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¡No sólo hayUSB en la vida!
Mi primer AVR-USB
Alternativas a USB e I2C¡Detengamos la manía de tirar a la basura!
Análisis de Fourier usando LTspice y Excel
Dimmer con un Micro
Ojo Mágico USB
ATM18 Passepartout
www.elektor.es
Enero 2010
[Analógico • Digital • Microcontroladores & Embebido • Audio • Test & Medida ]
9 7 7 0 2 1 1 3 9 7 0 0 8
0 0 3 5 5ISSN 0211-397X
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4 01-2010 elektor
Big Deal Elektor & Circuit Cellar
En 2011 hará 50 años desde que un holan-dés llamado Bob van der Horst lanzase su revista Electronica Wereld (Electronics World). Poco después, el uso de este títu-lo presentó algunos problemas y en 1964 la revista de Bob continuó bajo el nombre de Elektuur. Bob no se equivocó al ver el po-tencial de la publicación, especialmente en Alemania. Después de algún tiempo, Ele-ktor – como se llaman todas las ediciones menos la holandesa – apareció también en Inglés, Francés y Español, seguidas por muchas ediciones bajo licencia en idiomas menos extendidos, y la publicación como conjunto creció de forma masiva. Ahora, 50 años después, Elektor está a punto de cruzar el Atlántico y entrar en el mercado USA. Los lectores perspicaces son sin duda conscientes de que ya se está publicando una edición local de Elektor en USA y Cana-dá, entonces ¿dónde está el gran acuerdo? La respuesta es: hemos añadido la publica-ción norteamericana Circuit Cellar a la ofer-ta editorial de Elektor. Circuit Cellar equivale a Steve Ciarcia, el autor residente de la famosa sección Byte Magazine de la (igualmente famosa) “Circuit Cellar”. Mientras Byte se ahogó en la marea llamada publicación online, Steve expandió y reforzó Circuit Cellar. A lo largo de los años “CC” se convirtió en la revista líder en electrónica embebida, seguida por lectores en todos los rinco-nes de la tierra.Circuit Cellar y Elektor son complementa-rias en gran medida, Elektor continuan-do con su larga y variada historia, labo-ratorio propio, prototipos reproducibles, cultura multilenguaje y una autentica red global de autores. Circuit Cellar, la revista más joven, añade un fuerte enfoque en el PC y las aplicaciones embebidas, más su capacidad de movilizar a montones de programadores mediante sus competi-ciones de diseño.Mientras escribo este editorial nos esta-mos recuperando del gran éxito del día Elektor Live! en Eindhoven, Holanda, que atrajo a 1.200 visitantes – todos ellos entu-siastas de la electrónica. Nuestra comuni-dad de expertos en electrónica se ha am-pliado considerablemente por la unión de fuerzas de Elektor y Circuit Cellar y seguro que el entusiasmo crecerá en ella.
¡Feliz lectura!
Wisse HettingaEditor Internacional
6 Colofón
Información Corporativa de la revista Elektor.
8 Noticias y Nuevos Productos
Un paseo mensual por lo último en el mundo de la electrónica.
14 No sólo hay USB en la vida
Cómo conectar tu micro a un PC.
20 Mi primer AVR-USB
Una guía comentada del Atmel AT90USBKEY.
25 Comprobador de sensores inductivos
Indica el funcionamiento de estos dispositivos mediante un LED.
26 Por una vez utiliza un bus diferente
¿Qué pasa si decides no usar el USB o el I2C?
30 El bus CAN en casa
El bus CAN no es solo para la automoción. Automatización doméstica con MIAC.
33 Festival Burning Amp 2009
Un reportaje de Jan Didden.
34 Winamp Control
Control para Winamp con potenciómetro motorizado mediante USB.
39 El USB es horrible/genial
El laboratorio de Elektor responde a diez preguntas sobre el USB.
41 ¡Lo bueno siempre puede ser mejor!
Cómo el diseño original del detector de CO2 de Elektor puede ser mejorado para los asmáticos.
42 Simposio de Linux
Solo para confirmar que el Linux para aplicaciones embebidas está de moda.
5elektor 01-2010
43 Interfaz de audio digital para ordenador
Este proyecto añade un interfaz óptico al ordenador.
44 Análisis de Fourier Usando LTspice y Excel
Una guía sencilla para el análisis en los dominios de la frecuencia y el tiempo.
48 Dimmer controlado mediante microcontrolador
Para lámparas incandescentes o halógenas de hasta 300 vatios.
52 Mochila TTL-Bluetooth
Conecta tus diseños con el ordenador de forma inalámbrica.
56 Passepartout en la ATM18
Recuerda tus claves de acceso sin tener que memorizarlas.
60 PCI en casa de principio a fin
La nueva máquina de estarcido y herramientas “pick&place” de Elektor.
62 Ojo mágico en el USB
Tecnología clásica en un entrono de PC – sin problemas.
67 Retrónica: ¡Detengamos la manía de tirar a la basura!
Las usuales características de la electrónica “extraña y antigua”.
71 Hexadoku
Nuestro rompecabezas mensual con un toque de electrónica.
76 Próximo número
Un avance de los contenidos de la próxima edición.
ÍNDICEVolume 31Enero 2010nº 355
20 Mi primer AVR-USBSeguro, en los Proyectos y las páginas de Noticias de Elektor han apare-cido un sinnúmero de placas con microcontrolador que incorporan una conexión USB. Has visto soluciones basadas en puentes, nodos USB y pilas USB hardware e incluso pilas emuladas por software. Sin embargo, la pila hardware de AVR-USB no se ha tratado hasta ahora. Una placa de 25 euros acompañada por unas utilidades de software gratuito para ju-gar con ella van a cambiar esto acercándonos a la familia USB-AVR.
62 Ojo mágico en el USB¿Una válvula indicadora de color verde brillante como medidor de ac-tividad de la CPU? Claro, con alimentación y control facilitados por el puerto USB. También se describe una variante más sencilla del circuito que emplea un indicador de bobina móvil.
48 Dimmer controlado mediante microcontrolador
La idea de este diseño parte se debió a que el autor quería sustituir dos conmutadores por una combinación conmutador/regulador que no estaba disponible en las tiendas. Se conservan los conmutadores exi-stentes y el circuito regulador descrito en el artículo fue incorporado en la instalación de luces del techo.
56 Passepartout en la ATM18Las contraseñas son muy importantes hoy en día, pero cuando más seguras queremos que sean, más difíciles son de recordar y, además, cada vez son más las que necesitamos memorizar. Este proyecto nos facilitará esta tarea.
6 01-2010 elektor
ANALÓGICO • dIGItAL MICROCONtROLAdORES & EMBEBIdO
AudIO • tESt & MEdIdA
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El Sonido del Silencio
Para montañeros y pilotos de ala delta y UL
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Caja de Terapia Lumínica Los LED azules combaten la depresión invernal
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Ahorro Energético por la Automatización DomésticaComparación de Estándares Tecnología Proyectos
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¡Aquí está la actualización de sintonización automática!sintonización automática!
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9 7 7 0 2 1 1 3 9 7 0 0 8
0 0 3 5 5ISSN 0211-397X
N.º 355 6,20 e
Número 355, Enero 2010 ISSN 0211-397X
Elektor Electronics Worldwide, es una edición que tiene por objetivo inspirar a sus lectores a que utilice la electrónica a todo nivel, presentado proyectos y desarrollos electrónicos y tecnología de la información.
Edita: Elektor International Media Spain, S.L., Apartado de Correos 73, 08870 Sitges (Barcelona), España.Tel.: +34 938 110 551, Fax: +34 933 969 358Web: www.elektor.es E-mail: [email protected]
La revista está disponible en kioscos, librerías y tiendas de electrónica, o mediante suscripción. Elektor se publica 11 veces al año con una edición doble para los meses de Julio y Agosto.
Elektor se publica también en Inglés, Francés, Alemán y Holandés. Junto con las ediciones franquiciadas, la revista está en circulación en más de 50 países.
Jefe de Redacción internacional: Wisse Hettinga
Redacción Elektor España: Eduardo Corral ([email protected])
Redacción Internacional: Harry Baggen, Thijs Beckers,Jan Buiting, Guy Raedersdorf, Clemens Valens, Ernst Krempelsauer y Jens Nickel
Laboratorio: Antoine Authier (Responsable), Ton Knipa, Ton Giesberts, Luc Lemmens, Daniel Rodrigues, Jan Visser y Christian Vossen
Cartas del lector: [email protected]
Director Internacional: Paul Snakkers
Publicidad: Susanna Esclusa ([email protected])
Marketing: Carlo van Nistelrooy
Atención al Cliente: Carlo van Nistelrooy
Suscripciones: Elektor International Media Spain, S.L., Apartado de Correos 73, 08870 Sitges (Barcelona), España. Tel.: +34 938 110 551, Fax: +34 933 969 358 Internet: www.elektor.es E-Mail: [email protected]
Elektor International Media es una plataforma multimedia e interactiva para todos aquellos
interesados en la electrónica. Desde los profesionales apasionados por su trabajo a los aficionados
con ambiciones profesionales. Desde los principiantes a los expertos, desde los estudiantes a los
profesores. Información, educación, inspiración y entretenimiento. Analógico y digital; práctico y
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Maquetación: David Márquez
Imprime: Senefelder Misset – Doetinchem, The Netherlands
Distribución en España: S.G.E.L.
Depósito LegalGU.3-1980ISSN 0211 – 397X31 de Diciembre de 2006
P.V.P. en Canarias: Precio de cubierta más sobre tasa aérea de 0,15 €
Derechos de autorLos circuitos descritos en esta revista son exclusivamente para uso doméstico. Los derechos de autor de todos los gráficos, fotografías, diseños de circuitos impresos, circuitos integrados programados, discos, CD-ROM’s, portadores de software y los textos de los artículos publicados en nuestros libros y revistas (que no sean anuncios de terceros) están registrados por Elektor International Media BV y no pueden ser reproducidos o difundidos de ninguna forma ni por ningún medio, incluidas fotocopias, escaneos o grabaciones, parcial o totalmente sin la previa autorización escrita del Editor.También será preciso disponer del citado permiso antes de almacenar cualquier parte de esta publicación en sistemas de recuperación de cualquier naturaleza. Los circuitos, dispositivos, componentes, etc., descritos en esta revista pueden estar protegidos bajo patente. El Editor no acepta responsabilidad alguna en ausencia de identificación
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© Elektor International Media BV 2008
8 01-2010 elektor
INFO & MERCADO
Y los ganadores son... Premios de la Fundación Elektor 2009 premios para gente con una pasión
Como parte del evento Elektor Live!, que tuvo lugar en Eindho-ven, Holanda, el pasado 21 de noviembre, se otorgaron los
premios correspondientes a la primera edi-ción de los Premios de la Fundación Elektor. Durante los meses pasados, los miembros del equipo editorial internacional de Elektor examinaron sus mercados locales y nominaron al Premio a personas y compañías. La selección no se basó solo en la erudición sobre el campo, sino también en sus muy especiales formas de utilización de la electrónica, ahora y en el pasado, para hacer una importante contri-bución a la sociedad. Este criterio se encontró en todos los ganado-res: El Sr. Hossfeld de Holanda por la construcción de un transmisor de emergencia en la banda de 80 m durante la gran inundación de 1953; La organización DigitalS-TROM de Suiza por la aplica-
ción de la tecnología de los chips para redu-cir radicalmente el consumo energético de los electrodomésticos; La Sra.
Fatma Zeynep Köksal de Turquia por sus relaciones profesionales y sus actividades para promover la electrónica y otras tecnolo- gías en su país; Bart Huyskens de Bél-
gica por su incansable esfuerzo en el trabajo con los robots con el fin de estimular a los jóvenes, y ahora galar-donado con el aumento del número de estudiantes de su escuela.
El objeto social de Fundación Ele-ktor es: “generar, en una escala global, publicidad gratuita y de buena voluntad para los proyec-tos y personas que han alcanzado logros extraordinarios en la tec-nología y la electrónica”.
Más información: www.elektorfoundation.org
Don Akkermans
propietario de Elektor International MediaIngrid Mulder – presidenta de la Fundación Elektor
la electrónica, ahora y en el pasado, para hacer una importante contri-bución a la sociedad. Este criterio
-res: El Sr. Hossfeld de Holanda por
El Sr. P. Hossfeld recibiendo el Premioel trabajo con los robots con el fin de estimular a los jóvenes, y ahora galar-donado con el aumento del número
el trabajo con los robots con el fin de
El Sr. P. Hossfeld recibiendo el Premio
El Sr. P. Hossfeld recibiendo el Premio
Y, por supuesto, las flores para los socios
premios correspondientes a la primera edición de los Premios de la Fundación Elektor. Durante los meses pasados, los miembros del equipo editorial internacional de Elektor examinaron sus mercados
propietario de Elektor International Media
“Buen trabajo, repartiendo premios”
Ingrid Mulder y Wisse Hettinga
gica por su incansable esfuerzo en el trabajo con los robots con el fin de estimular a los jóvenes, y ahora galar-donado con el aumento del número de estudiantes de su escuela.
Bart Huyskens galardonado por todo su trabajo
9elektor 01-2010
NOTICIAS
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y used and inexpensive man-machine interf
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devised, yet its presence in the world of em
bedded systems is still a rarity. Indeed, ther
e are few
embedded engineerstoday having practica
l experience of how to implement the hardware and
software required to 'enable' mouse input.
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m this knowledge is soon explored, with the f
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from each step providing impetus for the next.
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/2 and USB, and offers applications guidan
ce with
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n interfacing the mouse to typical microcon
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Microchip presenta los microcontroladores de 16 bit con la corriente más baja en modo dormido y en el encapsulado más reducido del mundo con USB y sensado táctil.Dos nuevas familias de microcontrolado-res PIC24F de 16 bit – uno con funcionali-dad USB y uno para aplicaciones de tipo general – que incorporan la tecnología de consumo extremadamente bajo de ener-gía nanoWatt XLP, pequeños encapsula-dos y sensado táctil capacitivo mTouch™. La familia USB se adapta a aplicaciones en Periféricos, Host Embebido y OTG (On-the-Go). La tecnología nanoWatt XLP de Microchip proporciona las corrientes más bajas en modo dormido del mundo, con un consumo de corriente de tan sólo 20nA en modo Dormido Profundo, dan-do así como resultado el consumo más bajo de energía para cualquier microcon-trolador con USB OTG; es decir, 10 veces menos que los microcontroladores USB ofrecidos por fabricantes de dispositivos
de consumo de energía extremadamente bajo.La familia de aplicación general PIC24FJ-64GA104 incorpora la tecnología nanoWatt XLP, unas prestaciones de 16 MIPS, 32 o 64 Kbytes de Flash, 8 Kbytes de RAM, un pe-riférico de sensado táctil capacitivo, Reloj en Tiempo Real y Calendario (RTCC), un convertidor A/D de 10 bit y la capacidad de reconfigurar las patillas de E/S digitales por medio de la Selección de Patilla de Pe-riférico (Peripheral Pin Select). La familia
PIC24FJ64GB004 basa en estas caracterís-ticas la solución de más sencillo manejo y más completa existente en el mundo con Periférico Full-Speed USB 2.0, Host Embe-bido y OTG. Ambas familias están dispo-nibles en encapsulados QFN, SOIC y PDIP de 28 patillas, así como QFN y TQFP de 44 patillas.Las aplicaciones cubren los mercados in-dustrial, comercial, médico y de automo-ción, incluyendo controles remotos, medi-dores, monitores, temporizadores y senso-res. La Tarjeta de Desarrollo Explorer 16 en Módulo Enchufable (Plug-In Module, PIM) está disponible por 25 dólares para cada una de las nuevas familias de microcontro-ladores y también está disponible la Tarjeta Hija USB PICtailTM Plus con un coste de 60 dólares para permitir el desarrollo de USB con la familia PIC24FJ64GB004 utilizando la Explorer 16.
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10 01-2010 elektor
NOTICIAS
Tarjeta Pico-ITX para reproducir vídeo HD en dispositivos interactivos digitales
MSE presenta su nuevo grabador de PIC por USB
El modelo EPIA-P720 sin ventilador incluye el procesador de sistema de medios VX855 para ofrecer unas magníficas prestaciones.
Una excelente herramienta para los usua-rios de los microcontroladores PIC acaba de presentar en el mercado la empresa bilbaína Ingeniería de Microsistemas Pro-gramados S.L. Se trata de un grabador de los mencionados microcontroladores que utiliza un puerto USB del PC para su ma-nejo, junto al software recomendado por Microchip.Al bajo precio del grabador universal de PIC USB-PIC’Burner, se une su fácil manejo y su rápido y seguro funcionamiento. Otra ca-racterística muy interesante es que no pre-cisa de alimentación externa, ya que los +5 V que precisa los recibe directamente por el puerto USB.Soporta la mayoría de los modelos de PIC de 8, 18, 28 y 40 pines de las familias PIC12, PIC16 y PIC18, gracias al zócalo de fuerza de inserción nula en donde se alojan los micro-controladores a grabar.El USB-PIC’Burner utiliza el software co-rrespondiente al entorno MPLAB-IDE que proporciona libremente Microchip y que es muy popular entre los usuarios de los PIC.En la fotografía se aprecia la tarjeta del grabador dividida en 7 zonas, de las cuales la marcada con el número 4 correspon-de al circuito de control basado en un PI-C18F2550 a 20 Mhz.
Esta herramienta viene acompañada por un CD que contiene el software y un exce-lente tutorial de manejo y funcionamiento con ejemplos y aplicaciones que puede descargarse en la página web de Ingeniería de Microsistemas Programados S.L..
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VIA Technologies, Inc., nueva empresa representada en España por Anatronic, S.A., ha anunciado la tarjeta Pico-ITX VIA EPIA-P720, que es el primer modelo que se beneficia del uso del procesador de sistema de medios (MSP) VIA VX855 para reproducir los últimos formatos de vídeo HD en dispositivos interactivos digitales de próxima generación. La tarjeta VIA EPIA-P720 hace posible una nueva clase de dispositivos embebidos extre-madamente compactos que pueden gestionar las aplicaciones de reproducción de ví-deo más demandadas en una solución sin ventilador. Los actuales dispositivos interactivos digitales dotan al usuario de una experiencia nove-dosa al emplear contenidos de video de elevada calidad y alta resolución. Con el uso de las últimas tecnologías de compresión, como H.264 códec, la reproducción de medios HD solía requerir una sobrecarga de proceso sustancial que eliminaba, hasta ahora, cual-quier posibilidad de un sistema compacto sin ventilador. Con la introducción de VIA EPIA-P720, el MSP VIA VX855 realiza las tareas de descompre-sión de vídeo desde el procesador central, aplicando la mejor aceleración de hardware de la industria para múltiples códecs, destacando H.264, VC1, WMV9 y MPEG 2/4, con una resolución de hasta 1080p. La nueva tarjeta Pico-ITX ofrece diversas opciones de conectividad de display con soporte para HDMI, VGA y LVDS. La tarjeta VIA EPIA-P720 con formato Pico-ITX ultra compacto, que mide 10 x 7.2 cm, también se distingue por un procesador VIA Eden ULV sin ventilador de 1 GHz y bajo con-sumo, soporte de hasta 2 GB de memoria de sistema DDR2. Integrado como un chipset ‘todo en uno’, el procesador VIA VX855 MSP ha sido dise-ñado especialmente para lograr una aceleración de hardware perfecta para los nuevos codecs de vídeo HD con elevados ratios de bit y resoluciones de hasta 1080p. Además, el núcleo gráfico integrado VIA Chrome9™ HCM 3D dota de soporte total DirectX 9.0 y un motor 2D de 128 bit ofrece capacidad de rotación de hardware. La inclusión de la tarjeta add-on VIA P720-A especialmente diseñada complementa el puerto HDMI para agregar un puerto VGA, un puerto Gigabit LAN y dos puertos USB 2.0. El VIA Vinyl HD audio códec permite audio DTS de seis canales con soporte S/PDIF. El almacenamiento se lleva a cabo en forma de un conector IDE de 44 pines y un puerto S-ATA. Por último, los ‘pin headers’ on board ofrecen soporte para cuatro puertos USB 2.0 adi-cionales, un conector LPC, conector SMBus, soporte PS/2, tomas de audio, LVDS, cuatro pares de DIO y dos puertos UART.
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11elektor 01-2010
NOTICIAS
Transistores de potencia con tecnología STripFET™ de sexta generación
El modelo EPIA-P720 sin ventilador incluye el procesador de sistema de medios VX855 para ofrecer unas magníficas prestaciones. Los nuevos modelos ofrecen la mejor densidad de potencia y una resisten-cia RDS(ON) típica de 1.6 mΩ en un en-capsulado PowerFLAT™ de 5 x 6 mm. STMicroelectronics, uno de los mayores fabricantes mundiales de semiconductores, ha introducido una nueva familia de transistores de 30V para montaje superficial (SMD) con una resistencia-on máxi-ma de sólo 2 mΩ para incrementar la eficiencia energética en ordenadores y equipos de telecomunicaciones y redes. Beneficiándose del proceso STripFET™ VI DeepGATE™, que ofrece elevada densidad de celda equivalente, ST ofrece la mejor RDS(ON) de la industria en relación al tama-ño de chip activo. Con esta mejora del vein-te por ciento con respecto a la generación
anterior, es posible usar encapsulados pe-queños de montaje superficial para conmu-tar reguladores y convertidores DC-DC. La tecnología también consigue minimizar la carga de puerta para permitir que los dise-ñadores usen frecuencias elevadas de con-mutación y, por consiguiente, especifiquen componentes pasivos (como inductores
y condensadores) de menores di-mensiones. Los principales encapsulados es-tándares de la industria, incluyen-do SO-8, DPAK, PowerFLAT™ de 5 x 6 y 3.3 x 3.3 mm, PolarPAK®, IPAK ‘through-hole’ y SOT23-6L, poseen compatibilidad con las distribucio-nes actuales pad / pin, al mismo tiempo que mejoran la eficiencia y la densidad eléctrica. De esta for-ma, ST amplía las oportunidades de aplicación de su familia STripFET VI DeepGATE. Entre los primeros dispositivos in-
troducidos que utilizan este nuevo proceso destacan el STL150N3LLH6, que dota de la menor RDS(ON) por área en el encapsulado PowerFLAT de 5 x 6 mm, y el STD150N3LLH6 con una RDS(ON) de 2.4 mΩ en un encapsu-lado DPAK.
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Más información y pedidos en www.elektor.es/tienda
450 páginas
ISBN 978-90-5381-249-5 • 49,00 €
Elektor International Media Spain, S.L.Apartado de Correos 7308870 Sitges (Barcelona) EspañaTel.: +34 938 110 551Fax: +34 933 969 358
Este práctico libro cubre una serie de divertidos y emocionantes proyectos con microcontroladores PIC. Encontraremos por ejemplo una alarma silenciosa, un sensor de personas, un radar, una alarma de noche, un indicador VU, un atenuador RGB, una red serie y un súper compresor de sonido. Puede hacer más de 50 proyectos para uso propio. La clara explicación, esquemas y fotos de cada proyecto montado sobre una breadboard, lo convierten en una actividad divertida. La información técnica de fondo de cada proyecto explica por qué el proyecto está creado así, incluyendo las hojas de datos utilizadas. De esta manera, aprenderá mucho sobre el proyecto, y los microcon-troladores que se en el se utilizan, y puede expandirlo y adaptarlo según sus necesida-des, haciendo su utilización ideal en escuelas y colegios. Incluso después de haber construido todos los proyectos será una valiosa guía de referencia para tener sobre su escritorio. Todo el software que se utiliza en este libro se puede descargar gratuita-mente de la red, incluidos todo el código fuente, un editor de programas y el lenguaje de programación JAL.
Microcontroladores PIC50 Proyectos para Principiantes y Expertos
Ahora en español
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01-2010 elektor
NOTICIAS
12
Sistema embebido sin ventilador con procesadorIntel® Core™2 Duo
Fuentes de alimentación de elevada fiabilidad para aplicaciones LED
La nueva gama de TDK-Lambda se caracteri-zan por una potencia de 12 W y un índice de protección IP66
TDK-Lambda ha desarrollado una nueva gama de fuentes de alimentación para apli-caciones LED que requieran elevada fiabi-lidad. Especialmente indicadas para todo tipo de instalaciones interiores y exteriores de iluminación LED, así como para tareas industriales y señalización digital, estas unidades de 12 W poseen un grado de pro-tección IP66 y aceptan un amplio rango de entrada AC universal. Las nuevas fuentes de alimentación LED se encuentran disponibles con dos modos de salida. La serie LDV12 ofrece un voltaje cons-tante de 12, 15 y 24 V, mientas que la gama LDC12 dota de una tensión continua de 350 a 700 mA. Todas estas unidades incluyen re-frigeración por convección y disponen de un rango de temperatura operativa de -10 a +60 °C, con un arranque garantizado a -20 °C y una eficiencia de salida del 82 por ciento. Los nuevos modelos compactos, con unas dimensiones de 90 x 34.5 x 21 mm, tam-bién ofrecen protección ante cortocircuito, sobrecarga y sobrevoltaje y se presentan en una cubierta sellada muy resistente al choque y la vibración. Además de ser compatibles con los están-dares EN55015, EN55022, VCCI, CISPR22 y FCC (reduciendo las emisiones conduci-das y radiadas Clase B con un margen sus-tancial), las series LDV12 y LDC12 de TDK-Lambda también poseen las aprobaciones de seguridad UL1310 (Clase 2), EN61347-1 y EN61347-2-13 y el marcado CE. Para garantizar la disponibilidad a largo plazo, todos los modelos superan los están-dares de inmunidad EN61000-4-2, -3, -4, -5, -6, -8 y -11 con un MTBF de más de 700.000 horas y una ‘e-cap life’ estimado de diez años, con una garantía de tres años.
www.tdk-lambda.com
El “box computer” eBOX639-840-FL ofrece numerosas características de expansión y excelen-tes propiedades gráficas AXIOMTEK Co., Ltd., empresa representada en España por Anatronic, S.A., ha anun-ciado su nuevo sistema embebido sin ventilador eBOX639-840-FL, que soporta un pro-cesador Intel® Core2™ Duo o Celeron® M con dos tomas DDR2 DIMM para ofrecer una memoria de hasta 4 GB. Incorporando el chipset Intel® GME965 Express, este “box computer” de elevado rendi-miento dispone de dos soluciones gráficas al incluir el Intel® Graphics Media Accelerator X3100 y el slot PCI Express x16. El eBOX639-840-FL, que también posee un slot PCI y otro PCIe x16 para desarrollar ca-pacidades de expansión, se convierte en una magnífica alternativa en automatización industrial, señalización digital (DSA), juegos, entretenimiento, control industrial y apli-caciones en vehículos. Protegido por una cubierta extremadamente rugerizada de aluminio de 182 x 230 x 140 mm, este sistema embebido se puede aplicar en entornos con restricciones de espacio como elemento autónomo (standalone) o montado en muro. Para responder a los requerimientos de ensamblaje conveniente, este sistema sin venti-lador adopta un diseño especial que se caracteriza por un fácil acceso a las tomas PCI. De esta forma, los clientes pueden instalar o reemplazar sus tarjetas PCI sin tener que abrir la “caja”. El eBOX639-840-FL, gracias al diseño sin ventilador y las prestaciones térmicas, opera de forma fiable y silenciosa en entornos críticos con temperaturas de -10 a +40 °C. También ofrece una excelente resistencia a la vibración de hasta 1 Grms (con HDD). Este nuevo modelo “todo en uno” se distingue por una riqueza de conectores de I/O, incluyendo una bahía de drive SATA de 2.5”, cuatro puertos COM, seis puertos USB 2.0, Gigabit Ethernet dual, puertos PS/2, audio y VGA. También ha sido equipado con una fuente de alimentación de 16 V – 28 VDC y 150 W, y un temporizador watchdog para reiniciar el sistema después de un golpe o error de sistema. Además, el eBOX639-840-FL, que es compatible con la normativa RoHS, ofrece soporte para varios sistemas operativos embebidos, como Windows® CE, Windows® XP Em-bedded (XPE) y Linux.
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NOTICIAS
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Kits de pantalla táctil APIX para aplicaciones industriales
Inova Semiconductors, empresa repre-sentada en España por Anatronic, S.A., ha anunciado la disponibilidad de kits de eva-luación del nuevo interface APIX para apli-caciones industriales. Tras el lanzamiento del interface estanda-rizado APIX Industrial, Inova y Anatronic ofrecen kits de evaluación implantados en displays de Hi-Line y, próximamente, en placas embebidas. El APIX_TSK_RJ (con cable de diez metros CAT5 Patch con RJ45) y el APIX_TSK-HSD (con cable de cinco metros Leoni Dacar con conector Rosenberger HSD) han sido diseñados para garantizar la intero-peratividad entre los siste-mas conectados. Estos kits incluyen subsis-tema de pantalla táctil ba-
sado en panel LCD de 7” (800x480), tarjeta de control de backlight, tarjeta controlado-ra táctil; cable; fuentes de alimentación en muro; y CD de software.
APIX Industrial El nuevo interface tiene el objetivo de co-nectar displays y cámaras en entornos
industriales para responder a los requeri-mientos de elevada temperatura, mejor comportamiento ante EMI y mayor tiempo de obsolescencia. APIX industrial ofrece valor añadido a apli-caciones que demandan largas distancias de transmisión (hasta quince metros) de vídeo descomprimido en tiempo real y
comunicación full dúplex sobre el mismo cable de cobre. Opcionalmente, la alimentación también se puede suministrar a tra-vés de ese cable para el subsistema de display o cámara. Por lo tanto, se convierte en una magnífica alternati-va para displays de pantalla táctil, terminales remotos y paneles de control.
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?14 01-2010 elektor
MICROCONTROLADOR
No sólo hay USBen la vida
Clemens Valens (Elektor Francia)
Muchos proyectos usan el ordenador de sobremesa o un portátil como cerebro para registrar los datos, por
ejemplo, cómo controlador potente o para el acceso a Internet. Los puertos, paralelo o serie, que aseguraban
en otro tiempo el enlace, han cedido el lugar a las conexiones USB. Entonces, ¿cómo se hace ahora?
Hay muchas soluciones para enlazar un ordenador con un perifé‑rico, basta con girar el ordenador para darse cuenta de ello. Por ejemplo, el ordenador portátil sobre el que he escrito este artí‑culo, posee una salida S/PDIF, dos entradas de audio (micrófono y línea), cuatro puertos USB, un puerto Ethernet y un conector para el módem. No hay conexión FireWire en este modelo. El orde‑nador dispone también de WiFi y Bluetooth, pero no de IrDA. En
los ordenadores más viejos, encontramos otros puertos como el PS/2, el RS‑232 (los puertos COM) e, incluso, el puerto paralelo. Son todos puertos fácilmente accesibles sin que haya necesidad de abrir el ordenador.Cada puerto tiene sus ventajas y sus inconvenientes y es necesa‑rio elegir el que va bien con el montaje en cuestión. La elección del puerto de expansión o de comunicación del ordenador tiene
cómo conectar un montajepersonal a un ordenador
15elektor 01-2010
influencia, no solamente con la complejidad del material del interfaz a realizar entre el ordenador y el montaje, sino que también afecta igualmente a la complejidad del programa. La envergadura de estos dos factores es proporcional a la cantidad de datos a transferir y a la velocidad de la trasmisión deseada.Este artículo no abordará las placas de ampliación para el ordenador, ya que hoy día no es verdaderamente evidente el realizar nuestra propia placa de ampliación. Sencillamente es más fácil comprar una placa totalmente lista, con sus controladores.
