100 Circuitos de Elektor

Nº 337

www.elektor.es

JULIO-AGOSTO 2008

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electronics worldwide A C S RA A ¡un viaje a China! N A G Y ¡o uno de los maravillosos premios de nuestra lotería de rascar!

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1 00 circuitos, ideas y trucos ISSN 0211-397X

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HERRAMIENTAS DE DESARROLLO | COMPILADORES | LIBROS


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¡Rasca y gana c

Participa en la lotería y consi China valorado en 4.000 La edición Especial de Verano de este año es un poco más especial. Además de un amplio número de circuitos e ideas, incluimos una tarjeta “Rasca y Gana” única para ser publicada en la revista de electrónica. El número oculto en la tarjeta para rascar, situada en la página opuesta, ¡puede hacerte ganar un viaje a China! o un osciloscopio, un kit de desarrollo, un bono, Créditos Elektor y mucho más.

Los editores de Elektor han telefoneado a sus contactos en la distribución y en la industria para que colaboraran en este evento especial. La respuesta ha sido abrumadora. Por ejemplo, National Instruments ha colaborado con 8 paquetes completos de LabVIEW con módulos de adquisición de datos USB, ¡lo que representa un valor total de 24.000 ! Agilent ha contribuido amablemente a nuestro premios con un fantástico osciloscopio portátil valorado en 1.700 . Fluke nos permite regalar uno de sus multímetros digitales valorado en uno 600 . Elektor, por si mismo, añade algunas pequeñas cosas a los premios: una unidad ElekTrack que te permitirá regresar siempre a tu caravana, o incluso cualquier otro vehículo u objeto valioso. También de Elektor son los conjuntos de E-créditos y unos cuantos El valor de los premios bonos que te permitirán elegir tu premio en la Tienda supera los 50.000 de Elektor.

El primer premio Participa en la lotería “Rasca y Gana” y gana un viaje único a China. Visita la Gran Muralla y descubre la cultura de este extraordinario país. Además, el viaje te permitirá introducirte en la industria electrónica china. Como parte del viaje visitarás una feria de electrónica, unos cuantos fabricantes de productos así como algunas de las más grandes tiendas de electrónica del mundo. Después de la vista, estamos seguros de que un maravilloso mundo se habrá abierto para ti.

Osciloscopio de mano modelo Agilent U1694A, valorado en 1.700

Kit de multímetro Fluke 87V/E2, valorado en 600 8 uds. de LabVIEW de National Instruments con la tarjeta de adquisición de datos NI USB-6009, valorado en 3.000 cada uno 4

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a con Elektor!

onsigue un viaje de 10 días a ¡Rasca y entra en le sorteo de premios por valor de 50k+ ! Ganar nunca fue tan fácil. Antes del 31 de Agosto, rasca y desvela tu código personal y ve al sitio web de Elektor. En nuestra web, responde la (muy) fácil pregunta y después introduce tu código. Tu código personal:

¡Tan solo cuatro pasos para un premio fantástico!

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Condiciones de participación No podrán participar en la Lotería de Elektor los empleado de Elektor International Media, sus asociados y/o empresas editoras asociadas. Los premios no serán canjeados por dinero en efectivo. Acciones legales y correspondencia excluidas. La participación en la Lotería de Elektor está sujeta a la aceptación de estos términos. La Lotería de Elektor finaliza el 31 de agosto de 2008.

Osciloscopio de bolsillo Velleman PPS10, valorado en 220

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Debes salir más... Los primeros días de la primavera son tan duros para los trabajadores de nuestro laboratorio – los pájaros cantan y puedes oler la hierba pero la única cosa que estos pobres pueden oler es el humo del soldador. Más de un centenar de circuitos pasan por sus manos – necesitan diseñar las placas y pedir los componentes necesarios. Una vez que llegan las placas, tienen que ser verificadas y un error significa “empezar de nuevo”. El material se pasa a los editores Holandés, Inglés, Francés, Alemán y Español que añaden los correspondientes textos e ilustraciones. Los manuscritos vuelven al laboratorio para comprobarlos desde el punto de vista técnico. Mientras tanto, se realizan los esquemas en el estilo Elektor (bien hecho Marty) y con ellos acabados, el departamento de diseño une textos e ilustraciones en una “maqueta”, que es nuevamente entregada a los editores para la corrección final. No voy a entrar en más cuestiones técnicas de la producción de la revista Elektor. Nuestro ánimo es que nuestros lectores encuentren en la revista contenidos e ideas para proyectos atractivos mientras escuchan a los pájaros y huelen la hierba fresca. Este año, nuestra fuente de inspiración ha sido “todo al aire libre”: hazlo tu mismo, deportes, ciclismo, en la carretera en coche o furgoneta, con o sin caravana – todo lo que nos mantiene al aire libre lo suficiente para dejar de pensar en la electrónica.

Además Lotería Elektor Colofón Noticias Ligero como el Aire Próximo Número Alfasudoku Tienda Elektor

CIRCUITOS DEL VERANO 2008 (Titulos en negrita = Diseño de placa incluido)

Audio, Video y Fotografía Aislador de vídeo Auto-desconexión para equipos de audio Cámara como “backup” de datos Disparador para flash auxiliar Dispositivo anti-chasquidos para el televisor Distribuidor de video con 5 salidas Selector S/PDIF automático Tocar la guitarra – consejo de reciclaje

Wisse Hettinga

94 43 113 19 91 65 92 71

Baterías, Cargadores y Alimentación 0

¡Rasca y Gana! La “Edición Especial de Verano” de este año contiene un número para la lotería de “rascar”. Hemos llamado a media docena de selectos proveedores y anunciantes y ellos con sumo agrado han puesto a nuestra disposición los premios para este evento único. Si la edición de los Circuitos del Verano es una tarta hecha con muchos ingredientes, el rasca y gana es el helado.

4 8 9 54 129 130 132

0

Adaptadores de corriente 124 Alimentación de 48 V para micrófonos 102 Alimentación Fantasma para Antena de TV 109 Alimentación ininterrumpida con paneles solares 14 Cargador automático de la batería del coche 16 Cargador de baterías con paneles solares 18 Cargador de baterías para conector de mechero 44 Cargador de grupo de células solares con regulador 101 Comprobador de baterías para coches y motos 93 Controlador Li-po 84 Conversor de 12 V/240 V económico 46 Convertidor reductor de bajo voltaje 86 Fuente de tensión simétrica para operacionales muy barata 83 28 Iluminación automática con paneles solares Indicador de consumo de la batería 114 Indicador de Tensión en células solares 99 112 LED con atenuación Mini-generador de alta tensión 21 Pequeña fuente de alimentación para laboratorio 78 Retroiluminación eficiente para LCD 72 Ventilador de 12 V directamente a 220 V 82

Editor Coordinador Internacional

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SUMARIO Casa y Jardín ¡Apaguen la luz! 33 Ahuyenta mosquitos ecológico 39 Alarma de timbre 20 Avisador de correo 63 Detector de movimiento inalámbrico con ZigBee 34 Iluminación de jardín con Flowcode 64 Interruptor crepuscular para fluorescente 33 Interruptor Divisible 103 Magia subacuática 22 Panel Solar con seguimiento 74 Portero automático RFID 120 Toma de corriente con control remoto y retroalimentación 123

Hobby, Juegos y Modelismo Alarma para tienda de campaña 51 Automatismo de iluminación 47 Cabras lógicas en papel 27 Comando programable de servo 66 Control de servomotores 106 Dispositivo automático para alumbrado exterior 48 Divisor de señal de radio control frame-rate 17 Giroscopio con LED 118 Iluminación para botellas de vino 119 Intermitencia pseudo-aleatoria 81 Intermitente suave 99 Interruptor controlado por microcontrolador 77 Interruptor de luz con mando a distancia 35 Juego 123 “de luxe” 89 Juego 123 sin µC 85 Juego de reflejos con ATtiny13 95 Luces RGB 98 Marcador de Golf 76 Medidor de pitch para helicópteros de radio control 122 Simulador de presencia inteligente 42

Medida y Comprobación Cambio automático de rango para DVM Comprobador de baterías para coches y motos Comprobador de LED Contador de revoluciones digital para Diesel Contador horario Convertidor analógico-digital de 22 bits Flip-Flop magnético Indicador de nivel de gasolina para ULM Luz estroboscópica con entrada de disparo

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Julio/Agosto 2008 N° 337 Medidor de flujo de gas Medidor de potencia de audio Regulador discreto PWM Sensor de temperatura con interfaz de 2 hilos Termómetro portátil Un osciloscopio minimalista

107 81 100 111 97 113

Microcontroladores Circuito para el ahorro de pines 20 Control doméstico por DTMF 60 Iluminación de jardín con Flowcode 64 Interfaz Turbo BDM Lite para ColdFire 36 Receptor GPS 68 Sencillo programador USB compatible con AVR-ISP 71 SimpelProg 120 Termostato universal 52

Ordenadores, Software e Internet Cable de datos de un móvil como interfaz conversor 82 Cable USB <−> RS-232 67 Eliminador de standby USB 126 Pequeña ayuda para programadores de BASCOM 80

RF (radio) Detector con amplificación Microespía en FM Preamplificador de antena para la DCF77 Radio de válvula definida por software Transmisor de audio sin hilos

95 72 77 50 90

Electrónica Variada e Ideas de Diseño Adaptadores de corriente 124 Autocarga misteriosa 87 Detector para faros antiniebla 100 Dispositivo conversor para LED 79 El misterio del OC171 (resuelto) 26 Generador de impulsos para motores de imán permanente 86 Interruptor para faro antiniebla 50 Lámpara alimentada por piezo-electricidad 98 Lámpara de control para estaciones Weller 88 Lámpara solar con el PR4403 70 LED intermitente de alta intensidad para señalización 38 Los controladores PR4401/02 por otros derroteros 110 Norma ISO para autorradios 96 Sencillo detector táctil de un hilo 127 Sencilla luz de LED para bicicleta 75 Un sencillo detector de contacto capacitivo 40

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Nº 333

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Marzo 2008 2008 ISSN 0211-397X Julio/Agosto ISSN 0211-397X Elektor La edición queque tiene porpor objetivo inspirar Elektor La electrónica electrónicaque quesorprende, sorprende,esesuna una edición tiene objetivo inspirar presentado proyectos a la gente gente aa que que utilice utilicelalaelectrónica electrónicaa atodo todonivel, nivel, presentado proyectos y desarrollos desarrollos electrónicos electrónicoseeinformación informacióntecnológica. tecnológica. Redacción internacional: internacional: Wisse Wisse Hettinga Jefe de Redacción

Redacción ELEKTOR España: Eduardo EduardoCorral Corral([email protected]) ([email protected]) JanJan Buiting, Redacción Internacional: Harry Baggen, Baggen,Thijs ThijsBeckers, Beckers, Buiting, y Jens Nickel Guy Raedersdorf, Raedersdorf,Ernst ErnstKrempelsauer Krempelsauer y Jens Nickel

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DATOS REVISTA TIRADA INTERNACIONAL: 150.000 ejemplares TIRADA ESPAÑA: 13.500 ejemplares PERIOCIDAD: Mensual PRECIO REVISTA: 5,50 E MEDIDAS: 21 x 29,7 cm IMPRESIÓN: Offset (color)

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INFORMACIÓN GENERAL

Elektor, la revista internacional de electrónica, va dirigida a un amplio espectro de lectores, desde el Medidor de alimentación DC Suscripciones Internacionales: Anouska Anouska van van Ginkel Ginkel ámbito de la electrónica y la tecnología profesional Suscripciones Nacionales: Susanna SusannaEsclusa Esclusa([email protected]) ([email protected]) hasta el de los más entusiastas aficionados. lector: [email protected] [email protected] Cartas del lector: paX Reflow Control Maquetación: David En sus páginas se pueden encontrar las últimas Sitges Márquez Disseny: Carlos Scelzi, Paco López un amplificador de potencia con corrección de error novedades del sector, artículos divulgativos en The Netherlands Imprime: Senefelder SenefelderMisset Misset––Doetinchem, Doetinchem, The Netherlands España: S.G.E.L. S.G.E.L. Distribución en España: los que el lector podrá conocer en profundidad EXTRALadeRadio NAVIDAD por Internet de Elektor Depósito Legal las técnicas y aplicaciones tecnológicas más GU.3-1980 GU.3-1980 397X ISSN 0211 0211 ––397X avanzadas, nuevos diseños en los que se incluyen 31de deDiciembre Diciembrede de2006 2006 31 las últimas tecnologías, formación sobre los Reservados todos la reproducción total o parcial Reservados todos los los derechos derechosde deedición. edición.SeSeprohíbe prohíbe la reproducción total o parcial Registrador de Datos con del contenidode este número, número,yayasea seapor pormedio medioelectrónico electrónicoo omecánico mecánicodedefotocopia, fotocopia, contenidode este tarjeta SD grabación u otro sistema de reproducción, sin la autorización expresa del editor. Las grabación u otro sistema de reproducción, sin la autorización expresa del editor. Las nuevos productos y herramientas que aparecen electronics worldwide Tiene memoria, opiniones expresadasaalololargo largode delos losdistintos distintosartículos, artículos,asíasícomo comoelelcontenido contenido opiniones expresadas dede loslos Consigue se acordará por ti ese dato... mismos, sonresponsabilidad responsabilidad exclusiva autores. Así mismo, del contenido de mismos, son exclusiva de de los los autores. Así mismo, del contenido de en el mercado, entretenimiento y todo aquello Software que los mensajes publicitarios son responsablesúnicamente únicamente anunciantes. mensajes publicitarios son responsables loslos anunciantes. construye hardware Marzo 2008 ISSN 0211-397X Tivoli que resulte interesante dentro de la electrónica, Copyright ElektorInternational InternationalMedia Media B.V. Copyright ==Elektor B.V. Elektor La electrónica que sorprende, es una edición que tiene por objetivo inspirar REVISTA a la gente a que utilice la electrónica a todo nivel, presentado proyectos laDATOS informática aplicada y la tecnología en general. PP.V.P. .V.P. en en Canarias: Canarias:5,65 5,65E (sobre tasa aérea) (sobre tasa aérea) y desarrollos electrónicos e información tecnológica. TIRADA INTERNACIONAL: 150.000 ejemplares Jefe de Redacción internacional: Wisse Hettinga TIRADA ESPAÑA: 13.500 ejemplares Luz Redacción ELEKTOR España: Eduardo Corral ([email protected]) ElekTrack Ambiente síguelo PERIOCIDAD: Mensual INFORMACIÓN con GPS Redacción Internacional: Harry Baggen, Thijs Beckers, Jan Buiting, para PC y TV Guy Raedersdorf, Ernst Krempelsauer y Jens Nickel PRECIO REVISTA: 5,50 E PUBLICIDAD [email protected] Publicidad: Susanna Esclusa ([email protected]) MEDIDAS: 21 x 29,7 cm Dirección: C/ Salvador Olivella, 17 – Local 79 A - 08870 Sitges (Barcelona) Tel.: 93 811 0551 - Fax: 93 894 8135 IMPRESIÓN: Offset (color) paX – amplificador de tensión y buffer el de entrada detecta aire

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ÍNDICE

INFORMACIÓN GENERAL Medición de CO

DE ANUNCIANTES (orden alfabético)Elektor, la revista internacional de electrónica, va2

Director Internacional: Paul Snakkers

Artículo

1 a un amplio espectro de lectores, desde el dirigida Medidor de alimentación DC Con CréditosSuscripciones Elektor Internacionales: puedes descargar archivos PDF de los Anouska van .......................................................................................................... Ginkel Cebekit – www.cebekit.com págs. 37, 136 tos artículos elegidos en la revista. Administra tu cuenta de Creditos ámbito 10 Cderéladielectrónica y la tecnología profesional Suscripciones Nacionales: Susanna Esclusa ([email protected]) Ditecom Design – www.ditecom.com pág. 41 or más entusiastas aficionados. Elektor y siéntete libre para descargar productos.................................................................................................... digitales. hasta Eelle dektlos Cartas del lector: [email protected] UnaControl vez queMaquetación: que el pago esté aprobado, la cantidad de Créditos Electrónica Postal – www.electronicapostal.com .................................................................................... pág. 49 Reflow En sus páginas se pueden encontrar las últimas Sitges Disseny: Carlos Scelzi, Paco López Elektor será visible en la zona “Mi Elektor”. Entonces puedes Elektron – www.tiendaelektron.com ....................................................................................................... novedades del sector, artículos divulgativospág. en 53 Imprime: Senefelder Misset – Doetinchem, The Netherlands descargar los artículos de una manera rápida y sencilla. Distribución en España:–S.G.E.L. los que el lector podrá conocer en profundidad Eurocircuits www.eurocircuits.com ...................................................................................................... pág. 32 EXTRA de NAVIDAD Depósito Legal las técnicas y aplicaciones tecnológicas más Future Technogy Devices International Ltd – www.ftdichip.com ........................................................ pág. 25 GU.3-1980 ISSN 0211 – 397X avanzadas, nuevos diseños en los que se incluyen 31 de Diciembre de 2006 Hammond Manufacturing – www.hammondmfg.com/es ..................................................................... pág. 17 Consigue 120Reservados Créditos Elektor por tan sólo 10,95 ` las últimas tecnologías, formación sobre los todos los derechos de edición. Se prohíbe la reproducción total o parcial págs. 3, 13 delmikroElektronica contenidode este número, ya – seawww.microe.com por medio electrónico o.............................................................................................. mecánico de fotocopia, grabación u otro sistema de reproducción, sin la autorización expresa del editor. Las nuevos productos y herramientas que aparecen expresadas a lo largo de los distintos artículos, así como el contenido de los Consigue opiniones ese dato... mismos, son responsabilidad exclusiva de los autores. Así mismo, del contenido de en el mercado, entretenimiento y todo aquello los mensajes publicitarios son responsables únicamente los anunciantes. elektor, worldwide elektor, electronics worldwide -- 7-8/2008 03/2008 8 6Tivoli que resulte interesante dentro deelectronics la electrónica, Copyright = Elektor International Media B.V. la informática aplicada y la tecnología en general. P.V.P. en Canarias: 5,65E (sobre tasa aérea) COMPARACIÓN TEST DE MEDIDORES DE ENERGÍA

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noticias

información y mercado

MCU controlador de motor DC sin escobilla de 8 bit Holtek Semiconductor Inc., empresa representada en España por Anatronic, S.A., anuncia el lanzamiento de su nuevo microcontrolador HT45RM03 de 8 bit, que ha sido diseñado para controlar motores DC sin escobilla. El nuevo dispositivo se caracteriza por memoria de programa OTP de 4K, memoria de datos de 192 bytes, rango de tensión operativa de 2.2 a 5.5 V y frecuencia de hasta 12 MHz, así como 23 pines I/O con funciones ‘wake-up’. El convertidor A/D interno tiene ocho canales y una resolución de 9 bit, mientras que el divisor de frecuencia programable puede generar frecuencias fijas en un pin de salida, que a su vez puede dirigir directamente componentes de audio como zumbadores.

