 V, distancia entre terminales

de 5 mmC9 = 100 pF cerámico

Semiconductores:D1,D2,D3 = Diodo zéner de 110 V y 1,3 W

Miscellaneous:R1 (ÜI) E – 11620V1 (RöI) ECC 83S, E 83CC, 12AX7, ECC 808

(ver texto)Zócalo para válvula, cerámico, para montaje

en placa de circuito impreso

Kits, componentes especiales y placas decircuito impreso disponibles de la casa:

Experience ElectronicsWeststrasse 1D-89542 HerbrechtingenGermany

Internet: www.experience-electronics.deE-Mail: experience.electronics@t-online.de

Tel.: +49 7324 5318Fax: +49 7324 2553

Máxima tensión de entrada (como función de la ganancia, para un 1 % de la distorsiónarmónica total)

au ui R15

25 dB 375 mV 0 30 dB 180 mV 11 k40 dB 180 mV 62 k50 dB 85 mV 173 k

El transformador de entrada puede utili-zarse con un nivel de entrada de aproximada-mente 800 mVeff a 40 Hz, lo cual no significaque el circuito amplificador deba alimentarsecon una señal de entrada tan fuerte. Elmáximo nivel de entrada depende del máximonivel de salida de la instalación completa. Eltransformador está totalmente encapsuladoen una carcasa metálica de mu-metal, ya quesi no fuese así, incluso la más pequeña can-tidad de ruido inducido podría amplificarse aniveles elevados por las siguientes etapasamplificadoras.

Los valores de los componentes han sidoelegidos para permitir otener una gananciacomprendida entre los 25 y los 60 dB, demodo que puedan emplearse con una cali-dad de sonido elevada. La ganancia vienedeterminada principalmente por los valoresde las resistencias R6 y R15. La gananciade 25 dB la proporciona el nivel de la señalamplificada del propio transformador deentrada. También se puede conseguir unaganancia fija mínima, jugando con el valorde la resistencia R6. La resistencia R15puede sustituirse también por un puente dehilo conductor, un conmutador selector conuna configuración fija de dBs, o por unpotenciómetro de ajuste. Por supuesto, paraconseguir nuestro propósito tan sólo sedeben utilizar componentes de primeracalidad. Así, el conmutador selector debetener contactos con un baño de oro y reali-zar la conmutación sin romper la conexión,ya que de lo contrario se generarían los rui-dos de conmutación típicos de estos com-ponentes.

Los condensadores de acoplamiento, C4y C5, están marcados especialmente en elesquema eléctrico del circuito. La marca

AUDIO

59Elektor

C7

C1

R3

A1 A2

Ü1�

B1 B2

C9

R1R5

R2R4C3 C8

C6

HZ1

HZ2

M

A

M

+UB

R7R8

RÖ1

R9

R12

R14

R13

R6A M B R15

D3D2

D1

C5

C2

21

R11

C4

R10

M-O

OUT

M-UB

Figura 8. Distribución de pistas y de componentes de la placa de circuito impresopara el ECC 808 (placa disponible en la casa Experience Electronics).

1 : n

27

0Ω

3k3k

6k

8

6k

8

+48V

020323 - 18

a

b

a

b

a

b

Figura 9. Atenuador de entrada de 30 dB yconexiones para una alimentación “fantasma”.

indica el terminal conectado a la lámina másexterior del condensador, la cual debe estarconectada en el lado menos crítico del cir-cuito. Existen muchos tipos de condensa-dores de película que tienen la correspon-diente marca. El resultado se traduce enque los condensadores están apantalladosen sí mismos, por lo que se reduce la posi-bilidad de que el circuito pueda recibirinterferencias. La placa de circuito impreso,cuya distribución de pistas y de componen-tes se muestra en la Figura 7, permite queel transformador de entrada pueda emple-arse tanto a una relación de 1:16 como a unarelación de 1:8, por medio de puentes dehilos. Esta posibilidad nos permite emplearotros tipos de válvulas que tengan la mismabase, tales como la ECC 81, la ECC 82 odobles triodos similares. Sin embargo, si uti-lizamos un tipo de válvula diferente, losvalores de los componentes no se puedendejar tal y como están. Es esencial modifi-carlos de manera que se consiga obtener elpunto de funcionamiento idóneo en conti-nua del tipo de válvula empleado.

La resistencia R3, junto con los condensa-dores C1 y C9, atenúan el pico de resonanciaformado por el transformador de entrada encombinación con el circuito amplificador, demodo que se consigue que la respuesta defrecuencia del amplificador sea lo más planaposible. Los valores de los componentes indi-cados pueden ajustarse según sea necesario,de acuerdo con las circunstancias particula-res. Con los valores indicados, la configura-ción global tiene un pequeño saliente en larespuesta de frecuencia (alrededor de 0,8 dB)a la frecuencia de 17,7 Hz. Esto podría redu-cirse bastante más, pero sólo a costa de dis-minuir el límite de frecuencia en la parte delas altas frecuencias.

La resistencia R1 proporciona una cargafinita para el transformador de entrada. Larejilla de la válvula tiene una impedancia tanalta que el transformador podría estar fun-cionando prácticamente sin carga en elsecundario. Como esto podría producir unarespuesta de frecuencia no lineal, se propor-ciona una carga con una impedancia finitaque sea más beneficiosa.

Fuentes de alimentación dealta calidad

Tanto la caja del circuito como la fuente dealimentación deben de cumplir los requeri-mientos que se demandan, ya que el circuitosólo proporcionará unos buenos resultados siestá alojado en una caja metálica totalmenteapantallada. Las válvulas se calientan utili-zando una tensión continua de 12,6 V. La ele-

vada tensión de ataque a la válvuladebe suavizarse, función que realizael circuito que se presentó en el Pre-amplificador a Válvulas (publicadoen Elektor en nuestros númerospasados). Si estamos alimentandovarios preamplificadores con unaúnica fuente de alimentación o si lafuente de alimentación tiene un cir-cuito de filtrado RC pasivo debenusarse los diodos zéner D1, D2 y D3.La tensión de salida de la fuente dealimentación debe ser de 350 V.