El puerto serie asíncrono…… es probablemente el puerto más fácil a utilizar cuando se quiere controlar un montaje. El puerto serie (olvidémonos ahora de la pala‑bra “asíncrono”, para hacerlo más corto), está muy bien integrado en los sistemas de explotación y sólo necesita, por lo general, tres hilos. Existen muchas herramientas de programa para los puertos serie (gratuitas y de pago), la documentación es abundante y el pro‑tocolo de comunicación es fácil de comprender. Además, muchos microcontroladores poseen uno o varios interfaces serie asíncro‑nos (UART) compatibles y, si no lo tienen, se puede realizar uno por programa.Los puertos serie de antaño ya casi no existen en los ordenadores, aunque haya alternativas. En primer lugar, el puerto serie USB. Se trata de un pequeño montaje que convierte un puerto USB en un puerto serie. Para el sistema de operativo (SO), el puerto serie USB se presenta como un puerto clásico y se puede utilizar como se hace habitualmente. Esta solución es fácil de poner en funcionamiento: basta con aña‑dir un pequeño adaptador serie‑USB a nuestro montaje personal. Los más corrientes son el PL 2303 de Prolific [1], la familia CP210x de Silicon Labs [2] y los componentes de FTDI [3] (ver Figura 1). Los controladores (“drivers”) para los SO son suministrados por el fabri‑cante del dispositivo. Para el usuario, es casi como un puerto serie clásico, incluso si, a veces, se comporta un poco lento. Intentemos ajustar la latencia del controlador (¡oh! ¿qué es eso?) al mínimo, si es posible.Otra posibilidad es la de usar un enlace serie por Ethernet. En efecto, existen muchos conversores serie‑Ethernet (también denominados servidores serie) en el mercado. Por medio del controlador del fabri‑cante del conversor, se añaden uno o varios puertos serie virtuales al sistema de explotación del ordenador. Estos puertos son accesibles como puertos clásicos. Los puertos serie‑Ethernet (ver Figura 2) son más caros que un puerto serie‑USB, pero ofrecen un aislamiento eléctrico, la posibilidad de tener varios puertos en un único circuito, diferentes estándares de interfaz (RS‑232, RS‑485, etc.), conexión “sin hilos” (WiFi), cubrir grandes distancias y un interfaz de confi‑guración compatible con el navegador de Internet que, al mismo tiempo, puede permitir también, a veces, controlar algunas entra‑das/salidas que no son serie.Una tercera solución es el puerto serie Bluetooth. En este caso, se aumenta considerablemente la complejidad, ya que es necesario gestionar además el enlace Bluetooth. Al igual que los converso‑res serie‑USB, los circuitos integrados Bluetooth implementan a menudo un puerto serie para la realización fácil de un enlace sin
Figura 1. El módulo UM232R de FTDI es un interfaz serie-USB fácil de integrar en un montaje existente.
Figura 2. He aquí el NE-4110, un puente entre el puerto serie(RS-485/RS-422) y el de Ethernet, que es comercializado por Moxa.
Figura 3. El módulo BTM222 de Rayson mide 28 x 15 mm y ofrece un enlace serie sin hilo Bluetooth.
MICROCONTROLADOR
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hilos. La ventaja de una conexión de este tipo es el aislamiento galvánico implícito en el sistema “sin hilos”. Si el ordenador no dispone de Bluetooth integrado, se le puede añadir una llave USB Bluetooth por pocos euros. En ese caso, disponemos de un con‑versor serie‑ Bluetooth‑USB. Desde el punto de vista del montaje, se añade un pequeño módulo Bluetooth sobre el puerto serie
del microcontrolador (ver Figura 3). Desde el lado del programa, es un poco más complicado, ya que la conexión Bluetooth, con sus códigos PIN y otros comandos adicionales, exige una pro‑gramación suplementaria. Así pues, el puerto serie es siempre fácil de utilizar, incluso si es necesario pasar por un puerto USB o de otro tipo. El gran inconveniente del puerto serie es su “lenti‑tud”. Si basta tan sólo con enviar, de vez en cuando, un comando o de leer un cierto dato, este puerto es el más interesante, pero cuando las tasas de transferencia aumentan, es mejor buscar otro camino.
¿El puerto paralelo?No, no tengo el puerto paralelo ya que, al igual que los puertos serie, el puerto paralelo ya no existe. Aunque, contrariamente al puerto serie, el conversor puerto paralelo‑USB nunca ha llegado a ser muy popular. En efecto, existen ampliaciones de puertos para ordenado‑res portátiles que permiten añadir una impresora Centronics, pero no es exactamente como el puerto paralelo bidireccional de hace tiempo, con sus opciones EPP/ECP. Además, la comunicación con este tipo de interfaz es algo complicada, ya que la documentación no es demasiado abundante.Cuando hay muchos datos a transferir, es mejor utilizar un puerto USB, Ethernet, FireWire o, incluso, la tarjeta de sonido. Si no hay otras soluciones, añadiremos una placa de extensión de tipo PCI u otro modelo.La ventaja de pasar por un puerto USB o FireWire es que los siste‑mas operativos integran ya los controladores para los tipos deter‑minados de datos. Por ejemplo, el USB utiliza clases que permiten al sistema operativo cargar el controlador que interesa. Así, la aplica‑ción puede acceder al puerto de manera estándar, lo que facilita la programación, ya que todo está documentado y podemos encon‑trar en Internet bastantes ejemplos. En cualquier caso, siempre es necesario elegir adecuadamente la clase del periférico USB, ya que es determinante para la banda de paso que el sistema operativo debe asignar al periférico (por ejemplo, 64.000 octetos/s para un periférico HID full speed), incluso si esta noción llega a ser demasiado teórica gracias al USB “súper velocidad”. Desde el lado del periférico, es también bastante complicado, ya que es necesario respetar la clase USB. No basta con añadir simplemente el dispositivo serie‑USB a la placa, sino más bien dirigirse hacia un microcontrolador con un puerto USB integrado. Tendremos así cierta ventaja sobre la programación a realizar.El FireWire es aún más complicado, ya que parece que no existen componentes que permitan añadir fácilmente un puerto FireWire a un montaje personal. Además, ¿no se dice que el FireWire se ha acabado? Tema a seguir…Una buena alternativa al FireWire y al USB, es el Ethernet. No se dice lo suficiente: no es difícil equipar un montaje doméstico con un puerto Ethernet. Los controladores Ethernet integrados existen, por ejemplo, en las casas Realtek [4] o National Semiconductor [5], o el famoso CS8900A de Cirrus Logic [6] (ver Figura 4) o incluso el ENC28J60 de Microchip [7]), que son bastante sencillos de poner en funcionamiento. Incluso es posible “montar un Ethernet “ sin con‑trolador dedicado, si el procesador es suficientemente rápido [8].
Figura 5. El módulo WIZ 830MJ comprende, no solamente un controlador Ethernet, sino también una pila física TCP/IP.
Figura 4. Siempre en venta, ahora en versión A, el controlador Ethernet Crystal LAN CS8900A.
Figura 6. El módulo RCM3700 de Rabbit permite añadir fácilmente a un montaje personal, un puerto Ethernet con procesador.
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Es cierto que el Ethernet necesita un microcontrolador con bas‑tantes recursos, sobre todo de memoria RAM, y que la progra‑mación es bastante más complicada. Pero en Internet encontra‑mos gran cantidad de librerías que pueden reducir el trabajo a realizar.Para algunas personas, Ethernet e Internet son sinónimos, pero no es una necesidad obligatoria el pasar por una pila TCP/IP para utili‑zar una red Ethernet. Sobre todo cuando se trata de una conexión directa entre el ordenador y el periférico, puede ser muy ventajoso el no tener que utilizar una pila TCP/IP.Claro que sí, una pila TCP/IP ofrece enormes ventajas (todos los con‑mutadores y otros periféricos Ethernet funcionan principalmente con la pila TCP/IP), pero es muy pesada para la aplicación del usua‑rio. El fundador de WIZnet [9] propone para ello usar circuitos inte‑grados que integran, no solamente un controlador Ethernet, sino también una pila TCP/IP física (ver Figura 5). Su última creación, el W7100, integra, además, un procesador compatible 8051. Estos circuitos integrados pueden ser controlados por un bus SPI o, si es necesario ir más rápido, por un bus paralelo. También exigen peque‑ños módulos que permiten añadir un puerto Ethernet a cualquier aplicación (por ejemplo, Rabbit [10], Figura 6). En general, integran un procesador que puede ser utilizado por la aplicación, lo que evita el añadir otro procesador. Existen también módulos extremada‑mente potentes, capaces de ejecutar Linux (Lantronix [11], Digi [12], Figura 7).La red Ethernet está muy bien integrada en los sistemas de explo‑tación modernos y es fácil enviar o recibir datos con velocida‑des elevadas. No hay por qué utilizar clases para los periféricos ni otras complicaciones, basta con abrir el puerto para poder utilizarlo.
La tarjeta de sonidoTodo el mundo sabe que nos podemos servir de la tarjeta de sonido para transformar un ordenador en un osciloscopio o en un generador de funciones. Para la Radio Definida por Software (SDR, de Software Defined Radio), se hace también llamada a la tarjeta de sonido. Pero este interfaz puede hacer mucho más. Permite, no solamente una comunicación “full‑duplex”, sino que, además, posee varios canales: 2 estéreo, 6 más (5 + 1), y alguno más que pueda disponer.Todos los triunfos de la tarjeta de sonido, con relación a los otros puertos, reposan sobre sus salidas analógicas que permiten con‑trolar las tensiones de los circuitos. La tarjeta de sonido puede con‑trolar un pequeño montaje desprovisto de microcontrolador. Así pues, es muy fácil hacerle enviar un fichero de sonido que contenga las tensiones de control. Para algo más de flexibilidad, sería nece‑sario profundizar un poco más en la programación de la tarjeta de sonido. Es un tema que está muy bien cubierto en numerosos sitios de Internet.Por otro lado, la tarjeta de sonido también puede emular los proto‑colos serie. Con una frecuencia de muestreo de 96 kHz se alcanzan velocidades de comunicación correctas. Las entradas de la tarjeta de sonido permiten leer tensiones, incluso bastante pequeñas para una entrada de micrófono.
Un inconveniente de la tarjeta de sonido es el bajo nivel de las seña‑les de salida, que son de 1 Vpp típicos y, probablemente, serían necesarios amplificadores para poder explotar adecuadamente las señales.Señalar igualmente que las tarjetas de sonido, en general, no pue‑den tratar tensiones continuas por motivo de los condensadores
Figura 7. Difícil de creer, pero este sencillo módulo contiene un pequeño ordenador capaz de ejecutar Linux.
Figura 8. Una llave USB IrDA de marca desconocida(fuente Wikipedia).
Figura 9. La placa FOX LX832 de Acme Systems. Esta placa, de dimensiones 66 x 72 mm, posee un puerto Ethernet, dos puertos
USB 1.1, E/S digitales, un puerto I2C, puertos serie y paralelo, funciona bajo Linux y cuesta 139 €.
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en serie con sus entradas y salidas. También se aconseja informarse correctamente sobre las frecuencias máximas y mínimas con las que la tarjeta de sonido puede trabajar.
El puerto PS/2……es un puerto serie síncrono. El puerto PS/2 es bidireccional y, por lo tanto, se puede utilizar para controlar cualquier cosa, pero tam‑bién para recibir datos. Normalmente, se utiliza este puerto para conectar un teclado y un ratón al ordenador. El protocolo de comunicación es muy simple y consiste en una línea de datos y una línea de reloj para la sincroni‑zación. Los niveles lógicos están entre 0 V y +5 V. Todo microcon‑trolador equipado de con un puerto SPI podría hacerlo, e incluso una implementación puramente por programa, del tipo bit banging sería factible.Por defecto, el sistema operativo del ordenador trata los datos recibidos sobre sus puertos PS/2 como datos provenientes de un teclado y un ratón. Así pues, enviando las informaciones correc‑tas con un montaje personal, se podría escribir directamente en un fichero o desplazar el cursor del ratón. Gracias a los “atajos” del teclado es posible ejecutar todo tipo de comandos. Más intere‑sante, quizás, es el desviar ciertos datos bien definidos para recu‑perarlos seguidamente sobre una aplicación personal. Esto exige un poco más de programación del lado del ordenador, pero no es nada de magia.
IrDAEste puerto de infrarrojos, muy popular a finales de los años 90, con‑sigue comunicar un ordenador portátil con un móvil, por ejemplo, pero hoy día ya está siendo sustituido por el Bluetooth o el USB sin hilos. A pesar de ello, aún hay muchos ordenadores portátiles “vie‑jos” con puerto IrDA en circulación. Además, el IrDA vuelve a la carga con el nuevo protocolo IrSimple que permite tasas de transferencia netamente superiores, llegando hasta los 4 Mb/s. Aún más rápido es el Giga‑Ir, ¡que consigue tasa de hasta 1 Gb/s! Para los ordenadores desprovistos del puerto IrDA, también se dispone de dispositivos USB IrDA (ver Figura 8).
El puerto IrDA (Infrared Data Association) no es un puerto serie básico. En efecto, el IrDA utiliza protocolos de comunicación bas‑tante elaborados, por lo que se excluye su uso en pequeños micro‑controladores. La prueba: el fabricante de pequeños (y gran‑des) microcontroladores, Microchip, regala (sí, es gratuita) una pila de comunicación IrDA para sus controladores de 16 bits (o superiores).Las ventajas del IrDA son la fiabilidad de la comunicación y su aislamiento galvánico. El inconveniente es una línea de visión directa obligatoria entre el ordenador y el periférico. A saber también: un enlace IrDA se efectúa al activar (“half-duplex”) una línea, ya que el receptor es ciego para el emisor alojado en el mismo dispositivo. Para “hablar” por IrDA basta con equipar un montaje con un emisor‑receptor de infrarrojos bastante rápido (como el TFDU6301 de Vishay [13], elegido al azar) y realizar la pila de comunicación.
FinalmenteEn este artículo he hablado sobretodo de conectar un montaje per‑sonal a un ordenador. Pero hay otra solución, brevemente mencio‑nada cuando se hablaba de Ethernet: hacer un tipo de montaje que sea suficientemente potente en sí mismo para que no tenga necesi‑dad de un ordenador. En efecto, existen cientos de pequeñas placas con procesador capaces de ejecutar Linux o Windows CE y que han sido creadas con el único objeto de controlar alguna cosa. Las E/S están integradas, al igual que los puertos serie, Ethernet y el USB. Se les encuentra bajo las siglas SBC (Single Board Computer, es decir, Ordenador en una Sola Placa), que son generalmente compatibles con los ordenadores basados en procesadores Intel o AMD, pero también hay ciertas placas con procesadores MIPS, ARM o Coldfire, con gran cantidad de memoria RAM y Flash (ver Figura 9). ¿Por qué pasar horas empeñados en hacer entrar una pila TCP/IP en la memo‑ria de un pequeño microcontrolador de 8 bits en lugar de hacer lo mismo en cinco minutos bajo Linux, sobre una placa de 32 bits bas‑tante barata? ¡Piensen en ello la próxima vez que inicien un proyecto con microcontrolador!
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Truco IHMAl utilizar una pila TCP/IP podemos conseguir de dotar a un montaje con un interfaz gráfico, gracias al navegador de Internet de nuestro orde-nador. Añadiendo un (pequeño) servidor HTTP en el programa interno del microcontrolador, el montaje es capaz de generar ficheros HTML que el navegador puede mostrar. Así, podemos controlar el montaje con el ratón del ordenador. Señalar que una pila TCP/IP funciona tanto para un enlace serie del tipo RS-232 como para Ethernet, sólo se trata de un protocolo de comunicación.
Enlaces en Internet
[1] prolific.com.tw
[2] silabs.com
[3] ftdichip.com
[4] realtek.com.tw
[5] national.com/analog/interface/ethernet
[6] cirrus.com/en/products/pro/detail/P46.html
[7] microchip.com
[8] cesko.host.sk/IgorPlugUDP/IgorPlug-UDP%20%28AVR%29_eng.htm
[9] wiznet.co.kr
[10] rabbit.com
[11] lantronix.com/device-networking/embedded-device-servers/xport-pro.html
[12] digi.com/products/embeddedsolutions/digiconnectme9210.jsp#overview
[13] vishay.com/ir-transceivers/list/product-84668/
[14] elektor.es/090772
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MICROPROCESADORES
Mi Primer AVR-USBBajo coste y paso a pasoPor Antoine Authier (Laboratorio de Elektor)
Este artículo es una guía rápida para crear “firmware” que dará rienda suelta a las capacidades del circuito
integrado AVR-USB avanzado de la casa Atmel y, en especial, sus prestaciones USB, las cuales son bastante
sencillas de desarrollar. Únanse a la diversión si tienen unos conocimientos básicos de USB y 25 € para invertir.
¡Seguro! En las páginas de Proyectos y Novedades de Elektor pode-mos encontrar innumerables placas con microcontroladores que equipan una conexión USB. Hemos visto soluciones basadas en los denominados puentes (de las casas Prolific, FTDI), nodos USB (de National) o pilas hardware USB (de Microchip, Cypress, TI, Atmel ARM) e incluso pilas emuladas por programa (V-USB para ATM18/CC2). Sin embargo, la pila hardware AVR-USB no ha sido tratada hasta ahora. Una placa de bajo coste y unas utilidades de programa gratuitas con las que trabajar, van a cambiar el modo de enfrentar-nos a la familia USB-AVR [1].
Advertencias El USB (Universal Serial Bus, es decir, Bus Serie Universal) no solo se ha convertido en un dispositivo habitual, si no en un fenómeno, que la mayoría de los ordenadores modernos utilizan para comunicarse con periféricos tales como el teclado, el ratón e incluso un disco duro externo. Todo ello con la posibilidad de conexionado “en caliente” y con algún mensaje publicitario de ser tan sencillo que hasta los abogados lo pueden usar. No es así para el desarrollo de productos USB y hay que avisar que los programas descritos en este artículo pueden ser peligrosos cuando no funcionan adecuadamente. Ade-más, en nuestra intención de ganar experiencia podemos cometer y esperar fallos, llevarnos algún revés y alguna sorpresa inesperada. Recordemos que todo inicio es difícil y que puede ser que necesi-temos reiniciar el ordenador de vez en cuando, que se produzca alguna pérdida de datos… ¡debemos estar preparados! Estamos en una curva de aprendizaje empinada.
El CircuitoEn términos de componentes, estamos hablando sobre la AT90USBKey [2], una placa de desarrollo de bajo coste de la casa Atmel, donde pre-senta su pesado microcontrolador USB-AVR llamado AT90USB1287. Los esquemas eléctricos de la placa (poco interesantes), están reprodu-cidos en secciones, en la Guía de Usuario del Circuito. La placa soporta todos los modos USB estándares aunque, dentro del objetivo de este artículo, sólo nos centraremos en la implementación del dispositivo USB, dejando a un lado la capacidad de actuar como un USB Maestro y el soporte USB On-the-go (OTG). La placa ontada está disponible en todos los grandes suministradores como Mouser, DigiKey y Farnell, con un precio aproximado de unos 25 € (o su equivalente en la moneda local), más los impuestos y las gastos de envío.A continuación, vamos a mostrar una lista rápida de algunas de las principales características de la AT90USBKey y los comentarios sobre las mismas. Los números hacen referencia a la fotografía de la placa de la Figura 1.
1. Un (pequeño) conector mini USB A-B (usa un cable mini USB B solo para el modo “Device”; el mini USB A es para el modo “Host”).
2. Un microcontrolador AT90USB1287.3. Conectividad GPIO sacada hacia los emplazamientos de conecto-
res externos. El pequeño (y molesto) espaciado entre terminales es obligatorio para poder llamar al dispositivo una Key (Llave).
4. La MCU es controlada por un cristal de cuarzo de 8 MHz.5. La sección de la fuente de alimentación proporciona tanto los 5 V
como los 3,3 V [7,8]. Seguro, la placa puede ser alimentada a través del
Figura 1. La placa AT90USBKey y los componentes principales sobre ella. La descripción de los elementos la podemos encontrar bajo la sección titulada ‘El Circuito’.
21elektor 01-2010
conector USB cuando actúa en modo “Device”. Dentro del alcance y objetivo de este artículo, no debemos conectar nada sobre J8.
6. Dos conmutadores de realimentación táctiles (uno es el botón de “Reset”).
7. Un indicador LED verde de alimentación y dos LED bi-color bajo control de la MCU.
8. Un joystick de cuatro direcciones con un conmutador central, por ejemplo, cinco pulsadores.
9. 16 MBytes de memoria flash de datos serie (SPI 66 MHz) [6].10. Un termistor NTC [9] (coeficiente de temperatura negativo) como
sensor de temperatura, conectado al canal analógico 0.11. Un conector JTAG (no usado hasta ahora).
La placa viene con un módulo “firmware” de Atmel cargado que representa un Dispositivo Compuesto USB que comprende la emu-lación de un ratón y un dispositivo de almacenamiento de datos. Antes de hacer nada “realmente educacional”, haremos una copia de seguridad del contenido completo de la “Llave USB”. Si todo está correcto, ya podemos jugar con el mini joystick de la placa, ver el cursor del ratón moverse en la pantalla de nuestro ordenador y uti-lizarlo para mostrar el contenido de la memoria flash serie de datos, usando un programa (similar al) explorador… todo ello dentro del entorno AVR-USB que Atmel ha creado para nosotros. Sin embargo, como es un lector de Elektor, ya sabrá que hay mucho más que des-cubrir, aprender y con lo que divertirse.
Código fuente, firmware, softwareExisten diferentes propuestas de “firmware” para programar esta aplicación y algunas otras clases de especificaciones USB y podemos estar seguros que todos los principales perfiles pueden ser demos-trados usando esta placa. Por supuesto, podemos echar una mirada al código fuente de Atmel y a un pequeño ejército de aplicaciones, las cuales las podemos encon-trar en la página web del AT90USBKey y nos demostrarán que pueden ser muy instructivas de muchas maneras. Para este artículo, siguiendo la buena tradición de Elektor, usaremos otras soluciones gratuitas dis-ponibles. Había varias disponibles, pero hemos decidido centrarnos en las dos más impresionante: la LUFA (Lightweight USB Framework para AVRs) [3] de Dean Camera y la implementación HID, del proyecto Teensy [4]. También merece la pena mencionar el trabajo del Dr. Stefan Salewski, disponible en [5] (ahora esto es lo que llamamos compacto y sencillo).
Grupo de herramientas Antes de comenzar necesitamos conocer las herramientas software que nos ayudarán a desarrollar el código sin demasiado esfuerzo.Todas las pruebas se han hecho usando la versión 20090313 de WinAVR, que lleva integrado el compilador C avr-gcc v4.3.2, la herra-mienta de manipulación binaria binutils v2.19, y el ligero IDE “Pro-grammer Notepad v2.0.8”. No es necesario el entorno AVR Studio, pero también puede usarse. Si lo deseamos, también podemos usar la herramienta de Línea de Comando.Todos los pequeños retoques del programa fueron verificados tam-bién bajo Linux, con la configuración Ubuntu release 9.04 y el gran compilador AVR GCC v4.4.1 con binutils v2.19.1.
Programando el dispositivo con FLIPAunque el AT90USB1287 viene con un interfaz JTAG que nos permi-tiría depurar y programar la MCU con una herramienta JTAG ade-cuada, hemos preferido usar un método mucho más simple: por medio del cargador de arranque. Señalar que podemos usar tam-bién el ISP estándar.
El cargador de arranque puede ser activado pulsando los botones RST y HWB mientras la placa es conectada a alimentación y, a conti-nuación, soltar primero el botón RST. Se presentará un nuevo dispo-sitivo denominado “AT90USB128 DFU”. La primera vez que lo conec-temos bajo Microsoft Windows tendremos que instalar el controla-dor. Dicho controlador viene con una utilidad propiedad de Atmel, llamada FLIP [11] y que se encuentra en el subdirectorio usb de los ficheros instalados. FLIP es la utilidad usada para programar el AT90USB1287 por medio del cargador de arranque (pero tenemos que instalarlo primero). Sugerimos a nuestro lectores descargar la versión que incluye Java, sino estamos seguros de sí la tenemos instalada o no. Señalar que antes de escribir un programa en la memoria flash tenemos que borrarla primero. Si no lo hacemos así, la MCU queda bloqueada en un modo protegido. Cuando usamos FLIP podemos sencillamente configurar la secuencia en la trama del “flujo de ope-ración”, seleccionando “Erase”, “Program” y “Verify” (es decir, Borrar, Programar y Verificar). A continuación, se carga el fichero hexadecimal pulsando CTRL+L y “Run” para volcar el programa. Una última cosa: para salir del modo “cargador de arranque” pulsaremos sobre “Start Application” (el botón amarillo) y, seguidamente, pul-sar el botón RST de la placa. En la Figura 2 se muestra una captura del programa FLIP en uso.Bajo Linux se requiere [dfu-programmer] [10] para programar el dis-positivo. Hemos usado v0.5.1... y aquí están las tres líneas de coman-do principales usadas:
# dfu-programmer at90usb1287 erase# dfu-programmer at90usb1287 flash example.hex# dfu-programmer at90usb1287 start
LUFA¡Ahora es el momento de mancharnos las manos! Descargaremos la última versión del código fuente LUFA de [3]. En el momento de escribir este artículo, LUFA estaba en su versión #090924 y no se trata de un número de producción de Elektor. Lo descomprimimos y ejecutamos esta sección:
./Demos/Host/ClassDriver/KeyboardHostWithParser KeyboardHostWithParser.c line 264./Demos/Host/ClassDriver/MouseHostWithParser MouseHostWithParser.c line 264./Demos/Host/LowLevel/MouseHostWithParser HIDReport.c line 89
Añadimos un ‘;’ al final de cada línea. Haciendo esto nos ahorra-remos algunos errores que aparecen si hacemos una compilación completa sin más.
PrestacionesPlaca de demostración AT90USBKey de Atmel, de bajo coste (25 • €) con un mini joystick incorporado.MCU: AT90USB1287 con cargador de arranque DFU.•Sencilla introducción al USB para la tecnología embebida de AVR, •incluyendo los controladores hardware USB.Introducción al diseño de HIDs USB y Dispositivos Compuestos.•Gran cantidad de utilidades «freeware» sobre el tema (FLIP, LUFA).•Ampliamente compatible con Linux.•Acepta fácilmente programas exportados de otros proyectos (por •ejemplo, Teensy).
MICROPROCESADORES
22 01-2010 elektor
Abrimos el fichero del proyecto [LUFA.pnproj] en el directorio del código fuente y echamos una ojeada a cómo está estructurado. La librería LUFA y el programa de demostración están configurados (por defecto) para trabajar con la placa USB-AVR pero, en caso de no estar seguros, simplemente verificamos el fichero creado. Las siguientes variables deben estar configuradas como:
MCU = at90usb1287BOARD = USBKEYF_CPU = 8000000
Ahora vamos al directorio de la librería [LUFA] y compilamos todo el conjunto usando [make all], normalmente disponible en el menú “Options”. A continuación, vamos al directorio de demostración [Demos] y hacemos lo mismo.
Emulación de ratónUna vez que toda demostración ha sido compilada, podemos bus-car sencillamente la emulación de demostración Mouse (del ratón) [Mouse.hex], localizada en [LUFA/Demos/Device/ClassDri-ver/Mouse], usando FLIP.Al reiniciar la placa tenemos un segundo ratón conectado a nues-tro ordenador (asumiendo que ya tenemos uno). Podemos mover el cursor con el pequeño joystick y pulsar, bien con el botón HWB o bien con el botón central del joystick.
Puente USB a Serie: CDCYa estamos listos para comprobar la demostración CDC, para lo cual, simplemente usaremos FLIP para volcar [CDC.hex], localizado en [/LUFA/Demos/Device/ClassDriver/CDC]. Cuando reiniciemos el dispositivo, Windows nos pedirá que instalemos el controlador, el cual es el fichero [LUFA CDC.inf] que está en el mismo directorio. Ahora ya podemos usar nuestro programa de emulación de termi-nal preferido (nosotros hemos preferido Tera Term 4.62) y unirlo al
puerto COM virtual. Moviendo el joystick notaremos que algunos mensajes aparecen en el terminal de Windows…Ahora vamos a ser creativos y vamos a cambiar la función ‘main’ del fichero [CDC.c] por esta otra:
int main(void) SetupHardware();
LEDs_SetAllLEDs(LEDMASK_USB_NOTREADY);
for (;;) #define STRING_LENGTH 20 char string[STRING_LENGTH]; char *str = (char *)&string;
CheckJoystickMovement();
/* Se deben tirar los bytes no usados del host, o quedará bloqueado * esperando al dispositivo */ while (CDC_Device_BytesReceived(&VirtualSerial_
CDC_Interface)) char byte = CDC_Device_ReceiveByte (&VirtualSerial_CDC_Interface); memset(str, ‘\0’, STRING_LENGTH); strcpy(str, “echo: “); string[6] = byte; string[7] = ‘\n’; string[8] = ‘\r’; CDC_Device_SendString(&VirtualSerial_CDC_
El circuito AVR-USBEl funcionamiento del controlador hardware USB y del dispositivo USB no es para los débiles y faltos de ganas, a pesar de la extensa información que podemos encontrar en las hojas de características del AT90USB1287 (463 pá-ginas; doc7593.pdf). Básicamente, el controlador USB proporciona una pasarela física que permite que un enlace USB pueda sacar un flujo de datos almacenados en un circuito integrado de memoria de doble puerto (DPRAM). Esto se realiza bajo el control de constantes almacenadas en algunos de los registros impares del AT90.
Un punto importante a señalar es que el USB está equipado con un dominio de reloj dedicado. Este reloj es generado con un PLL interno que trabaja a 48 MHz. El PLL siempre multiplica su frecuencia de entrada por 24. Así, el registro de reloj del PLL deberá ser programado por el programa para generar un reloj de 2 MHz en la entrada PLL. Para ello, ver el ejemplo en la conversión de código que sigue al reloj de 16 MHz en la placa Teen-sy. Para poder realizar nuestros experimentos con otras placas, necesitamos saber la estructura detallada del registro PLLSCR, por lo que hemos tomado la decisión de mostrarlo más abajo.
Dirección Nombre Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
(0xDA) USBINT – – – – – – IDTI VBUSTI
(0xD9) USBSTA – – – – SPEED – ID VBUS
(0xD8) USBCON USBE HOST FRZCLK OTGPADE – – IDTE VBUSTE
0x29 (0x49)
PLLCSR – – – PLLP2 PLLP1 PLLP0 PLLE PLOCK
Justo como se ha hecho en los ejemplos de este artículo para exportar el código a un circuito diferente del AT90USBKey.