Estas funciones se complementan con dos temporizadores internos de 8 bit y una función ‘Low Voltage Reset’ que puede generar un ‘reinicio’ si la tensión de alimentación cae por debajo de un valor establecido, garantizando así una operación estable. Otra de las funciones del HT45RM03 es ofrecer cuatro pines de interrupción externa, de los que tres se usan para notar las señales rotatorias transmitidas desde sensores de efecto Hall. Al utilizar métodos de interrupción externa, es posible reducir los gastos de software. Las características se completan con tres salidas de onda portadora de elevada frecuencia de PWM de 10 bit para controlar las tres velocidades girato-

rias del motor DC sin escobilla. Cada salida de PWM también dispone de su propia salida complementaria que puede implementar una función de rectificación síncrona de motor. Para garantizar una operación correcta del control de motor es necesario disponer de alguna señal ‘feedback’ que proteja ante situaciones de elevación de corriente o tensión. Por este motivo, el HT45RM03 tiene un amplificador totalmente integrado y un comparador que se puede usar para amplificar la señal de detección de corriente de motor DC. La combinación de amplificador, comparador y convertidor A/D garantiza un control óptimo y facilita la implementación de funciones de protección en

muy diversas aplicaciones, destacando bicicletas eléctricas, aspiradoras, equipos de ejercicio motorizado y cualquier otra tarea que requiera el uso de un motor DC sin escobilla. El HT45RM03, que se presenta con Herramientas de Desarrollo ICE y Tarjeta Demo para aplicaciones en bicicletas eléctricas, se encuentra disponible en encapsulados SKDIP y SOP de 28 pines. Para más información: Anatronic S.A. Tel: +34 913660159 Fax: +34 913655095 [email protected] http://www.anatronic.com

Las soluciones SoC de Toshiba ayudan a DS2 en el desarrollo de conjuntos de chips de bajo coste para comunicaciones a través de la red eléctrica para el mercado de consumo La tecnología de procesos SoC, en combinación con la plataforma de desarrollo y el soporte local para la ingeniería, garantiza un rápido desarrollo de conjuntos de chips de 100 MBps y baja potencia Toshiba Electronics Europe (TEE) ha anunciado una segunda colaboración eficaz con DS2, el proveedor más importante de circuitos integrados conformes al estándar UPA (Universal Powerline Association). En esta ocasión, DS2 ha usado la prestigiosa tecnología de procesos de Toshiba, incluyendo ADC, DAC y PLL especiales, diseñados para el rápido desarrollo de un conjunto de chips PLC (Powerline Communications) de la próxima generación, de 100 MBps, bajo coste y baja potencia, destinado a aplicaciones de redes de consumo. MONTGO de DS2 es una solución PLC de coste extremadamente bajo que ofrece una tasa de datos máxima de 100 MBps. El conjunto de chips, que incorpora el SoC DSS8101U PHY/MAC y el circuito integrado DSS7800 AFE, va destinado especialmente a redes de datos en aplicaciones de consumo, entre

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las que figuran productos diseñados para compartición de Internet, distribución de audio y redes domésticas. MONTGO ofrece total interoperabilidad con los productos de 200 MBps de DS2, que han tenido un gran éxito y cumplen el estándar UPA-DHS (Universal Powerline Association Digital Home Systems Standard), y futuros productos de 400 MBps para comunicaciones vía red eléctrica que ofrecen los niveles más altos de rendimiento necesarios para redes de vídeo. Igual que el Aitana de 200 MBps, anunciado el año pasado, el nuevo conjunto de chips se ha desarrollado en cooperación con ELDEC, el centro europeo de diseño e ingeniería LSI de Toshiba, con sede en Düsseldorf (Alemania). Para reducir al mínimo el tiempo desde el concepto de diseño inicial hasta la producción en masa, los ingenieros de ELDEC se han servido de la sólida plataforma de implementación de Toshiba. Además, utilizando la avanzada tecnología de procesos y las bibliotecas de IP de Toshiba, los ingenieros de DS2 han sido ca-

paces de integrar rápidamente funciones esenciales en la placa, entre ellas ADC, DAC y PLL. El Dr. Jorge Blasco, presidente y consejero delegado de DS2, comenta: “La clave del desarrollo del nuevo conjunto de chips PLC consistía en entregar, en un plazo mínimo, una avanzada solución SoC de baja potencia y alta calidad y asegurar al mismo tiempo que el precio fuera competitivo para aplicaciones de consumo. Puesto que nos ayudaron ya en el desarrollo de una implementación PLC de 200 MBps muy exitosa, sabíamos que Toshiba disponía de la tecnología de procesos, la plataforma de desarrollo y el soporte local para la ingeniería que nos permitiría cumplir todos estos criterios.” Armin Derpmanns, director general del área de negocios SoC en TEE, añade: “Este es otro ejemplo por excelencia de cómo la combinación de tecnologías, plataformas de desarrollo y servicios de soporte de Toshiba puede satisfacer las necesidades de los fabricantes de chips ultramodernos sin producción propia. Nuestro modelo IDM abierto y avanzado garantiza

que empresas como DS2 tengan acceso a la tecnología y a los servicios de desarrollo necesarios para cumplir las especificaciones clave de rendimiento, potencia y funcionalidad con coste y plazo mínimos. Al mismo tiempo, nuestro personal de ingeniería puede cubrir cualquier necesidad que pueda emerger en implementación de diseño, asesoramiento y servicios de gestión de proyectos.” El señor Tsutsui, director del grupo de SoC personalizados de Toshiba Semiconductor Company en Japón, afirma: “Los fabricantes de chips sin producción propia constituyen un factor estratégico para el crecimiento del negocio de SoC de Toshiba. Este último proyecto demuestra nuestra capacidad de dar soporte a empresas de este tipo en cualquier aspecto relacionado con la tecnología, el diseño y el desarrollo y hasta la producción final.” Para más información: Toshiba Corporation www.toshiba-components.com DS2 Web: www.ds2.es

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noticias

Nuevos PIC32 con funcionalidad USB On-The-Go Sagitrón, distribuidor para España y Portugal de Microchip Technology, anuncia la incorporación de la funcionalidad USB 2.0 On-The-Go (OTG) en la familia de microcontroladores de 32 bit PIC32. La familia PIC32, proporciona más prestaciones y memoria a los diseñadores de soluciones embebidas, al tiempo que mantiene la compatibilidad de patillas, periféricos, y software con las familias de microcontroladores PIC y dsPic de 16 bit de Microchip. Con el fin de facilitar aún más la migración y de proteger las inversiones en herramientas, la oferta de Microchip es la única completa con dispositivos de 8, 16 y 32 bit que cuentan con el soporte de un único Entorno de Desarrollo Integrado: el MPLAB ® IDE gratuito.

Conectores y kit de herramientas UniCam® Instalación en 45 segundos C3, Cables y Componentes para Comunicaciones, S.L., nueva empresa del Grupo COFITEL, presenta los nuevos conectores con ‘Pretium™-Performance’ UniCam® que ofrecen las mejores prestaciones ópticas en una solución con fácil terminación en campo. Utilizando el Kit de Herramientas Unicam Pretium, estos conectores se pueden instalar en 45 segundos. El UniCam Pretium Tool Kit ha sido diseñado para responder

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Algunos productos USB, como los PC´s, desempeñan únicamente la función de sistema principal (host), mientras que otros – por ejemplo, unidades USB Flash, ratones, teclados,... – funcionan sólo como dispositivos esclavos (“Slave”). Los productos con funcionalidad OTG pueden desempeñar ambas funciones, incluso autonegociando con lo que será un host o dispositivo USB al encontrarse con otro producto OTG. Los nuevos microcontroladores PIC32 con USB OTG integrado proporcionan a los diseñadores la flexibilidad de incorporar los tres modos de funcionamiento de USB a sus productos. Los nuevos microcontroladores también incluyen la USB OTG PHY (capa física), permitiendo así reducir aún más los costes y la superficie de circuito impreso utilizada. Todos los productos de la familia PIC32, cuentan con el soporte de las herramientas de desarrollo de primera categoría de Microchip, incluyendo el Entorno de Desarrollo MPLAB, el compilador C MPLAB C32 C, el sistema de emulación MPLAB REAL ICE™, el depurador incircuit MPLAB ICD 2, y

el programador universal de dispositivos MPLAB PM3. Microchip suministra también código fuente gratuito para la pila (“Stack”) USB permitiendo a los diseñadores ganar tiempo en el desarrollo de sus aplicaciones USB. La Pila de Host, Pila de Dispositivo y los drivers (HID, MSD, CDC, Custom) para USB que ofrece Microchip de forma gratuita están ya disponibles. La Pila USB OTG se encuentra actualmente en fase beta, mientras que la entrega del producto final está prevista para el segundo trimestre. La familia PIC32, disfruta asimismo de un amplio soporte de herramientas en el mercado, incluyendo compiladores C y C++, IDE, depuradores y RTOS. El Kit de Inicio PIC32 USB se suministra completo junto con todo lo que necesitan los desarrolladores para empezar, incluyendo la tarjeta de microcontroladores con USB, el MPLAB IDE y el compilador C MPLAB C32, documentación, guías de aprendizaje, esquemáticos y bibliotecas de periféricos compatibles de 16 bit. También hay disponibles tarjetas de expansión para aplicaciones, las cuales se conectan a la ranura de expansión en la base de la tarjeta del microcontrolador. El Kit de Inicio PIC32 USB (Refe-

a las necesidades de los instaladores de red con una nueva herramienta de comprobación y una cortadora de elevado rendimiento. Como siempre, la instalación de un conector se convierte en una operación muy sencilla. La herramienta de instalación handheld con un LED “go / no go” emplea un sistema de test de continuidad para ofrecer una confirmación precisa de una terminación correcta. La cortadora incluye una abrazadera de fibra ‘dual-hold’ y hoja de diamante para realizar un corte de fibra con la máxima precisión y seguridad. Los conectores UniCam con ‘Premium-Performance’ supe-

ran los estándares en rendimiento óptico. Para fibra multimodo, estos dispositivos tienen una pérdida de inserción de 0.1 a 0.5 dB y rango de temperatura operativa de -40 a +75 °C, mientras que para fibra monomodo ofrece una pérdida de inserción de 0.2 a 0.5 dB con el mismo rango de temperatura (que supera las especificaciones de TIA/EIA 568-B.3). Todos los conectores UniCam se suministran con ferrule cerámica y compatibilidad LC, SC y ST.

rencia DM320003) estará disponible durante el segundo trimestre de 2008. Para la tarjeta de desarrollo Explorer 16 de Microchip, se puede adquirir el módulo PIM ( “Plug-In-Module) USB OTG PIC32 (Referencia MA320002) y una la tarjeta USB PICtail™ Plus (Referencia AC164131). Los cuatro nuevos miembros de la familia PIC32 con USB OTG tienen tamaños de memoria de programa Flash entre 128 Kbytes y 512 Kbytes en encapsulados TQFP de 64 o 100 patillas. Los dispositivos USB OTG ya están disponibles para muestras, mientras que la disponibilidad para producción se espera para el segundo trimestre de 2008. La familia de microcontroladores PIC32 está dirigida a una amplia variedad de aplicaciones de sistemas embebidos, incluyendo, sistemas de seguridad, energía, control de accesos, instrumentación, monitorización y almacenamiento de datos, domótica, electrónica de consumo, etc.. Para más información: S.A. General de Importaciones Electrónicas Email: sagitron@ sagitron.es Web: www.sagitron.es

Para más información: Cables y Componentes para Comunicaciones, S.L. Tel: 916200944 Fax: 916201117 Email: [email protected] Web: www.c3comunicaciones.es

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noticias


Controlador Ethernet para sistemas embebidos high-end WIZnet, Inc., empresa representada en España por Anatronic, S.A., anuncia su nuevo chip W5300 que es el doble de rápido y ofrece más canales que cualquier modelo W5100 disponible para sistemas embebidos high-end. Como los dispositivos predecesores, el W5300 integra un MAC y PHY Ethernet y un núcleo TCP / IP totalmente cableado en un chip fácil de usar. Además, permite emplear un PHY

externo de terceras compañías en lugar de uno interno. El W5300 ofrece velocidades estables de hasta 50 Mbps, suficientes para ver películas en tiempo real en lugar de una base ‘buffered’. También soporta ocho canales independientes, dota de ubicación de memoria dinámica en función del rendimiento de cada canal, y posee bus de datos de 8 o 16 bit. Este nuevo controlador Ethernet, por lo tanto, tiene capacidades

para cumplir las necesidades y los requerimientos de Servicios Triple Play (acceso a banda ancha, VoIP y emisión digital). El WS5300, que se encuentra disponible en un encapsulado 100LQFP de 14 x 14 mm sin plomo, también se caracteriza por una operación de 3.3 V con tolerancia de señal I/O de 5 V, regulador de potencia embebido para operación de núcleo de 1.8 V y tecnología CMOS de 0.18 µm.

Para más información: Anatronic S.A. Tel: +34 913660159 Fax: +34 913655095 [email protected] http://www.anatronic.com

El nuevo paquete de comprobaciones EtherScope Network Assistant crea nuevas oportunidades de mercado para distribuidores de valor añadido e integradores de sistemas Los instaladores disponen ahora de la herramienta ideal para la instalación y validación de redes LAN, lo que permite finalizar los proyectos con mayor rapidez a un coste inferior Fluke Networks ha presentado hoy nuevas funciones para su galardonado EtherScope Network Assistant, que ayuda a distribuidores de valor añadido e integradores de sistemas a ampliar sus negocios de instalación de redes. Estos distribuidores e integradores que se dedican a instalar nuevas redes descubrirán que las nuevas funciones del analizador EtherScope les permite instalar, validar y documentar las instalaciones LAN con mayor rapidez y a un coste inferior. Gracias a la nueva herramienta de rendimiento del servicio de EtherScope es posible validar el rendimiento de la red LAN durante la instalación. Los instaladores, integradores y distribuidores de sistemas de valor añadido utilizan esta herramienta para demostrar y documentar que estos servicios de red que son esenciales para el funcionamiento correcto de LAN (DHCP, DNS, Web) están disponibles y son eficaces. Esta documentación podrá realizarse a petición del cliente o por prerrogativa del instalador, quien podrá usar esta función para marcar diferencias con la competencia. Al complementar esta función con la comprobación del rendimiento de Ethernet, los instaladores de re-



des obtienen una nueva y potente combinación de herramientas para verificar que la infraestructura de la red se instala y configura correctamente. Con la validación y la documentación correspondiente se garantiza que el funcionamiento de la red LAN sea como se preveía en su diseño: eficaz, con menos incidencias y mayor satisfacción por parte de usuarios y clientes. EtherScope Network Assistant captura los resultados de esta validación y los convierte en documentación fácil de interpretar que caracteriza minuciosamente el rendimiento de los enlaces WAN y LAN durante la puesta en marcha. Cualquier problema de rendimiento que el cliente detecte posteriormente, podrá cotejarse con en esta documentación de puesta en marcha. La documentación de validación sirve como prueba de que un proyecto se ha finalizado satisfactoriamente. El paquete ampliado de comprobaciones de rendimiento de Ethernet ofrece nuevas comprobaciones de instalación. Ahora los usuarios pueden medir y comprobar el rendimiento de extremo a extremo de Ethernet con los nuevos procedimientos RFC 2544 y otras comprobaciones avanzadas que incluyen índice de fluctuación y errores de bits, con criterios personalizados de aptitud/ fallo. El analizador EtherScope también puede combinarse con un reflector de paquetes Gigabit LinkRunner Pro de

bajo coste para realizar comprobaciones de extremo a extremo. El reflector de paquetes inteligente LinkRunner Pro puede utilizarse en redes de nivel 2 y 3 a un precio que permite a los instaladores utilizar varios enlaces o equipar a varios técnicos de campo. Los técnicos de distribución de servicios de valor añadido e integración de sistemas suelen dedicar el 70% de su tiempo a las cuestiones de implementación. La nueva batería para la instalación de comprobaciones de validación de EtherScope permite a los instaladores pasar menos tiempo in situ y ayuda a ahorrar dinero a los distribuidores de valor añadido e integradores de sistemas. Además de estas nuevas funciones para la instalación, EtherScope Network Assistant presenta ahora mejoras en cuanto a la resolución de problemas con la incorporación de la localización y detección de puntos de acceso del borrador 802.11n. “Uno de nuestros clientes aseguraba que no había puntos de acceso inalámbrico sin identificar en el sitio”, explicaba Jennie Lassig de CompuTech Consulting en Woods Cross, UT. “Gracias a EtherScope descubrimos que el usuario había instalado puntos de acceso desconocidos y que su transmisión no era segura”. EtherScope Network Assistant es un analizador de redes portátil que ayuda a los profesionales de la red a solucionar problemas de forma rápida en 10, 100

y Gigabit, par trenzado y fibra óptica, LAN o LAN inalámbrica. Lassig, de CompuTech, declaró que un “cliente tuvo durante dos días a un técnico in situ que no puso solucionar el problema de bajo rendimiento de la red”. Con EtherScope Network Assistant, “acudimos allí y en dos minutos encontramos un bucle en la red en un switch que no tenía el diagrama de árbol activado. El cliente se mostró encantado y nos ganamos su confianza en nuestra experiencia técnica”. EtherScope también es compatible con SNMPv3, fundamental para los técnicos de redes responsables de dispositivos que utilicen esta novedosa versión de SNMP. Disponibilidad de los productos EtherScope Network Assistants está disponible de manera inmediata a través de los socios de ventas de Fluke Networks de todo el mundo. Todos los EtherScope Network Assistant enviados a partir del 28 de abril incluirán el nuevo software versión 4. Los que ya sean propietarios de EtherScope y formen parte del programa de soporte Gold pueden actualizar sus unidades en www.flukenetworks.com/EtherScope. Para más información: Fluke Networks Tel: 91 4140113 www.flukenetworks.com

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noticias

info

Decodificador set-top box de bajo coste que soporta los últimos estándares de seguridad y múltiples códecs La nueva solución monochip comparte características y tecnología con la arquitectura de alta definición STi7109 STMicroelectronics, uno de los mayores fabricantes de semiconductores de silicio para aplicaciones en set-top boxes (STB), anuncia el STi5202, un nuevo dispositivo decodificador STB de bajo coste que ha sido desarrollado para aplicaciones de televisión terrestre, cable, satélite e IP y sistemas retail o suministrados por operadores. Este dispositivo ofrece la misma arquitectura que el decodificador de alta definición (HD) H.264 monochip STi7109 y también es compatible en software. El STi5202 integra un decodificador de vídeo avanzado que soporta el estándar de codifica-

ción H.264/AVC y MPEG-2, así como un decodificador de audio multi-canal que gestiona todos los estándares de audio de emisión. Para proteger el contenido, también incorpora tecnología de seguridad de cuarta generación de ST, usada en el STi7109, que permite al circuito integardo soportar Windows Media DRM 10 y los estándares Secure Video Processor (SVP), salvaguardando el contenido Además, beneficiándose del rendimiento excepcional del sistema de decodificación de software / hardware de la familia STi710x de ST, el STi5202 también soporta vídeo Flash, DivX y estándares de videoconferencia, así como el estándar de decodificación de vídeo AVS1-P2 Jizhun Profile 4.0 (SD) chino.

Renesas Technology presenta nuevas series de memorias estáticas SRAM de bajo consumo y elevada fiabilidad

La tecnología de celda de memoria permite crear dispositivos 64 Mbit, la máxima capacidad actual de la industria y de 32 Mbit con tamaño de chip compacto Renesas Technology Corp. anuncia el desarrollo de la serie R1WV6416R de productos SRAM de bajo consumo avanzados (Advanced LPSRAM) de 64 bit con la máxima capacidad disponible y la serie R1LV3216R de productos Advanced LPSRAM de 32 Mbit con tamaño de chip compacto. Las dos nuevas series amplían la línea de Renesas Technology de productos Advanced LPSRAM que emplean tecnología de celda de memoria exclusiva para conseguir menores tamaños de chip sin errores. Estos dispositi-

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vos estarán disponibles en diferentes encapsulados y especificaciones, como tiempo de acceso, hasta un total de doce productos de 64 Mbit y ocho de 32 Mbit para cumplir con gran número de requerimientos en campos como industria, equipamiento de oficina, electrónica de consumo, sistemas de automoción y comunicaciones. Cada producto SRAM de bajo consumo de 64 Mbit se compone de un stack de dos chip Advanced LPSRAM de 32 Mbit, en un solo encapsulado, para conseguir la máxima capacidad de la industria. De esta forma, responden a la demanda de SRAM de bajo consumo y mayor capacidad en sistemas de elevado rendimiento y superan los requerimientos de espacio reducido en aplicaciones que previamente necesitaban múltiples dispositivos. Para acomodar una amplia variedad de aplicaciones, estas dos nuevas series se presentan en diversos encapsulados: TSOP I (48 pines), µTSOP (52 pines)

La conectividad se ofrece mediante interfaces Ethernet y USB 2.0 Hi-Speed, haciendo posible que el decodificador desempeñe un papel destacado en un “thin client” de un entorno doméstico. Además, un HDMI opcional puede ofrecer vídeo SD para displays HD. Un interface de flujo de transporte programable (PTI) gestiona entradas de sintonizadores terrestres, satélite y cable. Embebido en el STi5202 se encuentra un potente núcleo CPU ST40 de 266 MHz, que es soportado por sistemas operativos como Linux y Microsoft Windows CE. ST integra una serie completa de drivers de software STAPI y herramientas de hardware y software para acelerar el desarrollo de producto. También se encuentra disponi-

ble una plataforma de evaluación y diseño de referencia con código fuente para software de referencia basado en STAPI que es compatible con el STi7109. El STi5202 se presenta en un encapsulado BGA de 27 x 27 mm con las mismas opciones de seguridad que el STi7109.

y, para productos de 64 Mbit, FBGA (48 bolitas). Los modelos TSOP I y µTSOP tienen las mismas dimensiones que los de los dispositivos previos de 16 Mbit, y la distribución de patillaje del FBGA es compatible con el pin de señal. Esto permite a los clientes incrementar la capacidad de memoria y continuar usando sus diseños existentes. Las unidades Advanced LPSRAM poseen una configuración de celda de memoria de condensador apilado con un ‘track record’ probada en celdas DRAM. De este modo, se elimina prácticamente cualquier error causado por la radiación alpha o neutrones de alta energía, lo que puede ser un grave problema para SRAM ultra finas. Además, esta configuración de celda evita la formación no intencionada de un tiristor parásito, que puede generar flujos de corriente espuria y causar ‘latchups’. La eliminación de errores y latchups dota de una excelente fiabilidad. Los productos SRAM de bajo consumo de Renesas Technology se utilizan en un amplio rango de aplicaciones para backup de datos alimentado por batería, como memoria para MCU y como bac-

kup de memoria para datos de imagen. Debido a que los sistemas obtienen niveles superiores de rendimiento, demandan productos SRAM de bajo consumo y mayor capacidad. Hasta ahora, DRAM síncrona (SDRAM) era la elección estándar como memoria de trabajo para MCU o backup para datos de imagen en aplicaciones comerciales y sistemas de automoción. La SRAM de baja potencia y elevada capacidad está siendo adoptada por estas aplicaciones como alternativa a SDRAM, que experimenta frecuentes cambios generacionales. Además, Advanced LPSRAM no requiere refresco y, por lo tanto, usa menos potencia que pseudo SRAM (PSRAM), que emplea celdas de memoria SDRAM o DRAM como el interface SRAM. Esto es ideal para aplicaciones de bajo consumo que utilizan baterías para backup de datos. En un futuro cercano, Renesas Technology planea extender su gama de productos de alta calidad para el sector de la automoción, incluyendo soluciones que combinen memoria y MCU. Para más información: Renesas Technology Corp. http://eu.renesas.com

Para más información: STMicroelectronics Iberia, S.A. Tel: 914051615 Fax: 914031134 Web: www.st.com


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noticias

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HERRAMIENTAS DE DESARROLLO | COMPILADORES | LIBROS

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Alimentación ininterrumpida con paneles solares Por C.Tavernier

Tabla 1. IC3

LT1300

LT1301

L1

22 µH

33 µH

S1 en reposo

+V = +5 V

+V = +12 V

S1 activado

+V = +3,3 V

+V = +5 V

S2 en reposo

Imax = 400 mA

Imax = 400 mA

S2 activado

Imax = 1 A

Imax = 1 A

componen es mucho mejor y conlleva un rendimiento superior. El esquema eléctrico que proponemos a nuestros lectores esta destinado a alimentar directamente numerosos equipos electrónicos actuales y puede proporcionar, según los componentes que hayamos elegido, tres tensiones diferentes: 3,3 V, 5 V o 12 V; todas ellas proporcionando una corriente de 400 mA, que puede ser aumentada hasta 1 A, si fuese necesario. El circuito reposa principalmente sobre el integrado IC3, que es un regulador con desacoplo integrado de altas prestaciones, de Linear Technology. Según hayamos seleccionado, bien un LT1300 [1] o un LT1301 (*) [2], dispondremos de dos tensiones de salida a elegir: 3,3 V o 5 V en el primer caso; y 5 V o 12 V en el segundo. Para ambos circuitos, la selección de la tensión tiene lugar por medio de la colocación del puente S1, tal y como se indica en la Tabla 1. La corriente de salida de estos circuitos está limitada internamente 400 mA cuando el puente S2 está colocado. Sin embargo, dicha corriente puede

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L1

6

22 Ω

–PS +BATT

Batería

–BATT

R3

S1

270 Ω

R4

*

LED1

1k

Panel solar

R7

R5 180 Ω

adj.