Si se utiliza una fuente de alimen-tación estabilizada se consigue quelas válvulas puedan funcionar enunas condiciones muy bien defini-das, algo que es muy beneficioso, yaque la ganancia de un triododepende, más o menos, del valor dela tensión de alimentación. Un puntoimportante es que el terminal nega-tivo de la tensión de filamento debeestar conectado al terminal negativode la alta tensión..

Cuando elegimos un tipo de vál-vula debemos de poner bastanteatención a ciertos detalles. Los valo-res de prestaciones medidos selograron utilizando la válvula ECC83S, un modelo intermedio entre laválvula ECC 83 y la E83CC (que es laversión militar). Las figuras de ruidode las válvulas ECC 83S son signifi-cativamente mejores que las de laválvula ECC 83, por lo tanto, pode-mos decir que la válvula ECC 83S esclaramente nuestra preferida. La vál-vula ECC 83 también tiene una granvariedad de designaciones en Amé-rica, tales como 12AX7, la cual secorresponde exactamente con elestándar ECC 83. Las válvulas12AX7A y 12AX7WA son versionescon unas tolerancias muy estrechas,niveles de ruido muy bajos y nivelesmicrofónicos también muy bajos,mientras que la válvula 7025 es laversión para una larga vida. Si lodesea también puede utilizar unaválvula E83CC, o su versión militaramericana equivalente (con núme-ros identificativo tales como 6681,6057 y 5751). Aunque estos tipos deválvulas son bastante más caros, tie-nen la ventaja de disponer de unnivel microfónico más bajo y de pro-porcionar una vida de servicio máslarga que la de los modelos estándar.

El término “microfónico” hace refe-rencia al hecho de que las vibracionesmecánicas, en particular en la rejilla

de control, pueden modular una vál-vula y añadir un ruido desagradable o“aullar” en una instalación con ampli-ficador. Por este motivo no se debenreducir costes en un preamplificadorde micrófono de buena calidad.

El preamplificador no se montaráen la misma caja que la fuente dealimentación, ya que las interferen-cias electromagnéticas y los zum-bidos mecánicos del transformadorprincipal de red se pueden mani-festar por sí mismos de una manerabastante desagradable. En algunoscasos es necesario montar la placadel circuito de forma “elástica”, porejemplo, utilizando soportes deplástico. El circuito ha sido dise-ñado de manera que no sea nece-sario utilizar válvulas previamenteseleccionadas.

También existe otra opción intere-sante. La válvula ECC 808 fue des-arrollada en respuesta a las limitacio-nes del estándar ECC 83 o a la de sudirecto equivalente, la 12AX7. Lasválvulas ECC 83 y ECC 808 son exac-tamente iguales desde el punto devista eléctrico, pero la característicade ruido de la válvula ECC 808 esmucho mejor en un factor de tres,también es menos sensible al zum-bido al mismo tiempo que su carac-terística microfónica es significativa-mente menor. Su característica deruido alcanza prácticamente la de laválvula ECC 83S. Además, estas vál-vulas disponen de un apantalla-miento entre los dos triodos, algo quees de importancia secundaria en estaaplicación. La configuración de labase también es diferente, con losterminales de control de la rejilla loca-lizados bastante lejos de los termina-les del ánodo y del calentador. Enconsecuencia, una válvula ECC 808NO puede sustituirse directamenteen lugar de una válvula ECC 83. Poresta razón hemos desarrollado tam-bién la distribución de pistas y decomponentes de una segunda placade circuito impreso, tal y como semuestra en la Figura 8. Los valoresde los componentes se mantienenexactamente los mismos, con laúnica diferencia de que la válvulaECC 808 requiere una tensión de fila-mento de continua de 6,3 V con 0,3A, en lugar de los 12,6 V y 0,6 A querequiere la válvula ECC 83. Por des-gracia, la válvula ECC 808 no es nadabarata, por lo que, a su vez, es un

AUDIO

60 Elektor

de 200 Ω a las entradas del instrumento, seconsigue medir un nivel de aproximada-mente – 118 dBm, utilizando un filtro CCIR –486. Un micrófono dinámico con una impe-dancia fuente de 200 Ω genera una tensiónde ruido de unos – 118 dBm. Si suponemosque nuestro amplificador está libre de ruidoy resta su ganancia del nivel de ruido medidoen su salida, llegamos a un valor de – 117,9dBm (utilizando un filtro CCIR – 486). Estosignifica que el amplificador solamente se hadesviado 0,2 dB de lo que se puede obtenerfísicamente (0 dBM = 775 mV, el nivel están-dar de estudio).

También hay otro punto importante a con-siderar, denominado tensión máxima deentrada. Debemos de tener en cuenta que eltransformador de entrada amplifica el nivel dela señal en un factor de 16. Por ello, si en laentrada del transformador tenemos presenteun nivel de 10 mV, la tensión en la rejilla de laprimera válvula ya será de 160 mV. Como latensión de rejilla es sólo de – 1,2 V, el codo dela curva característica se alcanza bastanterápidamente. El máximo nivel de entrada parauna distorsión armónica del 1 % depende dela ganancia. En la Tabla 2 se muestran variosvalores típicos de la misma. Puede ser que unnivel de 85 mV no parezca demasiado elevadopara una ganancia de 50 dB, sin embargo, unmicrófono dinámico tiene un nivel nominal de2 mV. Si el amplificador puede trabajar con 85mV, aún quedan 18 dB de diferencia.