UVCC
UCAP
D-
D+
DPLLClock
Recovery
CLK2MHz
CLK246MHz
USB Regulator PLL24x
PLL clockPrescaler
USBInterface
CPU
On-ChipUSB DPRAM
VBUS
UIO
090767 - 12
AVCC XTAL1
MICROPROCESADORES
23elektor 01-2010
Interface, string, strlen(string));
CDC_Device_USBTask(&VirtualSerial_CDC_Interface); USB_USBTask();
Compilamos el código, lo descargamos, conectamos y… ¡listo! Cuando pulsemos una tecla veremos su eco en la pantalla de nuestro PC. ¡Hemos establecido nuestro propio flujo de tráfico en el puente llamado USB!
Implementación del HID USB diminuto Para demostrar la clase del HID (Human Interface Device, es decir el Dispositivo Interfaz Humano) proponemos usar el código fuente del proyecto Teensy USB. Este proyecto no soporta, de forma nativa, el circuito del AT90USBkey y necesita ser modificado.Lo primero a hacer es obtener el código fuente de [USB Raw HID, Version 1.1], que está en la Librería Code de [4]. Dependiendo de nuestro sistema operativo, también podemos necesitar uno de los ficheros RawHid Test, por lo que elegiremos uno. Descomprimimos este archivo y echamos una ojeada a su interior [USB Raw HID]. Necesitamos hacer algunos cambios en él. En el makefile, pondre-mos en comentario todas las líneas referentes a la ‘MCU’ y añadire-mos una para nuestra MCU:
MCU = at90usb1287 # AT90USBKey
A continuación, cambiamos el valor F_CPU para qué se adapte al cristal de 8 MHz.
F_CPU = 8000000
Ahora buscamos el string __AVR_AT90USB1286__ en [usb_rawhid.h] y añadimos la siguiente “opción” (case) antes del #endif.
#elif defined(__AVR_AT90USB1287__)#define HW_CONFIG() (UHWCON = 0x81)#define PLL_CONFIG() (PLLCSR = 0x0E)#define USB_CONFIG() (USBCON = ((1<<USBE)|(1<<OTGPADE)))#define USB_FREEZE() (USBCON = ((1<<USBE)|(1<<FRZCLK)))
Señalar que se ha cambiado el valor de PLLCSR a 0x0E debido a la frecuencia del cristal usada en la placa Teensy (16 MHz).Abrimos [analog.c] y buscamos de nuevo el string __AVR_AT90USB1286__ y, a continuación, añadimos “|| defined(__AVR_AT90USB1287__)” a la línea.
#elif defined(__AVR_AT90USB646__) || defined(__AVR_ AT90USB1286__) || defined(__AVR_AT90USB1287__)
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24 01-2010 elektor
Figura 2. Atmel FLIP se usa para programar el microprocesador AVR por medio de un programa cargador de arranque.
Otro detalle a añadir para hacerlo más divertido: en el fichero [example.c] cambiamos la línea
PORTD = (PORTD & 0xF0) | (buffer[0] & 0x0F);
por
PORTD = ((buffer[0] << 4) & 0xF0) | (PORTD & 0x0F);
De manera que podemos rápidamente (y sin escrúpulos) contro-lar los LED de la placa con tan sólo pulsar números en el teclado numérico...Ya estamos listos para las pruebas: compilaremos todo ejecutando un “make-all” en el directorio del proyecto, usando la herramienta “Línea de Comando”. Seguidamente, volcaremos el fichero hexa-decimal sobre el objetivo. Lanzamos la aplicación en la parte del ordenador y veremos un cho-rro de datos que se muestran en la pantalla. La primera línea corres-ponde al valor del Conversor AD escaneado, lo que significa que pode-mos hacer que el valor cambie calentando la NTC con nuestros dedos (por ejemplo). Pulsamos ahora un número en el teclado numérico (excepto 0) y encenderemos o apagaremos uno de los diodos LED. ¡Decídselo a vuestros amigos! ¡Mostrádselo a vuestro jefe!Ahora sugerimos amablemente echar una ojeada al ejemplo Teensy USB Mouse, donde cambiaremos los ficheros makefile y usb_mouse.h para que el proyecto se adapte a nuestra placa. Lo compilamos, lo volcamos, reiniciamos y nos divertimos con el movimiento errático del ratón, que se hace realmente irritante si intentamos colocar una ventana sobre el ratón. Como una broma, podemos programar ahora nuestro propio teclado USB para que active, de manera aleatoria, la función de mayúsculas (RanDOmly turnS on tHe CapsLock FeATUrE). Recomendamos estudiar un poco la implementación del teclado en el LUFA, o en Google...
ConclusiónMientras jugamos con esta pequeña placa, hemos debido obtener los conocimientos básicos de las aplicaciones USB con el núcleo específico AT90USB. Si quisiésemos volver la AT90USBkey a su con-figuración inicial, sólo tendremos que volcar el “firmware” original y que hemos guardado anteriormente. Se trata del fichero llamado
[FIRMWARE.HEX] que estaba en el directorio raíz de la AT90USBkey. Si hemos tratado con más ejemplos y destruido el contenido de la memoria flash, es posible que tengamos que formatear de nuevo el lápiz USB. Así pues, formateamos en FAT16 y copiamos de nuevo lo que salvamos previamente. Desarrollar elementos embebidos alrededor del bus USB puede requerir algunas herramientas adicionales para hacer nuestra vida más fácil. Las herramientas hardware pueden proporcionar informa-ción de depuración más profunda pero, por desgracia, son bastante caras. Hoy en día pueden ser sustituidas por algunos programas de intrusión (“hacking”) y trazado que obtienen información muy útil cuando intentamos hacer ingeniería inversa sobre ciertos protoco-los. Por ejemplo, echemos una ojeada a la herramienta USBview (ori-ginalmente una herramienta de Microsoft que parece haber desapa-recido de las distribuciones). Esta herramienta nos da una agradable vista en árbol del bus USB de nuestro ordenador. Existe una versión disponible para Linux que usa GTK. Para trazar los paquetes USB podemos usar las herramientas Snoopy y USBtrace bajo Windows, o WireShark bajo Linux.Las prestaciones del USB “on the Go” y “USB Master” que también se pueden conseguir con esta placa (una auto-alimentada), podrán ser tratadas en otro momento.
(090767-I)
Enlaces en Internet
[1] http://www.atmel.com/dyn/products/devices.
asp?family_id=607#1761
[2] http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.
asp?tool_id=3879
[3] http://www.fourwalledcubicle.com/LUFA.php
[4] http://www.pjrc.com/teensy/
[5] http://www.ssalewski.de/AT90USB_firmware.html.en
[6] http://www.atmel.com/dyn/products/product_card.asp?part_id=3777
[7] http://www.national.com/mpf/LP/LP3982.html
[8] http://www.national.com/mpf/LM/LM340.html
[9] http://search.murata.co.jp/Ceramy/CatalogAction.do?sHinnm=
NTH5G16P42B104J07TH&sNHinnm=NCP18WF104J03RB&sNh
in_key=NCP18WF104J03RB&sLang=en&sParam=NCP
[10] http://dfu-programmer.sourceforge.net/
[11] http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.
asp?tool_id=3886
MICROPROCESADORES
25elektor 01-2010
Comprobador de sensores inductivosHugo Stiers (Bélgica)
Este comprobador indica si un sensor inductivo produce una señal a través de un LED. Se puede utilizar para comprobar los sensores in-ductivos del ABS y EBS de los coches, en el árbol de levas y volante de los motores, etc.El circuito está construido alrededor de un operacional dual del tipo LM358. La señal débil procedente del sensor (cuando la rueda gira len-tamente) es una tensión alterna. El primer operacional, configurado como inversor, amplifica 820 veces el periodo medio negativo de ésta tensión. El segundo operacional está configurado como comparador y se encarga de que el LED parpadee regularmente.Hay que girar lentamente la rueda para evaluar la calidad de la señal del sensor. Cuando el LED rojo parpadea quiere decir que el sensor genera una señal y que la distancia del sensor en relación al inductor (engranaje) está ajustada correctamente. Si la distancia (rendija de aire) es demasiado grande, el sensor no generará ninguna señal y el LED permanece apagado, pero si gira más rápidamente parpadeará. Un sensor sucio o un inductor (engranaje) dañado pueden ser la causa de que el LED parpadee irregularmente.Si conectamos un osciloscopio sobre el LED (con un motor en marcha) veremos una tensión cuadrada con un patrón de acuerdo a los dientes del engranaje, donde la frecuencia es igual a la frecuencia de la señal
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de tensión alterna generada por el sensor.Se puede com-probar también la polaridad de los ca-bles de conexión. Para ello hay que desconectar el sen-sor y alejarle de un objeto metálico. Durante este mo-vimiento el LED se apagará o encenderá. Si intercambias luego los cables de conexión, el LED hará justo lo contrario con el mismo movimiento.El circuito se probó exhaustivamente en diferentes talleres con varios vehículos y funcionó sin problemas.El autor conectó el comprobador también a sensores de motores en marcha, como por ejemplo, el sensor del árbol de levas y el sensor del volante de un camión Volvo (motor D13 A). En el sensor del árbol de levas el LED parpadea con las revoluciones de arranque, una vez que el motor arranca ya no vemos que el LED parpadea debido a la alta frecuencia del parpadeo.
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Enlaces:[1] www.elektor.es/090316
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TRUCOS DE DISEÑO
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BUSES INDUSTRIALES
Por una vez utiliza un bus diferenteAlternativas a USB e I2CRolf Blijleven (Holanda)
Quien quiera hacer que su circuito
hable con sus semejantes, elegirá de
inmediato al omnipresente puerto USB
o una conexión I2C. ¿Pero esto es lo
ideal? Un paseo por las diferentes ramas
de la industria nos enseñará que hay
alternativas, famosas y menos famosas.
Aquí presentamos un pequeño resumen
para tu información e inspiración.
La comunicación mutua entre circuitos es más que una profesión aparte, es una rama de la ciencia. La solución más sencilla frente a los costos más bajos es generalmente la mejor y un electrónico consciente de lo que cuestan las cosas opta entonces por USB, I2C o RS-232. La industria tiene esta misma motivación, pero los pro-blemas se desarrollan en una escala diferente y esto requiere otras soluciones. Y aunque la mayoría de nuestros lectores no dispone de presupuestos muy amplios, nos parecía útil echar un vistazo: te dan ideas y siempre nos gusta mirar al otro lado de la valla.A continuación presentamos un pequeño resumen bajo el denomi-nador “buses en la industria”. Un resumen completo requeriría algu-nos tomos, por lo que nos limitamos a una selección que simple-mente “sale de la caja”. Aquí abajo no vas a encontrar cómo habla la tarjeta de video con la placa madre. Empezamos en la industria automovilística, pasamos por la tecnología de proceso y termina-mos con la tecnología inalámbrica. Por el camino remitimos a sitios Web donde podrás encontrar más información.
¿Por qué un bus?La respuesta a esta pregunta es breve y precisa: porque un mazo de cables causa demasiados problemas. Es una tontería utilizar un bus en un circuito con un puñado de funciones. Pero si se utiliza un sensor o un actuador en un módulo más inteligente la historia cam-bia. Y si decenas de estos módulos requieren atención, el bus será la solución indicada.Desde hace algunos decenios, los buses se adaptan al modelo OSI. Resu-miendo brevemente significa que la comunicación entre dos módulos está subdividida en capas y cada capa tiene su tarea específica (figura 1). El modelo OSI es un modelo de referencia, no es un estándar. La clave del modelo OSI es que cada capa receptora siempre contesta a la capa emisora si un mensaje llegó correctamente o no [1, 11].
CAN y su familiaLos coches actuales están repletos de electrónica. Puede llegar a haber unos 70 Engine Control Units (ECU’s) o Unidades de Control de Motor en un coche, que juntas pueden proporcionar unas 2500 señales diferentes [9, 13]. En ese caso, un bus es una pura necesi-dad. Robert Bosch sentó en los años 80 del siglo pasado la base del bus industrial más utilizado en el mundo que se llama Controller Area Network (CAN). CAN es una tecnología probada: hay cientos de millones de nodos CAN en el mundo y se ha convertido en un estándar ISO (11898 y 11519) que es obligatorio a nivel mundial para el diagnostico de coches de gasolina y diesel construidos después del 2004. El bus CAN está documentado extremadamente bien y de forma accesible y casi cualquier tostador de chips que se respete a sí mismo suministra chips para él. Quien después de decir lo que viene a continuación quiera saber más, encontrará en interfacebus.com [2] un buen punto de partida.
El bus CAN es una línea diferencial, por lo tanto son dos hilos de señal de par trenzado apantallado o no hasta una longitud de 1000 metros, terminados en ambos lados con 120 ohmios (figura 2). CAN soporta diferentes tasas de bits, pero cada aparato debe soportar 20 kb/s como mínimo. Las tasas de bits más bajas son para cosas como el control de una ventana o asiento, y las más altas para el control de motores y frenos. En la práctica hay un máximo de 110 módulos en el bus, pero hay variantes como J1939 que soportan hasta 253 direc-ciones de bus. El propio CAN se ha independizado de las marcas, los módulos de la marca X hablan con los de la marca Y. Puedes decir con tranquilidad que CAN se ha convertido en el padre de una gran familia, con ramas lejos fuera del mundo automovilístico. Esto ha dado como resultado variantes y abundantes formas intermedias, de las cuales puedes ver una pequeña parte en la tabla.
Foto: Siemens
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Nombre Tasa de bits [b/s] Medio
MOST 45 M Fibra óptica plástica
FlexRay/byteflight 10 M STP of UTP
TTCAN 1 M STP of UTP
CAN 10 k - 1 M STP of UTP
LIN 19.200 baudios Hilo único
Abajo, en las velocidades de transmisión, encontramos LIN (Local Interconnect Network). LIN es más barato y más sencillo que CAN y va sobre una conexión de un hilo único de un máximo de 40 metros, 19200 baudios máximo, con un único bus maestro y varios esclavos. No hay congestión, ya que sólo está permitido enviar un mensaje al mismo tiempo sobre la línea. Hay más de una docena de fabricantes que fabrican integrados con LIN, entre los cuales se encuentran NXP e Infineon, las antiguas divisiones de semiconductores de Philips y Siemens respectivamente.Yendo hacia arriba, en velocidades más rápidas de transmisión, vemos variaciones en un tema y frecuentemente un fabricante con-testa a algo nuevo del otro. Digno de mención son Time-Triggered CAN (TTCAN), también un estándar ISO, su hermano más rápido FlexRay y por último encima de todos MOST. Probablemente no sea algo para ser utilizado directamente en un próximo diseño, pero es interesante tomar nota de sus principios.El CAN clásico es en esencia “event–triggered”, que quiere decir que un suceso determinado provoca una secuencia de tráfico sobre el bus. Un ejemplo: Un sensor detecta una “colisión” y en exacta-mente el mismo momento hay otro que detecta que “casi no queda combustible”. En un sistema “event-triggered” se debe determinar a cual de los sensores se da prioridad. Esto se llama bus arbitration y requiere tiempo. El diseñador debe saber bien durante la fase de diseño que prioridad puede tener un suceso determinado. Al fin de cuentas no querrás que el llenado del airbag tenga que esperar hasta que el indicador del combustible se encienda.En un sistema “time-triggered”, se sondea cada dispositivo como mínimo una vez por ciclo. Se sabe la duración total del ciclo, por lo tanto sabes cuanto tiempo máximo puede tardar hasta responder a un suceso. TTCAN es en realidad una mezcla entre “event–trigge-red” y “time-triggered”. Después de todo hay suficientes dispositi-vos que pueden ser respondidos con menos urgencia.Con TTCAN y FlexRay nos encontramos claramente en un domi-nio de mucho dinero. Flexray funciona a 10 Mb/s y abre perspec-tivas futuristas como steer-by-wire: el volante ya no es más que un dispositivo de control que puede ser sustituido igualmente o incluso mejor por un joystick (figura 3). MOST es el descendiente más rápido del padre CAN, desarrollado por BMW. Su nombre es una abreviatura de Media Oriented Systems Transport y tal y como hace sospechar, este nombre sirve para integrar unas cosas con otras como el sistema de navegación, el teléfono móvil, la radio y el reproductor DVD (con pantalla para los pasajeros, ¡también atrás!). En la figura 4 puedes ver un ejemplo completo de la aplicación de tres sistemas en un coche.
CAPA DE APLICACIÓN
CAPA DE PRESENTACIÓN
CAPA DE TRANSPORTE
CAPA DE SESIÓN
CAPA DE RED
CAPA DE ENLACE DE DATOS
CAPA FÍSICA
7
6
5
4
3
2
1
7
6
5
4
3
2
1
1
090771 - 11
Figura 1. Open Systems Interconnection: el modelo OSI.
TxCAN_L
UTP / STP
longitud bus máx. 1000 m
transmisión y recepcióndiferencial
CAN_H
120Ω
Rx
GND
GND
GND
Tx
120Ω
090771 - 12
resistencia determinación
Rx
Tx
Rx
Figura 2. La conexión física del bus CAN.
Figura 3. FlexRay: ¿por qué no en el coche? Los pilotos de cazas no saben otra cosa... (foto: Mercedes Benz)
BUSES INDUSTRIALES
28 01-2010 elektor
Fieldbus y ProfibusUn paseo por la industria de los buses no está completo si no se echa un vistazo al mundo de la automatización de procesos y fábri-cas, una colección variopinta desde fábricas petroquímicas hasta fábricas de salsas y muchas otras más. Y con un gran capital. En los años 80 aparecieron los primeros módulos con microcontrolado-res, controladores inteligentes, válvulas, encoders, analizadores y cosas parecidas llamadas field devices (dispositivos de campo). Allá donde se pueda ganar mucho dinero hay una competencia feroz y aunque pronto se reconoció la necesidad de estandarización, muy pocas cosas eran compatibles y los clubes de estandarización ISA y IEC tampoco pudieron ponerse de acuerdo. Pero cooperar es mejor que destruirse el uno al otro competiendo. Sur-gieron clubes de fabricantes, clientes y científicos que se fusionaron y así surgieron poco a poco los dos grupos grandes de hoy: la Fieldbus Foundation en los EEUU y Japón y PROFIBUS en Europa. Es una historia un poco retorcida. Luego Siemens colaboró durante un tiempo no sólo con Yokogawa en Fieldbus, sino también con Robert Bosch GmbH en PROFIBUS, que también tiene ingredientes franceses [10, 12].Más tarde se transfirió PROFIBUS a la Profibus Nutzer Organization. Ésta tiene ahora más de 1300 socios con más de 30 millones de nodos en uso a nivel mundial. Algunos clientes son, por ejemplo, la Shell y la CERN, ya sabes, la de la aceleradora de partículas. Tanto Fieldbus como PROFIBUS sólo definen las capas 1,2 y 7 del modelo OSI. Sobre una única cosa están de acuerdo a nivel mun-dial: las tres variantes de la capa física, definida en IEC 61158 y 61784: A vista de pájaro:
– fibra óptica para distancias de hasta 100 km con un tasa de bits desde 9,6 kb/s hasta 12 Mb/s.
– RS-485 o EIA-485 sobre UTP o STP diferencial con 35 Mb/s hasta 10 m ó 100 kb/s sobre 1200 metros. El bus CAN y, por ejemplo,
también DMX512 para la iluminación de teatros y similares quedan bajo este denominador.
– MBP-IS (Manchester Bus Powered Intrinsically Safe) es utilizado en zonas con peligro de explosión como en las refinerías, donde hay gas en la parte superior de los tanques de líquido. El cableado lleva siempre una pequeña corriente para que no surjan chispas cuando algo se conecta o desconecta. La tasa de bits es limitada hasta 32,25 kb/s sobre STP y entre 10 y 32 estaciones por segmento sobre distancias de hasta 1900 m.
Quien quiera profundizar más en esta materia puede visitar los sitios Web de PROFIBUS International [7] y Fieldbus [8], pero hará bien en dejar la financiación de la formación y el material en manos de una compañía grande.
¿Mejor de forma inalámbrica?Volvemos al problema inicial: el mazo de cables. ¿Por qué no lo solu-cionas simplemente de forma inalámbrica? Esta fue la tarea que se propuso la empresa sueca Ericson en 1994. Tenía que ser un están-dar abierto, independiente de marcas, asequible y mundial y lo con-siguió. Bluetooth funciona en la banda de 2,45 GHz y consume poca energía, de modo que puede ser utilizado en aparatos alimentados por baterías: 30 μA en modo reposo, desde 8 hasta 30 mA en una conexión activa. Hay tres clases de alcances, es decir, hasta 100, 10 y 1 metro. Un dispositivo puede controlar varios colegas (point-to-many). Una conexión entre dos dispositivos se llama red pico; pue-des conectar hasta 127 dispositivos de los cuales puede haber 8 acti-vos al mismo tiempo. Se sigue desarrollando Bluetooth: la versión 3 es de abril de 2009 y se apoya en el protocolo de WiFi, de modo que se puede llegar a tasas de bits de hasta 24 Mb/s. Bluetooth es un estándar abierto: se puede encontrar la documentación fácilmente a través de la Internet [4].
Figura 4. LIN, CAN y MOST aplicados uno al lado del otro en un coche (ilustración: Xilinx [3])
BUSES INDUSTRIALES
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Bluetooth es un sistema que ha demostrado ampliamente sus calidades, al igual que el bus CAN. Aunque inicialmente fue pen-sado para interconectar chismes personales, encontró también su camino en la industria, en concreto, en las áreas donde una conexión inalámbrica es más útil, como son los almacenes auto-matizados y la robótica. Con el desarrollo en dirección de lograr tasas de bits cada vez más rápidas surgió también una necesidad en dirección contraria, hay una infinidad de aplicaciones menos exigentes. Lo que fue LIN para CAN fue ZigBee para Bluetooth. Una gran cantidad de participantes entre ellos Motorola y Sam-sung fundaron la ZigBee Alliance y mientras tanto el estándar ha sido adoptado por más de 150 fabricantes. ZigBee está en pleno desarrollo. Ya se puede adquirir la automatización y el control de energía no sólo para edificios de oficinas y fábricas, sino también para viviendas. Todavía se está trabajando en aplicaciones para telecomunicaciones y sanidad.ZigBee consume aún menos que Bluetooth y esto hace que los apa-ratos sean wearable, portables, tanto como lo es un reloj o un bro-che. Por otra parte, hay que tomarse la terminología “sencilla” a la ligera. La capa física de ZigBee consta de dos bandas de frecuencias, es decir 869 (Europa) ó 915 MHz (EEUU y Australia) y 2,4 GHz (mun-dial) sobre las que se puede llegar a tasas de bits de respectivamente 20, 40 y 250 kb/s. El alcance es de entre 10 hasta 70 m y los clientes ZigBee tienen una dirección única de 16 bits, por lo tanto 216 = 65536 conexiones máximas dentro de una única Personal Area Network (PAN). Hay tres tipos de ZigBee en la red: un coordinador (ZC), uno o más routers (ZR) y dispositivos finales (ZED). El coordinador es el jefe: él determina el nombre de la red, guarda las claves de encripta-ción y puede conectar otras redes (bridging); Los routers se encargan de una aplicación determinada, pero también pueden enviar infor-mación a otros dispositivos. Los ZED sólo pueden comunicarse con su parent node. ZigBee tiene algunas características muy útiles. Los dispositivos pueden conmutar en 15 ms de reposo a activo. Esto se ha hecho intencionadamente. Los ZED duermen la mayor parte del tiempo para que las pilas duren más: el estándar requiere 2 años. Los router y el coordinador reciben generalmente una alimentación más
potente. Por ejemplo, una bombilla está conectada a 220 V, por lo que puede ser un router o un coordinador. El interruptor de luz es un ZED. Se despierta, envía un comando, espera una confirmación y vuelve a dormir cuando pulsas el botón.Estos routers son también un concepto muy útil. Amplias el alcance de la red sin que esto cueste más potencia. Pero lo más importante es que de esta manera se crea una topología de malla, tal y como la tiene la Internet. Los router “saben” lo ocupados que están determinados nodos y envían el tráfico por caminos más tranquilos (figura 5).ZigBee es un estándar abierto [5]. Quien quiera construir algo para casa puede obtener las especificaciones de forma gratuita, pero hay que pagar por el hardware y las herramientas de desarrollo, aunque hay también iniciativas para crear la pila del ZigBee con software de código abierto [6]. Quien quiera poner un producto ZigBee en el mercado tiene la obligación de hacerse socio de la ZigBee Alliance y pagar la contribución.
Por últimoComo hemos dicho anteriormente nos hemos limitado a una pequeña selección de los cientos de estándares de comunicación que ha producido el mundo de la electrónica. Si piensas que hemos olvidado algo esencial, te invitamos a que nos lo notifiques.
(090771)
Weblinks
[1] http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSI
[2] http://www.interfacebus.com/Design_Connector_CAN.html
[3] http://www.xilinx.com/bvdocs/ipcenter/product_brief/
Auto_ECU_sellsheet.pdf
[4] http://www.bluetooth.com/Bluetooth/Technology/
[5] http://www.zigbee.org
[6] http://freaklabs.org/
[7] http://www.profibus.com
[8] http://www.fieldbus.org
[9] http://www.semiconductors.bosch.de/pdf/
embedded_world_04_albert.pdf
[10] http://www.imc.org.nz/fieldbus.html
Otras fuentes
[11] OSI Reference Model - The ISO Model of Architecture for Open
Systems Interconnection, H. Zimmermann, IEEE Transactions
on Communications, Vol. COM-28, No. 4, APRIL 1980
[12] Overview and Geographic Impact of Current Process Fieldbus
Technologies, Larry O’Brien, Institute of Measurement & Con-
trol NZ, [10]
[13] Comparison of Event-Triggered and Time-Triggered Concepts
with Regard to Distributed Control Systems, A. Albert, Robert
Bosch GmbH Embedded World, 2004, Nürnberg [9]
ZC: ZIGBEE COORDINADOR
ZR: ZIGBEE ROUTER
ZED: ZIGBEE DISPOSITIVO FINAL
ZED
ZED
ZED
ZED
ZED
ZR
ZR
ZR
ZR
ZR
ZR
ZC
090771 - 13
Figura 5. ZigBee: topología de malla con dispositivos finales, router y un único coordinador.
BUSES INDUSTRIALES
30 01-2010 elektor
DOMÓTICA
El bus CAN en casaAutomatizar la casa con MIAC
Bert van Dam (Holanda)
El MIAC es un PLC que se puede utilizar
fácilmente con Flowcode para la puesta
en marcha de un sistema electrónico. En
este artículo utilizamos tres MIAC para
la construcción de un sencillo sistema de
domótica con alarma.
Un MIAC (Matrix Industrial Automotive Controller) es un controlador lógico programable industrial (PLC) que sirve para una amplia gama de sistemas electrónicos. Se controla internamente con un potente micro-controlador PIC 18F4455 que se conecta directamente a un puerto USB. Por eso se puede programar fácilmente con Flowcode, C o ensambla-dor. Lo completan un LCD, pulsadores, cuatro salidas de relé, cuatro salidas de transistor, 8 entradas - a elegir entre digital o analógica - y una conexión bus CAN. Como el MIAC está principalmente destinado a aplicaciones industriales, se utiliza una tensión de 12 V en vez de los 5 V normales para los PIC. En este proyecto construimos un sistema de automatización doméstica con la ayuda de tres MIAC, en el que dichos MIAC están interconectados a través de un bus CAN. Por eso este pro-yecto de domótica se puede ampliar con flexibilidad.
La instalaciónPara poder utilizar los MIAC con Flowcode necesitas la última ver-sión de Flowcode V3 (3.6.11.53 ó más alta) ó V4. Dentro se encuen-tra el MIAC integrado como componente, de modo que se dispone de una serie de macros para controlar entradas, LCD y salidas. Hay que añadir el componente bus CAN para poder utilizar el bus CAN y proporcionarle los parámetros reflejados en la figura 1.El bus CAN, el “Chip Select” y la interrupción no se encuentran en el mismo puerto, aunque así lo hayas introducido. El hecho de que esto funcione es debido a que el componente bus CAN se da cuenta de que utilizas un MIAC y controla efectivamente los puertos ade-cuados. Ojo: No puedes construir un bus CAN MIAC sin la utilización del componente MIAC en el programa.
Un sistema bus CANEl bus CAN (Controller Area Network) fue desarrollado en 1986 por Bosch para ofrecer una solución al aumento de la cantidad de cables en los coches y la variedad de diferentes protocolos. CAN es extre-madamente robusto y relativamente insensible a interferencias, de modo que rápidamente se aplicó también en la industria.
En nuestro sistema enviamos mensajes sobre el bus CAN. Cada men-saje consta de un único número ID de 11 bits y un máximo de ocho bytes. CAN funciona con mensajes de difusión: los mensajes no se envían a un receptor determinado, sino que simplemente se colo-can sobre el bus. Por lo tanto cualquier unidad del bus puede reci-bir todos los mensajes. Esto hace que el sistema sea muy flexible. El hecho de que uno de los receptores se rompa o se elimine no tiene ningún efecto negativo sobre el funcionamiento del bus. La parte negativa es que el remitente no sabe si el mensaje se recibe en alguna parte o no.El bus CAN se construye con una conexión de un par trenzado. Hay una resistencia de terminación al principio y al final de la cadena de unidades bus CAN. Esto significa que hay que interconectar las conexiones H y L de todas las unidades de los MIAC, donde todos los H y todos los L están conectados entre sí. La resistencia de ter-minación viene incorporada y se puede activar con un puente entre TA y TB (figura 2).Creamos la siguiente configuración: la unidad 1 con las funciones alarma activar/desactivar y temporizador de televisión en el dormi-torio; La unidad 2 con la función iluminación del jardín con alarma abajo en la parte trasera de la casa; La unidad 3 con las funciones timbre con posición nocturno y alarma activar/desactivar (con código de acceso) abajo al lado de la puerta principal (figura 3, 4 y 5). Se utilizan tres mensajes. Cada unidad puede enviar un men-saje, según la tabla 1. La unidad 2 envía, por ejemplo, un mensaje con el ID 20. El contenido de ese mensaje consta de 8 bytes de los cuales sólo dos están en uso, los bytes 0 y 1. Por lo tanto queda espa-cio para poder ampliar. Utilizamos 0, 1 y 2 como valores de estos bytes, donde 1 y 2 son órdenes concretas. El valor 0 significa “no hay acción”. Así la unidad 2 puede enviar un mensaje para, por ejemplo, mostrar un texto en la pantalla del LCD sin necesidad de informar sobre la protección del jardín.En el componente CAN de Flowcode se registra el ID del mensaje CAN en el buffer 0. Por eso la creación y el envío de un mensaje
31elektor 01-2010
consta de sólo dos pasos: colocar la información correcta en el buffer 0 y enviarlo. El mensaje recibe automáticamente el número ID correcto.En el componente CAN indicamos que los mensajes a recibir deben ir al buffer 1. Así tenemos que mirar únicamente al buffer 1. Sí hay que verificar que el mensaje tenga el ID requerido.El ID tiene 11 bits que por desgracia están repartidos entre dos bytes de forma desafortunada (ver figura 6). Se reciben estos bytes de forma separada y se convierten a un número entero con la fórmula MessageID = (HighByte * 0x08) + (LowByte / 0x20)
El desafío del bus CANCuando se escriben aplicaciones para el MIAC hay que tener siempre en cuenta que pueden llegar mensajes CAN y que los mensajes nue-vos pueden sobrescribir los viejos. Después de todo el buffer sólo tiene espacio para un único mensaje. Esto lo solventamos compro-bando con mucha frecuencia si hay un mensaje en el buffer. Así que no podemos enviar mensajes consecutivos rápidamente. De esta forma podemos añadir, quitar y cargar los MIAC con un software nuevo sin necesidad de empezar todo de nuevo.“Comprobar con mucha frecuencia” significa que el software mira cada 10 ms si hay un mensaje CAN. Esto genera otros problemas. No puede haber ninguna parte del programa que retrase el bucle de espera. Se soluciona utilizando contadores. En el código fuente [1] encontrarás diagramas de flujo de Flowcode que clarifican todo.