3

TL431

10k R1

SENSE

LT1300 LT1301

SHDN

R6

BC 548C

*

I LIM

4

+V

D2

7

*

+V

1N5817

5

PGND

1

T1

SW

IC3

SEL

GND

IC2 P1

2

V IN

*

8

*

S2

C1 100µ 25V

C2 47µ 25V

R8 10k

R2

1k

1N5817

LM317

100 Ω

+PS D1

22µH 33µH

* ver texto

IC1

10k

Hoy día, cuando se quiere alimentar un equipo electrónico a partir de paneles solares, existen dos opciones. La primera, la más clásica y que ha sido propuesta en otro artículo de este número, consiste en recurrir a la asociación de paneles solares, un cargador automático y una batería; sabiendo que este conjunto alimenta al aparato en cuestión y que él mismo está equipado con sus propios circuitos reguladores de tensión. La segunda opción, que nos proponemos descubrir con este montaje, consiste en realizar directamente una alimentación “solar”. Esta opción se basa también sobre el mismo concepto que la precedente pero, aunque haya sido concebida desde el principio para ello, la integración de los elementos que la

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ser aumentada hasta 1 A en ausencia de dicho puente, pero desaconsejamos esta opción ya que el resto del circuito eléctrico ha sido optimizado para una corriente de salida que va desde unos pocos mA hasta los 400 mA como máximo. La fuente principal de energía es la propia batería, del tipo NiMH, que está formada por dos elementos de 1,2 V,

en el caso de usar el circuito integrado LT1300, y de tres elementos en el caso del LT1301. En lo que respecta al panel solar, será elegido de manera que proporcione una tensión del orden de 9 V para una corriente de salida que está en torno a los 100 mA. Esta corriente está limitada a unos 60 mA por IC1, el cual juega el papel de un cargador de corriente constante

0

Lista de materiales Resistencias:

R1,R8 = 10 kΩ R2 = 22 Ω R3,R6 = 1 kΩ R4 = 100 Ω R5 = 180 Ω R7 = 270 Ω P1 = potenciómetro 10 kΩ

Condensadores: C1 = 100 μF/25 V C2 = 47 μF/25 V

Semiconductores:

D1,D2 = 1N5817 T1 = BC548C IC1 = LM317 IC2 = TL431 IC3 = LT1300 (LT1301*) LED1 = LED

Bobinas:

L1 = 22 μH (33 μH*)

Varios:

S1,S2 = conector tipo “pinheader” SIL de 2 contactos con puente 6 espadines


5/6/08 23:46:41

Publicidad

y, para evitar que la batería pueda ser sobrecargada en caso de un bajo consumo del circuito a alimentar y de una insolación fuerte, se ha añadido la circuitería asociada a IC2 y T1. IC2 no es más que un diodo zéner ajustable que va a hacer que el transistor T1 sea más conductor a medida que la tensión presente en el cursor del potenciómetro P1 vaya aumentando. De hecho, cuando la tensión en los extremos de la batería llega a aumentar de forma importante, como la que se produce al final de la carga, T1 se va a hacer cada vez más conductor hacia la masa a través de las resistencias R5 y R7, encendiendo a su paso el diodo LED. Se trata sencillamente de una variante moderna de un regulador de tensión de tipo “Shunt”. El conjunto del circuito se coloca sin dificultad sobre una pequeña placa de circuito impreso de la que proporcionamos a nuestros lectores sus planos de serigrafía. En el lugar donde se coloca IC3 se montará un zócalo DIL de ocho terminales que será soldado a la placa, con el fin de poder colocar indistintamente cualquiera de los dos circuitos integrados previstos. Si no conseguimos estos circuitos integrados en nuestra tienda habitual, nuestros lectores los pueden conseguir en lugares como Farnell (por ejemplo). Debemos poner atención en la elección de la bobina L1 (22 µH para el LT1300 y 33 µH para el LT1301). Dicha bobina debe poder soportar, sin saturación, una corriente de 800 mA, un valor que está lejos de ser el habitual en los modelos más corrientes. En nuestro caso, el modelo de 22 µH viene de la casa Radiospares y se corresponde con el modelo ELC08D de Panasonic. Los diodos D1 y D2 deben ser obligatoriamente del tipo Schottky, de manera que evitemos al máximo la caída de tensión en sus extremos y de ser lo suficientemente rápidos, sobre todo para el caso de D2. En cuanto a las baterías, los modelos con el formato AA, o incluso con el formato AAA, serán suficientes, vista la capacidad de los modelos actuales. El funcionamiento del montaje es inmediato tras su puesta en funcionamiento y sólo nos queda ajustar el potenciómetro P1. Para ello, desconectamos el panel solar y las baterías y sustituimos estas últimas por una tensión de alimentación ajustable y estabilizada, en cuyos bornes conectaremos un voltímetro. Si utilizamos la versión LT1300 del circuito integrado, es decir, con dos baterías de 1,2 V, ajustaremos La tensión de alimentación a 3,2 V y, a continuación, el potenciómetro P1 hasta conseguir un encendido estable del diodo LED. Si utilizamos la versión LT1301 de dicho circuito integrado (y por lo tanto, 3 baterías de 1,2 V), ajustaremos nuestra tensión de alimentación hasta los 4,8 V y, seguidamente, el potenciómetro P1 hasta conseguir el encendido del mismo diodo LED. www.tavernier-c.com (080223-I)

Enlaces en Internet [1] LT1300 www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1035,P14 49,D2742

[2] LT1301 www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1031,C10 60,P1450,D3451

Descargas El diseño de la placa se puede descargar desde nuestra página web, www.elektor.es con la referencia 080223-1.



15

5/6/08 23:46:42

Cargador automático de la batería del coche

16


D1 R1

S1

18V

1k2

50V 5A

LED1

D2

50V 5A

ON

1W

R2

R4 680 Ω

100mA

820 Ω

TR1

18V

1W

1W

LED2

*

THY2 D4

CARGADO

1N4004

THY1

R6

*

TIC106D D3

* ver texto

R5

1k

6V8 400mW

F2 5A +BAT

R3

P1

10k

Con la llegada del buen tiempo, se tiende cada vez más a dejar el coche en el garaje, algo que es bueno tanto para el propietario como para el aire que respiramos. Por contra, cuando se desea utilizarlo de nuevo, frecuentemente su batería presenta síntomas de debilidad, hasta el punto de impedir prácticamente arrancar el propio coche. La solución que consiste en recurrir a un cargador comercial conectado permanentemente no suele ser satisfactoria, salvo si tenemos la suerte de poseer un cargador electrónico. En efecto, la mayoría de los aparatos clásicos no contiene ninguna circuitería de regulación y de sobrecarga, por lo tanto, ¡qué mayor imprudencia que dejar dichas baterías conectadas de modo permanente! Así pues, con este montaje proponemos a nuestros lectores realizar un cargador con regulación electrónica que podrá servir, tanto como cargador clásico como cargador de mantenimiento y que podrá dejarnos conectar permanentemente las baterías sin riesgo a una posible sobrecarga. Además, este circuito no utiliza ningún componente “exótico” y su precio final es irrisorio. La tensión generada por el transformador de nuestro cargador es rectificada por los diodos D1 y D2, pero no es filtrada, algo que es esencial para su buen funcionamiento. Así pues, como esta señal está constituida de una sucesión de semi-sinusoides, dicha señal se anula 100 veces por segundo. La batería se carga cuando el tiristor THY2 conduce y su corriente de carga queda limitada por la única resistencia, R6, que es necesario calcular tal y como se indica más adelante. Este tiristor es activado por cada semiciclo de la tensión de red, a través de la resistencia R4, salvo que el tiristor THY1 esté, él mismo, activado. En ese caso, THY2 se bloquea en el primer paso por cero de su tensión de alimentación y, además, ninguna corriente puede alcanzar la batería. La tensión en los extremos de esta última es extraída por la resistencia R5 y filtrada por el condensador C1 antes de hacer conducir (o no) al tiristor THY1 por medio de P1 y D3. Mientras que esta tensión sea inferior a un cierto umbral, determinado por el ajuste de P1, que se corresponde, evidentemente, con el de una batería que no esta todavía completamente cargada, THY1 no está activado

F1

230V

Por C.Tavernier

4k7

D5

22µ 25V

1N 5402

080224 - 11

y deja que THY2 conduzca durante todos los semiciclos de la tensión de red. Cuando la tensión en los extremos de la batería llega a ser suficiente, THY1 se activa e impide la activación de THY2. Este fenómeno no se produce de forma abrupta, tal y como parece que hemos explicado aquí, sino que se produce de un modo progresivo, con lo que se consigue que la corriente de carga media de la batería disminuya poco a poco y de forma automática, a medida que se aproxima a su carga plena y, en el punto límite, dicha corriente termina anulándose totalmente. El diodo LED1 se usa como testigo de encendido mientras que el diodo LED2, que se enciende en cuanto el tiristor THY1 está activado, sirve como indicador evidente de plena carga. Del esquema eléctrico que hemos propuesto, tres componentes se eligen en función de las características que deseemos dar a nuestro cargador. Dichos componentes son: THY2, R6 y TR1. R6 debe calcularse en función de la corriente de carga máxima que deseemos poder disponer, utilizando la relación: R6 = 16/I donde I es la corriente deseada expresada en A. ¡Atención! Teniendo en cuenta el valor de los otros elementos del montaje (D1, D2, TR1 y el fusible), no debemos sobrepasar los 5 A. La potencia disipada por R6 se calcula por la relación: PR6 = 36/R6 con P expresada en vatios y R6 en ohmios, claro está. En lo que respecta al tiristor THY2, deberá ser un modelo de 100 voltios (o más),

BT1

C1

12V

–BAT

con una corriente máxima igual a 1,5 ó 2 veces la corriente de carga máxima deseada. Por último, el transformador deberá tener una potencia, en VA, que vendrá dada por la relación: P = 18 x 1,2 x I donde I es en la corriente de carga máxima deseada expresada en A. El único ajuste a realizar será el de la resistencia R1, para el que será necesario el uso de una batería bien cargada. Conectaremos dicha batería a la salida del cargador y sustituiremos el fusible de 5 A por un amperímetro (preferiblemente un modelo analógico antiguo, que realiza la medida de las corrientes medias mejor que ciertos modelos digitales actuales). Seguidamente, ajustamos el potenciómetro P1 para leer una corriente en torno a los 100 mA. Más adelante, cuando tengamos la posibilidad de cargar una batería muy descargada, podremos afinar este ajuste, retocando del potenciómetro P1, para poder leer una corriente de carga próxima a la máxima corriente que hayamos determinado como media para R6. Se debe alcanzar un compromiso entre la corriente de carga de mantenimiento (que no debe sobrepasar los 100 mA), y esta corriente máxima. Cualquiera que sea la calidad de nuestro ajuste, debemos estar tranquilos en que nuestra batería será mejor tratada con este montaje que con la mayoría de los dispositivos homólogos no electrónicos que existen en el mercado. www.tavernier-c.com (080224-I)


5/6/08 23:46:43

Divisor de señal de radio control frame-rate VDD

16

C1

Por Mike Mobbs

C2

IC1

Los equipos de radio control han evolucionado considerablemente a lo largo de los años y el “humilde” servo interno ha crecido desde el formato de los 1,5 ms a las 50 fps (tramas por segundo), hasta la más precisa y potente variedad digital que utiliza habitualmente las 400 fps. De igual forma, accesorios como los “giros” de los helicópteros han evolucionado hasta hacer uso de estos servos mejorados. Como resultado de ello, las últimas generaciones de giróscopos sólo pueden

K2

C1

K1

IC2

LISTA DE MATERIALES C1 = 100nF C2 = 100nF IC1 = CD4017 (SMD) IC2 = CD4081 (SMD) K1 = cable de 3 hilos con conector macho de 3 contactos K2 = cable de 3 hilos con conector hembra de 3 contactos Placa de circuito impreso, ref. 080136-1 en www.thepcbshop.com

400 fps

3 CTRDIV10/ 0 2 DEC 1 4 2 7 14 & 3 10 4 1 13 5 5 6 IC1 6 7 9 CD4017 8 11 15 9 CT=0 12 CT>_ 5 8

K1

IC2 = CD4081

100n 2 1

5 6

8 9

12 13

IC2A &

50 fps

3

K2

IC2B &

4

&

14

C2

7

100n

IC2

IC2C 10

IC2D &

11

080136 - 11

trabajar con señales “digitales“ de 400 fps, lo que no nos permite utilizarlos con los viejos servos “analógicos“. Pero no todo está perdido, este circuito permite dividir la trama principal y hacer que solamente una trama entre 8 alcance al servo, con lo que conseguimos que se comporte como un sistema de 50 fps. La versión prototipo fue construida utilizando circuitos integrados estándar y fue colocada justo debajo del giro (un CSM720 en la configuración de prueba) para proporcionar la salida analógica. El circuito utiliza un integrado CMOS contador de décadas en anillo, un 4017, cuya señal de reloj es el fl anco de bajada de la entrada, a través del terminal CP1 (enable), mientras que se reinicia (reset) por medio de la salida 7. El primer pulso de entrada después de un reinicio, coloca la salida 1 a nivel alto, el cual permite el siguiente pulso

de entrada hacia la salida, por medio de una puerta OR CMOS 4081. Por lo tanto, sólo un pulso de cada ocho es llevado a la salida. El uso de la lógica negativa para proporcionar la función AND elimina cualquier riesgo de “glitches” (pequeñas perturbaciones de la señal) de tiempo, ya que la señal en la puerta es estabilizada antes del pulso de entrada y se mantiene estable el tiempo que dura este pulso. Se pueden utilizar otras relaciones de división eligiendo la correspondiente salida para la señal de “reset” (reinicio). Se ha diseñado una minúscula placa de circuito impreso con componentes SMD para este conversor, de manera que pueda ser incorporada dentro del modelo donde ¡el espacio siempre es una premisa! El circuito se puede proteger fácilmente con una funda termo-retráctil. (080136-I) Publicidad

Envolventes de aluminio, metal y plástico inyectados. [email protected]

www.hammondmfg.com/es 7-8/2008 - elektor, electronics worldwide


17

5/6/08 23:46:44

Cargador de baterías con paneles solares 78L05 C7 C3

470µ 25V

220n

1N5821

C4 10n

D2

1 Q2

1N4148 2A

BAT

D3

R2

C2

Q1

GP0/AN0

IC2

GP4/AN3

GP1/AN1

GP2/AN2

GP3

PIC12C671

5

100n

D5

BC548

DETENER ALIMENTACIÓN

7

8

4V7 400mW

P2 1k

P1

6

DETENER RECARGA

1k

4 C5

R3

5k6

CARGA

GP5

3

BC548

1N4148

Rel2

CARGA

2

5k6

5k6

F1

R4

R5

C6

100n

R7 2k2

Rel1

BAT

R6

2k2

SOLAR

R8

10µ 25V

820 Ω

D1

C1

820 Ω

15k

R1 SOLAR

+5V

IC1

D4

1N4004

100n

080225 - 11 1

2

3

4

Conector para la iluminación automática

Puntear si se usa solo

Por C.Tavernier Mucho antes de que el entusiasmo actual por el desarrollo de las energías renovables hiciese „florecer“ los paneles solares en los tejados y las terrazas, muchos usuarios itinerantes lo utilizaban ya, bien sobre caravanas o bien sobre barcos de recreo. En una situación así, su principal papel no es el de revender la energía a un suministrador de electricidad local sino más bien al contrario, es decir, el de recargar las baterías a fin de poder beneficiarse de una fuente de electricidad una vez que ha caído la noche. Incluso si una operación de este tipo puede parecer trivial, y sobre todo cuando se analizan ciertos esquemas eléctricos de „cargadores“, la cosa es bastante más compleja si queremos preocuparnos y ocuparnos de las baterías. En efecto, la solución que consiste en cablear en paralelo las baterías, la carga a alimentar y los paneles solares, incluso si funciona, está lejos de ser satisfactoria en, como mínimo, dos situaciones. La primera de ellas es cuando la carga a alimentar por las baterías consume muy poco o prácticamente nada (lo que quiere decir que éstas últimas están ya bien cargadas) y que la radiación solar es fuerte. Esto nos lleva derechos a una sobrecarga de dichas baterías que, como

18


todo el mundo sabe, reduce considerablemente su vida útil. La segunda de ellas, y opuesta a la primera, se da cuando la carga a alimentar por las baterías consume mucho y que la radiación solar que llega es baja o nula. En este caso, las baterías pueden encontrarse completamente descargadas, una situación que también es perjudicial para la duración de la vida de las baterías. Sin embargo, es suficiente con un puñado de componentes para realizar nuestro regulador inteligente, cuyo esquema eléctrico se propone en ésta página. Dicho circuito utiliza un microcontrolador PIC 12C671 que presenta, al mismo tiempo, la ventaja de estar recogido en un encapsulado de 8 terminales y de contener un conversor analógico/ digital de varias entradas. Gracias a AN0 y al puente divisor formado por R6, P2 y R7, se determina a partir de que tensión, presente en los bornes de la batería, es necesario detener su carga evitando así cualquier sobrecarga. Gracias a AN1 y al puente divisor formado por R8, P1 y R5, se determina (esta vez por la parte de abajo) a qué tensión presente en los bornes de la batería conviene detener la alimentación de la carga, de modo que se evite toda descarga excesiva. La tensión presente en los bornes de la

batería se puede medir gracias a AN2 y al puente divisor fijo por R1 y R2. El diodo zéner D5 protege el microcontrolador de toda tensión parásita externa que pueda aparecer en los bornes de los paneles solares en presencia, por ejemplo, de tormentas. En función de estos umbrales, el microcontrolador controla, a través de los transistores Q1 y Q2, los relés Rel1 y Rel2. El primero de ellos sirve a conectar los paneles solares a la batería. Así pues, dicho relé estará cerrado mientras no haya sobrecarga sobre la batería; y abierto en caso contrario. El segundo relé sirve para conectar la batería a la carga que es alimentada. En este caso, el relé estará cerrado mientras la batería no esté demasiado descargada; y abierto en el caso contrario. En cuanto al diodo D1, que debe ser obligatoriamente un modelo del tipo Schottky para minimizar la caída de tensión en sus extremos, evita que, en períodos de baja radiación solar, la batería no pueda descargarse sobre el panel solar. Hay que señalar, en la parte baja de la figura, la presencia del conector de cuatro terminales. Dicho conector permite conectar a este cargador el módulo de iluminación automático por paneles solares descrito en otro artículo de este


5/6/08 23:46:45

SOLAR SOLAR BATT BATT LOAD LOAD

Lista de materiales

Semiconductores:

R1 = 15 kΩ R2 à R4 = 5k6 R5,R7 = 2k2 R6,R8 = 820 Ω P1,P2 = potenciómetro 1 kΩ

D1= 1N5821 D2,D3 = 1N4148 D4 = 1N4004 D5 = diodo zéner de 4V7/400 mW Q1,Q2 = BC548 IC1 = 78L05 IC2 = PIC12C671 (programado, ver “Descargas”)

Condensadores:

Varios:

Resistencias:

C1 = 470 μF/25 V C2,C5,C6 = 100 nF C3 = 220 nF C4 = 10 nF C7 = 10 μF/25 V

número. En su ausencia, basta con unir por un puente los puntos 1 y 2, tal y como se indica en la figura. Para poder proporcionar una realización fácil de este montaje os hemos propuesto el diseño de la placa de circuito impreso. Éste circuito ha sido diseñado para trabajar con relés del tipo Finder 1 RT de 10 A, lo que nos deja mucha libertad para la elección de los paneles solares y de la batería. En la concepción de este cargador hemos previsto una corriente máxima de baterías de 2 A, tal y como se puede suponer y adivinar por

Rel1,Rel2 = relés 1RT 10 A F1 = fusible de 2 A 1 conector tipo “pinheader” SIL de 4 contactos 6 bornes de conexión de 5 mm 1 puente de cableado (strap)

el rango del fusible elegido, pero nada nos impide el poder el ir más lejos en cuanto a la corriente, siempre y cuando lo permita nuestra economía en lo que se refiere a los precios de la batería y de los paneles solares. El fichero hexadecimal a programar sobre el microcontrolador PIC 12C671 está disponible, de modo gratuito, en el servidor de Elektor así como en la página web del autor de este artículo (ver referencia al final de este artículo). Una vez que hemos acabado el montaje el ajuste del circuito es bastante elemen-

tal y sólo exige el uso de un voltímetro en continua y de una fuente de alimentación ajustable. Sin conectar ningún elemento externo al cargador, sustituir la batería por nuestra fuente de alimentación estabilizada y ajustarla a 12 V, en cuyos extremos colocaremos el voltímetro. A continuación, aumentaremos la tensión de la fuente hasta los 14,5 V y ajustaremos el potenciómetro P2 hasta el punto justo en que el relé Rel1 se abre. Seguidamente, disminuiremos la tensión poco a poco con la intención de ver que el relé Rel1 se vuelve a cerrar a una tensión comprendida entre los 12,8 V y los 13 V (en función de la tolerancia de los componentes). Continuaremos disminuyendo esta tensión hasta los 10,5 V. A esta tensión ajustaremos el potenciómetro P1 hasta conseguir abrir el relé Rel2. Verificaremos que, aumentando esta tensión, el relé Rel2 se cierra de nuevo en torno a los 12 V o justo un poco menos. Los potenciómetros P1 y P2 no tienen ninguna interacción entre ambos, por lo que debe ser posible ajustarlos de manera independiente sin ninguna dificultad. Finalizado el ajuste, bloquearemos los cursores de los potenciómetros P1 y P2 con un poco de barniz y procederemos a montar todo nuestro equipo sobre una caja, que deberemos proteger contra la humedad sí va a ser utilizada en el exterior. Una caja de conexión eléctrica estanca hace maravillas en este tipo de situaciones por un precio irrisorio. www.tavernier-c.com (080225-I)

Descargas Los ficheros de código fuente y hexadecimales de este proyecto, localizados en el fichero 080225-11.zip, así como el diseño de la placa de circuito impreso están disponibles en nuestra página web www.elektor.es.