Si queremos utilizar este amplificador conun nivel de señal de entrada relativamentealto, tendremos que utilizar un atenuador deentrada, tal y como se muestra en la Figura 9.Con los valores de los componentes indicados,la atenuación es de, aproximadamente, 30 dB.Si deseamos tener un valor exacto, o si quere-mos modificar la atenuación, podemos ajustarel valor de la resistencia a 270 Ω. La Figura 9también muestra cómo se puede implementarademás una tensión fantasma de 48 V.

(020323-1)

poco difícil de encontrar. Sinembargo, representa una alternativainteresante y su precio se justifica enuna etapa amplificadora de micró-fono de alta calidad.

Interpretación de losvalores medidos

Los valores medidos en el amplifica-dor, que se muestran en la Tabla 1,requieren un poco de interpretación.La ganancia de lazo abierto, que secorresponde con la ganancia cuandola resistencia R15 no está montada,es de, aproximadamente, 68 dB. Siqueremos permitir que la gananciamáxima sea de 60 dB, esto solamentenos deja 8 dB para la realimentaciónnegativa, lo cual no es demasiado. Adiferencia de los modernos amplifi-cadores operacionales, las válvulasno disponen de ganancias de lazoabierto elevadas. En consecuencia,se recomienda seleccionar unaganancia de rango entre los 30 y los50 dB, ya que los mejores resultadosse han obtenido dentro de esterango, siempre teniendo en mente ladistorsión armónica y la respuesta enfrecuencia.

Las medidas de la distorsiónarmónica fueron realizadas a la fre-cuencia de 1 KHz y de 80 Hz. Comopodemos ver, la distorsión armónicase incrementará a bajas frecuencias,en particular con los armónicos impa-res. Aquí podemos ver la influenciadel transformador de entrada, ya quelos transformadores de adaptación,por regla general, generan este tipode componentes de distorsión armó-nica. Los armónicos pares puedenatribuirse a las válvulas. Las compo-

nentes del segundo armónico tienenun sonido agradable que es típica-mente un buen “sonido de válvula”.No es especialmente serio un incre-mento en la distorsión armónica abajas frecuencias, ya que el oído esrelativamente poco sensible en esterango de frecuencias. Otra cosa quepodemos ver sobre la distorsiónarmónica de las válvulas es que ladistorsión armónica total a 1 KHz esmayor que el valor medio de los valo-res de distorsión armónicos indivi-duales. A esta frecuencia siemprepredomina el ruido amplificador. Eneste caso, el equipo medido no pudodistinguir entre distorsión armónicay ruido, ya que realizó una medida debanda ancha en frecuencias porencima de 1 KHz.

Los valores de ruido tienen queentenderse como niveles de tensiónabsoluta en la salida del amplifica-dor. Los valores de ruido referencia-dos a la entrada se logran supo-niendo que el amplificador está librede ruido y con una fuente de ruidode un cierto nivel conectado a suentrada. Se han dado tres valores deruido: entre 20 Hz y 20 KHz, unruido CCIR – 486 y un ruido depesos A. El filtro CCIR – 486 seemplea con equipos de estudio. Coneste filtro, en lugar de medir el valorde ruido efectivo, se mide el valorde pico rectificado utilizando unacaracterística de filtro similar a la deun filtro ponderado A, pero con lascomponentes de ruido comprendi-das entre 1 y 12 KHz que han sidopesadas en una gran proporción.

Para evaluar correctamente elamplificador es necesario interpre-tar bien las medidas. Si se conectauna resistencia de película metálica

AUDIO

INTERÉSGENERAL

62 Elektor

Por supuesto, los puntos de luz delreloj de arena no tienen ninguna rela-ción con el silicio de un reloj de arenaconvencional, ya que no hay silicioentre los distintos elementos (funda-mentalmente Galio y Arsénico) de loschips de los LEDs que usamos aquí.Al margen de esto, veremos queconstruir este reloj de arena es unabuena idea que no nos defraudará.

Una razón para hacer este pro-yecto es que es un buen ejemplo decómo programar y usar un micro-controlador PIC. Estudiando el lis-tado (que se puede descargar de lapágina de Elektor), podemos vercómo se construye el programa y silo deseamos podemos adaptar losparámetros configurados en soft-ware para adaptarlo a nuestrasnecesidades.

Otra razón es que el reloj de arenaelectrónico también tiene una fina-lidad práctica, porque se puedecolocar como reloj de cocina quetiene al menos tres ventajas sobre elreloj de arena tradicional. La primeraes que el tiempo para pasar la arenade una vasija a otra se puede ajus-tar, la segunda es que hay una señalacústica después de que el tiempohaya expirado, y la tercera es quepodemos montarlo mejor en una cajade un módem electrónico. Por su-puesto, la realidad es que es algo

Reloj de arena electrónicoun proyecto realizado con PICDiseñado por S. Buchgeher

En un reloj de arena, el dióxido de silicio (SiO2) lo forman pequeñísimosgranos de arena que pasan de un recinto de cristal a otro. En la versiónelectrónica, el único silicio que podemos encontrar es el del cuarzo, lospequeños chips del microcontrolador PIC y los transistores. Los granosde arena se sustituyen por puntos de luz que se mueven.

INTERÉSGENERAL

63Elektor

excita a través de una etapa de transistor. Dosdecodificadores 3 a 8 (IC2 e IC3) aseguran quesólo hay habilitada una fila o columna. LosLEDs deberían estar iluminados según deter-mine el microcontrolador (IC1).

Esto nos lleva a la segunda parte del cir-cuito, el microcontrolador PIC16F84, el cualtiene exactamente el número de pines de I/Onecesarios para nuestra aplicación. La princi-

único (porque no lo podemos com-prar hecho) y eso es una considera-ción significativa.