Aplicaciones de ejemploLas siguientes aplicaciones sirven de ejemplo para mostrar las posibili-dades del MIAC. Sería ir demasiado lejos explicar estos circuitos en deta-lle, por lo que sólo trataremos sus peculiaridades. Puedes consultar el resto en el código fuente que está a tu disposición como descarga [1].
Circuito de alarmaEste circuito sirve para activar y desactivar la función de alarma. Una vez activada se acciona el relé interno Q1 de todas las unidades y el
LED correspondiente se enciende. Q1 sirve para activar, por ejemplo, las luces de indicación o los sensores especiales. El circuito consta de tres partes. En la unidad 1 (dormitorio) se puede activar y desactivar la alarma con los pulsadores rojo y verde.La segunda parte de este circuito se encuentra en la unidad 3 (puerta principal). La activación de la alarma funciona igual que en la unidad
Figura 1. La configuración del bus CAN introducida en el componente bus CAN.
MIACunidad 1
H
L
TA
TB
090278 - 11
HLTATB
MIACunidad 3
MIACunidad 2
H
L
TA
TB
Figura 2. Una sencilla red bus CAN con MIAC.
MIAC unidad 1
H
CAN bus
L TA TB
Q2/
1
Q4/
1
Q4/
2
timbrealarma TV
AC
Q2/
2
Figura 3. Se debe conectar el MIACdel dormitorio (unidad 1) según este
esquema, ...
MIAC unidad 2
H
CAN bus
L TA TB
+V I1 Q4/
1
iluminación
AC
Q4/
2
MIAC unidad 3
H
CAN bus
L TA TB
+V I1 Q4/
1
timbre
timbre
AC
Q4/
2
Figura 4. ... así se debe conectar el MIACde la parte trasera de la casa
(unidad 2)...
Figura 5. ... y este esquema de conexionado es para el MIAC de la parte delantera de la
casa (unidad 3).
DOMÓTICA
32 01-2010 elektor
1 con el botón verde, pero para desactivarlo se nece-sita un código de cuatro cifras. Lo curioso de este segmento del programa es que el LCD sólo muestra la tecla pulsada. No muestra de cuantas cifras consta el código, si han introducido pocas o ya han sido demasia-das cifras. Así es más complicado que una persona no autorizada encuentre el código correcto. El programa verifica constantemente las cua-tro últimas cifras introducidas. Si todas son correctas se desactiva la alarma. Además, verifica en cada unidad si ha recibido un mensaje de la unidad 1 indicando que la alarma se ha desactivado.
Timbre nocturnoEsta parte se ejecuta en la unidad 3 y sirve para que sólo puedan lla-mar conocidos por la noche. La señal del pulsador del timbre llega al timbre a través del MIAC cuando la alarma está desactivada. Pero si la alarma está activada se desconecta esta conexión. La única forma de hacer sonar el timbre es accionando su pulsador de una forma especial: corto-corto-largo-corto. Cuando el MIAC reconoce este código hace sonar el timbre durante un breve momento.
Iluminación del jardín y alarmaTambién este circuito tiene una función doble. Si la alarma está des-activada, la iluminación del jardín se enciende cuando oscurece y se apaga cuando amanece. Si en cambio, la alarma está activada, estás en la cama o no estás en casa, la iluminación del jardín se puede que-dar apagada. Si en esta situación de repente cambia la cantidad de luz que cae sobre el sensor, entonces se deberá a la luz de una lin-terna o de una persona que tapa la luz de, por ejemplo, la luna. En ambos casos, razón suficiente para disparar la alarma.
Este es el único ejemplo que hace que la alarma se dispare de verdad. Para eso se utiliza el byte 1 del informe ID 20. Mirando el código fuente de la unidad 2 (el emisor) y la unidad 1 (el receptor), puedes cons-
truir fácilmente aplicaciones que también hagan disparar la alarma.
Temporizador de televisiónPor último, un proyecto con un bucle de espera largo. Si la alarma está desactivada, puedes utilizar los botones amarillo y azul de la unidad 1 para encender y apagar la televisión. Si, en cambio, la alarma está conectada, se desconectará la televisión después de ±20 minutos.
El softwareEn la web de Elektor puedes descargar de forma gratuita el software descrito en este artículo (que incluye el firmware para la alarma con código, el timbre nocturno, la iluminación del jardín con alarma y el temporizador de televisión) como código fuente y fichero HEX [1]. El MIAC se ofrece a través de nuestro servicio EPS (número EPS 090278-91).
(090278)
Links:[1] www.elektor.es/090278
1024
11 bit CAN ID
512 256 128 64 32 16 8 4 2 1
X0 X X X X X X X X X X
High byte of CAN ID
X X X X X X X X
Low byte of CAN ID
X X X 0 0 0 0 0
Figura 6. El ID del bus CAN se reparte entre 2 bytes.
Tabla 1. Contenido de los mensajes
Unidad Byte Valores Descripción
1 - ID 100 0, 1, 2
0 = sin acción 1 = accionar relé Q1 2 = desconectar relé Q1
1...7 libre
2 – ID 20
0 0,1,20 = sin acción 1 = borra la pantalla del LCD 2 = escribe “Hola” en el LCD
1 0,1,20 = sin acción 1 = ladrón en el jardín 2 = sin alerta
2...7 libre
3 – ID 300 0,1,2
0 = sin acción 1 = activar alarma 2 = desactivar alarma
1...7 libre
DOMÓTICA
33elektor 01-2010
INFORME
El evento BAF está organizado por el Editor de www.diyaudio.com. Con un generoso apoyo de Audio Amateur Inc., Elektor USA y NHT, BAF09 fue una gran oferta de conferen-cias, presentaciones y de grandes debates preparados para la ocasión. Pero lo primero es lo primero... y el desayuno fue servido por Natasha, por cortesía de Elektor (Foto 1).Jack Hidley, de Audio Consulting Services (Foto 2), hizo una presentación sobre las
consideraciones de diseño de los puntos de cruce más bajos en un sistema de altavoces de 3 vías. Este punto está, típicamente, en-tre 80–150 Hz, algo que puede ser proble-mático ya que el control de las impedancias puede variar ampliamente en este rango de frecuencias y los sistemas de cruce pasivos no trabajan adecuadamente con impedan-cias de carga que varían. Jack mostró que, si adaptamos cuidadosamente la frecuencia de cruce en el controlador y la atenuación de la caja mecánica más allá de esa frecuencia, po-demos conseguir una solución satisfactoria. Nelson Pass (Foto 3) mostró un amplifica-dor de potencia extremadamente sencillo que, como alguno comentó, “incluso un abogado podía construir lo “: se trata-ba tan sólo de un MOSFET de potencia en modo depleción (un IXYS IXTH20N50), ver http://www.diyaudio.com/forums/pass-labs/153832-pass-delite-amp-baf.html.Linear Integrated Systems (LS) presentó unos dispositivos JFET de muy bajo ruido que sustituirán a los populares dispositi-vos de Toshiba de realimentación (canal-N LSK170, canal-P LSJ74 canal-N dual LSK389). También presentaron un amplificador de potencia FET-total, sólo con componentes de Linear Systems justo en la salida, que
usaba los viejos y conocidos V-FETs 2SJ60.La parte más importante de la muestra fue, por supuesto, los diseños y proyectos de los “creadores de proyectos y montajes domés-ticos”; desde las unidades con una aparien-cia muy profesional de Ti Kan (AMB audio) y los equipos en madera con apariencia “re-tro” de la casa Carpenter, hasta los diseños “de la era del vapor” (Foto 4). La ingeniería de los equipos de audio, como una forma de
arte, es una síntesis entre la música que sale de los conversores D/A y la de los amplifica-dores y altavoces, así como una mirada a la estimulación visual de las realizaciones. El rango de las tecnologías usadas fue muy diverso: Mark Brasfield (audioman54) pre-sentó una “demo” de un sistema construido casi enteramente con productos analógicos de National, desde los LME49600 y 49710 en los reguladores con conversores D/A de
fuentes de alimenta-ción, pasando por el LME49713 en las etapas amplificadoras de entrada (por supuesto, pueden ser de metal), hasta el amplificador de potencia Vas LME49811 y las etapas con-troladoras. En el otro extremo del espectro estaba la creación de Jack Elliano (Electra-
print), con tubos de transmisión del tipo 211, en modo SE, clase A2, proporcionando una potencia de salida de 45 vatios en (¡sorpresa!) el modo “corriente de rejilla”.En el departamento Technical Creativity (Creatividad Técnica), David Gravereaux (‘da-vygrvy’) desarmó una pistola de radar rápida y apuntó el haz al cono de su altavoz. Conectan-do la salida demodulada de la unidad de radar a un osciloscopio, nos mostró una forma de onda que representaba la excursión del cono. Una especie de sistema Klippel rudimentario que nos puede ayudar a hacer funcionar nues-tros controladores en su región lineal. La participación de diseñadores expertos como Nelson Pass, de Pass Labs, John Curl, de Parasound fame y Siegfried Linkwitz, de Linkwitz Lab, dejó claro que incluso los aficionados pueden contribuir al avance tecnológico. Los aficionados al audio y los diseñadores de montajes gastan grandes cantidades de dinero y tiempo en realizar su idea con gran entusiasmo y perseveran-cia, y la recompense es un gran sonido y un gran equipo o altavoz. Me estoy adelantan-do a la edición del próximo año. Estén allí y cuéntelo en www.burningamp.com!
Todos las fotos de Dana Brock. (090959-I)
Festival Burning Amp 2009La tercera edición del Festival Burning Amplifier (BAF) arrancó en una fresca mañana del 18 de octubre de 2009, en el Club Sausalito Yacht, en la bahía de San Francisco.
Desayuno BAF09 patrocinado por Elektor y servido por Natasha, de Dinamarca; lleva en USA alrededor de un año en el programa PhD de Biología Médica.
Jack Hidley, anteriormente en NHT y ahora en Audio Consulting Services, habló sobre los
problemas de “cruce”.
Nelson Pass explicando el amplificador de un-FET “que incluso los abogados pueden construir”…
“Steam punk” (cómo sería la era del vapor) en el océano.
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Winamp-Control Control para Winamp con potenciómetromotorizado por USB
ELECTRÓNICA EN EL PC
Desde hace bastante tiempo ya existen varias posibilidades de controlar a distancia el Winamp [1] u otro reproductor multime-dia para PC. Por infrarrojos (Winlirc), nave-gador web (Ajaxamp) o mediante atajos de
teclado son algunas de esas posibilidades. Sin embargo, estos sistemas tienen algo en común: utilizan sólo teclas y deslizado-res virtuales en el monitor del ordenador. Si queremos disponer de un completo inter-faz de hardware, que se corresponda con el diseño virtual del Winamp, necesitamos un indicador de progreso físico.El problema está en que esta idea traspasa los márgenes de la electrónica y pasa a ser de la electromecánica. Aquí se presenta una solución simple y realizable, sin necesitar de un taller mecánico propio.Tal solución se halla en un studio-fader comercial. Se trata de un potenciómetro motorizado, o sea un potenciómetro mono deslizable que funciona mediante un motor de continua. Potenciómetro y motor for-man una unidad compacta y fácil de utili-zar (figura 1). Incluso su control es relativa-mente simple, de forma que este indicador
de progreso físico (“progressbar”) puede integrarse bien en el software. Al respecto puede adaptarse su comportamiento fácil-mente y así optimizarse.Ya que el código fuente está disponible para Windows y AVR, se comprende bien, ade-más de hacer este proyecto susceptible de modificaciones y ampliaciones.
HardwareEl circuito (figura 2) utiliza componentes conocidos y fáciles de conseguir. Además, el componente principal es el microcontro-lador AVR ATmega16 de Atmel. Ya que no se necesitan demasiados requerimientos de cálculo, basta con utilizar el oscilador interno.El título del tema musical se muestra en un LCD estándar, que puede controlarse muy fácilmente con BASCOM-AVR [2]. Para intro-ducir las funciones de reproducción (Play,
Markus Hirsch (Alemania)
Este proyecto es un indicador de progreso físico para Winamp. Un pequeño sistema con microcontrolador Atmega se encarga vía USB de la conexión bidireccional entre el software Winamp un studio-fader real, que sirve al mismo tiempo como indicador y como dispositivo de entrada.
CaracterísticasIndicador de progreso físico •(progressbar) para WinampAvance hacia delante o hacia atrás •mediante deslizador físicoAlimentación por puerto USB•Transferencia de datos por puerto USB•Muestra el título de la canción en un LCD •de 2 x16 caracteresCuatro botones para las funciones de •Play, Stop, Next y PreviousFunciona con Winamp 5.5 (probado con •Winamp 5.541)
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Stop, Next y Previous) se utilizan cuatro simples pulsadores, cada uno en un pin de puerto del microcontrolador. Además, se han activado los pull-ups internos y así se ahorran cuatro resistencias. Estando acti-vados, los pulsadores llevan a masa dichos pines de puerto.La conexión con el PC se lleva a cabo por USB. Esto tiene la ventaja de poder funcio-nar incluso en los PC de sobremesa y por-tátiles más nuevos, que sólo poseen como puerto el USB. Además, el USB ofrece una tensión de 5 V con la suficiente corriente, de modo que el control de Winamp no requiera de alimentación externa. Para acceder al puerto USB el circuito incluye un FT232RL como conversor USB/serie. Para que el con-trol de Winamp sea reconocido como dis-positivo USB en cualquier PC no sólo ha de indicarse la conexión COM en el programa en Windows, sino que además ha de progra-marse el chip FTDI con los correspondientes descriptores USB. Al respecto, entraremos en detalle posteriormente.El motor del studio-fader se regula mediante un L293D (IC3). Sólo se utiliza uno de los dos puentes en H del integrado. Ya que la ten-sión (5 V) así como la corriente (máximo 500 mA) suministrada por el puerto USB al fader utilizado se ha medido muy baja (ver el capítulo “Práctica”) se ha renunciado a controlar el motor mediante un método por PWM. Por lo tanto, el deslizador puede moverse únicamente a una velocidad fija. El software compensa esto, funcionando por pequeños pasos.La notificación de la posición del desliza-dor le llega al microcontrolador por el pro-pio potenciómetro, mediante un divisor de tensión con la tensión de alimentación del circuito a 5 V. El terminal móvil del poten-ciómetro se conecta en el pin 4 de K2 y des-pués con el pin de puerto PA4 del ATmega, que se configura como entrada del conver-sor A/D interno. La tensión del deslizador del potenciómetro posteriormente se digitaliza y en el software funciona como un valor de la posición.Una ventaja por la cual el studio-fader se utiliza tanto en el audio es su baja emi-sión de ruido. Podremos disfrutar de la música con un sonido cristalino, incluso si a la vez estamos moviendo el deslizador del potenciómetro.
ELECTRÓNICA EN EL PC
Figura 1. Un studio-fader de Alps sirve tanto como indicador como dispositivo de entrada.
1
2
3
4
K1
PB0 (XCK/T0)1
PB1 (T1)2
PB2 (AIN0/INT2)3
PB3 (AIN1/OC0)4
PB4 (SS)5
PB5 (MOSI)6
PB6 (MISO)7
PB7 (SCK)8
RESET9
PD0 (RXD)14
PD1 (TXD)15
PD2 (INT0)16
PD3 (INT1)17
PD4 (OC1B)18
PD5 (OC1A)19
PD6 (ICP)20
PD7 (OC2)21
XTA
L212
XTA
L113
GN
D11
PC0 (SCL)22
PC1 (SDA)23
PC2 (TCK)24
PC3 (TMS)25
PC4 (TDO)26
PC5 (TDI)27
PC6 (TOSC1)28
PC7 (TOSC2)29
AR
EF32
AVC
C30
GN
D31
PA7 (ADC7)33
PA6 (ADC6)34
PA5 (ADC5)35
PA4 (ADC4)36
PA3 (ADC3)37
PA2 (ADC2)38
PA1 (ADC1)39
PA0 (ADC0)40
VCC
10
IC2ATmega16-16PC
C6
100n
C7
47p
C8
47p
C3
100n
C4
100n
C5
100n
C1
100n
C2
100n
VCC
VCC
VCC
EN11
EN29
IN12
IN27
IN310
IN415
OUT13
OUT26
OUT311
OUT414
VC8
VCC
16G
ND
4
GN
D5
GN
D12
GN
D13
IC3
L293D
VCC
C9
100n16V
C10
47u
L1
10uH
S1
S2
S3
S4
VCC
VSS
1
VDD
2
VL3
RS
4
R/W
5
E6
D0
7
D1
8
D2
9
D3
10
D4
11
D5
12
D6
13
D7
14
LED
+A15
LED
-C16
LCD1
4 x 16
P1
10k
VCC
R1
K2
A
B
MOSI
MISO
SCK
RESET
1 2
3 4
5 6
K3
VCC
R2
10k
TXD1
DTR2
RTS3
VCC
IO4
RXD5
RI6
GN
D7
NC8
DSR9
DCD10
CTS11
CBUS412
CBUS213
CBUS314
USBDP15
USBDM16
3V3OUT17
GN
D18
RESET19 VC
C20
GN
D21
CBUS122
CBUS023
NC24
AG
ND
25
TEST26
OSCI27
OSCO28
IC1
FT232RL
090531 - 11
USB-B
D-
D+
L2
10uH
C11
10n
K4 K5
P
*
M
*
Figura 2. Esquema del circuito de control para Winamp, un dispositivo USB para PC.
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Firmware AVRComo ya se ha dicho, el software para la controladora AVR se ha programado con BASCOM. En funcionamiento normal el programa compara el valor recibido por el puerto serie con la posición actual del des-lizador. Si el valor difiere, el deslizador se mueve al nuevo valor.Si se pulsa algún botón, o se detecta un des-lizamiento manual, la AVR envía un byte de
datos al PC con la nueva posición.Los cambios manuales se reconocen según distintos criterios de trigger:
• El deslizador cambia con el motor apagado
• El deslizador cambia con el motor encen-dido, pero en sentido contrario
• El deslizador cambia con el motor encen-dido, pero con velocidad errónea (desliza-dor bloqueado)
Software en WindowsEn el PC, un pequeño programa en Visual-Basic conecta el hardware externo mediante
USB con la API de Winamp. No hace falta especificar un puerto COM, pues con la fun-ción Ft_getport() ya se determina el puerto serie emulado (figura 3). Si el dispositivo no está conectado, no se encontrará conexión
Lista de materialesResistencias:R1 = ¡ver texto!R2 = 10 kΩP1 = potenciómetro ajustable de 10 k ΩP2 = studio-fader motorizado, Alps
RSA0N11M9 (10 kΩ) o RS60N11M9 (5kΩ), ver texto
Condensadores:C1, C2, C3, C4, C5, C6, C9 = 100 nFC7, C8 = 47 pFC10 = 47 µF/16 V, radial
Inductancias:L1, L2 = 10 µH, axial, por ejemplo Bourns JW
Miller 5300-13-RC
Semiconductores:IC1 = FT232RL (FTDI)IC2 = ATmega16-16PU (Atmel)IC3 = L293D (ST) o L293DNEE4 (TI)
Varios:K1 = conector USB de tipo B para montaje
en tarjeta (por ejemplo el Würth 61400416121)
K2, K4, K5 = conector de 5 pines, separación de 2,54 mm
K3 = conector de 6 pines de doble fila (2x3), separación de 2,54 mm
S1 a S4 = pulsador, 6 mm; para montaje en tarjeta; por ejemplo el Multicomp MCDTS6-5N
LCD1 = Módulo LCD, 2 x 16 caracteres, por ejemplo el Displaytech 162C
Placa 090531-1*Kit con placa y todos los componentes:
090531-71**Ver la entrada en la tienda Elektor de esta
edición o en www.elektor.es/090531
ELECTRÓNICA EN EL PC
Figura 3. El programa en Visual-Basic Wincon conecta el hardware externo mediante USB con la API de Winamp.
Figura 4. Winamp-Control en el administrador de dispositivos de Windows. Gracias a la programación del FT232RL, el Winamp-Control es reconocido como un
dispositivo USB.
Figura 5. Placa del control para Winamp desarrollada en el laboratorio de Elektor.
37elektor 01-2010
alguna y se muestra un mensaje de error.El programa desempeña tres tareas:
1. La posición actual del deslizador vir-tual en Winamp se envía al hardware mediante un reloj segundero.
2. Si el hardware externo notifica un movi-miento manual en el fader, la barra se “desliza” hasta la posición actual.
3. Si se reproduce un tema nuevo, el título (32 bytes) se envía al hardware.
En caso de que Winamp no funcione, sal-tará una notificación de error y el icono en la barra de tareas se volverá rojo.El software puede ampliarse y modificarse con el entorno de desarrollo gratuito Visual Basic Express [3]. Por ejemplo, pueden cam-biarse las funciones de los botones.Si se pulsa una de las cuatro teclas se envía un valor de 251 a 254. Los valores de 0 a 200 están reservados para la posición del deslizador.
Programación del FT232RLLa principal ventaja ya se ha citado breve-mente: si se programan los descriptores del FT232RL, los programas en Windows diseña-dos por ejemplo con Visual Basic pueden reco-nocer el dispositivo USB y su correspondiente puerto COM por sí mismos (figura 4).Además hemos de cambiar la “Product Des-cription” del FT232RL en “Wincon”. La ma-yoría de drivers para conversores USB-serie ya se encuentran en Windows, de modo que
no hace falta instalación. El PID y VID han de mantenerse con los mismos valores FTDI. Para ello se utiliza el programa gratuito FTProg de FTDI [4]. Éste está bien documen-tado. Para su programación nos servimos del archivo XML, disponible gratis en la web de Elektor [5]. Si desea prescindir de este paso, también puede seleccionar manualmente el puerto COM en el programa en VB. El código fuente del programa también se incluye en el archivo Zip de descarga.Si quiere dotar a su propio proyecto con la función de puerto COM automático, basta simplemente con cambiar los nombres de productos en el FT232RL y enviar la corres-pondiente cadena de carácteres como pa-rámetro a la función FT_getport().
PrácticaPara su montaje se ha desarrollado una placa de circuito impreso (figura 5), que
consta de dos partes: la placa del contro-lador y la palca divisible del teclado, con cuatro botones. Salvo por el FT232RL (IC1), el montaje carece de problemas. Este inte-grado es el único componente SMD del cir-cuito y se monta en la parte posterior de la tarjeta. Sin embargo, con algo de práctica, el encapsulado SSOP-28 con 0,65 mm de distancia entre pines puede soldarse com-pletamente a mano.El LCD también va equipado en la parte trasera de la tarjeta y puede colocarse por ejemplo mediante un conector de pines (véase la figura 6). Según el funcio-namiento del LCD, ha de dimensionarse la resistencia R1. Si prescindimos de la retroiluminación no se conectan los pines 15 y 16 del módulo del LCD, y por lo tanto R1 puede obviarse. Con retroiluminación verde, que ha sido la utilizada en el proto-tipo, el pin 15 se conecta con los ánodos de
ELECTRÓNICA EN EL PC
Figura 6. placa del prototipo de laboratorio montada.
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los LED, y el pin 16 con los cátodos. El pin 15 en el circuito (figura 2) está a +5 V y el pin 16, mediante R1, a masa. La tensión en los LED (UF) según la hoja de característi-cas del LCD es de 4,2 V, y la corriente de LED dada es de 160 mA. De aquí obtene-mos para R1:
(5 V – 4,2 V) / 0,16 A = 5 Ω
En nuestro prototipo de laboratorio hemos utilizado un valor de 5,6 Ω. Si se utiliza un display con otra retroiluminación, habrá que adaptar tal valor según la corriente de LED recomendada por el fabricante. Resulta más vistoso, pero también más caro, que la versión con LED blancos-azulados, con una corriente mucho menor, de tan sólo 15 a 40 mA.El microcontrolador puede programarse “in circuit” con un programador adecuado (por ejemplo el USB-AVRprog de Elektor o el AVRISP-MKII) mediante el puerto ISP de 6
pines (K3) de la tarjeta. En el kit disponible en la tienda Elektor se encuentra la contro-ladora ya programada.Como potenciómetro motorizado, el autor ha utilizado un studio-fader de Alps, fácil de conseguir. En distribuidoras por catálogo, como Reichelt y Conrad, dispo-nen de dos modelos: uno con potenció-metro de 5 k y 60 mm de recorrido del deslizador y otro (algo más caro) con 10 k y 100 mm. El último se ha utilizado en el prototipo del autor (figura 7), mientras que el pequeño, de 5 k puede verse en el diseño del laboratorio de Elektor. Ambos son útiles por igual, no obstante reco-mendamos la versión de 10 k debido a su mayor recorrido.El cableado se limita a la conexión del studio-fader y a la tarjeta con los cuatro botones. El potenciómetro deslizante está conectado en el esquema mediante pin1 (+5 V), pin 4 (deslizador) y pin 5 a K2, mien-tras que el motor se conecta en pin 2 y pin 3
de K2. Si el deslizador se mueve correcta-mente durante su funcionamiento desde la barra de progreso, significa que el motor está conectado con la polaridad correcta. Si el deslizador no se mueve, deberemos invertirla.El prototipo en marcha puede contemplarse en un video [6] del autor.En funcionamiento normal (equipo conec-tado y Winamp reproduciendo un archivo MP3) el PC envía la posición actual al dispo-sitivo, y el deslizador se mueve a la posición adecuada. Una vez terminada la canción, el deslizador vuelve de nuevo a la posición de inicio.Si durante la reproducción uno cambia con el ratón la posición del deslizador virtual de Winamp, el deslizador del fader se moverá a la posición correspondiente.De acuerdo con la función bidireccional del circuito, el studio-fader sirve también como dispositivo de entrada. Si el deslizador se mueve manualmente, esto es reconocido por el AVR y el motor se activa inmediata-mente. En caso de que el deslizador se man-tenga durante cierto tiempo en la misma posición, se envía el valor al PC y la aplica-ción en Windows lo “corrige” nuevamente a la posición correspondiente del tema musi-cal. Con los cuatro botones podemos cam-biar a la canción anterior o a la siguiente, así como activar las funciones de play y stop en Winamp. El título de la canción se muestra en el LCD con dos líneas de 16 caracteres. Si no se ve nada en el display, es posible que se deba a que no esté bien ajustado el con-traste en P1.
090531
Enlaces:
[1] www.winamp.com (Winamp)
[2] www.mcselec.com (BASCOM AVR)
[3] www.microsoft.com/germany/Express (Visual Basic Express)
[4] www.ftdichip.com (Documentación del driver y herramienta de
programación para el FT232RL)
[5] www.elektor.es/090531 (Web de Elektor para
el proyecto)
[6] www.diamantic.com/projects/electronics/021 (Video de
Winamp-Control del autor)
Sobre el autor
Markus Hirsch nació en 1978 en Hannover y se crió en Viena.
Durante su formación en mecánica en la Universidad de Hannover
descubrió su pasión por la electrónica digital, a pesar de que los
planes de estudio no contemplaban apenas nada acerca de ella.
Tras trabajar algunos años en un sector industrial intermedio
(concretamente en calidad), actualmente está matriculado en la
Escuela Técnica en electrotecnia, pues al terminar le gustaría poder
combinar ambas áreas.
E-Mail: [email protected]
Página web: www.diamantic.com
Figura 7. El prototipo del autor.
ELECTRÓNICA EN EL PC
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LABC
ENTE
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1. Me encanta construir circuitos de Elektor de vez en cuando. Pero en los viejos tiempos con el puerto RS232 todo resultaba más fácil. ¿Vais a pasaros al USB como medio para conectar vuestros circuitos al PC en el futuro?
Uno de los primeros artículos de Elektor que trataba sobre este bus fue el interfaz USB de Noviembre de 2000 (www.elektor.com/000079), que utilizaba un integrado de Cypress. ¡Fue un éxito rotundo! Entre tanto, hemos ganado un montón de expe-riencia sobre este puerto.
En lo posible, no utilizaremos más el clásico MAX232 en cir-cuitos de Elektor, sino un chip USB como el FT232R(L) de FTDI (la versión L tiene un encapsulado QFN y resulta un poco más
difícil de soldar). Para circuitos en los que un chip de este tipo sea demasiado caro, un sencillo adaptador TTL sería la mejor opción. En este adaptador pueden verse las líneas de datos, de “protocolo” y de alimentación — como recordarás de los viejos tiempos. Para conectarlo con un PC puedes utilizar un cable TTL-USB (véase www.elektor.com/080213), que es muy fácil de manejar.
2. Para algunos circuitos más antiguos pueden utilizarse conversores RS232-USB. Pero aún existen problemas de timing ocasionalmente. ¿Dónde puede obtenerse información sobre este problema?
Nuestro autor residente Burkhard Kainka redactó un artículo en Elektor sobre esta clase de problemas, echa un vistazo a www.elektor.com/050071. También puedes encontrar infor-mación útil acerca de la conversión RS232-USB en Internet, por ejemplo en www.lammertbies.nl/comm/info/RS-232-usb.html.
3. ¿Por dónde tendría que empezar a la hora de diseñar mi propio proyecto USB?
Existen varios fabricantes de microcontroladores que ya dispo-nen de USB integrado, por ejemplo la serie AT90USB de Atmel. Las Philips LPC(1/2/3)000, con núcleo ARM, también incor-poran USB. Un tercer ejemplo son las series PIC18 y PIC24 de Microchip.
4. Desearía utilizar un micro AVR con USB, ¿podríais aconsejarme al respecto?
He aquí tres recomendaciones de Jerry Jacobs, que está de prác-ticas en nuestro laboratorio:El proyecto Teensy (http://pjrc.com/teensy) tiene ejemplos sen-cillos que deberían ayudar a comprender los cambios de bits reales en el USB en un controlador AVR.En las páginas www.ssalewski.de/AT90USB_firmware.html.en y www.fourwalledcubicle.com/LUFA.php hay ejemplos mas avanzados.