Disparador para flash auxiliar Por Hermann Sprenger



R2 3M3

R1 3k3 T1

K1

T2 C1

BC517

BPW40

47n P1

R3 1M0

El flash que incorporan las cámaras digitales es apto para habitaciones, pero para distancias mayores de 5 metros, que requieren mayor intensidad luminosa, no suele ser suficiente. Estas cámaras suelen estar desprovistas de un conector para otro flash auxiliar. Aquí presentamos una solución a este problema, basado en un disparador óptico. El flash integrado en la cámara produce un rápido cambio en la luminosidad que el fototransistor del obturador capta. El impulso afecta

10k 080319 - 11

al transistor, que cierra el circuito del flash auxiliar en muy poco tiempo. En P1 puede ajustarse la sensibilidad del obturador óptico. Este pequeño dispositivo se conecta mediante un cable coaxial al contacto preparado para una cámara, en el flash auxiliar, o –dependiendo de su habilidad y el espacio disponible– directamente dentro de éste. El circuito no sirve para flashes en los que la tensión de contacto sea superior a 20 V. Tampoco funciona para cámaras que disparen varios flashes antes del principal. (080319)rg

19

5/6/08 23:46:46

Alarma de timbre Por Patric ‘t Kindt

B250C1500

230V

B1

C2

5W

* ver texto

BZ1

25V 1k

R1 220

Al utilizar una lámpara con sensor de movimiento para el alumbrado exterior, el interruptor de red original resulta innecesario. Cuando se reemplaza este interruptor por un circuito anexo, se produce una señal acústica al encenderse la lámpara exterior. Se trata, pues, de un cruce entre una alarma y un timbre. El principio es sencillo. En serie con la lámpara se coloca un circuito que produce una caída de tensión de solamente un par de voltios. Dado que el circuito necesita tensión continua, la corriente pasa a la lámpara a través de un elemento puente. La caída de tensión en el circuito está determinada por R1. C1 se encarga de nivelar la tensión continua bruta. Atención: aquí no se habla de rectificación de máximo, sino de desnivelado. Por eso la corriente en C1 es más baja de lo que se podría esperar. La tensión continua en C1 alcanza finalmente el valor medio de la corriente en R1. Tomemos como ejemplo una lámpara de 100 W. A continuación, ajustamos la resistencia de la lámpara a conveniencia igual a 529 Ω. Despreciamos la corriente en los diodos y la corriente en R1; así pues, la corriente es de aproximadamente 0,39 A de media (¡y no 0,43 A!). La ten-

LA1

R2

T1

C1

BC 547

25V

080169 - 11

sión de red media es precisamente 207 V: (230x√2)/(π/2). Produce una tensión de aproximadamente 8,5 V en C1. Dado que la carga de C1 a través del zumbador y T1 asciende solamente a unos pocos mA, en la práctica esta tensión divergirá como mucho en algunas décimas de voltio. Utilice un zumbador de tipo DC que tenga un rango de voltaje amplio. Un buen ejemplo es el CEP-2260ª, con un rango de 3 a 20 V (entre otros, se puede encontrar en Digi-Key). El tiempo en que C2 se carga determina el tiempo que el zumbador está activo, lo que ahora ascenderá a algunas décimas

de segundo. Según la corriente que toma el zumbador, para R2 se puede utilizar también una resistencia mayor (es el caso del tipo mencionado anteriormente), con lo que se puede prolongar el tiempo. Según la potencia de la lámpara se puede considerar adaptar R1. Este es el caso si se utiliza una lámpara de 150 W o más. Divida entre 2 el valor de R1; esto se debe sobre todo a la potencia desarrollada, que si no será demasiado elevada. En nuestro ejemplo asciende aproximadamente a 3 W. Asimismo el elemento puente se merece una atención especial. Al conectar una lámpara fría, temporalmente circulará una corriente considerablemente más elevada. Un elemento puente de 250 V y 1,5 A será suficiente para una lámpara de 100 W, pero con lámparas más potentes son necesarios diodos más potentes, como por ejemplo 1N5408 (3 A/1000 V). En relación con la temperatura de R1, al llevarlo a la práctica se debe procurar colocar R1 a algo de distancia de los demás componentes. También hay que asegurarse de que todo el circuito está conectado a la tensión de red. ¡Nunca cambie nada mientras el circuito está conectado a la red! También es bastante sensato probar el circuito antes de montarlo. (080169)

Circuito para el ahorro de pines Por Roland Plisch Los microcontroladores pequeños y económicos tienen, por naturaleza, menos “patitas” que sus hermanos y hermanas mayores y, en ocasiones, demasiado pocas. Por este motivo, el autor ha estado pensando cómo ahorrarse, en caso necesario, patitas. Así, se le ocurrió utilizar el estado de alta impedancia de una salida TriState. La señal generada debido al estado de alta impedancia puede utilizarse, por ejemplo, como señal CS de dos integrados o como señal RD/WR. Todo lo que necesitamos son dos amplificadores operacionales o comparadores que funcionen con una única tensión de funcionamiento de 5 V y cuya salida en un funcionamiento de 5 V alcance un nivel bajo y alto (es decir, preferentemente tipos con salida rail-to-rail). Tam-

20


U+

R

R

CS1

High= CS1

A1

Low = CS2

R

A

CS2

High Z = no CS

A2

R

R

080095 - 11

bién podemos utilizar, por ejemplo, el LM393 o el LM311. Las resistencias del potenciómetro del circuito presentan el mismo valor, por ejemplo, 10 k. La entrada A se encuentra, por lo tanto, a la mitad de la tensión de funcionamiento (2,5 V), si a ésta no se ha conectado nada o el pin del microcontrolador conectado es un pin de alta impedancia. La entrada no invertida del IC1A se encuentra a 2/3 y la entrada invertida del IC1B a 1/3 de la tensión de funcionamiento, de forma que, en ambos casos, las salidas se encuentran a nivel alto. Si el pin del microcontrolador conectado a la salida A pasa a nivel bajo, la salida del IC1B pasa también a nivel bajo y la salida del IC1A a nivel alto. Cuando A se encuentra a nivel alto ocurre justo al contrario. (080095e)


5/6/08 23:46:47

Mini-generador de alta tensión Por B.Broussas



S1 TR1

HT

R2 470k

C3

47n

470n

240V

BT1

C2

9V

R1

9V

0W5

22k

He aquí un montaje que nos podrá servir este verano en la playa para evitar que nadie toque las cosas que hemos dejado sobre la toalla mientras nos vamos a tomar un baño, pero que podemos utilizar también en el despacho o en el taller cuando retomemos el trabajo. Con un tamaño muy reducido y alimentado por simples pilas o baterías recargables, el circuito permite generar una alta tensión, del orden de los 200 V a 400 V, sin ningún tipo de daño para el ser humano claro está, pero que posee al mismo tiempo la propiedad de ser bastante “molesto“ cuando nos encontramos frente a él. Independientemente de este aspecto útil, el montaje se puede aprovechar también de forma didáctica para los más jóvenes de nuestros lectores, ya que nos va a permitir descubrir un circuito eléctrico que, los más “ancianos“ que hayan practicado con radio, deben conocer. Como se muestra en la figura correspondiente, este esquema eléctrico es de una extrema sencillez ya que tan sólo incluye un único elemento activo que, además, sólo es un simple transistor. Sin embargo, al ser montado de esta manera, funciona como un oscilador de baja frecuencia y permite pues transformar la tensión continua de la pila en una tensión alterna, la cual tan sólo tenemos que elevar por medio de un transformador. El hecho de utilizar un transformador con toma central, como es el caso de nuestro montaje, nos permite realizar alrededor de transistor T1 un oscilador del tipo Hartley que, como ya hemos indicado anteriormente, ha sido muy utilizado en radio hace muchos años, cuando las válvulas reinaban en este mundo. Para que un oscilador de este tipo funcione y genere señales senoidales de buena calidad, la posición de la toma intermedia en el bobinado utilizado, debe ser elegida de modo correcto. Evidentemente, no es el caso de nuestro circuito ya que nosotros utilizamos un transformador comercial estándar pero con el que hemos tenido suerte. Como dicho transformador genera una “retroacción” muy fuerte por la presencia de su toma central en el bobinado, nos asegura un funcionamiento estable del oscilador. Por contra, esta “retroacción” excesiva hace que el circuito no genere señales senoidales propiamente dichas. Esto no tiene ninguna importancia para

C1

25V

HT

R3

12V T1

470k

1VA2...3VA

0W5

C4

1N4007

R4

2N2219A

+HT

470k 470n 630V D1

1N4007

0W5

D2

C5 470n 630V R5

–HT

470k 080229 - 11

una aplicación de este tipo y el transformador se comporta de maravilla. La tensión de salida puede ser utilizada directamente, a través de las dos resistencias limitadoras de corriente, R2 y R3, que en ningún caso podemos omitir o modificar, ya que son ellas las que hacen que el montaje sea un dispositivo sin peligro. Así pues, dispondremos de una tensión pico a pico de unos 200 V, un valor que se hace bastante desagradable al tacto. Pero también podemos recurrir al uso de un doblador de tensión, que está representado en la parte baja de la figura, y que nos permitirá disponer de unos 300 V, un valor que es mucho más molesto al tacto. En este caso, claro está, las resistencias referenciadas como R4 y R5, deben permanecer obligatoriamente montadas en el circuito. El montaje tan sólo consume unos 10 mA, ¡un valor que no “electrocuta” a nadie! Si debemos utilizar este montaje durante grandes períodos de tiempo, recomendamos alimentarlo con baterías de Ni-MH en formato AAA, agrupadas en bloques de 10 sobre un elemento que las aloje, a fin de no arruinarnos con la compra de pilas. ¡Atención! Si realizamos la versión de este circuito sin doblador del tensión

0W5

y si medimos la tensión de salida con nuestro multímetro, podremos observar un valor más bajo del anunciado. Esto se debe al hecho de que la forma de onda de la señal a medir es bastante diferente a la de una onda senoidal y que, por lo tanto, los multímetros tienen ciertos problemas en interpretar su valor eficaz. Si disponemos de un osciloscopio que permita trabajar con varios centenares de voltios en su entrada, podremos constatar que los valores mencionados son los reales. Y, si aún tenemos dudas, nos bastará con tocar los terminales de salida… Para proteger con este montaje el asa de nuestra bolsa de playa, basta por ejemplo con que coloquemos sobre estos elementos dos pequeñas zonas metálica bastante próximas la una de la otra, cada una de ellas conectada a uno de los terminales de salida del montaje. Los colocaremos de manera que la mano no deseada tenga que tocar las dos piezas metálicas de forma simultánea. ¡El efecto está garantizado! Tan sólo tendremos que evitar caer en nuestra propia trampa cuando cojamos nuestro bolso para detener nuestro montaje. (080229-I)

21

5/6/08 23:46:48

Magia subacuática

Por Ludovic Mézière “16 millones de colores en el agua de nuestra piscina”, éste podría ser el subtítulo de este artículo si hubiese sido necesario encontrar un eslogan para venderlo (en uno de los distintos sentidos del término), dentro de un catálogo de venta por correspondencia. Los diodos LED de alta potencia se han convertido, en pocos meses, en componentes

indispensables en aplicaciones cada vez más “vistosas“. ¿No se ha ocupado Philips de la iluminación de las avenidas más célebres del mundo? El autor de este proyecto se ha puesto a trabajar para dar un aire de fiesta en su piscina con los medios más sencillos y accesibles posibles. La utilización de una fuente de alimentación de ordenador, hecha para el aporte de energía, permite reducir de manera muy sensible los costes del conjunto y de esta realización.

22


Principio Tres generadores de MAP (Modulación de Ancho de Pulso) comandan tres grupos de diodos LED de alta luminosidad rojos, verdes y azules, según una palabra de 8 bits por color, lo que se traduce, teóricamente, en la posibilidad de dar 16 millones de tonos al agua que este proyector ilumina. Esquema Eléctrico Un vistazo sobre el esquema eléctrico nos permite preguntarnos si su diseñador no ha olvidado alguna cosa, en vistas de la excelencia “visible“ de la electrónica puesta en funcionamiento. Un microcontrolador y no menos de tres barras compuestas por una decena de diodos LED, dotados cada uno de ellos con su correspondiente resistencia de

limitación de corriente; donde cada una de las barras está controlada por un transistor, son todos los ingredientes de esta “receta“ que desvelamos aquí a nuestros lectores. El microcontrolador, IC1, un AT90S8515P de Atmel está, en lo que se refiere a su potencial, innegablemente infrautilizado, pero su elección se justifica por la presencia en el interior de dicho componente de tres controladores PWM (Pulse Width Modulation = MAP, Modulación de Ancho de Pulso), así como su precio muy asequible y su excelente disponibilidad. La placa posee un conector ISP (In System Programming, es decir, Programación en el Sistema), K2, para una posible actualización del programa interno. Las tres salidas PWM atacan unos transistores MOSFET del tipo IRFI540NPBF, T1 a T3, capaces de soportar una potencia más que suficiente para esta aplicación. Podemos aprovechar y equiparlos con un pequeño disipador que servirá para evacuar el poco calor generado en la conmutación de los transistores. Cada uno de estos transistores comanda una decena de diodos LED. La intensidad máxima absorbida por el proyector, bajo una tensión de alimentación de 5 V, está próxima a los 10 A, lo que conllevará a la realización de una alimentación de fuerte potencia. La fabricación de una fuente de alimentación de este tipo sería algo costosa. Así pues, la solución a este dilema de precio ha sido la de optar por una fuente de alimentación de un ordenador que, por una suma módica, nos permite obtener unos 30 A con 5 V. ¡Y ya está! Ya hemos contado todo lo que era necesario saber sobre la electrónica de este circuito. El aspecto que vamos a abordar en el siguiente apartado es de una gran importancia teniendo en cuenta sus implicaciones…


5/6/08 23:47:29

correcta. El aspecto final de la placa debe ser como el que muestra la segunda foto. A continuación, podemos pasar a la colocación de las resistencias que se montarán a tope en los orificios que se les ha destinado en la placa de diodos LED, antes de comenzar a soldarlos. Los tres puntos opuestos ubicados en las proximidades del microcontrolador, e identificados con “+ 5V”, serán equipados con un trozo de conductor rígido aislado, de una longitud igual a la distancia que separa finalmente las dos placas. Ahora es el momento de pasar al montaje de la placa del microcontrolador. Podemos optar por colocar el circuito integrado IC1 sobre un zócalo. Comenzaremos soldando los componentes de pequeño tamaño, los condensadores y el diodo (que sólo se montará si se efec-

D9

D10

D11

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10 6Ω8

D8

6Ω8

D7

6Ω8

D6

6Ω8

D5

6Ω8

D4

6Ω8

D3

6Ω8

D2

6Ω8

+5VMCU

+5V

D2 ... D11 = rouge

+5V

6Ω8

+5V

túa un aumento de la tensión generada por la alimentación del PC, para ello ver el apartado que continúa; en caso contrario este diodo será sustituido por un puente de hilo). Seguidamente montaremos los transistores (atención a su orientación y a la colocación de su radiador que deberá estar girado hacia el exterior de la placa) y el colector K2 (un intento de montaje posterior de este componente, una vez que las dos placas han sido montadas y encajadas, será bastante delicado debido a la dificultad de acceso a la placa del controlador). Una vez que hemos finalizado la realización de las dos placas y, después de haber tenido cuidado y verificado nuestro trabajo, podremos montar la placa del controlador ajustándola sobre la de los diodos LED, vigilando que quede una

6Ω8

La realización Tal y como se muestra en la foto, el conjunto de la electrónica se coloca sobre un par de circuitos impresos. La placa de los diodos LED tiene forma redonda para poder ser integrada fácilmente en un cuerpo cilíndrico que se encajará en un orificio de obra previsto a este efecto en la piscina. La segunda placa, más pequeña, de forma rectangular con ángulos redondeados, recibe toda la electrónica de potencia. Las resistencias de limitación de corriente en las líneas de alimentación de los diodos LED hacen dos funciones a la vez: la de separación de las dos placas y la de interconexión entre ambas. La primera etapa del montaje consiste en colocar los 30 diodos LED en la cara de pistas de la placa redonda. Debemos poner mucha atención y respetar su polaridad

D1

1N4004

C2 1000µ 16V

C1

D

10n

T1

G S

IRFI540NPBF

40

24 25 26 27 28

ALE

RESET

ICP

OC1B

AT90S8515P PC0

PD0

PC1

PD1

29

PD4

PC5

PD5

PC6

PD6

PC7

PD7

R18

R19

R20

R11

14

S

+5V

T2

IRFI540NPBF

+5V

15

D22 ... D31 = bleu D22

D23

D24

D25

D26

D27

D28

D29

D30

D31

R21

R22

R23

R24

R25

R26

R27

R28

R29

R30

16 17

XTAL2 20

R17

G

11

PC4

19

R16

D

10

PC3

XTAL1

R15

9

PD2 12 PD3 13

PC2

R14

6Ω8

10

R13

6Ω8

8

9

R12

6Ω8

7

D21

6Ω8

8

D20

6Ω8

6

D19

6Ω8

PB7/SCK

5

D18

18

D

6Ω8

23

PA7

4

7

D17

6Ω8

22

PB6/MISO

3

D16

6Ω8

21

PA6

2

6

D15

6Ω8

31

PB5/MOSI

1

D14

6Ω8

30

PB4

PA5

5

D13

6Ω8

32

PA4

K2

4

D12

6Ω8

K1

PB3

+5VMCU

6Ω8

33

PA3

3

6Ω8

34

PB2

6Ω8

35

PB1

IC1

PA2

D12 ... D21 = vert

+5V

2

6Ω8

36

PA1

+5V

1

6Ω8

37

PB0

6Ω8

38

PA0

6Ω8

39

T3

G S

IRFI540NPBF 071037 - 11



23

5/6/08 23:47:29

D8

D31 D6 D25 D5 D29

D27

V+

D24

D9

D30

D7

V+ V+

D4

D23 D21

D17

D19

D13

D2

D3

D22

D20

D16

D18

D12

D14

D15

90% del tamaño real

C2

D1

C1

K1 +5V

IC1

+5V +5V

K2

S


D10

D28

D26

DG

S

24

D11

DG

S

cierta distancia entre dichas placas, de manera que se asegure la circulación del aire contenido en esa zona. Para ello basta con desplazar los extremos de las resistencias de 3 W, colocadas sobre los taladros sobre la placa de los diodos LED, en los orificios correspondientes de la placa del controlador, dando el toque final al conjunto (esto requiere una cierta habilidad, se puede introducir los terminales de la primera fila de resistencias, entonces inclinar la placa e introducir los terminales de las siguientes resistencias recortados 2 o 3 mm y así sucesivamente. Cuando todas las resistencias están colocadas, podemos soldar y recortar los sobrantes de los terminales). Veamos ahora la alimentación de ordenador que necesita una pequeña “comprobación“. En efecto, es necesario modificarla ligeramente: el hilo verde (señal ps_on) que esta alimentación tiene, debe ser colocado a la masa para permitir el encendido de la alimentación. Sólo se trabaja con todos los hilos negros (masa) y todos los hilos rojos (+ 5V), los otros conductores que salen serán todos cortados o anulados. Si la fuente lo permite, se aumentará la tensión de 5 V hasta 5,6 V, jugando con el potenciómetro que se encuentra en el circuito de regulación. Este reajuste de tensión permite aumentar un poco la luminosidad de los diodos LED. La alimentación del microprocesador es disminuida de nuevo, si se ha procedido a la subida de la tensión mencionada algunas líneas más arriba, a + 5V, por medio de la colocación de un diodo en serie, D1, en la línea de alimentación del microcontrolador. Una vez hecho esto, podremos conectar las líneas de 5 V que provengan de la alimentación del PC a la placa del controlador. Esta placa está dotada de un conector, K1, con esta misión, que toma la forma de un par de espadines. Debemos poner especial atención en identificar claramente las líneas de positivo (+, que es el más cercano a la serigrafía de K1 y del µC) y negativo (-), el otro espadín. Los tres puntos marcados como “+ 5V” deberán ser interconectados a los puntos simétricos de la placa de los diodos LED en el momento de la interconexión de las dos placas. Nos queda ahora, después de haber verificado una última vez la perfecta realización de nuestro trabajo, realizar la primera prueba. No es necesario colocar la placa de diodos LED frente a nosotros (para ver si todos los LED funcionan). El funcionamiento debería ser evidente y la luz debe de cambiar progresivamente de color. ¡No debemos esperar poder ver los 16 millones de tonos!