El hardwareLa parte más importante del esquemadel circuito (Figura 1) es la matriz deLEDs de 8 x 8, la cual representa uno

de los elementos clave de este diseño.¿Qué sucede con las resistencias delos LEDs? Aquí los LEDs se excitanusando técnicas de multiplexación,así que cada LED está encendido sólodurante una fracción de segundo.Esto significa que podemos hacerlosin resistencias serie. Cada una de lasfilas y columnas de la matriz 8 x 8 se

PIC16F84

OSC2

IC1

OSC1

MCLR

RA4

RA1

RA0

RA2

RA3

RB0

RB1

RB2

RB3

RB4

RB5

RB6

RB7

18

17

13

12

11

10

1615

14

1

3

9

8

7

6

2

4

5

X1

4MHz

R5

27

0Ω

C6

22p

C7

22p

C3

100n

+5V

74HCT138IC2

10

11

12

13

14

15DX

16

1

2

3

4

5

6

7

9&

0

1

2

3

4

5

6

7

0

2

G07

8

74HCT138IC3

10

11

12

13

14

15DX

16

1

2

3

4

5

6

7

9&

0

1

2

3

4

5

6

7

0

2

G07

8

+5V

+5V

+5V

C5

100n

C4

100n

T17

BC547

+5V

R6

4k7

R7

10k

S3

START

+5V

R4

10k

S2

STOP/

+5V

C8

10μ

R1 4x 10k1

2 3 4 5

+5V

0 .... F

S1 1 4 3 6

5 2

JP1

R2

10k

+5V

R3

68

0Ω

D65

+5V

R8

10k

R16

10

0k

T1

BC557

R9

10k

R17

10

0k

T2

BC557

R10

10k

R18

10

0k

T3

BC557

R11

10k

R19

10

0k

T4

BC557

R12

10k

R20

10

0k

T5

BC557

R13

10k

R21

10

0k

T6

BC557

R14

10k

R22

10

0k

T7

BC557

R15

10k

R23

10

0k

T8

BC557

+5V

T9

BC557T10

BC557T11

BC557T12

BC557T13

BC557T14

BC557T15

BC557T16

BC557

R24

10k

R33

10

0k

R32

10

0k

R35

10

0k

R34

10

0k

R37

10

0k

R36

10

0k

R39

10

0k

R38

10

0k

R25

10k

R26

10k

R27

10k

R28

10k

R29

10k

R30

10k

R31

10k

+5V

+5V

D66

1N4001

78L05

IC4

C1

10μ

C2

100n

RESET

D64 D55 D46 D35 D28 D23 D14 D5

D59 D50 D41 D37 D30 D27 D18 D9

D63 D54 D45 D34 D32 D22 D13 D4

D58 D49 D40 D36 D29 D26 D17 D8

D62 D53 D44 D33 D31 D21 D12 D3

D57 D48 D39 D38 D24 D25 D16 D7

D61 D52 D43 D42 D19 D20 D11 D2

D60 D56 D47 D51 D10 D15 D6 D1

020036 - 11

+9V

25V

16V

8 Ω

LS1

100mW

Figura 1. El circuito del reloj de arena electrónico consta esencialmente de un microcontrolador PIC que excita un display formado por64 LEDs.

pal ventaja de este microcontro-lador es que tiene una memoriaFlash, así que prácticamentepodemos reprogramarlo tan amenudo como deseemos. Tam-bién hay una EEPROM en elPIC16F84, pero no es necesariapara este proyecto.

El trabajo del microcontroladores controlar el proceso completodesde que empieza el temporiza-dor a emitir una señal acústicahasta el fin del intervalo fijado.Esto se realiza usando el pro-grama descrito más adelante.

Para generar la señal de relojse emplea un circuito estándarconectado a los pines 15 y 16 delmicrocontrolador. En principio sepodría utilizar un resonador cerá-mico de 4 MHz en lugar del cristalde cuarzo (X1), aunque el tiemposea menos exacto. Si usamos uncristal de cuarzo, los valores con-figurados (constantes de tiempo)están suficientemente cerca delos valores calculados.

Una propuesta de soluciónestándar sería usar una resisten-cia y un condensador (R4 y C8)para generar la señal de reset. Elinterruptor de Stop (S2), que estácableado en paralelo con C8, tam-bién genera una señal de resetpara poner el microcontrolador ensu estado inicial.

El decodificador de fila (IC2) seconecta a los pines de I/O RB0-RB2, mientras que el decodifica-dor de columna se conecta a los pines RB3-RB5. Esos seis pines de I/O son los responsa-bles de la excitación de la matriz de LEDs. LosLEDs son de 5 mm, de baja corriente (típica-mente 2 mA). Por supuesto, el circuito tam-bién funcionará con LEDs verdes, siendo losde bajo consumo los que nos proporcionansuficiente brillo.

El altavoz (LS1) se excita por medio del pinRB6 del microcontrolador a través de la etapade transistor (R6/T7), usando una señal cua-drada altamente audible.

El tiempo deseado se configura usando uninterruptor codificado hexadecimal (S1), per-mitiendo que se puedan fijar hasta 16 tiemposdiferentes. Este interruptor requiere cuatrolíneas, cada una con un array de resistenciasde pull-up de valor 10 KΩ (R1). Para esta fina-lidad se usan los pines RA0-RA3.

Se puede generar un tono cada vez queel estado de los LEDs cambia fijando el jum-per JP1 (conectado al pin RA4 del micro-controlador).