El USB es genial/horrible* Por Jerry Jacobs y Chris Vossen (Laboratorio de Elektor) y Jens Nickel (Elektor Alemania)
El USB es “lo más puntero” en lo que se refiere a conectar equipos electrónicos al ordenador — y en algunos casos también se trata de la única opción. Por no hablar de que muchos de los recientes circuitos en Elektor que requieren de un interfaz para descargar, subir o almacenar datos en un PC también disponen de un puerto USB. Y es que después de todo, el USB es rápido, flexible y cuenta con esa excelente característica llamada hot-plug-and-play (si no disfrutas de ello es una pena, ¡créenos!). Pero cuando se trata de ponerle las cosas fáciles al usuario final, la dificultad se incrementa para los desarrolladores. Algunos de nuestros lectores se habrán topado con dispositivos USB que no se reconocen, problemas de timing y otros entresijos y limitaciones que les han hecho perder el tiempo con el “universal serial bus”. Para ellos —y el resto de lectores— ¡hemos compilado esta guía de preguntas más frecuentes sobre el USB!
* táchese lo que no proceda
40 elektor - 01/2010
LABC
ENTE
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5. El USB es genial, pero a veces causa problemas con dispositivos que no reconoce. ¿Hay algún cajón de sastre para evitar semejantes problemas?
Siempre hemos de asegurarnos que disponemos del driver que pertenece al producto y software que utilicemos en cada caso. Por ejemplo: el programador avrispmk2 ISP de Atmel necesita el driver Atmel si utilizamos AVR Studio para la programación in-circuit. Si deseas utilizar avrdude entonces tendrás que instalar el driver libusb. El AVR Studio no reconocerá su programador en caso de que el driver libusb esté instalado.Aparte, resulta útil comprender bien cómo funcionan y lo que hacen exactamente los llamados procesos de enumeración. Esta es la parte más importante del reconocimiento de dispositivos. Permite al ordenador preguntar de qué dispositivo se trata, a qué clase pertenece, cuánta corriente requiere y de cuántos ter-minales dispone. Puede encontrar mucha información en Inter-net, por ejemplo en www.lvr.com/usbcenum.htm.
6. Cuando nada parezca responder, ¿existen herramientas de software que pueda utilizar para comprobar o solucionar el problema?
En Linux únicamente puede obtener los mensajes del kernel eje-cutando dmesg en la consola. Desafortunadamente, en Win-dows no pueden verse los mensajes del kernel (existen algunas aplicaciones de Intel, ¡pero sólo debe utilizarlas con Windows XP SP2 en inglés instalado!).
He aquí algunas aplicaciones para Windows que parecen ser útileswww.usb.org/developers/toolswww.ftdichip.com/Resources/Utilities/usbview.zipwww.nirsoft.net/utils/usb_devices_view.htmlhttp://sourceforge.net/projects/usbsnoop
En linux puedes utilizar las herramientas usbview (www.kroah.com/linux-usb) y lsusb (http://sourceforge.net/projects/linux-usb).Además, existe un programa comercial bastante bueno de SYSnucleus (www.sysnucleus.com). USBtrace es un espía de software para USB, que aparte incorpora un analizador de protocolo.
7. He oído que algunos dispositivos pueden consumir hasta 500 mA por el USB, pero hay gente que dice que sólo es posible hasta 100 mA. ¿Qué se esconde tras esto?
Tenemos por un lado la teoría, y por otro la realidad. La especi-ficación por defecto se limita a 100 mA. En caso de que se nece-site más, el dispositivo debería “encargar” tal exceso al servidor (esta configuración puede hacerse en saltos de 2 mA) a la hora del recuento. El máximo es 500 mA.En la práctica, casi todos los puertos USB de PC están diseñados y construidos para suministrar 500 mA por defecto.
8. ¿Que ocurre si mi circuito consume demasiados miliamperios?
La mayoría de los servidores USB de ordenador tienen protec-ción contra sobre-corriente y desconectarán a cualquier dispo-sitivo que no cumpla automáticamente, enviando un informe al sistema operativo que podría lanzar una ventana de mensaje en el interfaz de usuario.Si no tenemos tanta suerte, es posible que el puerto USB no esté protegido. En lugar de un fusible, en algunos casos sólo lleva integrada una resistencia, y cuando vemos el humo ya es demasiado tarde. De modo que recomendamos asegurarse pre-viamente de que su circuito no consume demasiada corriente.Si trabajas con alta tensión en la tarjeta, existe un chip intere-sante de Analog Devices, llamado “ICoupler USB Port isolator”, ver http://www.analog.com/en/interface/digital-isolators/adum4160/products/product.html.
9. ¿Tenéis alguna experiencia con la robustez mecánica de los conectores USB?
Si todo está correctamente soldado no debería haber problemas. En el laboratorio de Elektor por el momento no hemos roto ningún conector. Los conectores micro son especialmente muy robustos.Los diseñadores de los conectores hicieron definitivamente un buen trabajo. El diseño del conector asegura que la lámina metálica (conectada a masa) haga contacto primero, y direc-tamente después los pines. Esto evita daños por cargas electroestáticas.
10. ¿Qué opináis del USB 3.0?Ya existe actualmente un artículo en Elektor sobre ello (www.elektor.es/080880). ¡Puedes dar por hecho que existirán circui-tos de Elektor con semejante puerto en un futuro! Este interfaz es retro-compatible, de modo que puede utilizarse con cables USB 2.0 y también puertos de PC USB 2.0.
(090768-1)
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¡Lo bueno siempre puede ser mejor!Por Jens Nickel
No todo el mundo sabe que demasiado CO2 no sólo es perjudicial para el medio ambiente, sino también para nuestra salud. Durante un mitin, una presentación o en una clase, en dos horas se alcanza un valor de diez veces la concentración normal. El sistema respira-torio comienza a tomar menos oxígeno, pues se eleva la concen-tración de CO2 en sangre. Una consecuencia de esto pueden ser mareos, desmayos e incluso problemas respiratorios.Razón suficiente para que Elektor publicara en enero de 2008 un medidor de CO2 como proyecto de portada [1]. Para la aplicación se utilizó un módulo de medida de CO2 del fabricante japonés Fi-garo, que incluía además del auténtico sensor, también el control e incluso un microcontrolador. Éste se encargaba del análisis de la
señal del sensor: en un pin del interfaz del módulo se presenta una tensión continua, proporcional a la concentración de CO2. Además dispone de una salida para interruptor, que tras superarse un de-terminado valor máximo se pone a nivel alto. El módulo inteligente –en su formato SMD, el CDM4116A, extremadamente compacto– hacía de nuestro medidor de CO2 un circuito muy ordenado. Un ATtiny programable mediante ISP se encargaba de la conversión A/D de la señal de medida y el control de los LCD alfanuméricos. Aparte se encontraba la fuente de alimentación y una salida con transistor y relé; el equipo constaba esencialmente de eso.Debido a la simplicidad del circuito, y al kit ofrecido por Elektor con tarjeta, controlador programado y módulo de sensor, muchos lectores construyeron posteriormente el medidor de CO2. Se en-cargaron unas 200 unidades del kit (lamentablemente, ya no se
encuentra disponible). Además, se recibieron diversas cartas y e-mails en la redacción internacional. Entre otras, se puso en contac-to con nosotros la “Nederlands Astma Fonds” (Fundación Holan-desa del Asma), por una determinada razón.Quien padece de asma está especialmente concienciado con los peligros de una elevada concentración de dióxido de carbono. Ya que los bronquios y pulmones de los asmáticos están dañados, és-tos tienden a una hiperventilación, es decir, a respirar (demasiado) rápido. Además, la membrana pulmonar en las personas con asma más agresivo se encuentra tan dañada que el dióxido de carbono en sangre no se exhala fácilmente.Elektor aceptó a redactar un artículo para aliviar semejante problema. Chris Vossen del laboratorio de Elektor recibió el encargo de mejorar una vez más el medidor de CO2. El objetivo era un dispositivo portátil para el usuario final, con un funcionamiento simple mediante 3 boto-nes y que mostrase información cómodamente en un LCD gráfico.Además debería incluir un puerto USB, de modo que los valores de medida pudieran almacenarse en un ordenador y poder hacer mediciones a largo plazo. Tampoco estaría mal un sensor de tem-peratura y presión naturalmente, pues con el aire demasiado seco los problemas de los asmáticos se acentúan.Tras varias consideraciones, Chris se decidió por empezar com-pletamente desde cero. Ya que el R8C de Renesas le había dado
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elektor - 01/201042
muy buenos resultados en otros proyectos, optó por utilizar esta pequeña máquina de 16 bits para el nuevo medidor de CO2. Con el debugger E8a se disponían de buenas herramientas de desarrollo en el laboratorio, así que se integró inmediatamente una conexión adecuada en la tarjeta. Como el R8C no dispone de puerto USB, Chris le adjuntó un chip FT232 de FTDI al pequeño controladora. Conectado por UART al R8C, éste se encarga completamente de la comunicación USB. Además puede alternarse entre obtener la tensión de alimentación desde el USB o desde una fuente externa automáticamente –no se espera que el usuario final tenga que uti-lizar un jumper.Mientras tanto, la tarjeta ha progresado en tal medida, que la po-demos presentar aquí. Puede reconocerse la conexión del sensor de humedad SMT de Sensirion (hemos de confesárselo a los lecto-res de Elektor), aunque todavía provisional.En cuanto a la carcasa, se ha optado por un modelo de cartón, que se despliega y se coloca sobre una mesa. En su formato más delga-do, ésta puede colgarse también en la pared, de modo que pueden leerse de un vistazo los valores de los sensores combinados de CO2
y humedad. Resumiendo, encontraremos toda la información al respecto sobre el CO2. Por ello, el equipo no es sólo apto para la medida, sino que también tiene propósitos educativos, posible-mente en colegios. Aparte, una ventaja más si la electrónica y el sensor se mantienen a la vista. Una característica tanto útil como vistosa es la retroiluminación por LED RGB del display. Mediante los colores verde, naranja o rojo se muestra si la concentración de
CO2 se encuentra dentro de un margen normal, si se ha elevado ligeramente o si ha alcanzado un valor crítico. ¡En rojo hay que re-novar el aire urgentemente!Algunos diseños venideros consisten en sensores de CO2 portátiles, posiblemente para el interior en vehículos de pasajeros. Ya que el sensor Figaro requiere una calibración de inicio con aire puro, que dura aproximadamente unas dos horas, en principio no sirve para este propósito. ¡Pero para un ingeniero nada es imposible! Por ello, Chris ha encargado un sensor de CO2 portátil a una gran distribuido-ra de electrónica, únicamente por su breve calibración. Por “inge-niería inversa” de este dispositivo, espera tenerse una visión com-pletamente distinta del módulo del sensor en cuestión de días. En lugar de con la llamada célula de Nernst, como ocurre en el módulo de Figaro, aquí se utiliza un procedimiento mediante un espectros-copio infrarrojo, lo que hace que las condiciones de diseño de estos sensores sean más expeditivas. El sensor consiste en un puerto SPI gracias al cual se transmite digitalmente la concentración de CO2. Lo bueno es que Chris tenía justo en la mesa la pequeña Minimod18. La Minimod18 es una nueva tarjeta de procesador para el proyecto CC2, que también incorpora naturalmente un puerto SPI. Incluso tiene display… Se escribió rápidamente un pequeño programa para el ATmega, utilizado aquí, ¡y justo después se encaminaron las prue-bas del nuevo sensor de CO2 (ver la imagen)!
(090603)
[1] www.elektor.es/070802
Alrededor de 80 desarrolladores y responsables de proyecto se die-ron cita durante dos días en el “Linux Symposium”, que el conocido distribuidor Glyn [1] organizó en colaboración con Toshiba y otras empresas a mediados de noviembre en Düsseldorf. En aproxima-damente una docena de conferencias y presentaciones se ofreció a los asistentes, por un lado, una “bocanada” de Linux (embebido). Por otro lado, lo que suele hacerse naturalmente en esta clase de eventos, esclarecer las ventajas que ofrecen tanto el hardware como el software. En el Toshiba TMPA900 con núcleo compatible ARM9 esta tarea no fue demasiado difícil. Con un ciclo de reloj de 200 MHz y 32 bits, dispone naturalmente de características del ARM9 como MMU, instruction pipeline y caché. Además, se distingue también por poseer una controladora gráfica con acelerador, un puerto USB-Host/Device y otros muchos extras. En el segundo día del simposio se mostró cómo funcionan los gráficos embebidos bajo Linux. El framebuffer aparece a ojos del desarrollador como un archivo en el directorio /dev (fiel al lema de Linux: “Everything is a file” o “todo es un archivo” en español). En Linux una única instrucción (mmap) basta para mapear el archivo en la memoria; al mismo tiempo pue-de asignarse a un array, en el cual puede organizarse fácilmente. Además, el desarrollador no tiene que lidiar con los detalles de la controladora MMU. El correspondiente juego de herramientas para Linux, también funciona gracias a una máquina virtual (¡natural-mente!) en ordenadores con Windows. Los asistentes al simposio pudieron llevarse a casa su respectivo CD (recopilado por la com-pañía de electrónica bplan GmbH [2]).Pero, ¿cómo es realmente la legislación de licencias en Linux? Al respecto hubo muchas preguntas de los asistentes. Linux es en sí
mismo “open source”, el código pue-de ser visto por cualquiera, y el soft-ware descargable gratuitamente. Al contrario que el Public Domain Software, que puede utilizarse sin necesidad de un marco legal, en la mayoría de pro-gramas open source ha de prestarse atención a los tér-minos de la licencia. La licencia open source más famosa es la GPL (Gene- ral Public Licen- se). Cuando un software está bajo GPL, significa que sus modificaciones y expansiones conservan a su vez el GPL (este “derecho” se conoce como copyleft, aludiendo al copyright del software habitual). Las licencias LGPL (Lesser GPL) y BSD (Berkeley Software Distribution) son menos estrictas. La LPGL permite la utilización de librerías Open Source en software Closed Source, pero uno ha de dejar abiertos todos los cambios propios en tal librería. El software BSD renuncia por completo al Copyleft, y puede utilizarse incluso en software comercial sometiéndolo a ciertas normas (como la obligación de indicarlo en el código fuente).Chris Vossen estuvo en Düsseldorf como delegado de Elektor, tra-yendo consigo multitud de ideas. En lo que respecta a Linux (em-bebido), así como a los potentes controladores ARM, ¡este año van a jugar un rol más que importante!
(090770)
[1] www.glyn.de[2] www.bplan-gmbh.de/output.php?PAGE_ID=209
Simposio de Linux
43elektor 01-2010
SECRETOS DEL DISEÑADOR
Interfaz audio digitalpara ordenadorJoseph Kreuz (Alemania)
Las placas madres de los ordenadores así como las de otros equi-pos informáticos, están equipadas de entradas y salidas digitales de audio en formato S/PDIF, aunque producen y reciben una señal de nivel TTL. Los interfaces ópticos, a pesar de su innegable utilidad, faltan generalmente. Son estas carencias las que se propone paliar el montaje descrito en este artículo.La parte recepción comprende un interfaz eléctrico S/PDIF aislado por transformador, basado en la sección de recepción del circuito inte-grado IC3, un emisor-receptor del tipo SN75179B o un equivalente. Esta parte del circuito está configurado de manera que produce una señal de salida nula sí no hay ninguna señal de entrada presente. El receptor óptico IC2 es un circuito del tipo TORX 173. Las puertas lógi-cas IC1.B a IC1.D están cableadas para formar una puerta “OR” que dirigirá las señales hacia la salida con un nivel TTL, donde serán aplica-das al equipo destinado a recibirlas. No hace falta decir que las entra-das ópticas y las eléctricas no pueden ser utilizadas de forma simul-tánea, sin las cuales la descodificación y la explotación de las señales sería imposible. El papel de IC1.A, junto a D1, D2 y las células R2-C1 y R3-C2, es el de indicar la ocurrencia de una situación de este tipo fallo: el diodo LED se enciende con el fin de señalizar el problema.
El transformador TR1 no es demasiado difícil de confeccionar: sobre un núcleo toroidal de ferrita, del tipo L44-X830 de Epcos (Ø 12,5 mm), se bobina un primario de seis espiras de hilo esmaltado de 0,3 a 0,5 mm de diámetro, y un secundario de 12 espiras del mismo hilo. Valdría cualquier toroide de ferrita que tenga una α = 2200 nH/√espira.La señal del nivel TTL que sale del equipo informático, es aplicada a la sección de emisión de IC3. La salida invertida es aplicada al transfor-mador TR2, a través de C6 y R7. TR2 está constituido del mismo tipo de toroide de ferrita que TR1, pero con 20 espiras en el primario y ocho en el secundario. Deberemos vigilar la conexión de su primario para que esté en oposición de fase y pueda compensar la inversión de señal indu-cida por IC3. La salida no invertida de la sección de emisión de IC3 está conectada a un emisor óptico del tipo TOTX 173. No es necesario decir que las salidas digitales eléctricas y ópticas pueden funcionar simultá-neamente sin el menor inconveniente. La construcción del circuito no requiere de de ningún comentario particular. Cada circuito integrado estará desacoplado por un condensador de 100 nF, colocado lo más próximo posible de sus terminales de alimentación, y un condensador de 10 µF / 16 V asegurará el desacopló global del circuito con las frecuen-cias bajas. La tensión de alimentación de + 5 V será recogida del propio equipo informático donde será instalado el interfaz.
(090611-I)
TORX173IC2
6
3
1
2 4 5
TOTX173IC4
1
24
3
SN75179B
IC3
6
53
2
D
R 7
8
1
4
+5V
C9
100n
C3
100n
+5V
C6
100n
+5V
R88k2
TR1
TR2
C4
22n
C5
22n
R4
3k3
R5
330R
R6
3k3
+5V
R7470R
IC1.C
&
IC1.B
&IC1.D
&
D1
1N4148D2
1N4148
IC1.A
&
R3
100k
C2
22n
R2
100k
C1
22n
R1470R
LED1
+5V
IC1
14
7
C8
100n
C7
10u
+5V
090611 - 11
IC1 = 74HCT00
S/PDIF nivel TTL
S/PDIF nivel TTL
óptic
oóp
tico
S/PDIF
S/PDIF
Indicador de colisión
*
*
44 01-2010 elektor
ANÁLISIS DE CIRCUITOS
Análisis de Fourierusando LTspice y ExcelEl análisis en el dominio de la frecuencia y del tiempo se hace fácil
Vamos a comenzar con el análisis de un tren de pulsos rectangu-lar. Esta forma de onda, como la que se representa en la Figura 1, puede ser usada para representar muchas señales básicas como una secuencia de tiempos, una señal de disparo o una señal de datos. Las series de Fourier, para un tren de pulsos rectangular como el que se muestra más arriba, serían:
f t a a n tnn
( ) / cos( )∞
= +=
∑01
2 ω
a Ad n dn dn=2
sin( )( )
ππ
Esto representa un valor continuo (DC) más una serie infinita de ondas de coseno armónicas. Las componentes se pueden calcular usando la hoja de cálculo de Excel denominada fourier.xls, suminis-trada, de forma gratuita, en la referencia [1]. Si la ejecutamos, vere-
mos que los valores de las componentes se muestran en dBms, como si las viésemos en un analizador de espectros (ver Figura 2).Señalar que, para el ejemplo que se muestra, los parámetros son:
- Amplitud del pulso = 1 voltio- Ciclo de trabajo = Duración del Pulso/Periodo = τ/T = 0,2- Impedancia = 50 ohmios- Fundamental = + 1,5 dBm- Segundo Harmónico = – 0,4 dBm- Tercer Harmónico = – 3,9 dBm- Cuarto Harmónico = –10,6 dBm- Quinto Harmónico = –∞ dBm; nulo espectral
Ahora usemos LTspiceAhora podemos usar el programa LTspice (un programa gratuito de la casa Linear Technology[2]), para verificar estas componentes armóni-cas. El circuito de la Figura 3 puede ser usado para generar un tren de pulsos rectangular. Comenzaremos con la siguiente configuración:
Jeremy Clark, VE3PKC (Canadá)
LTspice es un programa de análisis de circuitos con muchas funciones potentes, incluyendo una
herramienta de análisis espectral. Junto con la conocida herramienta Excel de Microsoft, y tres hojas de
cálculo gratuitas disponibles en la página web de Elektor, el análisis de Fourier se puede conseguir sobre
muchas de las formas de onda comunes que podemos encontrar en electrónica.
Periodo = T Tiempo
Tensión
Duración = τAmplitud
= A
Figura 1. Definiciones de un tren de pulsos rectangular. Figura 2. Programa de la hoja de cálculo “fourier.xls” usada para calcular las componentes de Fourier.
45elektor 01-2010
- Amplitud = 1 voltio- Impedancia = 50 ohmios- Ciclo de Trabajo = 0,2- Periodo = 1 µsec- Duración Pulso = 200 ns
La Figura 4 nos ayudará a conseguir que LTspice haga lo que quere-mos. La Figura 5 representa la forma de onda que deberíamos ver en un osciloscopio. El espectro de la forma de onda se puede ver usando la función FFT (ver Figura 6). Señalar la disminución de potencia de los armónicos con los nulos espectrales en los armónicos quinto, décimo, etc. El espectro tiene la forma del denominado sinx/x.
Podemos comparar las potencias espectrales medidas en LTspice con los valores teóricos dados por la hoja de cálculo de Excel. Sin embargo, primero deberemos calibrar la pantalla FFT.
Introducir dbm.xlsEn LTspice se puede mostrar que una onda coseno de amplitud = 1,414 voltios proporciona una pantalla FFT de 0 dB. Esto significa que 0 dB en LTspice = +13 dBm. Los cálculos se obtendrían de las siguientes fórmulas:
Potencia(W) = Vrms2 / RPotencia(mW) = Potencia(W) * 1000dBm = 10log10(mW)
Figura 3. Diagrama “esquemático” del generador de pulsos como él dibujado LTspice. Señalar que el tiempo de parada (Stop) se
configura bajo la pestaña “Transient”.
Figura 4. Configuraciones en LTspice para la tensión V1.
Figura 5. Tren de pulsos rectangular con Periodo = 1 µs y Duración de Pulso = 200 ns.
Figura 6. Espectro del tren de pulsos rectangular. Fundamental a 1 MHz y primer nulo a 5 MHz.
Tabla 1. Comparativa entre LTspice y resultados teóricos.
Componente Nivel LTspice [dB] LTspice [dB] (0 dB = +13 dBm) Teoría (Excel) [dBm]
F1 = 1MHz –11.2 +1.8 +1.5
F2 = 2MHz –13.2 –0.2 –0.4
F3 = 3MHz –16.8 –3.8 –3.9
F4 = 4MHz –23.7 –10.7 –10.6
F5 = 5MHz –56.8 –43.8 –Infinito
ANÁLISIS DE CIRCUITOS
46 01-2010 elektor
Ejecutando la hoja de cálculo dBm.xls (también en [1]), podremos ver una hoja de cálculo como la de la Figura 7. Mirando en la Tabla 1 podemos ver que las componentes FFT de LTspice concuerdan prác-ticamente con los valores teóricos, excepto en los puntos nulos donde no son infinitamente pequeños.Es instructivo ver qué sucede en el espectro de un tren de pulsos rectan-gular cuando disminuimos la duración del pulso, manteniendo el período constante. Consideremos la siguiente configuración modificada:
- Amplitud = 1 voltio- Impedancia = 50 ohmios- Ciclo de Trabajo = 0,1- Periodo = 1 µsec- Duración Pulso = 100 ns
y veamos los resultados por nosotros mismos (ver Figura 8). Obser-vemos que el primer nulo espectral se ha desplazado ahora desde los 5 MHz a los 10 MHz. En el límite, como la duración del pulso se hace muy pequeña, los nulos se desplazan hacia el infinito propor-cionando un espectro plano de armónicos (ver Figura 9).Ahora vamos a modificar la configuración una vez más. Esta vez ampliaremos el periodo manteniendo los otros parámetros iguales:
- Amplitud = 1 voltio- Impedancia = 50 ohmios- Ciclo de Trabajo = 0,1- Periodo = 10 µsec- Duración Pulso = 100 ns
Lo que sucede en este caso es que el primer nulo se mantiene en los 10 MHz, pero la componente fundamental y el espaciado disminuye hasta los 100 kHz. Podemos ver el “osciloscopio virtual” y la pantalla FFT en las Figuras 10 y 11, respectivamente. El espectro se muestra ahora más denso.
Figura 7. La hoja de cálculo “dbm.xls” en acción. Figura 8. Tren de pulsos rectangular con Periodo = 1 µs y Duración de Pulso = 100 ns.
Figura 9. Espectro del tren de pulsos rectangular. Fundamental a 1 MHz y primer nulo a 10 MHz.
Figura 10. Tren de pulsos rectangular con Periodo = 10 µs y Duración de Pulso = 100 ns.
Figura 11. Espectro del tren de pulsos rectangular. Fundamental a 100 kHz y primer nulo a 10 MHz.
ANÁLISIS DE CIRCUITOS
47elektor 01-2010
Finalmente, en el límite, como hemos disminuido la duración del pulso e incrementado el periodo, hemos generado la denominada función impulso. Se trata de un único pulso extremadamente estre-cho en el tiempo (ver Figura 12). Podemos ver que tendría un espec-tro plano que se extiende hasta el infinito, como el de la Figura 13. Para los puristas, estrictamente hablando, una función impulso δ(t) tiene un área unidad. Podemos ajustar la amplitud en LTspice para reflejar este hecho, estrechando la duración e incrementando el período. Presentamos aquí algunas propiedades de la función Impulso (Delta de Dirac):
δ( )∞
∞t dt=
−
+
∫ 1
Donde el área bajo la curva de δ(t) = 1 unidad.
δ ω( )∞
∞t e dtj t−
−
+
=∫ 1
Donde la Transformada de Fourier o el espectro de frecuencia = 1 unidad.
Comportamiento en el Dominio del Tiempo
Ahora que hemos examinado las series de Fourier en el dominio de la frecuencia, vamos a examinarlas en el dominio del tiempo. Podemos usar la hoja de cálculo Excel “fourier_rpt.xls”, que tam-bién podemos descargar de la referencia [1], para generar la forma de onda del tren de pulsos rectangular basada en las componentes de Fourier dadas por la fórmula matemática usada anteriormente. Para simplificar, el período se ha establecido a 1 s en lugar de 1 µs. El ciclo de trabajo se ha mantenido a 0,2. Los 40 primeros coeficientes de Fourier se han calculado para usarlos en la suma. Como se muestra en la Figura 14, el intervalo de tiempo está establecido entre –1 s y 1 s, y las sumas calculadas y la representación gráfica se muestran de manera separada en la Figura 15. Señalar que el resultado con-forma un tren de pulsos rectangular. Se podría haber obtenido un resultado más preciso usando un intervalo de tiempo más pequeño y un mayor número de componentes.
(090245-I)
Enlaces en Internet
[1] www.elektor.com/090245
[2] www.linear.com/designtools/software/
Figura 14. Series de Fourier calculadas y representadas para el dominio del tiempo.
Figura 15. El dominio del tiempo representado en una gráfica independiente.
Figura 12. Tren de pulsos rectangular con Periodo = 10 µs y Duración de Pulso = 10 ns.
Figura 13. Espectro del tren de pulsos rectangular. Fundamental a 100 kHz y primer nulo a 100 MHz.
ANÁLISIS DE CIRCUITOS
48 01-2010 elektor
Dimmer controlado mediante microcontroladorPara bombillas incandescentes y halógenasde hasta 300 vatios
DOMÓTICA
La idea de este diseño surgió porque el autor quiso cambiar el interruptor doble por una combinación interruptor/dimmer que no encontraba en el mercado. El interrup-tor doble existente se quedó en su sitio y el circuito dimmer descrito en este artículo se ubicó en una luminaria adosada. Con él se controlan cuatro focos halógenos de 50 vatios. El circuito también es apto para bajar la intensidad de la luz con un circuito con-mutado a través de ambos interruptores.
El esquemaEl dimmer controlado por el microcontro-lador baja la intensidad de la luz mediante control de fase. Por lo tanto no debe sor-
prender que el triac TRI1 haga el trabajo duro. Pero antes de que el triac sepa cuando tiene que empezar a conducir, hay que medir algunas cosas.Empezamos con el principio: La entrada de la red eléctrica (ver figura 1). La bobina L1 y el condensador C2 forman un filtro clásico de Zimmer para evitar que las interferencias que surgen debido al control de fase puedan ensuciar la red eléctrica. El fusible F1 es un fusible en miniatura de 1,6 A (lento).R1, R2, C1, B1 y D1 convierten la tensión alterna de 230 V a una tensión de alimen-tación apta para IC1, un regulador de ten-sión 78L05. Se han utilizado dos resistencias de 470 Ω en vez de sólo una de 1k para evi-tar que salten chispas. Si se colocan las dos
resistencias de 470 Ω (R1 y R2) en serie, se reduce la probabilidad de saltos de chispas gracias a una tensión más baja sobre cada resistencia.La tensión de alimentación de ±16 voltios es un poco alta para un 78L05. Sin embargo, hemos elegido la tensión más alta posible para almacenar la mayor carga posible en C3 y C4. La energía almacenada en C3 y C4 tiene que seguir proporcionando corriente al microcontrolador durante el tiempo que se necesite para activar el “modo de con-figuración” del microcontrolador. Esto se consigue desconectando brevemente la bombilla (y el circuito) con el interruptor y a continuación conectándolo de nuevo (mira más adelante la utilización del circuito).
Podríamos decir que hay reguladores (dimmer) de todas las formas y tamaños. Sin embargo, el
autor no encontró lo que buscaba. Se fue a su mesa de trabajo y diseñó su propio regulador de
intensidad que cumplía exactamente con lo que necesitaba. El diseño puede añadirse fácilmente
a la instalación actual y manejarse mediante un interruptor de la luz existente.
Goswin Visschers (Holanda)
49elektor 01-2010
Un espacio limitadoComo el autor tenía que ubicar la placa en una caja de una altura de tan sólo 2 centíme-tros, se optó por no colocar C1 y C2 vertical-mente como es de costumbre, sino horizon-talmente en un lateral (ver foto). También se ha optado por dos condensadores electro-líticos pequeños (C3 y C4) para amortiguar la tensión de alimentación en vez de utilizar un único condensador electrolítico grande. Si el hueco es mayor de dos centímetros, no hace falta todo esto, aunque queda muy poco espacio para una colocación vertical de C1 y C2 en comparación con L1.Una desventaja de la alimentación aquí apli-
cada es que el microcontrolador está conec-tado directamente a la peligrosa tensión de la red eléctrica. La parte de tensión baja del circuito tampoco puede detectar el paso por cero de la tensión alterna. En cambio, un transformador sí cabría en la caja, por eso que se optó por esta construcción de la alimentación.Por otra parte, el prototipo de la foto se ha construido con una bobina de Digikey. Sería mejor utilizar la bobina de Conrad especifi-cada en la lista de materiales para reducir el espacio que se necesita. Esta hecha con un núcleo de ferrita y por eso es bastante más baja.