DG

1 10

T1


R1 a R3 = 6Ω8/3 W

Condensadores:

C1 = 10 nF C2 = 1 000 μF/16 V radial

Semiconductores:

D1 = 1N4004 LED1 a LED10 = diodos LED Golden Dragon azules, LB-W5KM-EZGY-35, de la casa OSRAM LED11 a LED20 = diodos LED Golden Dragon verdes, LT-W5KM-HZKX-25, de la casa OSRAM

T2

T3

LED21 a LED30 = diodos LED Golden Dragon rojos, LR-W5KM-HXJX-1, de la casa OSRAM T1 a T3 = IRFI540NPBF aislado IC1 = AT90S8515P (Atmel, programado con el fichero .hex de 071037-11)

Varios:

K1 = 2 espadines K2 = conector tipo “pinheader” DIL de 2 líneas de 5 contactos (o HE-10 2 x 5) Radiador para los 3 transistores (opcional) Alimentación PC Placa 071037-1 (controlador) y 071037-2 (LED) disponibles por medio de thepcbshop.com


5/6/08 23:47:30

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USB a TTL AJ

USB a TTL cuatro hilos

FT232R

CIRCUITO UART USB Salida de generador de reloj

Instalación El proyecto se coloca en un emplazamiento previsto para ello en la piscina, bien en el lugar de un proyector clásico o, siguiendo la solución adoptada por el autor de este artículo, en el lugar del sistema de revoque de una natación contracorriente. Una placa de plexiglás atornillada con tornillos de nylon y una junta de silicona, aseguran la estanqueidad. Una hoja de “White Frost”, una especie de difusor utilizado en video, se coloca delante del plexiglás, para una mejor difusión de la luz de los diodos LED. En cuanto al bloque de alimentación, debe ser instalado al abrigo de la humedad y de los elementos externos. Caso de tener que prolongar unos metros los cables de alimentación para llegar hasta las placas de nuestro montaje, deberán ser de la sección y resistencia mínima adecuada, para evitar una caída de tensión excesiva en los mismos.

FTDIChip-IDTM Dongle de Seguridad Los diseños USB a serie se han simplificado aún más utilizando el FT232R gracias a la plena integración de la EEPROM externa, el circuito de reloj y las resistencias USB dentro del dispositivo. • Drivers Opcionales Descargables Gratuitamente: drivers VCP y D2XX para todos las plataformas Windows, Mac y Linux • Interfaces Opcionales: disponibles con interfaz FIFO paralelo (FTDI P/N:FT245R) • Programación: pre-programado con un número de serie USB único • Disponible como circuito integrado independiente, pude también ser adquirido dentro de una gama de módulos y cables fáciles de utilizar con cualquiera de los drivers disponibles

TTL-232R-PCB

Programa El programa del microcontrolador es muy sencillo y contiene diversas subrutinas cuya función es el encendido o el apagado instantáneo de un color y la iluminación y apagado de otro color, de modo progresivo. El bucle principal hace llamada de estas subrutinas para crear los distintos efectos. Cada PWM recibe un valor comprendido entre 00 y FF que determina la relación cíclica sobre la base de los transistores. La primera parte de este bucle hace pasar progresivamente el proyector de un color a otro, asociando los tres colores primarios. La segunda parte, mucho más dinámica, está constituida de flashes coloreados, que aparecen cada vez más rápidamente, hasta dar el efecto estroboscópico. Resultados De noche, el resultado es, como muestra la serie de fotos, impresionante. Nuestro gato también lo agradecerá mucho, incluso si la longitud de onda del rojo se atenúa rápidamente con la distancia en el agua.

MM232R

Vinculum VNC1L

Circuito Controlador Host USB Embebido • Dispositivo Controlador Embebido Host USB en un solo Circuito Integrado • Manejo del protocolo USB Completo en el chip • Dos puertos host USB 2.0 independientes de Baja Velocidad/Velocidad Completa con resistencias de pull-up y pull-down integradas. • Soporte de “suspend” y “resume” USB • Soporte para configuración como bus alimentado y autoalimentación USB

(071037-I)

Enlaces en Internet [1] Hoja de características del AT90S8515P www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/DOC0841.PDF

Descargas Los diseños de las dos placas de circuito impreso, con referencias 071037-1 y 071037-2, así como los ficheros con el código fuente y los hexadecimales de este proyecto (071037-11.zip), se pueden descargar gratuitamente desde la página web de Elektor, www.elektor.es.



Future Technogy Devices International Ltd Practical USB Interface Solutions 373 Scotland Street Glasgow G5 8QB Scotland, United Kingdom TEL: +44 (0)141 429 2777 Sales Enquiry: [email protected] Technical Enquiry: [email protected] www.ftdichip.com

www.vinculum.com

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6/6/08 20:56:35

El misterio del OC171 (resuelto) 2 aleación de difusión unión Ge

grasa de relleno

“pelos” conductores en el aire sello de soldadura

cabecera de vidrio

E

Por Jan Buiting, PE1CSI

EL OC170 y el OC171 tuvieron bastante éxito, y se utilizaron de forma extendida como amplificadores de RF y de IF, en osciladores y mezcladores en radios portátiles de OM/OL, así como en televisores. Cuando Philips progresivamente retiró su prefijo de tipo “OC” para cumplir con el sistema de designación de tipo semiconductor Pro Electrón, aparecieron en el mercado los sucesores del OC170/171 llamados, AF114, AF115, AF116 y AF117. Tanto los transistores OC como los AF llevaban dentro de su encapsulado metálico TO-7 un “terrible secreto”. Si encendemos una radio “muerta”, con transistores de los años 60, que con-

Los transistores OC170 y OC171 son transistores p-n-p de germanio de aleación por difusión, presentados en un encapsulado metálico TO-7. Fueron diseñados por la casa Philips a comienzos de loas años 60 como transistores de RF con una frecuencia de transición de (por aquel entonces espectacular) unos 70 MHz. En aquellos años, estos dispositivos marcaron una transición de la vieja tecnología de “aleación por crecimiento” (“grown alloy”) a la nueva tecnología de “aleación por difusión” (“alloy-diffused”), en el comienzo de la edad del silicio que acababa de comenzar 1

–6V

470 Ω

R29

C20

C23

C27

C31

C34

82n

82n

82n

82n

82n

82n

R18

C26 82n

R21

R23

6k8

1k

33k

1k C28 82n

MP17

OC171 R26

R28 4k7

R16

C33

-0V6 -0V38

OC171

1k

C21

OC171

R32

-4V8 T7 10n

-0V62 -0V38

4k7

4k7

10n

-0V63 -0V42

R13

T5

1k

-0V65

1k

10n

T4 10n

C29

-4V9 T6 10n

4k7

C19

C25

-5V

R30

R27

-0V38

C32

MP18

OC171 R31 1k

C22

-5V

R25

R22 33k

33k

22k

R20

R17

680 Ω

R15 820 Ω

R12

R33 2k2

10k

R24 470 Ω

R19 470 Ω

R14 470 Ω

R11

82n

080473 - 12

26


B

S

C

080473 - 11

tenga uno o varios de los mencionados transistores, podemos intentar tocarlos suavemente con la punta de un pequeño destornillador. La mayoría de las veces, se oirán interferencias, intentará comenzar a trabajar o trabajará de modo intermitente durante unos instantes, hasta volver a quedar callada de nuevo. Sorprendentemente, si desoldamos del circuito uno de los transistores OC171 que creemos que está averiado y verificamos sus uniones usando un Ohmetro, no encontraremos fallos en la propia unión. El dispositivo mostrará también sus especificaciones eléctricas normales. Sin embargo, se puede llegar a medir un inesperado cortocircuito entre el hilo de apantallamiento (S) y el emisor o el colector. En el amplificador de IF de 455 kHz mostrado en la Figura 1, se produce un efecto dominó con todas las líneas de alimentación del transistor si, por ejemplo, el colector del primer OC171 es cortocircuitado con la pantalla, o lo que es igual, la masa. Se trataba de un caso práctico y un motivo para iniciar una investigación. En la referencia [1] Andrew Emmerson explica que estos cortocircuitos son provocados por “hilos” conductivos microscópicos que crecen desde el interior del encapsulado, en el espacio aéreo, bajo la grasa de relleno (probablemente vaselina o una forma de grasa de silicona). En la Figura 2 se ilustra el fenómeno. Normalmente, los hilos alcanzarán el terminal del emisor o del colector. El origen de este crecimiento es desconocido; algunos sugieren que es debido a un efecto electroquímico entre el metal del


5/6/08 23:47:33

encapsulado y el metal del terminal, con el aire y el más leve rastro de ácido en la grasa interviniendo en el proceso. Otros afirman que es una “error” de Philips “una bomba de relojería” de ingeniería química pensada para generar ventas de nuevas radios. Una sugerencia, aún más improbable, es la de que uno de los competidores de Philips en EE.UU., ha facilitado esta grasa a través de un subcontratista “interesado en el complot”. Curiosamente, la referencia [2] confirma que la tan temida “Qual. Lab.” de Philips Semiconductors, ha expresado sus dudas sobre el uso de una grasa de sellado en torno a la unión de difusión de Germanio usada en los transistores OC17x y en los posteriores AF11x. Se desconoce si el aire almacenado por debajo de la grasa de relleno es intencionado o un fallo de producción. Un buen truco conocido y aplicado por el departamento de ingenieros de televisión y radio, fue a cortar el terminal de blindaje (S), aislándolo de la masa del circuito, pero podríamos tener la mala suerte de que quedase un hilo entre los terminales E y B. Otra desventaja es que, en ese caso, el encapsulado del transistor estaría al mismo potencial que el emisor o el colector, lo que produciría la radiación de RF y el mágico, pero no

3

BF450/451

C E B

deseado, “efecto mano” (¡el encapsulado TO-7 es un encapsulado relativamente grande!). Los hilos pueden ser suprimidos de golpe utilizando un condensador electrolítico de 47 µF, cargado a unos 50V y conectado entre el terminal S (malla) y los hilos E, B y C trenzados entre sí. Aunque este método es bueno para conservar la originalidad de nuestra radio, el fallo puede ocurrir de nuevo después de algún tiempo de que el crecimiento del hilo continúe. Los transistores de germanio tienen una de tensión de línea de entre 0,2 y 0,3 V, de modo que si un OC171, o uno de sus hermanos, es sustituido por un

transistor de RF de silicio moderno, de tipo pnp, como el transistor BF450 o el BF451 (ver Figura 3), es posible que las resistencias tengan que ser modificadas para obtener niveles de tensión VB-E de 0,6 V a 0,7 V en el circuito. Además, casi todos los transistores de silicio tendrán una frecuencia de transición mucho más elevada que los antiguos modelos de germanio, por lo que debe prestarse atención especial al desacoplo de RF y a las capacitancias internas que cambian. No tiene sentido comprar transistores OC17x o AF11x NOS (new old stock) en eBay como dispositivos “estrella”, ya que también tendrán los mismos problemas. Al parecer, algunos de los transistores de audio como los AC127, AC128, AC176, AC187 y AC188 también sufren el crecimiento de hilos no deseados en lugares invisibles. (080473-I)

[1] Electronic Classics, Collecting, Restauration and Repair, Andrew Emmerson. ISBN 0-7506-3788-9. [2] 50 Jaar Herkennen (Recognising 50 Years). Philips Semiconductors Nijmegen, C. van Anrooij, F. Geersten. H. Jacobs, P. Willemsen, G. de Wind (Editors). ISBN 90-90-17050-2.

Cabras lógicas en papel

Por Rob Ives La Unidad Central de Proceso (UCP o, en ingles, CPU), situada en el corazón de todo ordenador o sistema microcontrolador es, básicamente, una vasta colección de pequeños conmutadores microscópicos y de puertas lógicas. Por



desgracia, la función de las puertas lógicas en particular, parece que no se llega a entender claramente por aquellas personas no técnicas (o para aquellas que no pueden leer sencillas tablas lógicas). Ahora, a través de la fuerza del papel (barato y disponible en cualquier sitio), estas puertas lógicas están disponibles en forma de “cabras” de papel (ver enlace en Internet). Construidas adecuadamente según su guía de montaje casero, la “cabra” (puerta) AND moverá la cabeza en sentido afirmativo sólo si pulsamos el botón derecho y el botón izquierdo al mismo tiempo. Del mismo modo, la “cabra” OR moverá la cabeza en sentido afirmativo cuando se pulse el botón izquierdo o el botón derecho o ambos botones a la vez. Por ultimo, la cabra NOT hará un movimiento afirmativo de su cabeza cuando se pulse el botón not. Estos modelos pueden construirse en papel usando modelos de cortar y pegar diseñados específicamente y que podemos descargar de la página web Flying

Pig. Estas manualidades están pensadas para personas comprendidas entre 5 y 105 años (más allá de estas edades es posible que se necesite alguna ayuda). (080482-I)

Enlaces en inernet www.flying-pig.co.uk/pagesv/logicgoat.html

27

5/6/08 23:47:36

Iluminación automática con paneles solares Por C.Tavernier

28


2

3

4 R3

+5V

1k

+5V

10n

R5

R4

1

2 S2

3

ENCENDIDO FORZADO

4

GP5

GP0/AN0

IC1

GP4/AN3

GP1/AN1

GP3

GP2/AN2

PIC12C671

8 S1 PARADA FORZADA

C5

7

100n

6 5

C4 100n

R6

P1

10k

47µ 15V

100 Ω

C2

100 Ω

R2 10k

R1

C3

Detector infrarrojo

1

10k

Probablemente, la mayoría de nuestros lectores conocen esos pequeños postes de iluminación automática con paneles solares que encontramos todos los años, cuando se aproxima el verano, en la mayoría de los almacenes de bricolaje; se venden en lotes de varias unidades a un precio irrisorio. Es cierto que funcionan, pero su electrónica y, sobre todo, su encapsulado, realizado a menudo con muchas limitaciones de costes, tienen una vida con una duración proporcional al precio de compra… La realización que proponemos ahora a nuestros lectores toma un camino un poco diferente. Nuestro montaje está destinado a usarse en asociación con dispositivos de iluminación para el jardín, que vayamos a crear o ya existentes, pero que pueden ser bastante más potentes que los que acabamos de describir. Dicha electrónica no puede funcionar sola, sino que debe estar asociada a otro montaje descrito en alguna página de este número, con el nombre “cargador de baterías con paneles solares“, al que se conecta gracias a un conector previsto sobre éste último. Así pues, el cargador genera la carga “inteligente” de la batería a través de paneles solares mientras que el montaje que presentamos aquí asegura el control de la parte de iluminación. Como es normal, dispone de una célula fotoeléctrica en la forma de una LDR, que nos mide la luminosidad ambiente y cuyo fin último es el de no gastar tontamente la preciosa energía almacenada en las baterías. También dispone de un detector de presencia para qué tan solo se encienda cuando sea necesario. Por otro lado, este detector está temporizado, de manera que hace que la utilización práctica de este montaje sea muy agradable. Teniendo en cuenta la necesaria asociación con el cargador de baterías con paneles solares, su esquema eléctrico, como podemos constatar al analizar la figura asociada, es muy simple. Tan sólo se utiliza un único circuito integrado, en concreto un microcontrolador PIC del tipo 12C671, es decir el mismo que se emplea en el cargador, lo que facilita el aprovisionamiento de material. Recordemos que este circuito integrado lleva incorporado un conversor analógicodigital de varias entradas y que, evidentemente, nos vamos a aprovechar de ello

Conector para cargador de +5V con paneles solares

P2 1k UMBRAL DÍA/ NOCHE

1k DURACIÓN ALUMBRADO C1 100n

R7

LDR

080228 - 11

aquí. Su alimentación viene asegurada por la tensión estabilizada de 5 V proveniente del cargador, a través de los terminales 3 y 4 del conector previsto a este efecto. Vayamos un momento al esquema eléctrico del cargador y nos daremos cuenta que, cuando se utiliza con el dispositivo de iluminación automático, el puente colocado entre los puntos 1 y 2 de su conector debe estar quitado. Esto permite que el relé Rel2 del cargador no esté directamente comandado por éste último sino que, muy al contrario, esta función será realizada por nuestro iluminador automático. Así pues, la carga alimentada por el cargador automático está constituida aquí por las bombillas u otros dispositivos de iluminación que deseemos controlar. La protección contra la descarga excesiva de la batería se mantiene en cualquier caso, ya que esta información, generada a través de la salida GP4 del 12C671 del cargador, es tenida en cuenta a través del terminal 2 del conector y de la entrada GP4 de IC1. Esta misma entrada recibe también el interruptor SW1, cuya presidencia está claro que es opcional, y que permite asegurar un apagado forzoso del circuito. La entrada GP3 también recibe la presencia de un interruptor que permite forzar una iluminación permanente cuando se desee, por ejemplo, si deseamos disfru-

tar de nuestro jardín durante la noche, para lo cual se neutraliza el circuito de detección de presencia. Esta última parte del circuito está confiada a un modulo comercial listo para ser utilizado, ya que hoy día no es ni razonable ni rentable el que nos fabriquemos un elemento de este tipo. Este dispositivo se enciende con una tensión de 5 V y proporciona una salida de nivel lógico alto cuando se produce una detección; nivel que es tenido en cuenta a través de la entrada GP3. ¡Atención! Los modelos de este tipo presentes actualmente en el mercado trabajan con tensiones de alimentación diferentes y generan niveles lógicos altos o bajos al realizar una detección. Así pues, un modelo adecuado a nuestra aplicación sería, por ejemplo el de la referencia PI8377 de la casa Lextronic (www.lextronic.fr). La medida de la luminosidad ambiente ha sido confiada a una LDR conectada a la entrada analógica AN2, mientras que las entradas AN1 y AN0 están ambas conectadas a unos potenciómetros ajustables. El potenciómetro P2 permite ajustar el umbral día/noche en función de las características y de la colocación de la LDR utilizada, mientras que el potenciómetro P1 permite ajustar la duración de iluminación, una vez que se ha producido


5/6/08 23:47:37

la detección de presencia, entre algunos segundos y una decena de minutos. Por supuesto, el programa a almacenar en el PIC 12C671 está a disposición de nuestros lectores para su descarga gratuita en la página web de Elektor o en la página web del autor: www.tavernier-c.com. El funcionamiento del montaje es inmediato y sólo necesita el ajuste correcto de los potenciómetros P1 y P2, tal y como se ha mencionado anteriormente. En cualquier caso, debemos señalar que

antes de unir nuestro circuito al cargador automático descrito en otra página de este número, es conveniente ajustar este último umbral como se indica en el artículo correspondiente. www.tavernier-c.com (080228-I)

Enlaces en Internet y Literatura Ficha con las características técnicas del PI8377 (en inglés)

Notas de aplicación para módulos “Cubloc™” (sólo en Francia) http://www.lextronic.fr/~lextronic_doc/ Applications_B.pdf

Descargas Los ficheros código fuente y hexadecimales de este proyecto, con referencia 080228-1.zip, están disponibles en la página web: www.elektor.es.