INTERÉSGENERAL

64 Elektor

020036-1(C) ELEKTOR

C1C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

D1 D2 D3 D4 D5

D6 D7 D8 D9

D10 D11 D12 D13 D14

D15 D16 D17 D18

D19 D20 D21 D22 D23

D24 D25 D26 D27

D28 D29 D30

D31 D32

D33 D34

D35D36

D37

D38 D39D40 D41

D42 D43 D44 D45 D46

D47 D48 D49D50

D51 D52 D53 D54 D55

D56 D57 D58 D59

D60 D61 D62 D63 D64

D65

D66

H1

H2

IC1

IC2

IC3

IC4

JP1

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

R11

R12

R13

R14

R15

R16

R17

R18

R19

R20

R21

R22

R23

R24

R25

R26

R27

R28

R29

R30

R31

R32

R33

R34

R35

R36

R37

R38

R39

S1

S2

S3

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

T9

T10

T11

T12

T13

T14

T15

T16

T17

X1

020036-1

LS1 0

+

Figura 2. Las pistas de la placa de circuito impreso nos indican su uso: los LEDs están dispuestos

LISTADO DE COMPONENTES

Resistencias:R1 = Array SIL 4 x 10kR2, R4, R7-R15, R24-R31 =10kR3 = 680ΩR5 = 270ΩR6 = 4k7R16-R23, R32-R39 = 100k

Condensadores:C1,C8 = 10μF 25V radialC2-C5 = 100nFC6,C7 = 22pF

Semiconductores:D1-D65 = LED, 5 mm, rojo, baja

corrienteD66 = 1N4001T1-T16 = BC557

T17 = BC547IC1 = PIC16F84-04/P, programado,

código de pedido 020036-41IC2, IC3 = 74HCT138IC4 = 78L05

Varios:X1 = cristal de cuarzo de 4 MHzS1 = teclado miniatura codificado

hexadecimal, 16 posiciones (tipoHartmann PT65 303, de ConradElectronics, # 705497)

S2,S3 = interruptor de contactosimple, por ejmplo, tipo D6

Ls1 = altavoz miniatura, 8 Ω, 0,1WJP1 = jumperPCB, código de pedido 020036-1Disco, proyecto software, código de

pedido 020036-11 o Descarga Gratuita

placa del circuito. Las dos mitadesde los pads de soldadura están acada lado de la placa, y usaremoscables de interconexión para unir-las después de separarlas. Para laconstrucción del prototipo en ellaboratorio de Elektor, las dos par-tes de la placa se hicieron conángulos rectos entre sí (ver fotos).Esto permite que las conexionesse puedan soldar directamentejuntas (usando pequeños trozos decable si lo deseamos).

Veamos algunas sugerencias,de forma específica y general,para la colocación de componen-tes en la placa del circuito.Comenzaremos colocando lospuentes de cable, asegurándonosde no olvidar ninguno. Pondre-mos especial atención en la pola-ridad de los componentes que latengan, tales como condensado-res electrolíticos, diodos y LEDs.Usaremos zócalos para IC1-IC3, ynos aseguraremos de insertar loscircuitos integrados en la posi-ción correcta (ver marca). Antesde conectar la tensión de alimen-tación, inspeccionaremos loscomponentes fijados y las solda-duras de la placa ensamblada. Enla lista de componentes, los tran-sistores se dan sin ganancia decorriente por lo que podemosusar los de tipo A, B o C.

Hay un interruptor de on/off enla placa del circuito. Tal interrup-tor se puede colocar al lado de la

caja, con los controles (los pulsadores de Starty Stop y el interruptor del código de 16 posi-ciones) en el frontal, colocados directamentesobre la placa del circuito o en un panel frontal.

Después de aplicar la tensión de trabajo yencender el interruptor de on/off (si lo hemoscolocado), los LEDs del grupo de abajo se ilu-minarán. Fijaremos el intervalo de tiempodeseado usando el interruptor selector. Pode-mos elegir entre 16 intervalos que van desdelos 15 segundos a 1 hora (ver Tabla 1). Losintervalos son definidos por software usandodos constantes, que pueden modificarse sifuera necesario.

Tan pronto como accionemos el botón deStart, los LEDs de la mitad superior se ilumi-narán y el tiempo establecido comenzará adescontar. Los LEDs de la parte superior seirán apagando uno a uno, mientras que los dela parte inferior se irán iluminando segúncorresponda uno a uno. El intervalo de tiempopuede detenerse en cualquier momento pul-sando el botón de ‘Stop’.

El LED de arena se pone en mar-cha usando el pulsador de Inicio S3,el cual se conecta al pin RB7 delmicrocontrolador a través de la resis-tencia de pull-up (R6).

El LED D65, que se conecta direc-tamente a la tensión de alimentacióna través de la resistencia serie (R3),siempre está encendido cuandotenemos tensión de alimentación enel circuito. Se coloca en medio de lazona de los LEDs para actuar comoun piloto indicando que el reloj dearena está encendido.

No hay mucho que necesitemosdecir de la tensión de alimentación. Unregulador de tensión fija 78L05, juntocon los condensadores C1 y C2, pro-porcionan una tensión de operaciónestabilizada de 5 V. El diodo D1 pro-tege contra la polaridad inversa, y uninterruptor de on/off en la entrada de 9V (no mostrado en el dibujo) permite

encender o apagar el reloj de arena. Lafuente de 9 V se puede obtener de unadaptador, seis pilas de 1,5 V en serie ouna batería de almacenamiento de 9V. El consumo de corriente de este cir-cuito es de aproximadamente 45 mA.

Construcción y operaciónTodos los componentes que se mues-tran en el esquema del circuito sepueden ver en la cara de componen-tes de la placa de circuito impreso(Figura 2). Los 65 LEDs están dis-puestos en un display en la forma deun reloj tradicional. La placa se puededividir en una placa de LEDs y unaplaca de control (que contiene el restodel circuito) si no se desea tener laplaca de control al lado de los LEDs.La línea de separación está en lamitad de la fila de pads de soldaduraque hay entre las dos partes de la

INTERÉSGENERAL

65Elektor

020036-1(C) ELEKTOR

en forma de reloj de arena (placa disponible en Servicio de Lectores).