El corazón del circuitoEl microcontrolador, un PIC12F629, forma el corazón del circuito. Se ha construido un detector de paso por cero alrededor de IC3. En cada paso por cero, la tensión en la salida de IC3 es durante unos 2 ms mayor que 2,5 voltios. D2 y D3 limitan aquí la tensión sobre los LED en IC3. Con este pico de tensión, el microcontrolador sabe cuando el seno de la tensión de la red eléctrica pasa por cero
MOC3022
IC54
6
1
2
B1W06M
D1
ZPD16V
C3
220u35V
C4
220u35V
C5
100n
C6
100n
78L05Z
IC1
C2
220n250V
X2
X2C1
220n250V
R2
470R
1W
R1
470R
1W
L1
2mH21A6 T
F1
SFH620A-3
IC3 41
2 3
D2ZPD6V2
D3ZPD6V2
R4
10k
R3
15k
MOC3022
IC46
4
1
2
R8
15k
1W
R7
220k
R6
15k
1W
TRI1
BTA08-600BRG
R11
470R
R12
470R
R9
820R
R10
820R
K1
+5V
PIC12F629A
GP4/COUT
GP5/CIN GP3/MC
IC2GP2
GP0GP17
1
2
8
4
5
6
3
+5V
R13
15k
R5
1k
D4
C7
100n
K2
Earth
Earth
L1
230V50Hz N
N
OUT
DIS
EN
090315 - 11
**
Figura 1. En el esquema vemos que el circuito no está separado de forma galvánica de la red eléctrica. Para evitar peligro en caso de utilizar una caja metálica, puedes conectarla a tierra a través de K1 y los dos agujeros de montaje.
CaracterísticasFunción de redución de intensidad •mediante control de faseFácilmente configurable (también •configurable de forma fija)Apto para un circuito de conmutadores•Se puede construir con poca altura •(2 cm)No requiere transformador•
DOMÓTICA
50 01-2010 elektor
y cuando debe conectar el triac para cortar una parte del seno - conforme la posición del dimmer.R3 es una resistencia pull-up. También podíamos haber utilizado las resistencias internas pull-up del microcontrolador PIC, pero no están activadas para ahorrar el consumo. Ya que las resistencias pull-up del microcontrolador no se pueden activar individualmente. Utilizando una única resis-tencia pull-up externa podemos alargar el tiempo en que el circuito sigue funcionando sin la tensión de la red eléctrica (importante para configurar la posición de dimmer).D4 se enciende en el momento en que se activa el modo de configuración. No es necesario montar este LED junto con R5. Si no colocamos D4 y R5 alargamos aún más el tiempo que el circuito puede seguir fun-cionando sin tensión de la red eléctrica. Los electrolíticos C3 y C4 se descargan entonces más lentamente: no hay pérdida de carga a través de D4.
El calorR8 y R6 se calentarían mucho si recibiesen toda la tensión de la red eléctrica. Por eso el circuito está construido con la ayuda de IC4, R7 y R9 que se encargan de que R8 y R6 reciban corriente justo antes, durante e inmediatamente después de cada paso por cero. Así se puede determinar siem-pre con exactitud el momento preciso del paso por cero mientras que por R6 y R8 fluye una corriente mínima. Si la caja tuviera sufi-ciente espacio para la disipación de R6 y R8, se podría omitir IC4, R7 y R9 (en este caso
habrá que conectar pin 2 de IC2 directa-mente al punto nodal entre R6 y R8). En ese caso R6 y R8 quemarían 0,9 W cada uno, por lo que queda por debajo de 1 W. Pero debido al pequeño encapsulado se calenta-rían tanto que podrían provocar un incen-dio. Ahora el calor de disipación se mantiene bajo control con IC4.Después de que IC2 haya detectado el pri-mer paso por cero, el controlador desco-necta la corriente que fluye por R6...R8 a través de IC4 hasta que haya llegado casi el siguiente paso por cero. El triac en IC4 se conecta justo antes de que se espere el nuevo paso por cero. En el diseño de la placa no se ha utilizado una versión estándar del encapsulado TO-220 para TRI1. La razón de esto era la poca distancia entre los islotes de soldadura. En este caso se han colocado los islotes de los terminales a 1,25 mm unos de otros para evitar que salte alguna chispa.
La placaDe este esquema se ha diseñado una placa de circuito impreso de doble cara que se puede descargar del sitio Web de Elektor [1]. La construcción no es muy difícil; no se han utilizado componentes SMD. Como de costumbre, primero se montan los compo-nentes más pequeños (más bajos) como son las resistencias y diodos y después los com-ponentes más grandes (más altos).Cuando se conecta la placa hay que prestar especial atención a los hilos de conexión de K1. Utiliza condensadores con una certifica-ción X2 para C1 y C2, son más seguros con tensiones altas.
Si se utiliza una caja metálica puedes conec-tarla a tierra mediante los dos agujeros de fijación que hay para tal fin.
El softwareEl programa está dividido en tres partes. La primera contiene el programa dimmer regular, la segunda (la del medio) contiene el código que se necesita en el modo con-figuración y la última contiene las rutinas para la lectura y escritura de la memoria EEPROM.Después de conectar la tensión de la red eléctrica se resetea el registro y se lee el valor de bajada de intensidad de la EEPROM. El microcontrolador espera dos pasos por cero (paso 4) para evitar las posibles perturbaciones por el rebote del interruptor(es). Los siguientes pasos se corresponden con el número reflejado en la gráfica del seno de la figura 2 y las ruti-nas del código:
1. Conexión de la tensión de la red eléctrica, el microcontrolador PIC arranca.
2. Pretest0; el PIC espera un paso por cero3. Pretest1; el PIC espera hasta que el paso
por cero haya transcurrido, el pin 5 vuelve al nivel bajo.
4. Main; espera hasta el paso por cero o hasta que se desconecte la tensión de la red eléctrica.
5. MainWaitToSwitchTriacOnSetup; Resetea el temporizador interno.
6. MainWaitToSwitchTriacOn; Espera hasta que el temporizador llegue al valor deseado para disparar el triac.
Figura 2. En esta figura vemos los puntos del seno de la tensión de la red eléctrica que son importantes en el software.
1 2 4 6
5 8 5 7 7 8 104 6 4 63
7 4 6 5 7 5 4 9 11090315 - 12
DOMÓTICA
51elektor 01-2010
7. Se dispara el triac, el pin 6 del PIC cambia brevemente a nivel alto.
8. MainWaitToSwitchOnZCrossDetect; se activa el detector de paso por cero cam-biando el pin al nivel alto. El programa salta ahora a paso 4.
9. Program; el PIC entra en modo de confi-guración y verifica la posición del puente (K2).
El PIC sigue en modo de configuración o salta a paso 1 dependiendo de la posición del puente.10. ShowProgramMode; el LED se enciende
y el triac se conecta.11. Mediante la descripción anterior pue-
des obtener el funcionamiento del programa en modo de configuración. Se ha copiado la lectura y escritura de la EEPROM de la hoja de datos de Microchip.
El manejoEl dimmer controlado por microcontrola-dor se puede “manejar” en modo configu-ración. Este modo se activa conectando la bombilla y a continuación desconectando brevemente y conectando el interruptor (dentro de 1 segundo o cuando el LED esté aún encendido). La bombilla se enciende +/- 1 segundo a la intensidad máxima para aumentar a continuación la intensidad en pasos de 0 a 100%. Después de llegar al 100% vuelve a empezar el ciclo otra vez en 0%. En el momento en que se llega a la intensidad deseada, habrá que desconectar el interruptor durante más de dos segundos (o cuando el LED se apague) para grabar la intensidad de la luz. Cuando el interruptor se vuelve a conectar de nuevo se enciende la bombilla con la intensidad anteriormente configurada.
Se puede desactivar el modo de configu-ración con el puente K2, de modo que el dimmer se quede con la última configura-ción grabada. Conecta para eso el pin 3 del microcontrolador con la ayuda del puente a +5 V. El modo de configuración está acti-vado si el pin 3 está conectado a masa.Se pueden reducir los valores de C3 y C4 hasta 100 μF en caso de que el periodo encendido-apagado-encendido sea dema-siado largo. C3 y C4 se pueden sustituir por versiones con algo más de capacidad si el tiempo fuese demasiado corto.
(090315)
Enlaces:
[1] www.elektor.es/090315
Lista de materialesResistencias:R1, R2 = 470 Ω / 1 WR3, R13 = 15 kR4 = 10 kR5 = 1 kR6, R8 = 15 k / 1 WR7 = 220 kR9, R10 = 820 ΩR11, R12 = 470 Ω
Condensadores:C1, C2 = 220 n / 250 V, X2, MKTC3, C4 = 220 u / 35 V, radial, paso 3,5 mmC5–C7 = 100 n, cerámico, paso 5 mm
Semiconductores:B1 = W06M, rectificador 1,5 A, 600 V (por ejem-
plo Farnell 1621776)D1 = diodo zener 16 V, 0,5 WD2, D3 = diodo zener 6,2 V, 0,5 WD4 = LED de bajo consumo, verde, 3 mmIC1 = 78L05, TO-92IC2 = PIC12F629A (Microchip), DIL8, controlador
programado EPS 090315-41IC3 = SFH620A-3 optoacoplador (por ejemplo
Farnell 1469594)IC4, IC5 = MOC3022 optoacoplador (por ejemplo
Farnell 1021366)TRI1 = BTA08-600BRG, triac,8 A, 600 V, TO-
220AB (por ejemplo Farnell 1057269)
Varios:F1 = fusible subminiatura, 1,6 A lento (por ejem-
plo Conrad 536962-89, Digikey 507-1178-ND)K1 = AK110/6wp, regleta de 6 pines, paso 7,5 mmK2 = tira de 3 pines, vertical, paso 2,54 mm +
puenteL1 = bobina supresora para dimmer, 2,2 mH (por
ejemplo Conrad 534358-89, Digikey M8383-ND)2 veces zócalo DIL6Placa número 090315-1, disponible a través
de [1]
1
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34
56 1
23
DOMÓTICA
52 01-2010 elektor
Mochila TTL-BluetoothTan sencilla como un cable USB-TTL
INALÁMBRICO
A un electrónico se le presenta muy a menudo el problema de tener que conec-tar un circuito propio con un PC, por ejem-plo para trasmitir datos de medida. Ya que cada vez menos ordenadores de sobremesa, y casi ningún portátil, incluyen un puerto serie RS232 o uno paralelo de impresora, la solución actual es el USB. Sin embargo, no todos los microcontroladores incorporan un puerto USB. En la práctica existen chips especiales USB, que pueden controlarse con niveles TTL mediante una controladora UART; también existen cables adaptadores USB-TTL, que disponen de dicho chip inte-grado (de FTDI, disponibles en Elektor bajo la referencia 080213-91 [1]). Después desde el lado del PC puede accederse al circuito mediante un puerto COM virtual. Los datos enviados por el microcontrolador desde el UART pueden visualizarse en un programa
terminal en el PC, así como mandar bytes hacia el controlador. ¡Así de rápido!
Por Bluetooth al PCCon este proyecto queremos mostrar que resulta igualmente fácil incluso sin cable. Cada vez más portátiles disponen de un puerto Bluetooth integrado, si no fuese así o preferimos utilizar un ordenador de sobre-mesa, podemos adquirir un adaptador del tipo USB-Bluetooth por pocos euros. Esto supone que el chip USB-TTL, en caso de una conexión por USB, se convierte en un módulo Bluetooth con UART. Así se conecta el microcontrolador. Ahora sólo toca esperar a que el puerto Bluetooth del PC (o el adap-tador USB-Bluetooth) reconozca nuestro módulo, ¡y ya está! En el lado del PC pode-mos utilizar como es habitual un programa terminal (o naturalmente programar nues-
tro propio software, con el que poder enviar o recibir bytes mediante un puerto COM).
Como chip Bluetooth se utiliza el LMX9838 [2] de National Semiconductor, que se caracteriza especialmente por sus peque-ñas dimensiones (siendo un poco más del-gado que el módulo BTM-222, utilizado en torno al proyecto CC2). La figura 1 mues-tra el diagrama de bloques con el mencio-nado puerto UART. Junto al transceptor HF y pila Bluetooth, responsable de la comu-nicación por Bluetooth (bastante com-pleja), se encuentra una EEPROM en encap-sulado SMD para almacenar los datos de configuración.Naturalmente, el chip puede utilizarse en nuestros propios circuitos (pero siempre ha de ser soldado mediante aire caliente). Otra solución más flexible consiste en situar el chip en una pequeña tarjeta llevando las conexiones de la UART y la tensión de ali-mentación a un conector. Posteriormente una mochila TTL-Bluetooth de este tipo puede utilizarse allá donde sea posible tam-bién un cable TTL-USB.
TarjetaDicho y hecho: hemos equipado nuestra mochila con el mismo conector que el cable nombrado anteriormente, y la configuración se mantiene igual. Muchos proyectos de Ele-ktor, por ejemplo el guardián de baterías [3] o la ATM18-Testboard CC2, disponen de una conexión igual a esta (ver la figura 2). Podre-mos dotar a éstos de conexión inalámbrica fácilmente con la mochila Bluetooth, ¡y sin líneas adicionales en el código fuente!Aparte, la pequeña tarjeta incluye la circui-tería externa mínima del chip, entre otros un regulador de tensión y un oscilador de cuarzo (véase el esquema del circuito de
Por Steffen Graf (Alemania)
¿Conectar nuestros propios diseños electrónicos con el PC, y además de manera inalámbrica? Suena como
si fuese a costar sudor y lágrimas pero no es así en absoluto. Nuestra mochila TTL-Bluetooth se controla
mediante una UART, y su conexión resulta tan simple en un ordenador como la de un cable USB-TTL:
¡Plug & Play! Además también pueden conectarse dos de los módulos entre ellos inalámbricamente.
53elektor 01-2010
la figura 3 y el de montaje en la figura 4). Por último, también incorpora los conden-sadores de carga, que son opcionales. Si deseamos poder poner el módulo en modo de bajo consumo, deberemos incluir tales componentes. Si este modo no es necesario, entonces ha de conectarse Pad 27 (32K+) con GND. También basta con sustituir C10 por una resistencia de 0 Ω.El módulo puede configurarse mediante puentes de soldadura y también por soft-ware. JP1 y JP2 sirven para intercambiar RxD y TxD. De este modo la configuración de pines en el conector K1 puede adaptarse a cada aplicación sin necesidad de modificar la tarjeta.Mediante los puentes de soldadura JP3 a JP5 pueden seleccionarse las tasas de transfe-rencia de 9600 baudios, 115200 baudios, 921600 baudios, así como la de “Read from NVS” (ver la tabla). En el modo “Read from NVS” se utiliza la tasa de transferencia alma-cenada en la EEPROM interna. Normalmente se programan 9600 baudios.Con el software para PC “Simply Blue Com-mander” [4], disponible en la página web de National, el módulo puede configurarse desde el ordenador mediante el puerto UART (atención: sólo permite niveles de 3,3 V). Entre otras cosas, puede ajustarse la tasa de transferencia en un margen de 2400 a 921600 baudios, así como la paridad, bits de stop y cambiar el control del flujo.Los LED D1 y D2 muestran información sobre si el módulo se ha conectado por Bluetooth con otro dispositivo o si en dicha conexión se están transfiriendo datos. D1 está iluminado si no se encuentra conectado ningún dispo-sitivo. Tan pronto como se dé una conexión, D1 se apaga. Si se da una transferencia de datos, D2 parpadea, y si no es así, este LED se mantendrá encendido continuamente.Además, la tarjeta ofrece otra interesante opción. Dispone de un conector para expan-dir el módulo con un códec de audio. Así puede construirse una especie de auricula-res con micrófono Bluetooth.
Para usuarios avanzadosNo obstante, la comunicación con el PC no es la única aplicación de la mochila Blue-tooth. Con dos módulos también puede establecerse conexión inalámbrica entre dos circuitos. Y además, ya que multitud
Antenna
2.4 GHzRadio
LinkManager
BLUEtoothCore
Compact RISCProcessor
UARTTransport
GPIOPG6PG7
TXDRXDRTS
32k+
32k-
CTS
SCLKSFSTD
090455 - 13
SRD
OP3OP4/PG4OP5
RESETPOR
LFO32 kHz
ConfigOptions
AudioPort
CVSDCodecs
PROMEPROM
VoltageRegulatorXTAL
CombinedSystem andPatch RAM
UART
TM
Figura 1. Diagrama de bloques del chip Bluetooth (en el datasheet de National Semiconductor [2]).
Figura 2. Muchos proyectos de Elektor incluyen un conector para el cable USB-TTL de FTDI [1]; aquí también sirve la mochila Bluetooth.
CaracterísticasProtocolo SPP completamente integrado en el chip (el otro dispositivo Bluetooth aparece •como si estuviera conectado mediante puerto serie)No es necesaria la configuración como slave, es Plug & Play como un cable USB-TTL•Posibilidad de configuración como master por UART, de modo que dos módulos puedan •comunicarse entre ellosHasta 921600 baudios (configuración de 2400 a 921600 baudios mediante jumper o •software)Alimentación a 5 V, requiere reguladores de tensión en el módulo•Compatibilidad de pines con el cable adaptador USB-TTL de FTDI•Modo directo posible en microcontroladores (niveles de 3,3 V)•Incluye líneas de protocolo para el UART•2 LED que muestran el estado de la conexión y el tráfico•Posible expansión con códec de audio•Modo Low Power con oscilador de cuarzo a 32 kHz opcional•
INALÁMBRICO
54 01-2010 elektor
de móviles, PDAs y dispositivos portáti-les disponen de puerto Bluetooth, existen todavía más posibilidades de aplicación. Pero en estos casos uno siempre tendrá que lidiar aunque sea un poco con los protoco-los Bluetooth en general, y en particular con los comandos apropiados. A continuación se muestra únicamente un pequeño extracto al respecto, puede consultarse en Internet información más detallada sobre el Blue-tooth [5][6] y el chip [2][7].
Al igual que en una red basada en Ether-net, en Bluetooth también existen varios niveles abstractos, con los cuales se da la comunicación. En adelante sólo se citan los protocolos y perfiles (= aplicaciones) implementados en el chip Bluetooth. ¡Aún hay mucho más!La transferencia de datos se da en la banda ISM a 2,4 GHz, un cambio rápido en la fre-cuencia (“hopping”) minimiza las interfe-rencias. Debido a la naturaleza de la trans-misión, los datos han de ser divididos en paquetes individuales y recompuestos de nuevo en la parte del receptor, de lo que se ocupa el llamado L2CAP (Logical Link Con-trol and Adaptation Protocol). A niveles superiores se requiere software, de modo que múltiples aplicaciones pue-dan funcionar en paralelo y establecerse conexiones con distintos dispositivos. A estos niveles, el GAP (Generic Access Pro-file) establece que dispositivo debe acceder a una determinada aplicación.En el mismo nivel se encuentran además en este módulo las aplicaciones SDAP (Simple Discovery Application Profile) y SPP (Serial Port Profile). SDAP se encarga de detectar otros dispositivos y, aparte, permite recono-cer qué protocolos manejan los contrarios. Lo verdaderamente interesante es el SPP. El “Serial Port Profile” supone un puerto serie virtual, de modo que cualquier dispositivo Bluetooth configurado para el SPP parecerá estar conectado mediante un simple cable al propio UART. Para transferir unos cuantos datos por el puerto UART, primero hace falta abrirse camino en este bosque de protoco-los. Esto deriva naturalmente en una alta latencia relativa (del orden de unos pocos milisegundos), en los cuales puede detec-tarse una transferencia de datos, aunque generalmente no se reciba nada.
*
*
*Opcional
LMX9838SB
VCC
_CO
RE
OP4/PG4
VCC
_IO
RESET
IC2
32K
Ð
32K
+
MVC
C
SCLK
RTS
GN
DG
ND
GN
DG
ND
GN
DG
ND
GN
DG
ND
GN
D
VCC
OP3
OP5
PG6PG7
RXD
TXDCTS
SFSSTDSRD
14
17 18 28 27 24 29 30 31 32
11 10
162625
19
12
1315
20212223
9
3
2
4
6
7
X1
X1 = 32.768kHz
C9
22p
C10
22p
JP1/JP2
+3V3
C4
100n
C7
2u2
C5
100n
C8
2u2
C3
100n
C6
2u2
LMS8117IC1
C2
100n
C1
100n
+5V +3V3
JP5
R5
1k
JP4
R4
1k
JP3
R3
1k
R1
330R
R2
330R
D2
RX/TX
D1
LINK
+3V3
+5V
090455 - 11
K1
UART
1
K9
1
AUDIO
Figura 3. Esquema del circuito de la mochila. Con los puentes de JP3 a JP5 se fija la tasa transferencia.
Lista de materialesResistencias (todas 0805):R1, R2 = 330 Ω (1%) R3 a R5 = 1kΩ (1%)
Condensadores (todos 0805):C1 a C5 = 100 nFC6 a C8 = 2µ2C9, C10 = 22 pF
Semiconductores:D1 = LED azul SMDD2 = LED rojo SMDIC1 = LMS8117-AMP3.3IC2 = LMX9838SB
Varios:X1 = oscilador de cuarzo a 32.768 kHz (C 6pF
20ppm)
K1 = conector 1x6 de 2,54 mm, montaje en ángulo recto
Tarjeta, véase www.elektor.es/090455
Tabla 1: Sección de la tasa de baudios
Tasa de transferencia JP3 JP4 JP5
9600 Cerrado Abierto Cerrado
115200 Cerrado Cerrado Abierto
921600 Cerrado Cerrado Cerrado
Read from NVS Cerrado Abierto Abierto
Figura 4. Plano de montaje de esta compacta tarjeta.
1
INALÁMBRICO
55elektor 01-2010
Estableciendo la conexión¿Cómo lograr ahora conectar un módulo con otro? Uno de los módu-los inicia la comunicación Bluetooth como “mas-ter” con un “request”. Para que esto ocurra, ha de transferirse la ins-trucción adecuada como código hexadecimal en el chip Bluetooth mediante el UART (el chip ya dis-pone de un intérprete integrado).Después, el otro módulo (“slave”) responde por Bluetooth (“con-firm”). Tan pronto como esta respuesta lle-gue al master, éste la convierte al corres-pondiente código hexadecimal y la procesa por el propio UART.
Las “requests” (y respuestas) tienen siempre el siguiente formato (¡todas en hexadecimal!):Startbyte 02Type ID 1 ByteOpcode 1 ByteData Length 2 BytesChecksum 1 Byte Data X BytesStopbyte 03
Type ID es 52 (request) o 43 (confirm). 69 significa aquí la transmisión de información adicional (indication).
A continuación se muestra el transcurso típico de una comunicación, en cada caso se han indicado los bytes de opcode y de datos:
Los dispositivos en el rango de recepción indican:
02,52,00,03,00,55,0A,00,00,03
Una respuesta podría ser de este tipo:02,43,00,01,00,44,27,03 02,69,01,09,00,73,B4,EE,7E,D1,12,00, 10,01,32,0302,43,00,01,00,44,00,03
Es interesante la serie B4,EE,7E, D1,12,00, que representa la dirección Bluetooth del otro dispositivo. Esta dirección Hard-ware está programada fija de fábrica, al igual que la dirección MAC de una tar-jeta de red.
Ahora pueden preguntarse los nombres de los dispositivos encontrados:
02,52,02,06,00,5A,B4,EE,7E,D1,12,00,03
Como respuesta podríamos obtener por ejemplo:02,43,02,12,00,57,00,B4,EE,7E,D1,12,00,0A,54,65,73,74,44,65,76,69,63,65,03Dicha respuesta contiene de nuevo la dirección Bluetooth y el nombre del dis-positivo (54,65,73,74,44,65,76,69,63,65 = TestDevice)
Entonces debemos deter-minar mediante SDAP todos los perfiles disponi-bles, no obstante, primero tendrá que establecerse una conexión SDAP:
02,52,32,06,00,8A,B4,EE,7E,D1,12,00,03
Si esta conexión se esta-blece satisfactoriamente, se recibirá la respuesta:
02,43,32,01,00,76,32,03
Después podremos pre-guntar acerca de los perfiles disponibles, o únicamente por el perfil SPP, como se hace aquí:
02,52,35,02,00,89,01,11,03
Una posible respuesta:02,43,35,20,00,98,00,01,02,10,01,11,01, 18,42,6C,75,65,74,6F,6F,74,68,20,53,65,72,69,61,6C,20,50,6F,72,74,20,31,00,03Aquí también se da inmediatamente el nombre del perfil: 42,6C,75,65,74,6F,6F, 74,68,20,53,65,72,69,61,6C,20, 50,6F, 72,74,20,31 = Bluetooth Serial Port 1
Ya que ahora sabemos que el dispositivo “SPP” habla y entiende, podemos estable-cer conexión:
02,52,0A,08,00,64,01,B4,EE,7E,D1,12,00,01,03
Para terminar, el UART se configura en “modo transparente”:02,52,11,01,00,64,01,03Esto significa que el chip Bluetooth trans-mite los datos en 1:1 y no interpreta más que los comandos.
(090455)
Figura 5. Con la aplicación para PC “Simply Blue Commander” pueden emitirse “requests” con una especie de menú.
Enlaces
[1] www.elektor.es/080213
[2] www.national.com/ds/LM/LMX9838.pdf
[3] www.elektor.es/080824
[4] www.national.com/analog/wireless/ lmx9838
[5] http://bluetooth.com/Bluetooth/ Technology/Works
[6] www.elektor.es/992041
[7] www.national.com/appinfo/cp3000/
files/SBK/AN1699_LMX9838SWUG.pdf
[8] www.elektor.es/090455
INALÁMBRICO
56 01-2010 elektor
Passepartout en la ATM18Contraseñas generadas y enviadasal PC por USB
MICROCONTROLADORES
El término “pas-separtout” viene del francés y sig-nifica “a través de todos”. Así se llama a una llave maestra o general. En el mundo real muy pocas personas poseen llaves de este tipo (como por ejemplo un casero), pues si se pierde, se abren “de par en par” las puertas a extraños.Por la misma simple razón hemos de utili-zar para nuestro ordenador y muchos otros accesos multitud de distintas contraseñas, según el servicio de Internet que estemos utilizando. Éstas deberían de cambiarse frecuentemente y bajo ningún concepto figurar escritas en algún sitio. Supongamos que tenemos hasta cincuenta de estas mo-dernas llaves todas juntas. Con un cambio mensual de cada una, al año tendríamos
hasta seiscientas combinaciones de carac-teres largas e incomprensibles. ¿Y quién se-ría realmente capaz de acordarse de todo esto? Así que optamos por las contraseñas simples, cortas y con longitudes fácilmente memorizables, y que no obstante conlle-van un peligro en potencia. Naturalmente existen métodos y procedimientos de ge-nerar contraseñas seguras y mantenerlas en la memoria. Pero la multiplicidad y los necesarios frecuentes cambios de estas claves de seguridad exigen mucho de noso-tros mismos. Existen soluciones técnicas en el mercado, unas mejores que otras, pero aplicarlas no siempre es simple.Pero hay una solución que podemos fabri-car nosotros mismos con unos pocos com-ponentes. Aparte sólo es necesario soft-ware, que puede descargarse naturalmen-te de forma gratuita [1]. Así la controladora ATM18 piensa por su cuenta contraseñas seguras y las envía cuando sean necesarias
directamente por el USB al PC. Nosotros sólo tendremos que acordarnos de una cla-ve general, la tecnología hace el resto.
HardwareLa transmisión de las contraseñas al PC funciona de modo que la ATM18 simula un teclado USB. La comunicación que funcio-na con normalidad entre dicho teclado y el PC se simula en este caso íntegramente por software. Después como hardware adicio-nal sólo se requiere un conector USB y un mini-circuito que ajusta debidamente los niveles USB. Como componentes bastan dos diodos zener de 3V6 y dos resistencias de 68 Ω. Necesitamos una resistencia más de 2k2 para informar al PC de que ha de re-conocer un dispositivo USB lento. El circui-to con resistencias y diodos (ver figura 1) puede encontrarse en Internet [2]. El he-cho de que se utilicen diodos zener de 3,6 V se explica puesto que con una corriente
Wolfgang Rudolph en colaboración con el Dr. Detlev Tietjen
Las contraseñas son importantes, pero también molestas. Cuanto
más seguras, más difíciles de recordar. Nuestro proyecto para
ATmega propone una cómoda solución para este problema.
57elektor 01-2010
MICROCONTROLADORES
de 20 mA cae una tensión de 3,3 V, y eso es justo lo que necesitamos.Lo ideal es conectar el pequeño hardware directamente en la conexión RS232 de la placa (K5), siendo éste montado sobre una pequeña tarjeta perforada. Debe tenerse en cuenta que el pin 6 (GND) de la tarjetita adicional ha de estar conectado con el pin 1 en K5 de la placa de test. El pin 2 está co-nectado con el pin 5, etc. Esto sigue así en el orden de los pines de una tarjeta (si uno mira la tarjeta desde arriba, el pin 1 está siempre a la izquierda).En el conector K12 de la placa de test he-mos de puentear PD1 y PD2 (INT0), de modo que la interrupción INT0 esté dispo-nible en K5.El LCD de dos cables se conecta en PC4 (Data) y PC5 (Clk), el teclado en PC1 - PC3. En los archivos lcd.h o en btn_config.h puede cambiarse sin problemas esta confi-guración si fuese necesario.
SoftwareLa rutina USB resulta un poco liosa. Aquí se han utilizado el conocido driver v-usb [3] y parte del proyecto HIDKeys [4]. Ya que a nuestro “teclado” le basta la configuración HID (Human Interface Device), no hay que instalar en el PC ningún driver. Ambos pro-yectos están registrados como GPL (Gene-ral Public License).El driver USB consta esencialmente de dos partes, una rutina de interrupciones (In-terrupt Service Routine, ISR) y la función usbPoll(), la cual ha de ser invocada siem-pre que sea posible en el bucle principal, al menos una vez cada 50 ms. Si esto no ocurre, entonces salta un TimeOut con el servidor (PC) y la conexión no funciona. El tiempo de reacción de la rutina ISR está dado por defecto, de modo que no pue-den utilizarse otras rutinas ISR más largas. Éstas sólo han de usarse si son absoluta-mente necesarias y han de finalizarse lo más rápido posible.Debido a la regla de los 50 ms la estructu-ra del programa no es demasiado clásica, ya que no puede haber bucles de espera, como por ejemplo cuando se pulsa un bo-tón. En lugar de eso, el ciclo del programa se controla mediante la variable “status”, que cambia según va avanzando. En una condición switch() grande se direcciona a
la sección de programa adecuada, sin em-bargo, el bucle principal se implementa continuamente.Las direcciones de Internet de los accesos, para los cuales las contraseñas han de ser generadas, han de estar integradas en el código fuente. En “main.c” tenemos en la línea 22 cuatro entradas (ver el código 1). Estas entradas pueden cambiarse o bo-rrarse, y naturalmente podemos ampliar el bloc a nuestro gusto.