http://www.lextronic.notebleue.com/~lextronic_doc/ pi8377.pdf

Contador horario Por Thomas Rudolphi

En la rutina Init() el procesador se inicializa, el contador ON/OFF aumenta en 1 y el valor se almacena en la C1 1N4148 EEPROM. Los datos almacenados en 47µ 10V la EEPROM también se reinicializarán si el puente está colocado. 1 En el bucle principal (for(;;)) se 7 espera una detección de cruce por GP0 IC1 6 GP1 cero en la rutina CheckZeroCross(). 5 GP2/TOCKI En cuanto llega, la información 4 MCLR/GP2 referente al tiempo se actualiza en 3 GP4/OSC2 2 Realtime(), a la que cada 100 ms GP5 PIC12C683 también se envía una parte de los J2 R3 datos de IrDa. Siempre se envía una 8 D2 pequeña parte de los datos al diodo 1N4148 IR, para evitar que C1 se descargue RESET R1 R2 demasiado (una corriente relativaJ1 68k 68k mente grande por el LED). 1 D1 LED1 En la rutina CheckZeroCross() además se controla si el cruce por cero 2 IR-LED 5V6 entra** cada 20 ms. En caso contrario, se desconecta la corriente y los 070349 - 11 datos se deben ajustar cuanto antes en la EEPROM interna (antes de que C1 se haya descargado demasiado). velocidad de transmisión de 38k4. Con Con un pocket PC (PDA) (siempre con R3 la corriente durante el impulso corto un puerto IrDa como estándar) y un prose limita a 35 mA aproximadamente. grama terminal (por ejemplo, Zterm/ Con J2 se pueden reinicializar los datos PPC, véase los enlaces web), los datos almacenados (el contador y el tiempo de IrDa pueden leerse muy fácilmente. vuelven a 0). Con este fin, se debe colo- La salida (ASCII) es: car un puente al inicio, que se debe retiC=00000 H=00000:00:00 rar después de la desconexión. El circuito debe conectarse en paralelo El software se ha creado con un compi- con el consumidor. (070349) lador de C freeware (SourceBoost, véase los enlaces web) Tiene varias funciones: Descargas -Inicializar el procesador (init()). En el sitio web de Elektor se puede descargar gra-Inscribir datos en la EEPROM interna. -Deducir la información referente al tuitamente el código fuente y hexadecimal de este proyecto, 070349-11.zip. tiempo a partir de los cruces por cero de 50 Hz (Realtime()). Enlaces web: -Enviar los datos del IrDa a través de un LED Compilador de C freeware: www.sourceboost.com/CommonDownload/Binaries/ infrarrojo (HandleIrDaCommu-nication()). -Detectar una reducción de potencia, SourceBoostV6.85/sourceboostv685.zip después de la cual los datos referentes al Programa terminal para PDA: tiempo se registran en la EEPROM interna. www.coolstf.com/ztermppc



IR DATA

RESET

100 Ω

230V

Hoy en día se pueden comprar muchísimos medidores de potencia/energía para medir la potencia absorbida y los costes de consumo de aparatos conectados a la red. La condición que debe cumplir el aparato que hay que medir es tener un enchufe de conexión a la red. Sin embargo, si se conoce la potencia que absorbe un aparato, el consumo de energía también se puede determinar de una forma más simple. El contador horario para aparatos de 230 voltios que se describe en este artículo también puede medir lo siguiente en lugares de difícil acceso: 1. Número de veces que se conecta/ desconecta (máximo 99.999). 2. C u á n t o t i e m p o (m á x i m o 99999:59:59 h, margen de error de 1 s) permanece conectado el consumidor (la lámpara, el ventilador, etc.). Dado que se conoce la potencia del consumidor, con los datos obtenidos del PIC se puede determinar el consumo de potencia de un modo sencillo en un archivo de Microsoft Excel. El conjunto está montado alrededor de un procesador PIC12F683 de 8 pines. Absorbe muy poca corriente, de modo que se puede alimentar de la red con dos resistencias en serie de 68 K (R1, R2). Con el diodo zener D1, la tensión positiva se limita a 5,6 V y la negativa, a –0,6 V. En el nodo R2/D1 hay más o menos un voltaje de onda cuadrada. D3 y C1 hacen que el procesador PIC reciba una corriente estabilizada de 5 V. D2 sirve para que en la entrada GP2, con pull-up interno, haya un voltaje de onda cuadrada de 5 V con una frecuencia de 50 Hz. Los datos se envían cada segundo a través de IrDa con un LED infrarrojo y una

ZEROCROSS

D3

29

5/6/08 23:47:37

Indicador de nivel de gasolina para ULM Por Jean-Pierre Duval

30


un regulador 7805. Además, un fusible (no representado en el esquema eléctrico), protegerá al circuito. El diodo D1 sirve para proteger el regulador contra un error de inversión de la tensión aplicada a la entrada de alimentación. El

diodo LED D2 indica la presencia de la tensión de alimentación en la salida del regulador IC1. Pasemos ahora a ver la parte de la electrónica que corresponde al indicador de nivel virtual propiamente dicho.

LCD

+5V

K2 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

C5

33R

21

C8 22p

D1

GND

XTAL2

14 15 16 17 18 19

22

10

X1

23 24 25 26 27 28 1

K1

32768Hz C7 22p

1

IC1 7805

+5V 3

R1

1N4004 C1

C4

220u 100n 25V

C3

C2

100n

10u 25V

1k

PC0 (ADC0) PC1 (ADC1) IC2 PC2 (ADC2) PC3 (ADC3) PC4 (ADC4/SDA) PC5 (ADC5/SCL) PC6 (RESET)

XTAL1

100n

+5V P1 10k

PB0 (ICP) PB1 (OC1A) PB2 (SS/OC1B) PB3 (MOSI/OC2) PB4 (MISO) ATmega8-16PC PB5 (SCK)

GND

C6

PD0 (RXD) PD1 (TXD) PD2 (INT0) PD3 (INT1) PD4 (XCK/T0) PD5 (T1) PD6 (AIN0) PD7 (AIN1)

9

SENSOR DE FLUJO

2 3 4 5 6 11 12 13

8

K3

R2

2

R3

+5V

AREF

VCC

AVCC

+5V

7

20

100n

4k7

Por medio de Internet, ha contactado conmigo un aficionado a los ULM (Ultra Ligeros Motorizados, una pequeña aeronave), pidiéndome si le podía realizar un indicador de nivel de gasolina para su ULM. El desafío me parecía que presentaba diversos aspectos muy interesantes que yo le he relevado. He comenzado por reunir algunas informaciones de base para saber cuales son los requisitos que mi instrumento de medida debía de cumplir, algo vital para un dispositivo móvil que se desplaza también en la tercera dimensión. He aquí las informaciones necesarias y suficientes disponibles: • Un ULM despega siempre con el depósito lleno. • El consumo varía entre 7 y 9 litros por hora. • Es importante disponer de un indicador de nivel perfectamente legible en cualquier circunstancia, por ejemplo, en forma de una barra gráfica. • Una indicación de la cantidad de carburante que queda, expresada en litros. • Una indicación del consumo instantáneo (l/h) • La confianza en el indicador de nivel debe ser absoluta, por lo que se debe preveer una alerta en caso de que el instrumento falle. • Para el indicador de nivel usamos los datos del constructor (Digmesa). Todos los datos utilizados son tratados con la mayor seguridad. • Es necesario acondicionar dos alertas de reserva: una para 3,5 l y otra para 2 litros del carburante que resta. Todas estas exigencias serán tenidas en cuenta, más por el problema interno del instrumento (el programa almacenado en el procesador o “firmware”) que por los componentes, los cuales pueden quedar de esta manera relativamente sencillos. Aparte del sensor de flujo (sensor de flujo de combustible), un microcontrolador ATmega8 de la casa Atmel y del visualizador, todo lo que necesitamos son algunos condensadores y unas pocas resistencias. Ya es hora de preocuparnos por el esquema eléctrico. Comencemos por la alimentación. Es una alimentación totalmente clásica, partiendo de una tensión de 12 V, generada por la batería que, a continuación, bajaremos hasta los 5 V por medio de

D2

080054 - 11


5/6/08 23:48:15



K2 R2

C5

C2

C1 D1 C3

P1

C4

IC2 IC1 R3 D2

R1

K1

Si, por ahora, nos olvidamos del microcontrolador, el componente más importante de este proyecto es el sensor de flujo. Se trata de un FHKSC 932-8501 de la casa Digmesa [1] y [2]. Este sensor puede medir el flujo de un líquido en un rango que va desde los 0,03 l/ min a los 2,0 l/min, lo que se traduce en un margen de caudal que van desde los 1,8 litros a la hora, hasta los 120 l/h, margen más que suficiente para la aplicación que nos atañe. Desarrollado en un principio para medir el caudal de agua de máquinas de café, se puede integrar igualmente para la medida de otros líquidos (alcohol, gasolina, vinos, etc.), mientras estos últimos no contengan agresivos químicos demasiado importantes. La posibilidad de dar a las conexiones del sensor de flujo diferentes ángulos, le proporciona una flexibilidad de implantación innegable. Una vez que nos hemos interesado en el corazón (artificial) de este montaje, es el momento de entrar en su “materia gris”. El microcontrolador utilizado aquí, IC2, es un ATmega8 de la conocida casa Atmel [3]. No debemos equivocarnos, a pesar de su nombre, se trata de un componente potente del que estamos lejos de alcanzar sus límites. Para la ejecución del programa, hace uso de su oscilador interno de 8 MHz y de un reloj de cuarzo externo de 32,768 kHz para la medida del consumo instantáneo. Este microcontrolador posee 24 líneas de entrada/salida (E/S) de las que sólo utilizaremos unas pocas, para las funciones siguientes: • 6 líneas utilizadas para el visualizador LCD, casi la totalidad del puerto C (PC0 a PC5). • 1 línea INT1 (PD.3) para registrar las entradas de los impulsos generados por el sensor de flujo. • 2 líneas, PB.6 y PB.7 que están dedicadas al reloj de cristal de cuarzo. • Para la reinicialización (Reset) se utiliza el “Brown-out“ del microcontrolador programado, por medio de los “fusibles“ del mismo. El “Brown-out“ define el nivel de tensión de alimentación a partir del cual el programa se ejecuta. En nuestro caso la tensión mínima es de 2,7 V. El terminal Reset posee, internamente, una resistencia de pull-up, por lo que no es necesario añadir una en el exterior del microcontrolador. La aplicación Basic BASCOM posee las herramientas necesarias para configurar los fusibles. Todas las líneas que no se utilizan son configuradas en el programa interno, como entradas y, desde un punto de

X1 C6 K3

Lista de materiales Resistencias: R1 = 1 kΩ R2 = 33 Ω R3 = 4kΩ7 P1 = ajustable 10 kΩ Condensadores: C1 = 220 µF/25 V C2 = 10 µF/25 V C3 à C6 = 100 nF C7,C8 = 22 pF Semiconductores: D1 = 1N4004 D2 = LED rojo

vista eléctrico, forzadas a masa sobre la placa. El sensor genera impulsos de 5 V (TTL) muy limpios que son utilizados para disparar una interrupción (INT1) que sirve para evaluar el consumo. Se ha conexionado respetando las informaciones del constructor (ver ref. [1]) www.digmesa. com, es decir, añadiendo una resistencia de pull-up de 4,7 kΩ y un condensador de 100 nF entre la salida de señal y la masa (salida en modo TTL). El potenciómetro P1 permite modificar el contraste de la pantalla LCD ajustando la tensión VEE. El programa ha sido escrito en lenguaje BASIC BASCOM, un lenguaje de programación potente, económico y muy sencillo de integrar. Existe una versión gratuita capaz de producir una cantidad máxima de código de 4 K [4].

C8

C7

IC1 = 7805 IC2 = ATMEGA8 Atmel (grabado con el programa .hex del fichero EPS080054-11) Varios: X1 = cristal de cuarzo de 32,768 kHz K1 = conector tipo “pinheader” SIL de 2 terminales K2 = conector tipo “pinheader” SIL de 16 terminales K3 = conector tipo “pinheader” SIL de 3 terminales Pantalla LCD 2 x 16 caracteres con retroiluminación como, por ejemplo, 50.6672 (Selectronic) F1 = medidor de flujo Digmesa FHKSC 932-8501 (Conrad) Placa de circuito impreso 080054-1 disponible en thePCBShop

sos por litro (hemos medido más de 10 depósitos y estábamos siempre entre 1900 y 2000 impulsos por litro, de acuerdo a los datos de los fabricantes, pero aquí disminuidos hasta los 1800); lo que nos da un máximo de 1800 x 29 = 52.200 impulsos para un depósito totalmente lleno. Para guardar un cierto margen de seguridad (depósito mal llenado, fugas…), nos damos un margen del 10 % y sólo contaremos 48.000 impulsos. Cada impulso corresponde a un caudal de 1.000/1.800, es decir, 0,555 ml.

Procedimiento de cálculo del volumen de combustible que queda: Una vez más, el cálculo es extremadamente sencillo: Si, inicialmente, tenemos un volume = 48000 ------rutina de interrupción------

El funcionamiento sin fallos de este indicador de nivel, reposa sobre una gran cantidad de cálculos aritméticos. Aquí presentamos los más importantes para aquellos casos en que algunos de nuestros lectores quieran adaptar las características de este medidor de nivel y utilizarlo para otras aplicaciones. Supongamos que nuestro depósito de combustible tiene un contenido de 29 litros. Si admitimos que el sensor genera 1800 impul-

rem con cada interrupción se decrementa el volumen DECR volume --------presentación en pantalla--------rem

después de una fase para dar formato

volume_restant=volume Reservoir = Str(volumerestant) Reservoir = Format(reservoir , «00.0») Locate 1 , 1 : Lcd «V:» ; Reservoir

31

5/6/08 23:48:15

El cálculo del consumo instantáneo expre- ese segundo. Así pues, no se producirá sado en el litros/hora es un valor ponde- ninguna modificación sobre este par de rado, que se calcula cada 10 segundos. caracteres (visibles en el extremo dereLa interrupción TIMER es utilizada en este cho de la pantalla). montaje, en la configuración Clock, para Veamos ahora para qué sirve la línea generar un valor muy preciso del segundo, de debajo. Esta línea sirve para darnos, de modo que, incluso con consumos muy de un modo gráfico, el estado del depóbajos, la respuesta está muy próxima al sito. Cuando está lleno tendremos iluvalor real. El cálculo del volumen que minados 15 bloques a la derecha de la queda en el depósito se hace por una R (Reserva). resta de la cantidad consumida por unidad Sobre la pantalla LCD, un carácter se de tiempo del volumen que queda (ver el compone de una matriz de píxeles de 8 apartado “Procedimiento de cálculo del líneas x 5 columnas. Para poder visualivolumen de carburante que queda”). zar la disminución progresiva de la canSólo queda definir los umbrales de tidad de carburante disponible, hemos alerta, de 3,5 y 2 litros, definidos en el creado varios caracteres específicos de Hz y 10 kHz. Con un ajuste de aproxiprograma interno. usuario. El bloque de 5 columnas forma madamente 250hacen Hz, se consigue un soEstos cálculos referencia a la parte de un conjunto de caracteres disnido aproximadamente como losEsrobots cantidad de líquido restante. decir, ponibles sobre la pantalla LCD. Vamos a “Cyclon” originales. cuando se alcanza uno de los umbra- crear un nuevo carácter que, inicialmente les en cuestión se dispara el parpadeo tan sólo tendrá 4 columnas, después 3, rápido de la pantalla LCD. después 2, después 1… tras lo cual se Montaje Uno de los aspectos más interesantes de apaga el bloque en cuestión. Pasemos En figura 4esselaha representado un estelaproyecto puesta en funcionaa la los cálculos. esquema del circuito impreso para el miento de una presentación en pantalla Disponemos de 16 caracteres de 5 distorsionador de voz. Algo El montaje de los muy personalizada. que merece columnas cada uno, lo que nos da un componentes no necesita demasiadas que la examinemos algo más de cerca. total de 80 columnas. explicaciones; sirve todo como viLa visualización desobre los valores recurre Hemos tomado como base de partida sión general. El controlador ya prograa algunos trucos de presentación. La (con margen de seguridad) 48.000 mado se encuentra disponible en Elelínea superior de nuestra pantalla, que impulsos. A sí pues, por división, ktor con el número EPS 070859-41, dispone de dos líneas de 16 caracteres, 48000/80 = 600, podemos ver que pero también lo puedes programar por sirve para dar informaciones cifradas en debemos perder una columna cada 600 ti mismo (software 070859-11; ten en lo que se refiere al volumen restante (V) impulsos. cuenta los ajustes para la programación y al consumo instantáneo (L/h). El carác- Por lo tanto, mostraremos el número de del controlador; véase cuadro). amplificador final (entre 25 y 150 mA). ter situado endeelmicrófono extremo derecho y el tipo adecuado corresSegún el tipo utilizado,desela caracteres Para la alimentación es mejor utilizar línea superior es un carácter de usuario, pondiente a la información a presentar. coloca un puente en K1 si utilizamos un una batería de 9 V si el circuito no se destinado a dar un símbolo al medidor Sobre la forma foto de la pantalla, último modelo electreto. En K2 el puente se coutiliza de prolongada. Si elelamplide nivel. medidor esté defun- carácter de 2labarras. loca segúnMientras el tipo deelseñal de salida ficador fise nalcompone no se utiliza, intensidad cionando, el carácter forma seado (clavija 2-3 paracambia uso del de amplifi de corriente desciende a unos 25 mA. diseñado unaen placa de circuito dando la impresión de una rotación. cador final, 1-2 para la señal de línea).Es Hemos En la primera puesta marcha, pueimpreso expresamente para prolo que hemos denominado como el indiEl circuito absorbe poca corriente; prinde ser mejor ajustar el efecto este al míniyecto. Su tamaño es de casi el mismo que cador de funcionamiento. cipalmente depende de la emisión del mo. Cuando la señal audio no suena Durante el segundo de análisis, haremos el de la pantalla. Así pues, podremos variar dos caracteres que también afec- montar esta última encajándola sobre la Ajustes para el controlador de El los programadores montaje de los componentes tan al símbolo del medidor de nivel. Si placa. no necesita de ningún comentario adicioelFusibles: medidor -Detección de nivel no funciona, no se de apagón desactivada: BODLEVEL=111 -Reloj PLL:de CKSEL=0001, SUT=11 nal. Se comenzará por los componentes produce variación volumen durante

de menor tamaño, las resistencias, condensadores, conectores tipo “pinheader”, diodos… y acabaremos con el zócalo para el circuito integrado IC2. No montaremos el procesador sobre su zócalo hasta que no estemos totalmente seguros que la tensión necesaria de + 5 V está presente en los terminales previstos (7, 20, referenciados con respecto a uno de los terminales conectados a masa, 2, 3 etc. Ver el esquema eléctrico. Sólo nos queda intercalar el sensor de flujo en la canalización de llegada de líquido, cualquiera que éste sea. El conector K3 sirve para su alimentación y para la recogida de la señal que él genera. La pantalla LCD se conecta sobre el conector K2, proceso en el que deberemos poner cuidado en su orientación. Somos curiosos y nos gustaría conocer cuáles son las aplicaciones en las que haya podido servir este medidor de nivel virtual presentado aquí. [email protected] (080054-I)

Descargas Los ficheros con el código fuente y hexadecimales de este proyecto (con ref. 080054-11.zip), al igual que el diseño de la placa de circuito impreso (ref. 080054-1) están disponibles en la página web www.elektor.es.

distorsionada, sabemos que el circuito funciona bien y el efecto puede ampliarEnlaces en Internet se. Demasiado efecto hace que al final [1] Fuente del sensor de flujo no se produzca sonido alguno (según la http://www.digmesa.com/ figura 3). Con P1 se ajusta a concien[2] Hoja de características del sensor del flujo cia, para que el efecto sea perfectamenwww.digmesa.com/digmesa/upload/pdf/FHKSC/932te audible al mismo tiempo que el habla 850xxxx_GB.pdf continúa siendo comprensible. [3] Hoja de características del ATmega8 (070859) www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/ doc2486.pdf

Orientación P1 y P2

[4] BASIC BASCOM (MCS) http://www.mcselec.com/index.php?option=com_ -P1: Valor más pequeño -> frecuencia más alta. docman&task=cat_view&gid=99&Itemid=54 -P2: Valor más grande -> más efecto.

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5/6/08 23:48:16

Interruptor crepuscular para fluorescente Por Peter Herlitz R9.A 470k

47k

R1.A 0W5

0W5

LA1

R5

R6

100k

10k

R4

4M7

D1

0W5

4k7

R2 D3

0W5

R9.B 470k

R1.B 47k

230V R7

1M

D2

T3

4k7

D4

T4

T2

R3

THY1

4x 1N4007

6V

T1

C1 10µ 16V

BC547

C2 4µ7 16V

R10

R8

BT169D

4k7

D5

470 Ω

Este interruptor crepuscular se ha diseñado especialmente para utilizarlo con lámparas fluorescentes. El circuito consta de unos pocos componentes y puede montarse en una placa de circuito impreso de sólo 2 x 3 cm si se utilizan componentes SMD. Rectificamos la tensión de red mediante D1...D4 y aplicamos esta forma de onda a una conexión en serie de una lámpara fluorescente y un tiristor. De día, el tiristor no recibe corriente de control, de manera que la lámpara permanece apagada. Por la noche, el tiristor recibe continuamente la corriente de control, y por tanto la lámpara fluorescente permanece siempre encendida. Montamos el circuito de detección de luz/oscuridad alrededor de T1...T4. Esta parte se alimenta directamente de la tensión de red rectificada mediante R1/D5/ C1. El fototransistor T1 mide la cantidad de luminosidad ambiental. De día, cuando hay suficiente luz, T1 conduce. En este caso, T2 y T3 están bloqueados, de manera que T4 está en conducción y el tiristor no recibe corriente de control.