Todos los LEDs de la mitad inferior del panelse iluminarán cuando los intervalos fijados hanexpirado. Cuando los últimos LEDs se iluminen,el altavoz comenzará a emitir un tono. Estaseñal se puede detener presionando el botón de

‘Stop’. Si presionamos elbotón de ‘Start’ en lugardel de ‘Stop’, el altavoz separará, pero al mismotiempo el reloj de arenacomenzará de nuevo latemporización del inter-valo fijado.

Si el puente ‘jumper’previamente mencionadoestá colocado en la placa,se emitirá una breveseñal acústica cada vezque el estado de los LEDscambie.

El softwareLas cuestiones másimportantes a considerarpor el microcontrolador sepueden dividir esencial-mente en las siguientes:

– Excitación de la matrizde LED de 8 x 8.

Ésta debería tenerlugar en la parte posterior,

así que lo implementaremos usandoun temporizador de interrupción.– Carga de las direcciones de los

LEDs a ser iluminados en las posi-ciones de memoria POS1-POS32.

–Lectura del pulsador de‘Start’ y después el inte-rruptor codificado enhexadecimal. No es nece-saria una lectura separadadel interruptor de ‘Stop’,porque no está conectadodirectamente a la entradade Reset. Un reset se dis-para cuando se pulsa elbotón de ‘Stop’, haciendoque el microcontrolador sere-inicialice.– Activación del altavozcompletando el intervalode tiempo.

La característica espe-cial del software de esteproyecto es que la direc-ción de los 32 LEDs quese iluminan nos dantiempo para almacenarlosen un set de posicionesRAM etiquetados comoPOS1 a POS32. En elestado inicial, con los 32LEDs inferiores ilumina-dos, las posiciones RAM

POS1 a POS32 contienen la direcciónde los LEDs D33 a D64. POS1 contieneel valor binario ‘10011100’ (la direc-ción del LED D33), POS2 contiene elvalor binario ‘10010100’ (la direccióndel LED D34) y así sucesivamente.

El ISR tiene una cuestión adicionalde decremento en 1 del registroAKTXBITx del contador cada vez quese llama. Este registro es un registrocontador de 16 bits, que se debe divi-dir en dos registros de 8 bits etiqueta-dos como AKTZEITL y AKTZEITH.Cuando el valor de este registroalcanza cero, se pone un flag a 1 parainformar a la rutina principal de que elestado de los LEDs se debe cambiar.Se proporcionan dos rutinas etiqueta-das como ZUSTAND1 y ZUSTAND0,para los estados de inicio y salida (elestado de inicio es con los 32 LEDs dela parte superior iluminados, mientrasque el estado de salida es con los 32LEDs de la parte inferior iluminados).

Aunque habría sido posible escri-bir una sub-rutina para cada estadointermedio, el programa de memoriade los PIC16F84 no es tan grande paramantener todo el código que se gene-raría. Sin embargo, son posibles otrassoluciones, y si estamos interesadosen más detalles podemos analizar elprograma estudiando los listados.

(020036-1)

INTERÉSGENERAL

66 Elektor

Tabla 1.Configuración de tiemposusando el teclado de código S1.

Teclado de Tiemposconfiguración

0 15 segundos1 30 segundos0 60 segundos3 90 segundos4 2 minutos5 3 minutos6 4 minutos7 5 minutos8 8 minutos9 10 minutosA 12 minutosB 15 minutosC 20 minutosD 30 minutosE 45 minutosF 60 minutos

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Provincia . . . . . . . . . . . . . . . . .Teléfono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .NIF . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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ress

INTERÉSGENERAL

68 Elektor

En el artículo anterior hablamos de los diferentes encapsula-dos de componentes SMD disponibles en el mercado y algu-nas de las herramientas básicas necesarias para comenzar atrabajar. Este artículo trata más de cerca las técnicas necesa-rias para realizar los procesos de soldadura y desoldadura decomponentes SMD.

Para acometer la mayoría de los trabajos con componentesSMD bastará con el correspondiente soldador estándar depunta de acero intercambiable, además de algún tipo de pastade soldadura adicional. Un soldador de acero normal sería simi-lar al modelo Analogue 60 A de la casa Ersa. Este soldador tieneuna potencia de 60 W y dispone de puntas intercambiables.Las casas Weller y Antex también tienen soldadores con espe-cificaciones similares. Para el soldador de la casa Ersa es nece-sario colocar una punta de soldadura fina, del tipo 832 UD. Estapunta tiene un diámetro de 0,4 mm. La desventaja de una sen-cilla punta de soldador cónica es que no proporciona la mismadistribución de calor cuando se aplica a la zona de unión de lapatilla a soldar y de la isleta (“pad”) de soldadura. Aunque nohay que preocuparse, ya que, con algo de cuidado es posibleproducir juntas de soldadura de buena calidad.

La temperatura del soldador debe seleccionarse entre 350°y 400° C. Esto puede parecer un poco caliente, pero una tem-peratura elevada sobre la punta del soldador agiliza el procesode soldadura con lo que se reduce el riesgo de sobrecalentartanto los componentes como la isleta de soldadura.

Resistencias, condensadores cerámicos y conden-sadores de tántalo

Los encapsulados de estos componentes son bastante simi-lares externamente y pueden tratarse de forma idéntica desdeel punto de vista del propósito de una soldadura.

El proceso a seguir comenzará colocando el componentesobre la placa de circuito impreso de manera que esté alineadocon las isletas de soldadura sobre las que irá colocado, para locual podemos ayudarnos con unas pinzas, de modo que consi-gamos dicha posición de forma precisa. Seguidamente coloca-remos una pequeña gota de estaño sobre la punta del soldadory la llevaremos hasta que toque en uno de los terminales delcomponente que deseamos soldar. No tenemos que preocupar-nos de conseguir una soldadura perfecta, ya que tan sólo esta-mos intentando fijar el componente en la posición correcta.