Las entradas se especifican de la siguien-te manera: dos cifras indican el número deseado de caracteres para la contraseña (con un máximo de 20), después dos pun-tos, y luego la dirección (también con un máximo de 20 caracteres). Esta limitación a 20 caracteres se ha hecho para que tan-to dirección como contraseña quepan en el display, una en cada línea. En programa por sí solo ocupa unos 4 KB, y cada entrada 24 Bytes. En la memoria flash hay espacio para 3 KB de direcciones.
Todo debería funcionar a la perfección. Pero cuando un PC entra en juego, a me-nudo aparece algún problemilla. ¡Menuda novedad! El ATmega no almacena las contraseñas, sino que las genera cada vez en función de la dirección de Internet dada, cuando quie-ren transferirse al PC. Después, en nuestro ordenador común estas contraseñas se me-ten en las direcciones de Internet dadas, y todo funciona a la perfección. Pero cuando la placa está conectada a otro ordenador, con una distribución del teclado distinta, o sencillamente se está de viaje y no se puede trabajar con un teclado completo, tendre-mos problemas con un montón de caracte-res e incluso con la Y y la Z.
Los teclados envían al ordenador un núme-ro por cada tecla pulsada, de acuerdo con el driver y carácter ASCII correspondiente. En un teclado alemán el número 29 corres-ponde a la Y y el 28 a la Z. En un teclado americano esto es totalmente distinto.Estos casos especiales son interceptados por nuestro software en el archivo “main.c” (ver el código 2, #ifdef … ).Pero los caracteres especiales no pueden solucionarse tan fácilmente. El que traba-ja a menudo con teclados diferentes debe limitar el número de caracteres de las con-traseñas a generar. Esto puede verse en “main.c”, en la línea 32, en la que se des-echan los caracteres no deseados. El juego de caracteres de letters[] está limitado por defecto a los números del 0 al 9 y a las letras a-z/A-Z.
const char letters[] = “0123456789ABCDE-FGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijkl-mnopqrstuvwxyz”;
Ya que las contraseñas pueden ser de has-ta 20 caracteres, siguen siendo suficiente-mente seguras a pesar de que prescinda-mos de algunos de ellos.Cuando hayamos hecho todos los cambios deseados, e introducido todas las direccio-nes y longitud de contraseñas, ya se puede compilar el programa y flashear el micro-controlador.Como compilador se ha utilizado el Avr-gcc.
FuncionamientoTras encenderlo se muestra en el display el mensaje de inicio (figura 2).
Tras pulsar un botón, uno deberá introducir un código PIN de cuatro dígitos. No se pue-de hacer más largo con un número de 16
R2
68R
R3
68RD1
3V6
D2
3V6
R1
2k2 X1
+5V
GND
D-
D+
1
1
1
2
3
4
K1K5
ATM18Testboard
USB-B
080950 - 12
Figura 1. El puerto de la izquierda se conecta con el K5 de nuestra placa de test. A la derecha se encuentra el puerto USB para la conexión con el PC.
58 01-2010 elektor
bits sin utilizar un procedimien-to especial. Pero desde hace décadas en los bancos bastan códigos PIN de cuatro cifras, así que debería ser suficiente. Nues-tro pequeño amigo electrónico sólo lo necesita para generar las contraseñas. En el programa se utiliza el complemento a uno del código PIN, de modo que ca-sos especiales como el 0000 no suponen un problema.La contraseña se obtiene me-diante una “codificación” de la dirección de entrada con ayuda del código PIN y la utilización de números pseudo-aleatorios. Funciona de tal forma, que cada llamada a la función genera el mismo resultado con la misma entrada, de modo que las con-traseñas se mantienen. La ge-neración de estos casos pseudo-aleatorios ha de programarse por uno mismo, pues la función de biblioteca random() siempre entrega resultados distintos cuando se cambia y compila de nuevo el programa.
La introducción del código PIN se hace mediante tres botones en la placa de test. En la figura 3 puede verse el estado corres-pondiente en el display.El primer botón (arriba) pasa a la siguiente cifra ascendentemente. El segundo selecciona la entrada actual y se desplaza una posición. Con el tercer botón se vuelve al comienzo del código PIN.
Ahora se explica el siguiente menú. En la línea superior aparece la prime-ra dirección de Internet almacenada y deba-jo la contraseña asociada (ver la figura 4).Con el botón 1 (adelante) puede pasarse a la siguiente dirección, con el botón 2 (selec-
cionar) se elije la entrada y se envía la con-traseña de ésta al PC. Con el botón 3 (PIN) se vuelve al menú del código PIN.Ahora, con pulsar unos cuantos botones pueden enviarse contraseñas realmente
complejas rápidamente a las páginas de Internet correspon-dientes.Son posibles las adaptaciones locales con el archivo “locale.inc”. Por ahora están definidos DEUTSCH (alemán) y ENGLISH (inglés). Naturalmente pueden configurarse nuevos idiomas en “main.c” (línea 16).La aplicación de prueba se ha ejecutado a 16 MHz. Son posi-bles otras frecuencias de reloj (mientras las soporte el driver USB, véase [2]), esto se confi-gura como siempre en F_CPU. Para que esta opción funcione, ha de modificarse el archivo usbdrvasm.s. Uno ha de pres-tar atención cuando quiera de-sarrollar una nueva versión del driver, pues nuestras modifica-ciones se sobrescribirán.
¿ E l AT m e g a e n t r e rejas?Se nos brinda una buena solu-ción con requerimientos míni-mos de hardware, que además podría ser hasta una ayuda para nuestros amigos del Rei-no Unido. Allí debería haber habido ya varias detenciones relacionadas con intentos de averiguar contraseñas o cla-ves criptográficas. Es lo que se deduce de un informe de las autoridades policiales Office of Surveillance Commissioners [5]. Para ello, debería haberse errado en la contraseña 15 ve-ces. Pero, si por avatares del destino se da el improbable
caso de que el ATmega olvide el contenido de su memoria flash (!) y nosotros desco-nozcamos las contraseñas, ¿quién iría a la cárcel?
(080950)
Figura 2. Mensaje de inicio.
Figura 3. Introducción del código PIN.
Figura 4. Selección de dirección.
[1] www.elektor.es/080950
[2] http://vusb.wikidot.com/hardware
[3] http://vusb.wikidot.com
[4] www.obdev.at/products/vusb/hidkeys.html
[5] www.surveillancecommissioners.gov.uk/docs1/osc_annual_rpt_2008_09.pdf
MICROCONTROLADORES
59elektor 01-2010
Código 1.
#include <avr/io.h> #include <util/delay.h> #include <avr/pgmspace.h> #include <avr/interrupt.h> #include <avr/wdt.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>
#include "usbdrv.h" #include "oddebug.h" #include "btn_config.h" #include "btn.h" #include "lcd_2wire.h"
#define DEUTSCH #include "locale.inc"
typedef char entry_t[24];
entry_t addresses[] PROGMEM = "20:www.cczwei-forum.de", "12:www.irgendwo.de", "08:www.anywhere.com", "11:www.whitehouse.gov";
const uint8_t n_o_address = sizeof(addresses) / sizeof(entry_t);
const char empty_string[21]PROGMEM = " ";
Código 2.
/* Keyboard usage values, see usb.org's * HID-usage-tables document, chapter * 10 Keyboard/Keypad Page for more codes. */
#define MOD_NOMOD 0#define MOD_CONTROL_LEFT (1<<0)#define MOD_SHIFT_LEFT (1<<1)#define MOD_ALT_LEFT (1<<2)#define MOD_GUI_LEFT (1<<3)#define MOD_CONTROL_RIGHT (1<<4)#define MOD_SHIFT_RIGHT (1<<5)#define MOD_ALT_RIGHT (1<<6)#define MOD_GUI_RIGHT (1<<7)
#define KEY_TAB 43#define KEY_CR 40#define KEY_SPACE 44#define KEY_DOT 55#define KEY_KOMMA 54#define KEY_MINUS 86
#define KEY_A 4#define KEY_B 5#define KEY_C 6#define KEY_D 7#define KEY_E 8#define KEY_F 9#define KEY_G 10#define KEY_H 11#define KEY_I 12#define KEY_J 13#define KEY_K 14#define KEY_L 15#define KEY_M 16#define KEY_N 17#define KEY_O 18#define KEY_P 19#define KEY_Q 20#define KEY_R 21#define KEY_S 22#define KEY_T 23#define KEY_U 24#define KEY_V 25#define KEY_W 26#define KEY_X 27
#ifdef DEUTSCH #define KEY_Y 29 #define KEY_Z 28#else #define KEY_Y 28 #define KEY_Z 29#endif
#define KEY_1 30#define KEY_2 31#define KEY_3 32#define KEY_4 33#define KEY_5 34#define KEY_6 35#define KEY_7 36#define KEY_8 37#define KEY_9 38#define KEY_0 39
#define KEY_F1 58#define KEY_F2 59#define KEY_F3 60#define KEY_F4 61#define KEY_F5 62#define KEY_F6 63#define KEY_F7 64#define KEY_F8 65#define KEY_F9 66#define KEY_F10 67#define KEY_F11 68#define KEY_F12 69
#define NUM_KEYS 128
MICROCONTROLADORES
60 01-2010 elektor
PRODUCCIÓN DE PCI
PCI en casa de principio a finTodo comenzó con las resistencias de bandas de colores y aquellos pintorescos códigos impresos sobre los condensadores. Los componentes SMD llegaron y, de repente, nuestros ojos quedaron ciegos y nuestros dedos torpes. Lo peor fue que el fiel soldador se volvió pesado, difícil de manejar y demasiado potente para conseguir un trabajo de soldadura decente.
a
g
h
d
e
f
ic
b
La máquina de estarcido para PCI está compuesta por: un bastidor superior (a) y un bastidor inferior (b), los mandos de ajuste fino para la
PCI (c), los mandos de tensión (d), los mandos verticales (e), elementos de sujeción (f), soportes magnéticos (g) y base de deslizamiento (h).
Mantener la PCI sobre los soportes separadores magnéticos y colocar el bastidor superior sobre el inferior.
Girar el mando de tensión en sentido de las agujas del reloj y aplicar tensión a los resortes. Seguidamente, tensaremos los mandos
verticales y soltaremos el mando de tensión. En este momento, la plantilla debe estar completamente plana sobre la PCI.
Colocar plantilla de estarcido sobre los rieles para intentar alinearlo con la PCI lo mejor que seamos capaces. Para poner más rígida la
plantilla, se apretarán los seis tornillos usando una llave hexagonal. A continuación, cerraremos los cierres laterales.
Aunque la plantilla está sobre la PCI y hemos hecho todo lo posible para coincidir con los puntos de soldadura de la PCI, en la mayoría de los casos, será necesario ajustar los mandos “c” para realizar el ajuste
fino del alineamiento.
Aplicar la pasta de soldadura sobre la cara de la plantilla y repartirla homogéneamente usando la herramienta similar a la de limpiar
cristales (i). Deberemos asegurarnos que no hay exceso de pasta sobre toda la superficie.
Máquina de estarcido
61elektor 01-2010
¿Quiere esto decir que la producción de PCI (Placas de Circuito Impreso) y la colocación de componentes SMD está ahora fuera del alcance de los que trabajan en casa? Es poco probable, pero está claro que se requiere un buen con-junto de herramientas para realizar el trabajo. El Horno SMT de Elektor fue un paso inicial para permitir el montaje de los componentes de los montajes caseros en las placas de circuito
impreso. En 2009 también se puso en marcha el Servicio PCB de Elektor que reunió una serie de herramientas que permiten a los aficiona-dos cualificados producir pequeñas series. Con el Servicio PCB en marcha para la actual fabri-cación de placas, ofrecemos ahora dos herra-mientas más: una máquina de estarcido (“sten-cil”), para conseguir que la pasta de soldadura sea colocada de forma precisa, y una máquina
de “pick & place” (“coger y poner”), para colocar los componen-tes SMD de forma precisa sobre los puntos (“pads”) de soldadura y que todo esté listo para colocarlo y que se funda en el horno.
Y ahora, paso a paso...
a
b
c
d
fe
La máquina de “pick & place” está compuesta de: la bandeja de componentes (a), los soportes de la placa magnética (b), el resto del armazón (c), la bomba de vacío (d), la boquilla para sujetar (e) y las
agujas sujetar (f).
Usaremos los soportes de la placa magnética para fijar la PCI. Podemos usar las torretas separadoras debajo de las PCI más grandes.
Las agujas de sujeción tienen diferentes diámetros para adaptarse al tamaño de los componentes con los que trabajan. Conectar una aguja
de sujeción en la boquilla de sujeción y encender la bomba de vacío.
Para coger y mantener un componente, bastará con que la aguja de sujeción toque la superficie del componente y encendamos la bomba
de vacío, colocando nuestro dedo en el agujero lateral de la boquilla de sujeción.
Use el resto del armazón (c) para una mayor comodidad y una precisión óptima en la colocación del componente.
Colocar cuidadosamente cada componente sobre sus puntos de soldadura (“pads”) en la PCI. Para soltar el componente, eliminaremos
el vacío quitando nuestro dedo del agujero lateral.
El servicio PCB de Elektor está en la
dirección de Internet www.elektorpcbservice.
com; mientras que el horno SMT y las máquinas de estarcido
y de “Pick & Place” están disponibles a través de la tienda de Elektor.
Máquina de “Pick and Place”
62 01-2010 elektor
Ojo mágico en el USBUna válvula muestra la carga de trabajo de la CPU
INFORMÁTICA & VÁLVULAS
Rea l m en t e l a variante fue desarrollada primero con el instrumento de medida ana-lógico de la figura 1. Ya que teníamos que decantarnos por componentes lo más están-dar posible, se utiliza un puerto USB que fun-ciona mediante software en un microcontro-lador Atmel. También existen otras opcio-nes: AVR309 [1], V-USB [2] y avrcdc [3]. Para el medidor de CPU se utiliza la pila USB de la aplicación en AVR309 de Igor Cesko.
Circuito 1Como muestra la figura 2, el circuito resul-tante es tan sencillo que puede ser montado sobre una pequeña tarjeta perforada. El LED rojo sirve para reducir los 5 V de la tensión del USB a los 3 V de alimentación del contro-lador AVR. Se utiliza un oscilador de cuarzo de 12 MHz, pues así obtenemos la tasa de reloj del USB.El micro puede programarse con uno de los múltiples adaptadores AVR disponibles. El
firmware para el ATtiny2313, descrito en un capí-
tulo aparte, puede descargarse gratuita-mente de la página web de Elektor [4].El valor analógico que le llega al dispositivo se obtiene mediante modulación en ancho de pulso. El software de PC envía la carga de trabajo de la CPU en porcentaje (o sea, un valor de 0 a 100). El AVR multiplica este valor por 2 y lo escribe en el registro de con-trol del PWM. Posteriormente, la señal PWM se encuentra en el pin OC0B (PD5). Con una carga de trabajo del 100% el valor medio en la salida PWM es de 2·100/255·3,3 V = 2,6 V.Con el potenciómetro P1 el circuito puede adaptarse a distintos instrumentos de medi-ción. Son aptos todos los que tengan unos máximos aceptables por debajo de 10 mA y 2 V. Antes de la primera puesta en mar-cha uno ha de comprobar que las cuatro líneas estén correctamente conectadas al puerto USB, de modo que el PC no pueda dañarse por una polaridad inversa o un cortocircuito.
Ojo mágicoPara los fans de lo retro, naturalmente es mucho más interesante indicar la carga de trabajo de la CPU con una válvula de vacío conocida como “ojo mágico”. Éstos fue-ron ampliamente utilizados en la era de las válvulas, hasta mediados de la década de los 60, principalmente para sintonizar radios e indicadores de modulación en magnetófonos. Para el medidor de CPU en la versión con ojo mágico se ha optado por la válvula EM84 (figura 3), que puede localizarse sin haber sido utilizada en almacenes (alemanes) y de fabricación actual (en China), y por un precio de unos 10 €. La denominación del producto en China es 6E2P. En [5] se muestran algu-nos distribuidores.
Circuito 2La válvula requiere una tensión de fila-mento de 6,3 V y una tensión de ánodo del orden de 200 V. Para generar estas tensiones a partir de los 5 V del puerto USB, se ha diseñado un convertidor push-
Martin Ossmann (Alemania)
El hijo del autor es muy aficionado al modding para PC. Tras construir
algunos displays LED controlados mediante USB le apetecía un visualizador
de la carga de trabajo de la CPU. Como el autor es ya de por sí un fan de la
electrónica retro, el medidor de la CPU tendría una brillante válvula verde
como indicador. Tanto la alimentación como el control funcionan vía USB.
Quien desee optar por algo más simple también encontrará aquí una
variante con galvanómetro.
63elektor 01-2010
pull, que funciona sin controlar. Después, la tensión de salida pasa al transformador del circuito (figura 4), siendo convertida según la relación de transformación de éste. En nuestro caso 10 espiras en el lado de 5 V, o sea 0,5 V por espira. La tensión de filamento se obtiene del bobinado primario. Consiste de 12 espiras, lo que suponen 6 V. El bobinado del transfor-mador se explica en el cuadro de texto al respecto.Con una corriente de filamento de 0,21 A, su potencia es de 1,3 W. Según la ten-sión de ánodo puede calcularse una potencia de 200 V·2 mA = 0,4 W. La corriente máxima en total con 5 V sería de I = (1,3 W+0,4 W)/5 V = 0,34 A. Resulta mayor de 100 mA, el máximo que permite una conexión USB estándar. Otro problema adicional es la baja resistencia térmica del filamento. Con un encendido brusco, la ten-sión del USB podría dañarlo.Estos problemas se solucionan del siguiente modo: tras el encendido, el con-vertidor push-pull funciona con un factor de servicio bajo. La potencia obtenida en este caso es pequeña, con lo que el fila-mento de la válvula se va precalentando lentamente. Después desde el PC se ele-van poco a poco la potencia del filamento y la tensión de ánodo. La corriente siem-pre se mantiene inferior a 500 mA, con lo que funciona sin problemas en la mayoría de conexiones USB, y no sólo en teoría, sino también en la práctica, como mues-tra el test.El control de los transistores del push-pull se lleva a cabo mediante un segundo PWM. Éste provee dos pulsos no superpues-tos para las puertas de los transistores. La alta tensión se genera mediante una rec-tificación con duplicado, de modo que en el bobinado secundario no son necesarias tantas espiras. En el transformador tenemos 220·0,5 V = 110 V, que tras ser duplicada se obtiene la tensión de ánodo necesaria. Para controlar la válvula, se genera un PWM de alta tensión con el transistor T3, las resisten-cias R3 y R4 y el condensador C5. En el colec-tor de T3 se tiene una tensión cuadrada que es posteriormente filtrada con R4 y C5. En lo concerniente a la conexión USB y a los pul-sos, este circuito corresponde a la anterior versión.
CaracterísticasMuestra la carga de trabajo de la CPU en tanto por ciento (de 0 a 100)•Dispositivo USB: alimentación y control vía USB•Microcontrolador ATtiny con interfaz software USB•Dos variantes con el mismo firmware•Indicador con galvanómetro o con válvula EM84 (ojo mágico)•Requerimiento de componentes muy limitado•Las válvulas para el indicador son asequibles y fáciles de conseguir•Corriente máxima con galvanómetro inferior a 100 mA•Corriente máxima con válvula inferior a 500 mA•Software de PC y firmware de microcontrolador con código fuente •(descarga gratuita)
INFORMÁTICA & VÁLVULAS
Figura 1. El medidor de CPU con instrumento de medida analógico.
1
2
3
4
5 6
K1
USB-B
R1
1k5
X1
12MHz
GND
C6
22p
C7
22p
PA2/RESET1 VC
C20
GN
D10
PD0 (RxD)2
PD1 (TxD)3
PD2 (INT0)6
PD3 (INT1)7
PD4 (T0)8
PD5 (T1)9
PD6 (ICP)11
XTA
L15
XTA
L24
(AIN0) PB012
(AIN1) PB113
PB214
(OCI) PB315
PB416
(MOSI) PB517
(MISO) PB618
(SCK) PB719IC1
ATTiny2313
D1+5V +3V3
C1
100n
GND
090788 - 12
R2220R
P1
4k7
M1
Figura 2. Esquema de circuito del indicador analógico para CPU.
64 01-2010 elektor
TarjetaPara el montaje del circuito del ojo mágico se ha desarrollado en el laboratorio de Ele-ktor una placa (figura 5), en la cual se han situado todos los componentes incluido el zócalo de la válvula. En el montaje, con excepción de los componentes cableados, ha de prestarse atención a que todos estén en su “sentido correcto”. Esto se aplica a todos los diodos, transistores, microcontro-lador en encapsulado DIL, transformador y condensador electrolítico C2. La tarjeta de prototipo de Elektor montada puede verse en la figura 6.
FirmwareEn el software original de las notas de apli-cación de ATMEL-AVR309 puede contro-larse un puerto de 8 bits de la AVR vía USB. En nuestro circuito, con un pequeño cam-bio los valores de los datos no controlan un puerto, sino los generadores de PWM. Para ambas variantes del circuito (figuras 2 y 4) se utiliza el mismo software. Así dispone-mos de dos PWM para controlar. Para dis-tinguir a qué PWM corresponde cada valor de control se utiliza el bit 7 (el MSB). Siendo éste “1”, se trata del PWM del instrumento de medida (Timer 0), en caso contrario se
trata del PWM de la fuente de alimentación (Timer 1).El software de PC entrega el porcentaje de carga de trabajo de la CPU como un valor numérico de 0 a 100. El software AVR mul-tiplica ese valor por 2 y controla con él al PWM del Timer 0, cuyo valor de periodo es de 255. Si el MSB del valor de control es 0, dicho valor se utiliza para variar el factor de ser-vicio de los pulsos en la fuente de alimenta-ción. Para estas nuevas funcionalidades, el software original tuvo que ser ligeramente modificado. La sección principal del pro-grama puede verse en el código 1.Además también incluye la inicialización del timer PWM, y con ello todos los cambios anteriormente descritos que modifican el software original. A la hora de programar el ATtiny2313 con tal software, ha de pres-tarse atención a que los fusibles correctos estén activados (véase el cuadro “software” con indicaciones al respecto).
Driver USB para PCPara comunicarse con el PC, el AVR utiliza unos archivos de driver pertenecientes a las notas de aplicación de ATMEL-AVR309. Se trata de los siguientes: archivo AVR309.inf, driver AVR309.sys y librería de DLLs AVR309.dll.
INFORMÁTICA & VÁLVULAS
1
2
3
4
5 6
K1
USB-B
R1
1k5
X1
12MHz
GND
C6
22p
C7
22p
R5
15k
R6
15k
T1IRLU014
T2
IRLU014
T3
MPSA42
R747k
25V
C2
100u
7
1
4
5
3
2
8
6
L1
EFD20
6
7
549
1
3
V1EM84
D2
BY448
D3
BY448
250V
C3
100n
250V
C4
100n
R2
22k
R3
330k
R4
47k
250V
C5
100n
PA2/RESET1 VC
C20
GN
D10
PD0 (RxD)2
PD1 (TxD)3
PD2 (INT0)6
PD3 (INT1)7
PD4 (T0)8
PD5 (T1)9
PD6 (ICP)11
XTA
L15
XTA
L24
(AIN0) PB012
(AIN1) PB113
PB214
(OCI) PB315
PB416
(MOSI) PB517
(MISO) PB618
(SCK) PB719IC1
ATTiny2313
D1+5V +3V3
C1
100n
GND
+5V
090788 - 11
Figura 4. Esquema de circuito del medidor de CPU con el ojo mágico.
Figura 3. Válvula EM84 de fabricación alemana (RFT) y china.
65elektor 01-2010
Lo mejor es guardarlos en una carpeta y uti-lizarlos para la instalación manual del USB. Para controlar cómo el medidor de CPU “aparece” en el PC, podemos utilizar por ejemplo la herramienta “USBview”. Uno simplemente selecciona en la lista cual de los dispositivos corresponde al medidor de CPU (identificación AVR30USB).
Software para PCPara determinar la carga de trabajo de la CPU y enviársela a la AVR, se ha escrito un programa en C (Visual C 6). El verdadero cál-culo de dicha carga de trabajo está descrito en [6]. Para la comunicación con la AVR se utilizan las rutinas del DLL AVR309.El programa sirve igual para ambas versio-nes del circuito del medidor de CPU. Si se hace una llamada al programa sin paráme-tros, éste simplemente eleva lentamente
INFORMÁTICA & VÁLVULAS
Código 1
mov temp0,ACC ; fetch USB value
andi temp0,0x80 ; check MSB
breq SMPSpwm ; if = 0 we have a SMPS set
CPUload: mov temp0,ACC ; fetch USB value again
lsl temp0 ; multiply *2, range now 0..200
out OCR0B,temp0 ; control instrument PWM
ret ; and done
SMPSpwm: mov temp0,ACC ; fetch USB value again,
; must be <50
out OCR1AL,temp0 ; set SMPS-PWM output A
ldi temp0,100 ; compute 100-value
sub temp0,ACC
out OCR1BL,temp0 ; and set SMPS-PWM output B
ret
Bobinado del transformadorEl bobinado del transformador L1 no tiene mucho misterio:
Primero se bobina el secundario. Consiste de 220 espiras de hilo de cobre lacado de 0,1 mm de diámetro. Éste va del pin 4 al pin 5 del cuerpo de bobina.
El pin 1 del cuerpo de la bobina está marcado con una esquina en forma de ángulo. El resto de pines pueden identificarse sirviéndonos de la hoja de características (por ejemplo de EPCOS). El primario también puede bobinarse con hilo de cobre esmaltado de 0,15 mm de diámetro, en caso de que no dispongamos del de 0,1 mm.
En el bobinado secundario se utiliza una tira de cinta aislante para separar la alta tensión del primario. Después se enrollan cuatro bobinados del primario, en dos partes. El primario se bobina con hilo de cobre lacado de 0,3 a 0,4 mm de diámetro. Las cuatro espiras por partes llevan en cada caso el mismo sentido de bobinado (compare con el diagrama de circuito). Empezamos en el pin 1 y bobinamos cuatro espiras. Después se hace un rollo en el pin 2. Luego se bobinan otras seis espiras en el
mismo sentido hasta el pin 3, donde se acaba el bobinado. Otro bobinado empieza en el pin 6, con seis espiras hasta el pin 7, donde volvemos a hacer un pequeño rollo, y de ahí comienzan nuevamente cuatro espiras más hasta el pin 8, donde termina la bobina.
Finalmente unimos las dos mitades del núcleo (sin espacio entre ellas) y las fijamos con el clip correspondiente o con cinta aislante adhesiva o similar. Si se utiliza pegamento, ha de prestarse atención a que éste no se meta entre las mitades del núcleo pudiendo dejar holgura.
Aparte del núcleo EFD20 mostrado en la lista de componentes del circuito, también puede utilizarse otro (por ejemplo un RM o similar), uno con la misma sección y sin holgura. Como puede verse en las fotos de la placa de prototipo de Elektor, puede bobinarse antes el primario y después el secundario en el cuerpo de la bobina. En términos de funcionamiento no cambia nada. Sin embargo, debido al diámetro de cable más gordo y las divisiones en el bobinado del primario, resulta más sencillo comenzar con el secundario.
Cuerpo de bobina con bobinado secundario
Terminando el transformador
66 01-2010 elektor
el PWM de la fuente de alimentación. Des-pués, cada décima de segundo se calcula la carga de trabajo de la CPU y es enviada en porcentaje vía USB a la AVR. Para el control del ojo mágico, el PWM ha de ser regulado en otra área, de modo que podemos defi-nirla mediante dos valores. Si sólo damos un parámetro, se envía un único valor fijo al PWM. Esta posibilidad puede usarse para tests y calibraciones. Para calibrar el punto del 100%, iniciamos el programa por ejem-plo con
CPUshow 100 <return> y después fijamos el potenciómetro de ajuste P1 al máximo del dispositivo.El circuito aquí presentado demuestra lo que puede lograrse hoy en día con medios relati-
vamente simples. Si consideramos a fondo el diseño, descubriremos que todos los medios necesarios se encuentran realmente
en Internet. Combinándolos correctamente es cuando surgen nuevas aplicaciones.
090788cv/ek
SoftwareSoftware del microcontrolador
Compilador: WINAVRCódigo fuente: CPUshow.asmArchivo hexadecimal: CPUshow.hexArchivos disponibles para descarga en Elektor.
Programación del ATtinyy2313:
; fuses:; brownout at 1.8V; external crystal 65ms startup CKSEL=1111 SUT=11
Driver USB
AVR309.zip de la página de Atmel
AVR309.dllAVR309.infAVR309.sysEstos archivos se utilizan en la instalación del USB. Software para PC
Compilador Microsoft Visual C 6CPUshow.cppCPUshow.exe
Todos los archivos pueden descargarse desde Elektor [4].
Fuentes y enlaces:
[1] www.cesko.host.sk/IgorPlugUSB/
IgorPlug-USB%20(AVR)_eng.htm
[2] www.obdev.at/products/avrusb/
index.html
[3] www.recursion.jp/avrcdc/
[4] www.elektor.es/090788
[5] www.btb-elektronik.de,
www.die-wuestens.de,
www.conrad.com
[6] http://en.literateprograms.
org/CPU_usage_(C,_Windows_XP)
Lista de materialesResistencias:R1 = 1k5R5, R6 = 15 kΩR2 = 22 kΩR4, R7 = 47 kΩR3 = 330 kΩ
Condensadores:C1, C3, C4, C5 = 100 nF/250 VC2 = 100 µF/25 VC6, C7 = 22 pF
Inductancias:L1 = transformador, cuerpo de
bobina B66418WL008D1 con clip B66418B2000 y núcleo EFD20 B66417GX187
Semiconductores:D1 = LED rojo 20 mAD2,D3 = BY448T1,T2 = IRLU014T3 = MPSA42
IC1 = ATTiny2313-20PU (programada 090788-41)
Varios:X1 = oscilador de cuarzo de 12 MHz
K1 = conector USB del tipo BV1 = válvula EM84 y zócalo de válvula NovalTarjeta EPS 090788-1
Figura 5. Tarjeta del medidor de CPU desarrollada en el laboratorio de Elektor con la válvula EM84.
Figura 6. La tarjeta de prototipo montada.