SFH309 070895 - 11

Cuando cae la noche, aumenta la tensión en el condensador electrolítico C2. En un momento dado, se eleva tanto que T2 y T3 entran en conducción. Entonces, T4 deja de recibir corriente de base y se corta, con lo cual el tiristor recibe continuamente corriente de control a través del divisor de tensión R6/R7/R8 y la lámpara se enciende. R9 y R10 provo-

can una histéresis en el comportamiento en conmutación de T2 y T3, de manera que el circuito no se enciende y se apaga constantemente al caer la noche. Al montar el circuito hay que asegurarse de que la instalación sea segura, puesto que está directamente conectada a la tensión de red. (070895)

¡Apaguen la luz! Por Stefan Hoffmann R1

Si, al salir de una habitación que usamos poco, (por ejemplo, el desván) olvidamos apagar la luz, puede que ésta esté durante meses despilfarrando energía de forma inútil. ¿Qué podemos hacer para evitarlo? Si uno es ingeniero electrónico se inventa un pequeño circuito que le protege contra estos despistes. La idea es sencilla: si al cerrar la puerta/trampilla la luz continúa encendida, con ayuda de un zumbador de intervalos sonará (esperemos) una alarma acústica imposible de no escuchar. El circuito transportará tensión tan pronto como la bombilla se encienda con ayuda del interruptor de la luz S1. Cuando el interruptor de láminas S2 señaliza que la puerta ha sido cerrada, se escuchará una señal de intervalos. El LED rojo que, se puede montar fuera del desván cerca de la puerta de entrada al mismo, muestra también que todavía debemos apagar la



C1

R2

2k2

220Ω 220n

230V LA1

D2

D1

1N4007

S1

BZ1

Buzzer

S2 080115 - 11

luz. El circuito trabaja sin transformador de forma que todas partes hay tensión. Por este motivo, el circuito debe montarse en una carcasa de plástico protegida y aislada, de forma que resulte imposible tocar los componentes del circuito e incluso el zumbador. También el cableado al LED y al contacto de láminas, así como ambos componentes deben estar protegidos contra cualquier contacto inadvertido.

Para el zumbador utilizaremos un modelo que trabaja con tensiones continuas de entre 1 V y 3 V. En el circuito, la tensión de funcionamiento está limitada a través del LED conectado en paralelo al zumbador. Si utilizamos un LED rojo, el zumbador recibirá 1,7 V. El consumo de corriente de un zumbador miniatura de este tamaño es de aproximadamente 5 mA. (080115)rg

33

5/6/08 23:48:17

Detector de movimiento inalámbrico con ZigBee Por Sven van Vaerenbergh +3V3

1 2 3 BT1

9V

4 5 6 7 8 9 10

+3V3 1 2 3

9V

VCC

XBee

i/o

TX

i/o

RX

i/o

CD

*

i/o

* RTS

Reset PWM

i/o

nc

Vref

nc

Status

Slp/DTR GND

* CTS

i/o

Entrada Digital

20 19

+3V3

18 17

IC1

16 15

P1

PIR

14 13 12

P3

R1

1k

BC547C

P2

11

T1

AMN14112

ZigBee Maestro

IC2 LM1117-3.3

BT2

R2

ZigBee Esclavo

IC3 LM1117-3.3

2k2

Con los módulos XBee y XBee Pro de ZigBee se puede montar un sistema inalámbrico de forma sencilla. En este circuito, los módulos se utilizan para la lectura de la señal de un sensor de movimiento PIR (detector pasivo de infrarrojos). Al cambiar de estado una línea de entrada/salida, se puede transmitir esta señal entre los módulos. Una señal de entrada digital en el pin DIO1 (pin 19) del módulo A puede enviar una salida digital (DIO1) al módulo B. Asimismo, una señal de entrada analógica en AD0 del módulo A (pin 20) puede controlar un pin PWM (modulación de la anchura del impulso) del módulo B. El módulo “maestro” recibe la información del sensor de los módulos ZigBee “esclavos”. Cada esclavo tiene acoplado un sensor PIR del tipo AMN14112. Éste tiene una salida digital, un alcance de detección de 10 metros y funciona con 5 V. Puesto que los módulos de ZigBee funcionan con 3,3 V, esta diferencia se soluciona mediante el uso de un regulador del tipo 1117 en combinación con el circuito mostrado. El esquema es sencillo y consta de unos pocos elementos: un regulador de alimentación de 3,3 V con batería de 9 V, el módulo, el sensor PIR y un transistor. Este último conectará la entrada digital del módulo ZigBee a masa cuando el sensor PIR detecte un movimiento. Cuando el sensor PIR no “ve” nada, el transistor está abierto y la tensión

4 5 6 7 8 9 10

VCC

XBee

TX RX CD

i/o i/o

*

Reset PWM

i/o i/o

* RTS

i/o

nc

Vref

nc

Status

Slp/DTR GND

* CTS

i/o

20

Salida Digital

19 18 17 16 15 14 13 12 11

080166 - 11

Código ZigBee del maestro (receptor) ATMY = 1 (la dirección del maestro es 1) ATDL = 0 (la dirección del módulo del que debe recibir es 0) ATPL = 0 (consumo de energía bajo) ATIU = 1 (desactive transmisión a través de UART) ATBD = 3 (fije la comunicación en 9600 baudios) ATD0 = 5 (salida digital al pin 20 del módulo) ATD1 = 5 (salida digital al pin 19 del módulo) ATIA = 0 (el maestro debe modificar sus salidas según indicación del esclavo con dirección 0. Cuando ATIA = 0xFFFF, el maestro deberá modificar sus salidas con cada paquete recibido, es decir, independientemente de la dirección del emisor) ATWR (almacene los ajustes en la memoria flash)

Código ZigBee del esclavo (transmisor) ATMY ATDL ATPL ATIU ATBD ATD0 ATD1 ATIR ATWR

34


= 0 (la dirección del esclavo es 0) = 1 (la dirección a la que tiene que transmitir es 1) = 0 (consumo de energía bajo) = 1 (desactive transmisión a través de UART) = 3 (fije la comunicación en 9600 baudios) = 3 (lea la señal de entrada digital del pin 20) = 3 (lea la señal de entrada digital del pin 19) = 14 (velocidad de muestra = 0x14) (almacene los ajustes en la memoria flash)


5/6/08 23:48:18

de alimentación de 3,3 V se transmite a través de una resistencia de pull-up 2k2 al módulo ZigBee. La batería de 9 V se ocupa de la alimentación. Así se puede montar todo en una pequeña caja (por ejemplo, para colocarla en el jardín). La programación se realiza mediante el programa X-CTU. La hoja de datos de los módulos XBee es muy clara y los comandos son simples. En la captura de pantalla vemos un terminal con los ajustes del módulo emisor (con el sensor PIR conectado).

Al programar no olvide actualizar la versión de los comandos de ZigBee a la versión 10A2 (v1.xA0*); de lo contrario, no se podrán introducir parámetros para los distintos comandos y el módulo no “comprenderá” algunos de ellos. Atención: al actualizar el firmware (de 1083 a 10A2) no se olvide de leer primero (“Read”). Cuando se hace “Write” directamente de la nueva versión, se pierde la comunicación con el módulo porque los parámetros ajustados se sobrescriben.

El módulo de emisión PIR se puede colocar a una distancia de 30 m alrededor del receptor, por ejemplo en el jardín. Para un alcance mayor, se pueden utilizar los módulos XBee Pro, algo más caros. (080166)

Descargas En el sitio web de Elektor se puede descargar gratuitamente el código fuente y hexadecimal de este proyecto, 080166-11.zip.

Interruptor de luz con mando a distancia Por Jaap van der Graaff



R3 100 Ω

TR1

D1

1N4148 230V

RE1

B1

re1 A

230V / 8V

re1 B

C1

C2

470µ 40V

470µ 40V R2 1k5

R1 1k5

IC1 C3

6

2200µ 25V

2

1N4148

IC2

5

D2

4N25

4

1

6

5

RC "OFF"

1

RC "ON"

Cuando eres el único ingeniero electrónico de la familia y en tu círculo de amigos, a veces resulta imposible escapar a hacerles algún trabajito. Esta vez, la petición venía de una vieja amiga de la residencia geriátrica. En su habitación, el punto de luz del techo, situado en el centro, se acciona con el interruptor de luz junto a la puerta o con un cordón sobre la cama. Sin embargo, ella preferiría poder accionar su lámpara de pie con estos interruptores, puesto que no tiene lámpara de techo. La lámpara de pie tiene un interruptor y está conectada a un enchufe. Pero está lejos de la cama, por tanto siempre debe buscarlo a oscuras. Un enchufe inalámbrico no sería una solución básica, ya que naturalmente el mando a distancia se perdería en un santiamén. ¿O no? A continuación presentamos un circuito aceptable. En una tienda de materiales de construcción compramos un conector inalámbrico y una caja empotrable donde quepa el mando a distancia y todavía quede espacio para un trozo de placa perforada. Montamos el circuito en la placa perforada siguiendo el esquema adjunto y abrimos (con cuidado) el mando a distancia para soldar los cables en los contactos de los pulsadores “encendido” y “apagado”. Habrá que comprobar si tienen polaridad, y en caso afirmativo, conectarlos a los optoacopladores 4N25 siguiendo el esquema, con lo cual el pin 5 tendrá una tensión superior al pin 4.

2

4N25

4

080252 - 11

Funciona de la siguiente manera: La señora tira del cordón o pulsa el interruptor para encender la luz. Con ello, llega tensión de red al transformador. El relé se activa, se carga C1 y durante la carga circula corriente por el optoacoplador 1. Con eso, se activa el botón “encendido” del mando a distancia. El mando a distancia conecta el enchufe correspondiente, al cual está conectada la lámpara de pie. Y entonces se enciende la lámpara de pie. Al mismo tiempo, se carga el condensador C2. Si la señora vuelve a tirar del cordón,

o pulsa el interruptor, entonces el relé se abre y C2 se descarga a través del optoacoplador 2. Esto pone el contacto del mando a distancia en “apagado” y se apaga la luz. Dejamos que el mando a distancia funcione simplemente con su batería correspondiente y fijamos la caja blanca en el lugar de la luz de techo. El diodo D1 se encarga de que C1 se descargue cuando se abre el relé. D2 se encarga de que C2 no pueda descargarse en el relé, sólo en el optoacoplador 2. (080252)

35

5/6/08 23:48:19

Interfaz Turbo BDM Lite para ColdFire En los números de abril y mayo de Elektor analizamos el Digibutler, un sencillo servidor de automatización domótica montado alrededor de MCP52231, un microcontrolador ColdFire de Freescale. En la segunda parte también se analizaba la interfaz Turbo BDM Lite para Coldfire (TBLCF), una interfaz de programación de bajo coste íntegramente de código abierto. En este artículo, hacíamos referencia a la extensísima documentación disponible en el sitio web de Freescale y, en justicia hay que decir que al preparar el proyecto de Digibutler no tuvimos ocasión de probar esta interfaz, pues todavía no existía un sustituto conforme a la directiva RoHS para el microcontrolador que contiene. Ahora sí que existe y se puede obtener como muestra gratuita a través del sitio web de Freescale. El software y firmware para TBLCF se pueden encontrar en el enlace que se indica al pie de este artículo, tblcf_v10. zip es el archivo que necesitamos. También figura en la descarga gratuita 071102-11 disponible en el sitio web de Elektor. El archivo ZIP contiene el manual, manual_v14.pdf, en el que se describe fácilmente cómo deben instalarse los drivers y cómo funciona la programación del controlador de la interfaz. Se trata únicamente de buscar donde se encuentran los archivos. Los drivers de USB (pág. 13 del manual) están incluidos en usb_drivers_v10.zip. Este archivo debe colocarse en una nueva carpeta del disco duro. Luego ya se puede conectar la interfaz en el PC y aparecerá un aviso de que ha encontrado nuevo hardware. Si no fuera así, lo mejor es volver a comprobar las soldaduras en la placa de circuito impreso. En esta fase, el LED del interfaz todavía no se enciende. Nos ceñimos al manual para instalar los drivers. Para programar el firmware necesitamos los archivos tblcf_bt.exe y tblcf.ads.s19. Se pueden encontrar en tblcf_firmware_ v04.zip\bin, o en tblcf_v10.zip\pc_binaries_v10.zip. Una vez programado el firmware, Windows iniciará de nuevo un procedimiento para instalar los drivers, y después habrá que reiniciar el PC para completar la instalación. A continuación, si Windows lo ha reconocido correctamente, el LED del TBLCF permanecerá encendido. Cuando haya comunicación entre el PC y el target system, el LED parpadeará.

36


u c to R rod e

Por Luc Lemmens

L a in c o r p o ra ció n d e l T B LC F e n CodeWarrior 6.3 IDE se describe muy claramente en el manual, tblcf_gdi.dll se encuentra en el mismo directorio donde también se encuentran los drivers de USB. Luego se puede abrir el elemento “Startup file”. Hasta aquí nos ha guiado muy bien la descripción, pero hay una parte – del mismo modo que en la interfaz de programación paralela analizada en el número de mayo – que requiere una atención especial: los ajustes del programador flash. En CodeWarrior abrimos el menú Tools -> Flash Programmer. Hacemos clic en Load Settings y cargamos el archivo setup.xml ubicado en la

carpeta DigiButler software\SW_Main_ Board (véase descarga gratis 071102-11). Comprobamos que el Target Processor está en esta ventana a 5223x. En Connection seleccionamos el TBLCF y nos aseguramos de que tenemos el target initialisation file M52235EVB_PnE.cfg. A continuación, hacemos clic en Flash Configuration y seleccionamos CFM_ MCF5220_25MHz en la tabla Device. Luego sobrescribimos setup.xml con Save Settings para guardar los ajustes. (080448)

Enlaces: http://forums.freescale.com/freescale/board/ message?board.id=CFCOMM&thread.id=624

Po

C 70

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El g coc elektor, electronics worldwide - 7-8/2008

5/6/08 23:48:49

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14-02-2008 09:37:36 5/6/08 23:49:01

Comprobador de LED Por Henry Schouwstra C1 100n

P1

IC1

100k

3

0...30mA 2

7

TL081

6

J1

4

D1

TEST

R1 270Ω

Este sencillo comprobador de LED consta de un generador de corriente en el que se puede medir la corriente con un potenciómetro. Para el generador de corriente, se necesita un amplificador operacional del tipo TL081. La corriente de salida del amplificador operacional circula por el diodo y R2. La caída de tensión en R2 se retroalimenta a la entrada de corriente invertida y se equipara al voltaje de referencia que se establece con R1 en la entrada de bucle cerrado. El rango de ajuste es aproximadamente de 0 a 30 mA. Con ello se pueden com-

probar todos los LED normales. Eventualmente se puede conectar un multímetro en paralelo con el LED para medir la corriente en este. Para la alimentación lo mejor puede ser utilizar un pequeño alimentador de laboratorio con la tensión de salida ajustada a 12 V. Resulta útil dotar al potenciómetro de una escala, de modo que gracias a ella se pueda ver qué corriente circula por el LED. Para calibrar la escala se puede conectar provisionalmente un miliamperímetro en lugar de un LED.

+12V

080170 - 11

(080170)

LED intermitente de alta intensidad para señalización Por José Luis Basterra

38


CÉLULA SOLAR 1V6

D4

CÉLULA SOLAR 1V6

1N4007

330 Ω

R8

10k

R2 T1

BC212B

C1 47µ

2x 1V2

R6 C2 47µ

39k

R5 10k

BT1

10k

R3

39k

R4

R7

D3

D1

D2

rojo

amarillo amarillo T4

2k2 R1 39k

Este circuito ha sido diseñado como una alarma luminosa de advertencia intermitente para alertar a los caminantes de situaciones peligrosas. Como alternativa, puede servirnos como luz para una bicicleta (manteniendo las regulaciones y legislación de tráfico locales). Se recomienda usar sólo diodos LED blancos si el circuito se utiliza para la luz delantera de una bicicleta (por ejemplo si lo que queremos es que ilumine el camino), y diodos LED rojos como luz trasera. Durante el día, las dos células solares de 1,6 V cargan las dos baterías AA. En la oscuridad, la tensión de las células solares desaparece y las pilas alimentan el circuito automáticamente. La frecuencia de intermitencia es de, aproximadamente, una vez por segundo y el diodo LED se mantiene encendido durante unos 330 ms. El ciclo de trabajo debería permitir que las baterías alimente el circuito durante toda la noche. El circuito está formado por tres partes. En condiciones normales de luz diurna, las baterías se cargan a través del diodo D4. En oscuridad, el transistor pnp T1 se activa, suministrando la corriente de alimentación desde la batería a la segunda parte, un oscilador de baja frecuencia que comprende los transistores T2 y T3. La tercera parte es el controlador de

T2

16V

16V

T3

BC547B

2x BC547B 080312 - 11

diodos LED montado alrededor de T4. El transistor conduce y enciende los diodos LED D1-D2-D3 cuando la tensión de colector de T3 cambia a nivel alto. Dos de los diodos LED (D1, D2) son modelos de color amarillo, de alto brillo, de 20.000-30.000 mcd, mientras que D3 es un modelo rojo normal de 3 mm para propósito de control únicamente. Por

supuesto, es posible aumentar el número de diodos LED para obtener una mayor iluminación. Sin embrago, nos encontraremos en la zona límite en cuanto a la corriente máxima de colector de T4. Para aplicaciones realmente de alta potencia, sugerimos utilizar un transistor MOSFET, en lugar del tradicional BC547B. (080312-I)


5/6/08 23:49:37

Ahuyenta mosquitos ecológico Por B.Broussas Con el retorno del buen tiempo, muy probablemente nuestros lectores aprovecharán las tardes para disfrutar en las terrazas o en los jardínes pero, incluso si no estamos cerca de ningún pantano o río, es muy probable que nos lleguen ciertos intrusos para estropearnos esa tarde-noche idílica, todos los conocemos: ¡son los mosquitos! Incluso si hoy día es relativamente fácil desembarazarse de ellos, o incluso impedirles entrar al interior de una habitación, la situación no es la misma al aire libre. Así pues, el arsenal disponible que podemos citar en estas circunstancias para la caza de estos intrusos es el siguiente: el serpentín chino, que sin duda tan sólo tiene de chino el nombre y que, a menudo, hace huir tanto a los mosquitos como a los humanos. También existen los dispositivos que “electrocutan” con iluminación ultravioleta, constituidos de una lámpara azul rodeada de dos rejillas colocadas a muy poca distancia y entre las cuales se aplica una alta tensión. Al parecer, los mosquitos se sienten muy atraídos por el color de esta lámpara y vienen a electrocutarse al contacto con estas dos rejillas. Incluso si la eficacia de estos dos primeros productos es más o menos discutible, seguro que es menor que la que vamos a presentar a nuestros lectores y a la que hemos decidido dedicarle una serie de líneas. En efecto, se trata de un ahuyenta mosquitos por ultrasonidos. Su principio, tal y como viene descrito por numerosos promotores, es el siguiente. Sólo los mosquitos hembra pican (al menos eso es una verdad científica incontestable) y dichos animalitos pican cuando tienen necesidad de alimentarse, sobre todo, para alimentar sus huevos. En esta situación los mosquitos hembra se alejan de los mosquitos macho, una vez que estos últimos han acabado ya su “trabajo”, alejándose también de las frecuencias emitidas cuando hace calor. Y es a partir de aquí cuando empezamos a tratar con diferentes opiniones. Según ciertas publicaciones, la frecuencia emitida por el mosquito macho estaría en torno a los 20–25 KHz y, por lo tanto, estaríamos dentro de los ultrasonidos. Según otros, dicha frecuencia estaría más cerca, en torno a los 5-7 KHz; frecuencia que un



S1

14 4 C1 4n7

5 1

BT1

9V

C2

P1

R1 1k

100µ 15V

2

AST

–T

AST

OSC

CX

IC1 RX

4k7 3 9 12

Q

6 13 10

LS1

4047 Q

RCC RST RET

+T

11 8

Tweeter Piézo

7

080230 - 11

oído humano, incluso de edad avanzada, puede oír bien fuerte. Así pues, en lugar de gastar muchas decenas de euros en comprar un equipo cuya frecuencia no suele ser regulable, proponemos aquí la realización de un montaje para que podáis entreteneros haciendo una investigación sobre el tema este verano. Además, el montaje propuesto es muy sencillo. Como se muestra en la figura, sólo se ha utilizado un único circuito integrado; en nuestro caso un 4047 con tecnología CMOS. Este circuito es muy polivalente ya que puede ser cableado de muy distintas maneras para distintos funcionamientos. En nuestro caso es el de un multivibrador. La frecuencia de funcionamiento viene fijada por los elementos externos que son: C1, R1 y P1. El potenciómetro permite ajustar la frecuencia de funcionamiento, teniendo en cuenta la incertidumbre que existe sobre cuál es el valor más eficaz… Para reproducir lo mejor posible las frecuencias elevadas producidas, el transductor de salida utiliza un sencillo altavoz de agudos que, obligatoriamente, debe

ser de tipo piezo-eléctrico. Un altavoz de este tipo se comporta realmente como una capacidad y no cargaría demasiado las salidas del circuito CMOS, incapaz de generar una corriente importante, como todo el mundo sabe. Para poder disponer de una señal de salida con una amplitud suficiente y que todo el circuito esté alimentado por una simple pila de 9 V, este altavoz (tipo tweeter) se conecta entre las salidas Q y Q del 4047, lo que permite aplicarle señales en oposición de fase, de manera que se le haga ver una tensión alterna igual al doble de la tensión de alimentación. Basándonos en la teoría, esto cuadruplica la potencia de salida disponible. En la práctica, es mejor hablar de una potencia el triple de la inicial, aunque la ganancia aportada por este método es totalmente real. Sólo nos queda colocar nuestro montaje en el centro de la mesa de la terraza o al lado de nuestra tumbona para poder disfrutar mejor de la calma de una tarde de verano sin mosquitos. En todo caso, eso es lo que les deseamos… (080230-I)

39

5/6/08 23:49:38

Un sencillo detector de contacto capacitivo contacto. En la figura 1 se pueden reconocer de izquierda a derecha los siguientes componentes: - Un generador de onda cuadrada de 300 kHz, que utiliza un disparador Schmitt (CD4093). - Una red RC con diodo de retorno, seguido por un disparador Schmitt y una placa de contacto con un condensador de aislamiento de 470 pF. - Una red RC para transformar la alteración de la magnitud del impulso en una tensión. Esta tensión cuando hay contacto es de aproximadamente 2,9-3,2 V (sin contacto, 2,6 V). - Un comparador LM339 compara la 2

Por Wim Abuys Los sensores de contacto capacitivos se basan en la capacidad eléctrica del cuerpo humano. Si, por ejemplo, se acerca el dedo a un punto de contacto, se produce una capacidad a tierra de 30-100 pF. Este efecto se puede utilizar para la detección de proximidad y para la conmutación controlada mediante el tacto o “touch controlled”. Los interruptores capacitivos ofrecen claras ventajas con respecto a otros tipos

de interruptores táctiles (por ejemplo, la detección de 50 Hz o la detección de resistencia), pero a menudo resultan complejos en cuanto a diseño. Para ello, últimamente, fabricantes como Microchip han desarrollado circuitos integrados especiales. Sin embargo, con un número limitado de componentes estándar es posible fabricar un detector o, en su caso, un interruptor capacitivo fiable. Para este proyecto se utiliza PWM (modulación de la anchura del impulso) por

A

3V5

B

> 2V8 C

2V6

080175 - 12

1

+5V K1

C4 100n

7

R1

3 IC 2 12

R4

C5 100n

0

R6 10k

14 IC 1

47k

IC1 = 4093 IC2 = LM339D

10k

&

3

A

D1

5 6

B

IC1B

4

&

C

GND R3 100k

6 7

D

1N4148 C1

C2

C3

470pF

470pF

100n

K2

1

IC 2 A

R5 100k

1 2

R2 10k

IC1A

GND 4 5

10

8 IC 2 B

2 9

IC 2 C

14 11

GND

40


IC 2 D

13

13 12

IC1D &

11

8 9

IC1C &

080175-11

10

tensión del punto C con un voltaje de referencia (D). Éste último se regula mediante un divisor de tensión a aproximadamente 2,8 V. Mientras se toca la placa de contacto, el circuito emite una señal. A título ilustrativo, en la figura 2 se muestran las líneas creadas en los distintos puntos. La línea de puntos muestra la señal al producirse contacto y la línea continua la señal sin contacto. El voltaje de referencia D se deberá ajustar con el divisor de tensión R4/ R5 (adaptar R4). El valor preciso varía según el tamaño de la superficie de la placa de contacto (normalmente es de algunos cm2). Con superficies mayores se puede obtener una capacidad extra, y la tensión C sin contacto tendrá una caída superior. En este caso, el voltaje de referencia D se debe ajustar a 3,4 V. Así pues, el circuito táctil también puede funcionar con superficies grandes (como la carcasa metálica entera de un aparato).