A continuación nos dirigiremos sobre el otro terminal del com-ponente y colocaremos la punta del soldador en contacto, tanto

¿SMD? ¡No tenga miedo! (II)trucos prácticos en el montaje de componentes SMDPor C. Tomanik

En esta segunda y concluyente entrega nos vamos a centrar en las técnicasnecesarias para soldar y desoldar componentes SMD.

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RESS

INTERÉSGENERAL

70 Elektor

soldadura con un acabado mucho más limpio. Por último, vol-veremos sobre el primer terminal que sujetamos con estaño,volveremos a calentarlo y añadiremos un poco más de estañopara obtener soldaduras similares a las ya realizadas.

Componentes que tienen una pequeña separaciónentre sus terminales

Como ejemplo a seguir en la soldadura de este tipo de cir-cuitos integrados, utilizaremos un encapsulado cuya formaexterior se corresponda con el formato QFP. El espaciadoentre los distintos terminales de este componente es de 0,635mm (no mucho más grande que el diámetro de la punta delsoldador).

En primer lugar, colocaremos algo de pasta de “flux” sobrecada una de las isletas de soldadura de la placa de circuitoimpreso.

Seguidamente, situaremos el componente sobre las isletasde soldadura de forma precisa, asegurándonos que el terminal1 del circuito integrado se corresponde con el terminal 1 de laplaca de circuito impreso. Utilizando un soldador, sujetaremosdos de los terminales del componente (normalmente se debenelegir los terminales en diagonal, colocados en esquinasopuestas). Esto se consigue de manera más sencilla si la puntadel soldador se mantiene a lo largo del eje del componente, enlugar de formar un ángulo de 90°.

Ahora es el momento de demostrar nuestras habilidades. Enprimer lugar tenemos que decir que es nuestra última oportu-nidad para verificar que el componente está realmente cen-trado de forma precisa y colocado en su posición correcta. Cada

con el terminal del componente como con la isleta de la placa de cir-cuito impreso. El soldador formará un ángulo de 90° con el eje delterminal del componente. Continuaremos colocando estaño sobrela junta entre el componente y la isleta de soldadura. El “flux” delestaño fluirá sobre la junta, haciendo que el estaño se desplacesuavemente sobre la isleta y el terminal del componente por laacción de la capilaridad. No debemos colocar demasiado estaño,ya que si nos pasamos, se iniciará la creación de una pequeña bolaen torno al terminal. La cantidad óptima proporcionará una formacóncava a la superficie de la junta creada, algo así como una ver-sión en miniatura de la bocina que se coloca a una trompeta.

Ahora tendremos que volver de nuevo sobre la primera junta,donde tendremos que aplicar de nuevo el soldador para volverlaa calentar y añadir un poco más de estaño para conseguir queéste fluya sobre la isleta y el terminal y crear una soldadura simi-lar a la del otro terminal. Deberemos retirar el soldador lo máspronto posible para evitar que el componente se sobrecaliente,al mismo tiempo que no debemos añadir demasiado estaño.

Diodos MELFLa forma exterior de los diodos MELF es cilíndrica, lo cual

los hace unos componentes algo difíciles de manejar, al mismotiempo que la zona del terminal que está en contacto con laisleta de la placa de circuito impreso es menor que la superficiedel encapsulado de una resistencia, lo que produce un efectode capilaridad mucho más pequeño cuando estamos realizandola soldadura. Para ayudarnos en este trabajo conviene añadirun poco más de “flux” que ayude a aumentar este efecto decapilaridad. Aparte de esto basta con seguir el procedimientode soldadura que se ha explicado para las resistencias.

Transistores SOT 23 y condensadores electrolíticosEstos componentes normalmente tienen unos terminales

cortos, pero ampliamente espaciados, para permitir soldarlossobre las isletas de las placas de circuito impreso. A conti-nuación les mostramos el procedimiento para realizar la sol-dadura de un transistor con encapsulado tipo SOT 23.

Como ya hemos mencionado anteriormente, lo primero quetendremos que hacer es colocar el componente con la orien-tación correcta y sujetar uno de sus terminales con unapequeña bola de estaño.

Seguidamente se soldarán los terminales restantes, man-teniendo la punta del soldador en un ángulo de 90° con res-pecto al eje de los terminales realizando una pequeña presióny colocando un poco de estaño sobre dichos terminales, demanera que éste se derrita, llegue al terminal y fluya haciaabajo sobre la isleta de soldadura. Esto producirá una junta de

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terminal del componente se soldará de manera idéntica: con lapunta del soldador y el terminal del componente en línea, calen-taremos rápidamente el terminal y la isleta de soldadura y aña-diremos un poco de estaño en la punta del soldador.

El exceso de estaño producirá una bola de tamaño conside-rable que podría realizar un puente (con su correspondiente cor-tocircuito) con los terminales e isletas adyacentes. Tampocotenemos que preocuparnos demasiado, ya que este exceso deestaño se puede retirar sencillamente con la aplicación de un“chupón” para desoldar o de una trencilla de desoldadura. Así,colocaremos la trencilla sobre la bola de estaño y aplicaremosuna ligera presión hasta que la punta del soldador funda elestaño y éste se distribuya entre la rejilla. Por último, volveremosa soldar dicho terminal con un poco más de “flux” y de estaño.

Desoldando componentes SMDsEl proceso de desoldadura puede ser un poco más compli-

cado si tan sólo disponemos de un soldador estándar comoherramienta, ya que los componentes son rígidos y están mon-tados directamente sobre la superficie de la placa de circuitoimpreso. En primer lugar deberemos comenzar retirando lamayor cantidad posible de estaño de las distintas juntas de uniónde los terminales, ayudándonos de la correspondiente trencillapara desoldar. Si aplicamos un poco de “flux” sobre los termina-les a desoldar conseguiremos que la cantidad de estaño retiradasea mayor. Los componentes integrados pueden calentarse hasta450° C (claro está, durante muy poco tiempo). Así, colocaremosla punta del soldador sobre un lado del componente y empujare-

mos suavemente con unas pinzas hasta que el componentepueda ser retirado. Una vez retirado el componente debe serrechazado y no debe reutilizarse.