INFORMÁTICA & VÁLVULAS
67elektor 01-2010
¡Detengamos la maníade tirar a la basura!Una visita a Helmut Singer Elektronik
RETRÓNICA XL
Después de la Segunda Guerra Mundial había una cantidad masiva de excedentes de artí-culos y herramientas militares que llegaron al mercado. En un clima de economía débil, muchos aficionados a la electrónica no dis-ponían de dinero para comprar nuevas herra-mientas, por lo que se trataba realmente de un mercado que esperaba ser abierto.Aproximadamente una década después, cuando la Guerra Fría de nuevo exigió una gran inversión en sistemas de armamento y equipamiento asociado, se estableció un flujo continuo de equipamiento militar sobrante. Tanto compañías como institutos intentaron hacerse con los últimos y mejores equipos, consiguiendo actualizar sus equipos de prueba mucho antes de que, técnicamente, fuesen obsoletos. Después del cambio de siglo, el gasto militar ha ido disminuyendo y se ha
incrementado la reestructuración y la impor-tación extranjera en las empresas de defensa, lo que ha provocado un incremento en las cantidades de equipamiento provenientes de gobiernos anteriores y compañías de última tecnología que han llegado al mercado.Helmut Singer inició su negocio a mediados de los años 70 y ha estado expandiendo su alma-cén/tienda de Aachen (Alemania) de manera continua [1]. Como muestran las imágenes, ¡cualquiera que esté interesado en equipos de prueba podría encontrarse en el paraíso! Aun-que aún hay un considerable número de equi-pos antiguos, herramientas equipadas con tubos, muchos de ellos relativamente moder-nos, osciloscopios automatizados, analizadores de espectros y analizadores de redes, fuentes de alimentación conmutadas, generadores de señal y multímetros, llenan las estanterías. En
un almacén de este tamaño, llega a ser bastante común encontrar secciones de 20 o más osci-loscopios de altas prestaciones idénticos, de las casas HP o Tektronix, unos junto a otros.Los clientes de Helmut Singer abarcan un amplio rango de equipos de interés. Actual-mente hay unos pocos aficionados que com-pran un viejo osciloscopio para tenerlo apar-tado o modificarlo, pero cualquier interesado en la electrónica puede actualmente acceder y comprar equipos de alta gama que no esta-ban disponibles en los laboratorios incluso hace 30 años. Además, muchas compañías que tienen que desarrollar proyectos que “se salen del presupuesto” se acercan a Singer Electronic para renovar sus equipos de prueba por una fracción de su precio original. Cuando estamos en este mercado, tenemos que dar valor añadido a lo que vendemos.
Jan Didden (Holanda) y Jan Buiting (Editor de Elektor UK y US)
Cuando hablamos de radios, amplificadores, transmisores, etc, clásicos, a menudo olvidamos hablar de
los equipos de prueba que fueron necesarios para desarrollar y mantener dichos equipos. Los avances de la
tecnología han cambiado los equipos de prueba en sistemas de análisis de altas prestaciones, controlados
por ordenador pero, ¿qué sucede con los viejos equipos? Hemos preguntado a Helmut Singer, una
autoridad en Europa cuando se trata de equipos de prueba usados y recuperados por los que, tanto los
aficionados a la electrónica como los profesionales suspiran.
En serio, no necesitamos estar en los 164,8500 MHz de la banda de VHF, en
modo simplex, para hablar con Helmut Singer en su almacén/tienda.
Equipos de una época en que todo era voluminoso e incluso para el uso diario se necesitaban conocimientos y cierta
destreza.
Tres décadas de automatización de oficinas tiradas “en el contenedor” y su valor actual
es su peso en oro.
68 01-2010 elektor
El Sr. Singer tiene que tener una plantilla de técnicos con experiencia, que prueban cada pieza y reparan o calibran antes de que llegue al cliente. La reparación no sólo significa la sus-titución de piezas, sino también, si es necesa-rio, reemplazar los bits dentro de los circuitos híbridos y sustituir los cables fundidos (!). Los trazadores de curvas caseros se utilizan para encontrar sustitutos para los transistores y dio-dos obsoletos. Incluso para los circuitos inte-grados propietarios es posible, a menudo, encontrar sustitutos, segundas fuentes o alter-nativas comerciales. Muchas compañías tienen la costumbre de sustituir los circuitos integra-dos con sus propias referencias (con marcados “xyz/smkscrn”), cuando se trata tan sólo de un circuito integrado estándar. Los técnicos del Sr. Singer han acumulado una gran experiencia y siempre encuentran una solución. A veces se les pide que reparen equipos de medida anti-guos, no sólo porque la pieza a sustituir no está disponible, sino porque forma parte de un conjunto de pruebas diseñadas alrededor de equipos que estaban disponibles en ese momento. Pero como el Sr. Singer nos dijo, la reparación se hace cada vez más difícil ya que los equipos más recientes simplemente, ya no están diseñados para la reparación de módu-
los y, a menudo, son difíciles de encontrar o no están disponibles. Además, con la disminución de interés por estos equipos, es difícil encon-trar técnicos que tengan la experiencia y el interés para localizar y estudiar los esquemas eléctricos del elemento que falla de un equipo y realizar la localización de la avería y su repa-ración. El Sr. Singer actualmente ofrece pues-tos de trabajo para alguien con buenos cono-cimientos en la localización y reparación de averías y en calibración. Hasta el momento no ha sido capaz de encontrar el candidato ade-cuado. Un joven candidato, un estudiante de la Universidad Técnica local, insistía que podía reparar una fuente de alimentación lineal ave-riada, situada delante de él, escribiendo una DLL específica para ella en su ordenador y depurándola bajo Linux, usando las últimas herramientas de simulación y, por supuesto, un “blog” en Internet. Algo totalmente incons-ciente e inadecuado para el transformador quemado (y el horrible olor).¿Qué decir sobre los manuales de servicio de los equipos? El Sr. Singer proporciona manuales o copias con sus equipos, ayu-dado por las últimas tendencias para “digi-talizar” los manuales de servicio. Muchas compañías han producido versiones pdf de
sus manuales, incluso para sus equipos más viejos y obsoletos, y están disponibles gra-tuitamente o por poco dinero a través de los equipamientos “en línea” [2,3]. Pero para los equipos nuevos, diseñados para reparar por sustitución, los manuales a nivel de compo-nente simplemente ya no se generan. Ade-más, nueve de cada 11 informaciones técni-cas que estaban disponibles gratuitamente, de repente han sido clasificadas, lo que hace que la reparación sea mucho más difícil.También hay toneladas de equipos que, por supuesto, están lejos de una reparación eco-nómica y que han sido abandonados local-mente, si es posible, o vendidos a compañías especializadas en desechos. En ocasiones, los equipos son dañados a propósito: en una parte del almacén encontramos un grupo de 12 generadores de señal de RF HP8640B con especificaciones MIL. Estos equipos pro-venían de una unidad soporte para un sis-tema de armas retirado del servicio activo. Las instrucciones desde “Arriba” establecían que todos los componentes del sistemas de armas debían ser “inhabilitados permanente-mente” antes de que pudieran ser vendidos como chatarra. Alguien debió tomarse esto de manera literal ya que todos los equipos
Una familia completa de unidades de conexionado de osciloscopios de la marca
Tektronix.
Los encontramos (1)… una variedad de multímetros de la casa AVO.
Raro y muy antiguo es este miliamperímetro DC de la casa The
Sensitive Research Instrument Corporation (La Rochelle, NY). La última calibración fue
firmada el 11 de octubre de 1960.
Caja con todos los “elementos periódicos” preservados cuidadosamente con fondos
del Patrimonio Nacional.
El inevitable equipo de radio militar que tiene sus seguidores acérrimos.
Almacenamiento vertical para conseguir espacio: los equipos de pruebas se extienden ampliamente sobre 40 años de electrónica.
RETRÓNICA XL
69elektor 01-2010
HP8640B que llegaron a los almacenes de Singer tenían sus pantallas rotas, golpeadas por un martillo. ¡No hay duda sobre ello!Hablando de chatarra, Singer nos habló de la reciente adquisición de una nave industrial, frente a su tienda, y nos mostró cajones enormes repletos de componentes y placas (la mayoría de ellos de redes de datos) listos para su reciclado, por ejemplo, para recu-perar los metales preciosos y los minerales valiosos. Por supuesto, oro, platino y pala-dio, pero también metales como el rodio, que se utiliza en relés y conmutadores y que se recicla en partes para su reutilización en los convertidores catalíticos para automóvi-les. La máxima calificación al Sr. Singer para salvar el medio ambiente y la preservación de nuestro patrimonio de electrónica. El chapado en oro en los equipos modernos es, a menudo, muy delgado, algo que sólo permite que los conectores soporten única-mente unas pocas inserciones y extraccio-nes. Sin embargo, las placas de ordenadores más viejas (MIL-SPEC), tienen grandes canti-dades de oro chapado en los bordes de los
conectores e incluso terminales de solda-dura de oro plateado en los zócalos de los circuitos integrados (CI). A pesar de los gas-tos de envío de estas placas, provenientes de la mitad de los contenedores en todo el mundo, el reciclaje realizado por empresas especializadas, es lucrativo.Además de los equipos, hay una buena dosis de humor entre los ingenieros y los electró-nicos, que podemos descubrir en el almacén del Sr. Singer, algunos de estos toques de humor son muy selectivos y sólo para inicia-dos. Un ejemplo es una enorme unidad de selector de bobina, con un tamaño de unos 50x50x50 cms, colgando del techo. Está fabricada de materiales cerámicos y tubos sólidos de plata estañada de, como mínimo, 10 mm de espesor. Está marcada con una etiqueta que dice “wave range switch from 100 mW QRP transceiver” (es decir, “conmu-tador de rango de onda de un transceptor QRP de 100 mW”). Si no cogemos la broma es que no entendemos de RF. De hecho, el propio Helmut es el tipo de persona en el que se puede confiar para mantener una conver-
sación entretenida durante horas, pero con fundamentos técnicos, mientras su familia está de compras y comiendo “Printen” (una especie de galleta), en el centro de la ciudad de Aachen. La mayoría de los sábados son días de “cash & carry” en el almacen de Sin-ger (ver [1] para las horas de apertura).Hoy en día los entusiastas de la electrónica serios pueden permitirse el lujo de tener equipos que fueron “el último modelo” de ayer, con casi las mismas capacidades que las últimos modelos, aunque con menor automatización, algo por lo que en muchos casos no es para entristecerse. Empresas con recortes presupuestarios en la actual desaceleración económica, pueden aho-rrar considerablemente en las pruebas de sus equipos mediante la compra de equipos de medida recuperados. ¡Y la Madre Tierra nos agradecerá el reciclaje!
[1] http://www.helmut-singer.de/
[2] www.artekmedia.com
[3] http://bama.sbc.edu/(090287-I)
Retrónica (Recuerdos de electrónica) es una columna mensual que cubre equipos electrónicos antiguos, incluyendo diseños legendarios de Elektor. Se agradecen contribuciones, sugerencias y peticiones; por favor, enviad un correo electrónico (email) a [email protected].
Casi un kilómetro de estanterías repletas con componentes obsoletos y raros de
encontrar.
Los encontramos (2)… una variedad de vatímetros de RF adjuntos de la casa Bird, el
líder establecido del mercado.
Nuevos tiempos, nuevas oportunidades: miles de tarjetas de ordenadores empaquetadas para
entregar a una empresa de material de reciclado.
Jan Buiting está siempre más a gusto con equipos de prueba HP a su alrededor.
Jan Didden ha rescatado una joya de una de las cajas de electrónica de todo tipo que
estaba a la entrada de la tienda.
Nunca el S. Singer preguntó sobre ¡la extraña pieza mecánica, casi de otro
mundo, de su tienda! Hay que venir a la tienda de Aachen para creer lo que tus ojos
ven y escuchar la historia.
RETRÓNICA XL
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71elektor 01-2010
INFO & ENTRETENIMIENTO
Hexadoku Rompecabezas con un toque electrónicoAquí está el primer hexadoku del año, esperamos que te guste. ¿O tal vez prefieres los lotes a ganar? ¿Serás
capaz de poner en el 2010 las cifras correctas en las casillas adecuadas? Si crees que lo has hecho bien, envíanos
tu solución y podrás ganar un magnifico Kit de iniciación profesional de E-blocks o uno de los tres bonos de
regalo que están en juego.
Las instrucciones para este crucigrama son muy sencillas. El Hexa-doku funciona con los números hexadecimales de 0 a F, totalmente al estilo de los electrotécnicos y los programadores. Rellena el diagrama de 16 x 16 casillas de modo que todos los números hexadecimales de 0 a F (es decir, 0…9, A…F) aparezcan una sola vez en cada fila, en cada
columna y en el recuadro de 4x4 (marcados con líneas en negrita). Ya hay algunos números rellenos en el crucigrama, que determinan su situación inicial. Entre todas las soluciones correctas recibidas, sor-teamos cada mes un gran premio y tres premios de consolación. Para ello, debes enviarnos los números de las casillas en gris.
Ganadores del sorteoLa solución del Hexadoku de noviembre de 2009 es: A5F32.
El Kit Profesional de Iniciación E-blocks es para: Eduard Kalinowski (Alemania).Y los 3 Bonos para la Tienda Elektor son para: Tatjana Bulgak (Alemania), René Niel (Francia), Olli Hakala (Finlandia).
¡Enhorabuena a todos!
No podrán participar los empleados de Elektor International Media ni los socios y/o empresas editoras asociadas.
¡Resuelve el Hexadoku y gana!Las soluciones correctas recibidas de los lectores de Elektor participan automáticamente en el sorteo de un Kit Profesional de Iniciación E-blocks valorado en 375 € y tres Bonos para la Tienda de Elektor valorados en 50 € cada uno. ¡Esperamos que estos premios anime a todos nuestros lectores a participar!
¡Participa!Por favor, envíanos tu solución (los números de las casillas grises) por correo electrónico a [email protected] – Asunto: hexadoku 01-2010 (por favor, cópialo exactamente). Incluye en el correo tu nombre completo y tu dirección. También puedes enviar tu respuesta por correo ordinario a: Redacción Elektor - Apdo. Correos 73 – 08870 Sitges (España), o al fax +34 933 969 538.
La fecha límite es el 1 de febrero de 2010.
72 01-2010 elektor
TIENDA LIBROS, CD-ROMs, DVDs, KITS Y MÓDULOS
Electrónica para Energía Doméstica Eco-Eléctrica en la Práctica
Practical Eco-Electrical Home Power ElectronicsEste libro (en inglés) es una secuela del libro “Your own Eco-Electrical Home Power System” y pro-
fundiza en la electrónica de las tecnologías solares térmica y fotovoltaica, conversión de energía
eólica, circuitos inversores y cargas como la iluminación electrónica. La teoría de circuitos electróni-
cos de potencia se presenta al tiempo que se analizan los circuitos comerciales, incluidos los poco
conocidos conversores y sutilezas como amortiguadores e inductancia de fuga. El libro cubre tam-
bién en profundidad la planifi cación de sistemas de potencia para una efi ciencia y utilidad optimas,
incluyendo un bus DC de 170 V, diseño de cargadores solares comerciales con explicaciones detal-
ladas de los circuitos, teoría de maquinaria electromecánica de los aerogeneradores requerimien-
tos de diseño de los conversores eólicos y la serie L convertidores de conmutación de corriente cero
y fuentes de alimentación que se encuentran en las cargas conectadas a los sistemas energéticos
domésticos y sus problemas potenciales y consecuencias para los inversores.
192 pages • ISBN 978-0-905705-83-5 • 29,50 €
Precios y descripciones sujetos a cambios.
Pisando Fuerte¡Un mundo de electrónicaen una única tienda!
Fully elaborated electronics projects
309 CircuitsThe present tenth edition of the popular
‘30x Circuits’ series of books once again
contains a comprehensive variety of cir-
cuits, sub-circuits, tips and tricks and de-
sign ideas for electronics. Among many
other inspiring topics, the following cat-
egories are well presented in this book:
test & measurement; RF (radio); comput-
ers and peripherals; audio & video; hobby
and modelling; microcontrollers; home &
garden; etcetera.
432 pages • ISBN 978-0-905705-69-9
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Soluciones creativas
310 Circuits310 circuitos, consejos e ideas de diseño,
un tesoro en todos los ámbitos de la elec-
trónica en forma de libro: audio y video,
hobby y modelismo, técnicas de RF, casa
y jardín, prueba y medición, microcontro-
ladores, robótica, hardware y software,
fuentes de alimentación y cargadores –
además, por supuesto, todo aquello que
no parece pertenecer a ninguna de estas
categorías. Este libro (en inglés) contiene
muchas soluciones completas así como
puntos de partida muy útiles para tus pro-
pios proyectos.
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Tu propio Sistema Energético Doméstico
Eco-Eléctrico
Your own Eco-Electrical Home Power SystemEste breve libro (en inglés) proporciona al
propietario energéticamente concienciado
de una casa un punto de partida semi-téc-
nico en la búsqueda del sistema energético
de su hogar. Tanto los principios esenciales
como la información detallada sobre cómo
montar o mantener un sistema eléctrico
doméstico fuera de la red eléctrica son pre-
sentados en un estilo fácil de seguir. Este
cuadernillo te ayudará a salvaguardar o de-
sarrollar tu propio suministro eléctrico
doméstico.
96 pages • ISBN 978-0-905705-82-8 •19,50 €
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72 01-2010 elektor
73elektor 01-2010
Más Información en la página web de Elektor:
www.elektor.esElektor International Media
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Apartado de Correos 73
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España
Tel.: +34 938 110 551
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Email: [email protected]
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Solid State Lighting
DVD LED Toolbox¡Están por todas partes! Acaba de recibir
una nueva placa de desarrollo con el úl-
timo procesador de nuestro fabricante
preferido. ¿Cuál es la primera aplicación
que se describe? ¡Hacer parpadear un di-
odo LED! Este DVD contiene una extensa
documentación técnica cuidadosamente
ordenada sobre y en torno a los LED. Para
modelos estándar, y para una selección
de módulos LED, esta Caja de Herramien-
tas reúne las hojas de características de
todos los fabricantes, notas de aplicación,
guías de diseño y libros blancos.
ISBN 978-90-5381-245-7 • 32,50 €
120 revistas de Elektor en español
DVD Elektor desde 1998 a 2007
Este DVD-ROM contiene la colección
completa de la revista de electrónica
Elek tor editada en España entre los años
1998-2007. Las ediciones de Elektor, que
ascienden a un total de 120 revistas publi -
cadas durante esos 10 años, están en forma-
to PDF y ordenadas cronológicamente por
fecha de publicación (año/mes). El DVD con-
tiene más de 2100 artículos impri mibles con
alta calidad. Puedes abrir un documento PDF
seleccionando el año de publicación y luego
la edición deseada. Entre otros muchos te-
mas publicados, las siguientes categorías
están bien representados en este DVD-ROM:
sistemas con microcontroladores, técnicas
de audio y video, técnicas de alta frecuencia
y software de diseño de circuitos.
ISBN 978-90-5381-241-9 •59,00 €
Diseño de circuitos y programación en C#
y Visual Basic
Complete practical measurement systemsusing a PCEl libro (en inglés) abarca tanto los aspec-
tos de diseño hardware y como el software
típicos de los sistemas embebidos basados
ordenadores personales con sistema opera-
tivo Windows. Uso de técnicas modernas
en detalle, numerosos ejemplos diseñados
para mostrar con claridad lo sencillo que
puede ser crear los interfaces entre lo digi-
tal y la electrónica analógica, programa-
ción y diseño Web. Los desarrolladores de
hardware descubrirán cómo el uso de los
lenguajes constructores de alto nivel elimi-
na la necesidad de expertos especialistas
en programación. Los desar rol ladores de
software comprenderán como una mejor
comprensión de los circuitos les permitirá
optimizar los programas relacionados,
incluidos los controladores.
292 páginas • ISBN 978-0-905705-79-8 • 34,50 €
Programmación en C y el entorno .NET
C# 2008 and .NET ProgrammingEste libro (en inglés) está dirigido a inge-
nieros y científi cos que quieran aprender
sobre el entorno .NET y la programación
en C# o para los que estén interesados en
comunicar hardware con un PC. El libro
cubre el entorno de desarrollo Visual Stu-
dio 2008, el sistema .NET y en el lenguaje
de programación en C# desde de los tipos
de datos y los flujos de programa hasta
conceptos más avanzados incluyendo
la programación orientada a objetos. Se
completa con muchos programas de ejem-
plo y ejercicios de autoevaluación.
240 páginas • ISBN 978-0-905705-81-1 • 36,50 €
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50 Proyectos para Principiantes y Expertos
Microcontroladores PICEste práctico libro cubre una serie de pro-
yectos divertidos y emocionantes con mi-
crocontroladores PIC. Por ejemplo una
alarma silenciosa, un sensor de personas,
un radar, una alarma nocturna, un vúme-
tro, un atenuador RGB, una red serie y un
súper compresor de sonido. Usted puede
hacer más de 50 proyectos para su propio
uso. La clara explicación, esquemas y fotos
de cada proyecto sobre una placa de pro-
totipos (breadboard), lo convierten en una
actividad divertida.
450 páginas • ISBN 978-90-5381-249-5 • 49,00 €
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73elektor 01-2010
74 01-2010 elektor
TIENDA LIBROS, CD-ROMs, DVDs, KITS Y MÓDULOS
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Precios y descripciones sujetos a cambios.
Kits y M
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CD
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Preselector para Elektor SDR(Diciembre 2009)
La radio defi nida por software con puerto
USB de la edición de Elektor de mayo de
2007 ha sido desde su lanzamiento hace
dos años el hardware SDR más utilizado.
Este proyecto es una forma ideal y asequible
de iniciarse en la tecnología SDR. Con el pre-
selector se renueva además su validez con-
siderablemente. Gracias a su sintonización
mejorada y compatibilidad con más ante-
nas resulta posible “pescar” más señales por
el éter. Quien no desee o no pueda instalar
una antena exterior, también encontrará
una solución válida, pues el preselector pue-
de utilizar una antena de lazo.
Kit de componentes, con la placa parcialmente montada, formas de bobina y barras de ferrita con bobinas
Art.# 090615-71 • 57,50 €
Completamente actualizado
ECD 5 – Base de datos de Componentes Elektor
Este CD-ROM te permite acceder fácilmen-
te a los datos sobre más de 69.000 compo-
nentes. Consta de ocho bases de datos que
comprenden circuitos integrados, transis-
tores, diodos y optpacopladores. Incluye
once aplicaciones de cálculo de, por ejem-
plo, resistencia serie de diodos zener, regu-
ladores de tensión y AMV’s. ECD facilita el
acceso a los datos unos de 5.400 circuitos in-
tegrados, más de 35.800 transistores, FET,
tiristores y triacs, cerca de 25.000 diodos y
1.800 optoacopladores. Todas las aplicacio-
nes son totalmente interactivas, permitien-
do al usuario añadir, editar y completar los
datos de los componentes.
ISBN 978-90-5381-159-7 • 29,50 €
La R32C como servidor web(Noviembre 2009)
¡La R32C se prepara para Internet! Un pe-
queño módulo de ampliación para la placa
de aplicación de la edición de septiembre
combina un integrado TCP/IP con puerto
Ethernet, un conector de red con transmi-
sor y LED de estatus. Con él será posible im-
plementar tanto un servidor web como
otras muchas aplicaciones en Internet, sin
tener que lidiar con más complicaciones
como por ejemplo el protocolo TCP/IP.
Aparte del driver en opensource, también
se encuentran en descarga gratuita un pe-
queño servidor web y más ejemplos de
software.
Módulo WIZ812MJ con chip W5100
Art.# 090607-91 • 22,50 €
Automatización del Hogar
Home AutomationEste CD-ROM nos da una vista general de
todo lo que los fabricantes ofrecen hoy
en día en el campo de Redes Domésticas,
tanto con hilos como sin hilos. El CD-ROM
contiene especificaciones, estándares y
protocolos de sistemas de redes y buses
disponibles en el mercado. Para aquellos
que desarrollan sistemas, existen hojas de
datos sobre componentes específi cos y di-
versos artículos con datos de aplicaciones.
Los usuarios fi nales y los afi cionados encon-
trarán aplicaciones ya hechas que podrán
aplicarse de inmediato. Los documentos in-
cluidos en el CD-ROM han sido clasifi cados
de acuerdo con las vías de comunicación:
electricidad (línea), cable coaxial, línea de
teléfono e inalámbricos (RF).
ISBN 978-90-5381-195-5 • 21,50 €
Placa de Aplicación R32C(Septiembre 2009)
Esta Placa de Aplicación R32C incluye pul-
sadores, LED, un interfaz I2C, una pantalla
OLED, una ranura para tarjeta SD y un zóca-
lo para un módulo Ethernet. También hay
bastante espacio para expansiones poste-
riores.
Kit de componentes incluyendo la placa de aplicación, con los componentes SMD montados, y todos los demás componentes
Art.# 080082-71 • 149,50 €
Analizador OBD-2 NG(Septiembre 2009)
El compacto analizador OBD2 de la edición
de junio de 2007 resultó un completo éxito
– lógico, pues reunía tanto descripción de
errores por texto como reconocimiento au-
tomático de protocolo en un dispositivo
asequible y reducido. La siguiente genera-
ción de analizadores autónomos OBD en
Elektor trae consigo display gráfi co, proce-
sador Cortex-M3 e interfaz de usuario open-
source, aparte de fi jar nuevos objetivos para
otro proyecto OBD2.
Kit de componentes incluyendo placa con SMD montados, módulo DMX, caja y cable
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Organizador Personal Elektor 2010ISBN 978-90-5381-247-1 ..................... 29,50 €
C# 2008 and .NET ProgrammingISBN 978-0-905705-81-1 ..................... 36,50 €
DVD Elektor desde 1998 a 2007ISBN 978-90-5381-241-9 ................... 59,00 €
DVD LED ToolboxISBN 978-90-5381-245-7 ..................... 32,50 €
ECD 5ISBN 978-90-5381-159-7 .................... 29,50 €
USB ToolboxISBN 978-90-5381-212-9 ..................... 29,50 €
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Analizador OBD-2 NGArt.# 090451-71 ................................. 99,00 €
R32C/111 StarterkitArt.# 080928-91 ................................. 34,00 €
La R32C como servidor webArt.# 090607-91 ................................. 22,50 €
ElektorWheelieArt.# 090248-71 ............................. 1599,00 €
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l
Enero 2010 (N° 355)
+ + + N u evos P r o d u c tos d e E n er o: V i s i t a w w w. el ek to r. es + + +
Diciembre 2009 (N° 354)
Temporizador minimalista090823-41 ... PIC12F683-I/SN programado ........................................................... 7,95
Preselector con sintonización automática090615-71 ... Kit de componentes, con la placa parcialmente montada, formas de bobina y barras de ferrita con bobinas ............................. 57,50
El no va más de las luces de desplazamiento090125-1 ..... Placa sin componentes (módulo máster) ........................................ 13,00090125-2 ..... Placa sin componentes (módulo lámpara) ........................................ 2,75090125-41 ... Controlador programado (PIC18F2550) por módulo master ........... 18,00090125-42 ... Controlador programado (PIC12F508-I/SN) por módulo lámpara ..... 2,75
Noviembre 2009 (N° 353)
La R32C como servidor web080082-71 ... Conjunto Placa de cirucito impreso y módulo Bluetooth BTM222 .. 149,50080928-91 ... R32C-Starterkit: Placa procesador montada y comprobada, herramientas de programación en CD ............................................ 34,00090607-71 ... Módulo WIZ812MJ con chip W5100 ............................................... 22,50
Estación de soldadura con función de medida090022-41 ... PIC18F4520, programado ............................................................. 14,00
Cargador Solar090190-1 ..... Placa de circuito impreso .................................................................. 9,95090190-41 ... Controlador programado ................................................................. 8,00
Octubre 2009 (N° 352)
Altímetro Barométrico080444-41 ... Microcontrolador programado PIC18F2423 ................................... 18,50
Septiembre 2009 (N° 351)
Analizador OBD-2 NG090451-71 ... Kit de componentes incluyendo placa con SMD montados, módulo DXM, caja y cable............................................................... 99,00
Mini-ajedrez con AVR-Max081101-1 ..... Placa de circuito impreso ................................................................ 14,50081101-41 ... Microcontrolador programado....................................................... 12,50081101-71 ... Kit de componentes: Placa, controlador programado y resto de componentes ............................................................................ 34,50
Alarma de inclinación para coche080064-41 ... Microcontrolador programado....................................................... 24,50
Placa de Aplicación R32C080082-71 ... Conjunto Placa de cirucito impreso y módulo Bluetooth BTM222 ....................................................................... 149,50 080928-91 ... R32C-Starterkit: Placa procesador montada y comprobada, herramientas de programación en CD ............................................ 34,00
Julio/Agosto 2009 (N° 349/350)
Luxeon-lógica081159-41 ... Controlador programado ATtiny25 .................................................. 7,50
Regulador de velocidad para ventilador070579-41 ... Controlador programado ATtiny13 .................................................. 8,95
Mensaje fl otante080441-41 ... Controlador programado PIC16F616 ................................................ 7,50
Control del reloj de impulsos con la señal DCF090035-41 ... Controlador programado PIC16F648A ............................................. 8,95
Reproductor RTTTL Programable de Nokia090243-41 ... Controlador programado Attiny13 ................................................... 7,50
Placa de pruebas Breadboard080937-1 ..... Placa .............................................................................................. 29,95
Annoy-a-tron090084-41 ... Controlador programado ATtiny13 .................................................. 7,50
Medida y regulación de la temperatura de forma sencilla090204-41 ... Controlador programado ATmega48................................................ 8,95
Terminal de radio USB071125-71 ... Module de 868 MHz ......................................................................... 8,50080068-91 ... R8C-Board with USB ....................................................................... 72,00
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INFO & MERCADO PRÓXIMO MES ElEktOR
Comprobar las BateríasCada paquete de baterías es solo tan fuerte como su eslabón más débil lo es, que pode-mos interpretar como la peor célula. Sin excepciones y no importa si te las ves con un paquete de baterías de modelo de radiocontrol o de un flash fotográfico.Nuestro comprobador de baterías inteligente nos da la capacidad de medir las células individuales para identificar aquellas que mejor estén para formar el paquete. El circuito no solo mide la capacidad, además mide la resistencia interna para poder emparejarlas con precisión.
Mini MegáfonoPara dar conferencias o enfrentarse a una pequeña reunión es a menudo útil disponer de algún amplificador electrónico en el lugar, aunque solo sea para evitar un dolor de garganta. Para el ElektorLive! Recientemente celebrado nuestro laboratorio diseñó com-pacto “megáfono” portátil (en inglés, Public Address o PA) para ser utilizado por aquellos que hacían las demostraciones, talleres y conferencias. La caja incorpora supresor de rea-limentación, una etapa de potencia digital y un altavoz. La unidad se alimenta mediante baterías y pesa menos de 1.000 gramos. ¡Muy útil para hacer llegar tu voz a unos cuantos metros!
Escáner WiFi 2.4 GHz PortátilMuchos equipos de electrónica de consumo utiliza la banda ISM de 2,4 GHz, como la LAN WiFi, Bluetooth y los periféricos inalámbricos para los ordenadores. Desafortunada-mente, las fuentes de ruido como los hornos microondas trabajan en frecuencias adya-centes. Nuestro escáner portátil de RF en 2,4 GHz permite ver la ocupación de frecuencia en tu zona. Un microcontrolador ATMega bate la banda de 2,4 GHz completa y muestra la actividad en un LCD gráfico.
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Electrónica Potal www.fadisel.com pág. 2
Electrónica Rafel www.electronicarafel.com pág. 76
Eurocircuits www.eurocircuits.com pág. 37
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Mikro Elektronika www.mikroe.com pág. 3
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