Por su parte, los componentes con una gran cantidad de ter-minales precisan de mucha paciencia por nuestra parte. Una téc-nica para conseguir desmontar dichos componentes es calentarun grupo de terminales contiguos y doblar cada terminal haciaarriba con la ayuda de unas pinzas, de este modo evitamos quevuelvan a soldarse a las isletas de soldadura. Con los encapsula-dos de formato QFP es mejor comenzar por una esquina del cir-cuito integrado y desoldar cada patilla de forma independiente,primero una de la izquierda y después otra de la derecha, perte-necientes cada una a una de las esquinas alrededor del encap-sulado del componente. Otra alternativa es la de cortar los dis-tintos terminales de circuito integrado con los alicates de corteadecuados y desoldar cada uno de sus terminales de maneraindependiente, retirándolos después con la ayuda del soldador yde unas pinzas. Como se ha mencionado anteriormente, limpia-remos las isletas de soldadura con una trencilla para desoldar.

Uso de una estación de soldadura

Durante la preparación de este artículo hemos utilizado unaestación del tipo SMT Unit 60 A (Figura 8), producida por lacasa ERSA, y que nos permitió explorar las ventajas de trabajarcon una estación de soldadura dedicada a componentes SMD.Esta estación comprende un soldador con un juego de puntasintercambiables y un par de pinzas para desoldar en caliente.Las casas Antex y Weller también son fabricantes de soldado-res muy conocidos que producen asimismo estaciones de sol-daduras similares. Las técnicas de soldar y de desoldar queaconsejan el uso de estas estaciones, son ligeramente diferentescomparadas con las técnicas de soldadura con soldador están-dar y que ha sido las que hemos estado utilizando hasta ahora:

Soldando componentes con terminales de separa-ción muy estrecha

De nuevo nos encontramos con el uso de componentes conencapsulado de formato QFP. Como se ha mencionado ante-riormente, las isletas de soldadura deben ser tratadas en pri-mer lugar con un poco de “flux”.

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Así, se colocarán las pinzas recalentadas sobre los termina-les de los componentes y esperaremos a que el estaño se funda.Una ligera palanca de estas pinzas ayudará a retirar el circuitointegrado de la placa sobre la que está montado. Por último, seutilizará trencilla para desoldar que nos ayudará a limpiar todaslas isletas donde estaba situado el circuito integrado.

Conclusiones

Por tanto, podemos decir que el trabajo con componentes SMDno tiene por qué ser demasiado estresante después de todo,siempre y cuando tengamos en mente una serie de reglasbásicas: elegir una punta de soldador fina y trabajar rápida-mente, recordar que la zona de unión es bastante pequeña yque la temperatura de fundición del estaño se alcanza muyrápidamente. Si no hemos conseguido realizar la soldaduradespués de unos pocos segundos, deberemos retirar el solda-dor e intentarlo después, una vez que todos los componentesse hayan enfriado. Si dejamos la punta del soldador sobre elpunto de unión durante un período de tiempo prolongado,podemos estar seguros que es la mejor manera de destruir elcomponente y de perder la isleta que está colocada sobre laplaca de circuito impreso. Si conocemos por anticipado quevamos a trabajar en el futuro con componentes SMD, seríainteresante analizar la posibilidad de invertir en la compra deuna estación de soldadura especializada. Estos equipos no sonbaratos (el modelo SMT Unit 60 A de la casa ERSA utilizadoen este artículo cuesta alrededor de unos 55 € y lo distribuyela casa RS Components, www.rswww.com). Con la práctica,podremos aumentar la velocidad de los trabajos en SMD, espe-cialmente si estamos trabajando con una gran cantidad de cir-cuitos integrados con poca separación entre terminales.

Si tenemos las herramientas adecuadas, somos habilidosos yestamos preparados para gastar un poco de tiempo en la prác-tica, no tenemos por qué tener miedo a trabajar con componen-tes SMD. Incluso si tan sólo disponemos de un soldador estándares posible conseguir cosas interesantes con componentes SMD.

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La punta de este pequeño soldador acaba formando unángulo de 30° y tiene una pequeña punta con forma de copaque permite alojar una pequeña bola de estaño.

Así, colocaremos el componente sobre la placa de circuitoimpreso y lo fijaremos, pegando dos terminales opuestos endiagonal sobre sus isletas, utilizando un poco de estaño.

Al trabajar con una punta de soldador en forma de copa, serecomienda colocar “flux” sobre la junta a soldar y, seguida-mente, una pequeña cantidad de estaño sobre la copa de lapunta. La forma de copa asegura que el estaño colocado en elsoldador permanecerá en su lugar hasta que la punta sea colo-cada sobre el terminal del componente. En ese momento, el fluxhará que el estaño fluya de la copa y se dirija hacia la propiajunta. Lo primero que tendremos que aprender será a conocercuál es la cantidad de estaño que debemos colocar sobre la copa,ya que demasiado estaño podrá provocar puentes entre los ter-minales (y el equivalente cortocircuito), lo que nos obligará atener que utilizar la malla para limpiar la zona. Pero con un pocode práctica y experiencia esta técnica es bastante efectiva.

Desoldando circuitos integrados con encapsulado QFPLa retirada de estos componentes con pinzas especiales

para desoldar es mucho más rápida y fácil que con un solda-dor estándar. Para cada tipo diferente de encapsulado de com-ponente existe su correspondiente par de pinzas para desol-dar y retirar el circuito integrado. Como ejemplo podemos verel detalle del procedimiento para retirar un circuito integradocon un encapsulado tipo QFP.

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020032-1 Analizador Lógico 20/40 MHz

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