5/6/08 23:49:40

Lista de materiales:

PC1

K1, K2 = cabezal de 2 contactos

El circuito sólo funciona si de un modo u otro se establece conexión a masa para las frecuencias más elevadas (300 kHz). Por tanto, el circuito no funciona en sistemas alimentados por batería donde no hay conexión a masa. En muchos sistemas sin una conexión directa a masa hay suficiente capacidad parasitaria presente en la red de tierra. No obstante, en algunos casos es necesario proporcionar

C4

más capacidad entre la conexión a tierra y la masa del circuito. En relación con la seguridad, el condensador necesita una tensión de aislamiento de >3-4 kV (condensador Y). La señal de salida se puede utilizar de múltiples maneras para conmutar sistemas. La utilización de un disparador

gnd +5V K1 out gnd K2

Varios:

C1

D1 = 1N4148 IC1 = 4093 IC2 = LM339D

R6

Semiconductores:

R5

R4

C1, C2 = 470 pF C3, C4, C5 = 100 n

C3

Condensadores:

IC2

R3

IC1

R2

C2

R1

R1, R2, R6 = 10 k R3, R5 = 100 k R4 = 47 k

D1

Resistencias:

C5

Schmitt extra a la salida en muchos casos resulta conveniente, por ejemplo, si se debe acoplar a puertos digitales. (080175)

Descargas En el sitio web de Elektor se puede descargar gratuitamente el diseño del circuito impreso (080175-1). Publicidad

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41

5/6/08 23:49:41

Simulador de presencia inteligente Por C.Tavernier

42


TR1 1VA2...3VA

D1

1N4004 R1

9V

100mA

1k

D2

D3

470µ 25V

1N4004

R4

R5 7k5

R7

4V7 0W4

C2

C4

10µ 25V

10n

4

3 2

AUTO

PARADA

MARCHA

P1

R8

1N4148

1 5

470k

GP2 GP3

GP0

Resistencias:

R1 = 1 kΩ/500 mW R2 = 4kΩ7 R3 = 560 Ω R4,R6 = 10 kΩ R5 = 7kΩ5 R 7 = LDR R8 = 470 kΩ a 1 MΩ P1 = pot. 470 kΩ

Condensadores: C1 = 470 μF/25 V C2 = 10 μF/25 V C3 = 1nF5 C4 = 10 nF

R2

T1

4k7

BC547

12C508

GP4 GP5

GP1 8

S1

470k...1M

Lista de Meteriales

7

IC1

C3 1n5

RE1

R6

LDR

UMBRAL DIA/NOCHE

D4

6 R3 560 Ω

S2

10k

9V

0W5

C1

10k

F1

230V

Cualquiera que sea la eficacia de un sistema de alarma doméstico, lo mejor es que no llegue a dispararse y, para ello, la mejor solución es hacer creer al ladrón potencial que los locales o casas están ocupados en ese momento. En efecto, a menos que poseamos cuadros maestros u objetos de gran valor, capaces de atraer la flor y nata de los ladrones, lo normal es que la mayoría de los robos sean realizados por “pequeños” ladrones que quieren, sobre todo, realizar un ataque sencillo, en viviendas que estén libres de sus ocupantes. En lugar de no irnos de vacaciones, algo que sería una solución, proponemos a nuestros lectores realizar este simulador de presencia inteligente que debería dar “el pego” incluso si nuestra vivienda es objeto de una observación minuciosa. Como todos los sistemas homólogos, el circuito se enciende y se apaga, con una o varias iluminaciones, cuando la luminosidad ambiente es baja. Pero, mientras la gran mayoría de los equipos homólogos se contentan con generar duraciones de tiempo fijas, nuestro montaje funciona durante espacios de tiempo que varían de forma aleatoria. Así pues, mientras los otros equipos son detectados rápidamente con una simple observación diaria para analizar su regularidad, el que presentamos aquí es mucho más creíble, ya que su duración de funcionamiento nunca es igual. Su esquema eléctrico es bastante sencillo ya que hemos recurrido al uso de un microcontrolador. En este caso se trata de un “pequeño” PIC12C508 de Microchip, más que suficiente para un uso de este tipo. El circuito está alimentado por la tensión de red y se basa en una regulación de tensión rudimentaria por medio de un diodo zéner. El control de la (o de las) iluminaciones se ha confiado a un relé que, si bien es menos elegante que el uso de un triac, impide la llegada de señales parásitas de la tensión de red hacia el microcontrolador, por ejemplo, en época de tormentas. En efecto, no debemos olvidar que este montaje debe funcionar de modo muy fiable durante nuestra ausencia, sea lo que sea lo que ocurra. La luminosidad ambiente se mide a través de una clásica LDR cuyo umbral de

LED1

080231 - 11

Semiconductores:

D1,D2 = 1N4004 D3 = diodo zéner 4V7/400 mW LED1 = LED rojo D4 = 1N4148 T1 = BC547 IC1 = PIC12C508 (programado, ver Descargas)

Varios:

RE1 = relé de 10 A S1 = conmutador rotativo de 1 circuito/3 posiciones F1 = fusible de 100 mA TR1 = transformador, secundario de 2 x 9 V, de 1,2 VA a 3 VA 4 bornes de conexión de 5 mm 5 espadines


5/6/08 23:49:42

cambio de iluminación se puede regular gracias al potenciómetro P1, en función de las características de ésta última y también de su colocación dentro de la habitación. Debemos señalar que la entrada GP4 del 12C508 no es analógica, pero su umbral de conmutación lógico se adapta muy bien a este tipo de uso. El diodo LED conectado sobre la salida GP1 indica el modo de funcionamiento del montaje. Este modo se selecciona por la puesta a masa (o no) de las líneas GP2 o GP3, a través del conmutador S1. Así pues, disponemos de tres estados: parada forzada permanentemente, iluminación forzada permanentemente y modo automático, que es el modo de uso normal del montaje. Teniendo en cuenta el programa almacenado en el 12C508 y de la generación necesaria de espacios de tiempo muy largos, para conseguir tiempos de iluminación de una hora o más, ha sido necesario hacerle trabajar con una frecuencia de reloj reducida, incompatible con un reloj de cuarzo. Así pues, es una red RC (R5 y C3) la que se encarga de esta función. Un reloj de este tipo es mucho menos estable que un cristal de cuarzo pero, en una aplicación

voltímetro, digital o analógico, pero que deberá ser electrónico (de modo que presente una alta impedancia), conectado entre GP4 y masa. Cuando hayamos conseguido la luminosidad que queremos, a partir de la cual deseamos que se enciendan las luces de nuestra casa, ajustaremos P1 para leer un valor en el voltímetro que esté en torno a los 1,4 V. Si no podemos conseguir este valor, teniendo en cuenta las características de nuestra LDR, disminuiremos o aumentaremos el valor de R8 para conseguir hacer este ajuste. Una vez dotado nuestro domicilio de este accesorio poco costoso, si bien no es una fortaleza impenetrable, mostrará menos interés a los ladrones que aquellos que estén en la oscuridad por la noche, durante largos periodos de tiempo, sobre todo en pleno verano.

de este tipo, es casi lo que estamos buscando… Proponemos a nuestros lectores una placa de circuito impreso que agrupa todos los componentes de este montaje con una excepción, claro está, de S1, S2 y la LDR, que deberá estar colocada en el frontal de la caja para que sea sensible a la luminosidad ambiente. Este circuito ha sido diseñado para trabajar con un relé Finder, capaz de conmutar una carga de 10 A, un valor que, a menos que vivamos en una casa como el castillo de Versalles, debería ser suficiente para iluminar distintas estancias de nuestro domicilio. El programa a volcar sobre el microcontrolador 12C508 está disponible para su descarga gratuita en la página web de Elektor o bien sobre la página web del autor de este artículo: www.tavernier-c. com. El funcionamiento del montaje es inmediato y se puede verificar colocándolo en modo manual. El relé debe abrirse en la posición de parado y debe cerrarse en la posición de marcha. Por lo tanto, sólo nos queda ajustar el umbral díanoche retocando el potenciómetro P1. Para ello, podemos hacer unas cuantas pruebas de paciencia o bien utilizar un

www.tavernier-c.com (080231-I)

Descargas El diseño de la placa de circuito impreso está disponible para su descarga gratuita, con la referencia 080231-1, en nuestra página web www.elektor.es, al igual que los ficheros hexadecimales y con el código fuente de este proyecto, con referencia 080231-11.zip,

Auto-desconexión para equipos de audio Por Joseph Zamnit +5V



8

16

IC1

IC2

4

8

R6 12k

D1

C3 68µ

2

100k 4 3 C1 R5

IC1.A

1

5

1 CX

+T

Q

IC2.A Q

-T R

R2 12k

1µ

2

16V

RC

3

IC1 = LM358 IC2 = 4538

1N4001 R7

6

T1

680 Ω

7

BC549C R9 1k

R3

RE1

R8 10k

R1 10k

100k

R4

100k

Una buena manera de pasar una tarde relajante sería la de estar en un lugar tranquilo con la cantidad justa de sol o sombra, bebidas a nuestro alcance y escuchar nuestras canciones favoritas en un MP3 o CD. Nos hemos quedado dormidos, y al despertarnos nos damos cuenta de que el equipo estéreo ya no suena debido a pilas se han agotado. ¡Qué lástima!. El sencillo circuito que mostramos puede prevenir esta embarazosa situación desactivando un relé cuando no se detecta la señal de audio durante aproximadamente dos segundos. El circuito consiste de un comparador sensible basado en un LM358 (IC1A), el cual mantiene al monoestable IC2A (un 4538) activado en cuanto detecta una señal de audio en la entrada. A través del condensador de acoplamiento C1, el circuito toma su señal de

D2

+5V green 080420 - 11

entrada del lado “caliente” del altavoz o los auriculares de nuestro equipo de audio. El monoestable se desconectará a los dos segundos de haberlo

accionado. El tiempo de este retardo viene determinado por los valores de R6 y C3. (080420-I)

43

5/6/08 23:49:43

Cargador de baterías para conector de mechero

44


+12V +12V

R3 4k7 T1

T3

R2

1k T2

BC557

TIP120

R1

R5

1

2

R6

R7 1Ω5

3

4Ω7

R4

LED1

S1

4

10 Ω

BC547

56 Ω

En esos bellos días de verano en que hemos decidido salir a tomar un poco el aire, tampoco queremos renunciar a nuestros juegos de “alta tecnología“, como pueden ser el coche teledirigido de nuestro hijo, el reproductor MP3 de nuestra hija o bien nuestro lector DVD por tátil. Todos estos aparatos tienen en común el poder funcionar con baterías recargables, algo que no supone ningún problema cuando disponemos de una toma de red en nuestras proximidades, ya que todos estos equipos son suministrados con su propio cargador. La cuestión se complica un poco en plena naturaleza y, como dice la célebre ley de Murphy, es justo en ese momento en que podemos constatar que nuestras baterías están descargadas. Si nuestro coche está aparcado en las proximidades, proponemos a nuestros lectores una solución a estos problemas gracias al montaje que aquí mostramos que, además de simple, no nos costará prácticamente nada ya que utiliza componentes tradicionales que, seguramente, encontraremos en el fondo de nuestro cajón de materiales. En el peor de los casos, si tenemos que comprar todos los componentes, el presupuesto global no debe sobrepasar los 15 €. Como se muestra en la Figura 1, se trata de un montaje que utiliza componentes antiguos y que no hace uso de ningún microcontrolador e incluso, de ningún circuito integrado especializado. A pesar de todo ello, el circuito sabrá cuidar nuestras baterías al mismo tiempo que será razonable con la velocidad de carga. Tanto si se trata de las viejas baterías de Niquel-Cadmio (Ni-Cd), hoy en vías de extinción teniendo en cuenta sus numerosos defectos y su toxicidad, como las omnipresentes baterías de níquel-metal hidruro (Ni-MH), todas ellas deben ser cargadas con corriente constante, una corriente que debe ser igual a la décima parte de su capacidad, si se quiere una carga normal o lenta, o al máximo de su capacidad si se quiere una carga rápida. Para recargar las baterías de nuestros variados equipos portátiles a partir de la tensión de la batería de nuestro coche (ya que es de eso de lo que se trata),

1

820 Ω

Por B.Broussas

D1

1N4004 +Bat. BT1 1V5...9V

–Bat.

0

080226 - 11

2

0

basta con que realicemos un generador de corriente constante. Para hacer esto basta con recurrir a los dos transistores T2 y T3.

Lista de materiales Resistencias: R1 = 820 Ω R2 = 1 kΩ R3 = 4k7 R4 = 56 Ω R5 = 10 Ω R6 = 4Ω7 R7 = 1Ω5

El transistor T3 se hace más o menos conductor a través de la resistencia R3 y del transistor T2. Por su parte, T2, en razón del propio principio del transistor, no puede ver más que una tensión de unos 0,6 V entre su base y su emisor. Si esta tensión tiende a disminuir, T2 va a tender a bloquearse, lo que llevará a un aumento en la conducción de T3 y viceversa. En otras palabras, la tensión entre la base y el emisor de T2 va a permanecer casi siempre igual a 0,6 V. O, por el contrario, esta tensión viene producida por la corriente que atraviesa una de las resistencias entre R4 y R7 y por lo tanto, la batería a cargar. Así pues, es fácil de entender que esta corriente venga dada sencillamente por la relación Ich = 0,6 / R donde Ich es la corriente de carga deseada, mientras que R es una de las cuatro resistencias comprendidas entre R4 y R7. Por su parte, el transistor T1 está más saturado que el transistor T2, que conduce y, por lo tanto, la batería será cargada. Si dicha corriente llega a hacerse muy pequeña o incluso nula, en caso de un mal contacto o que la batería no pueda utilizarse, el diodo LED se enciende para señalizar así la anomalía. En cuanto al propio diodo D1, sirve para proteger el montaje de una eventual inversión de la polaridad en la conexión de la batería a cargar. Hemos diseñado una placa de circuito impreso que nos recoja todos los componentes necesarios en el montaje y la hemos dotado de una ubicación donde poder colocar un conmutador rotativo, reduciendo así el cableado necesario a la nada. Este conmutador tiene la referencia PT6422/BMH de la casa Lorlin y está disponible, por ejemplo, en el distribuidor Farnell, bajo la referencia 1123675. El transistor T3 puede llegar a disipar una potencia nada despreciable en el caso de baterías con baja tensión que se cargan a fuerte corriente. Para ayudar Semiconductores: D1 = 1N4004 LED1 = LED rojo T1 = BC557 T2 = BC547 T3 = TIP20 Varios: S1 = conmutador rotativo de 1 circuito y 4 posiciones 4 espadines


5/6/08 23:49:43

con dicha disipación se ha previsto un emplazamiento para colocarle un radiador en U. Las diferentes corrientes de carga previstas son, respectivamente, de 400, 130, 60 y 10 mA según las posiciones 1 a 4 elegidas en el conmutador, mientras que, teniendo en cuenta la caída de tensión en el transistor T3, la tensión máxima de la batería a recargar no deberá sobrepasar los 9,6 V. Si deseamos otras corrientes de carga distintas de la previstas, nos basta con

sustituir simplemente cualquiera de las resistencias R4 a R7 por una cuyo valor se corresponda con la relación R = 0,6 / Ich y cuya potencia viene dada por la relación P = 0,36 /R. Lógicamente, el montaje está protegido contra cortocircuitos, ya que se trata de un generador de corriente constante. Pero debemos tener cuidado para no aumentar exageradamente la corriente de carga, no debemos sobrepasar nunca la disipación máxima de potencia del transistor T3 (65 W) y, sobre todo,

la potencia permitida por el pequeño radiador que hemos previsto sobre el CI. Una corriente de 500 mA nos parece un valor máximo razonable que no debemos sobrepasar. (080226-I)

Descargas Desde nuestra página web www.elektor.es, nuestros lectores pueden descargarse gratuitamente el diseño completo de la placa de circuito impreso con la referencia 080226-1.

Flip-Flop magnético Por Bernhard Schnurr

La bobina de control está formada por aproximadamente La sensibilidad de un interrupun metro de cable de cobre tor magnético (también llaesmaltado, enrollado en un mado interruptor de lengüeta o carrete con un diámetro de 2,5 reed switch) puede verse afecmm situado en el punto más tada por el acercamiento de sensible cercano al interruptor. un pequeño imán. Al mismo El montaje mostrado en la foto tiempo, dicho interruptor tiene conmuta con una corriente de una fuerte histéresis: Entre la bobina alrededor de 40 mA. energía eléctrica y la fuerza Puede montarse un conjunto que ejerce el campo magnético totalmente distinto, por ejemal desconectar hay una consiplo, uno que abra el contacto derable diferencia. con una corriente elevada utiliAmbas características pueden zando el interruptor como una combinarse para formar un eleespecie de “fusible electrónico”. mento con dos estados estables La condición para conmutar es –y por lo tanto también un Flipregulable a una determinada Flop–. No necesitaremos nada corriente que circule a través más que un pequeño imán que de la bobina, así que tenemos situaremos muy cerca de los prácticamente un relé ajustacontactos del interruptor. ble. Con el montaje práctico mA Conmutación magnética FlipFlop/Monoflop En la práctica, situar este imán se ha determinado un rango 200 no resulta tan simple, pues de conmutación de ±180 mA. On Off 150 hay que encontrar la distancia Cuando el segundo imán está exacta en fracciones de milífijado, los puntos de conmuta100 metro. Pero cuando se tiene ción se conservan con una pre50 éxito, tenemos un elemento cisión de un miliamperio. 0 que se conecta y desconecta La gráfica muestra las áreas de -50 con un campo magnético. Así, conmutación dependiendo del -100 podemos utilizar un segundo ángulo de rotación del imán y Flip Flip Monoestable off Monoestable on Monoestable off Flop Flop -150 imán o una pequeña bobina. la corriente de la bobina. La 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 La conmutación permanece poca suavidad en los recorriRotación sin ser necesaria otra fuente dos de la curva se debe a que de energía. se corresponde con valores de A pesar de todo el esfuerzo, resulta muy El giro cuidadoso de este segundo imán medida reales. difícil lograr una conmutación simétrica, amplía el rango de la conmutación. Sin el segundo imán el interruptor conpor ello se sitúa un segundo imán a Ahora es posible un comportamiento muta ON a 63 mA y OFF a -17 mA. (071158e) mayor distancia que el primero y girado. biestable exacto del interruptor.



45

5/6/08 23:49:44

Conversor de 12 V/240 V económico Por B.Broussas

46


5A

2 6

4 R

IC1 OUT

TR

C1

5 R3

3

1k

555

THR

1

MJ3001

D

IC2

3

4 5

2

C R

CV

1

S 6

R2 3k3

R1

7

330n

R4

240V

TR1

T2

B T2

1k5

R5

1k5

LA1 240V

R6

240V

8 DIS

IC2 = 4013

IC2

1000µ 25V

9V

Frecuencia 100k

7

14

C2

9V

P1

18k

Aunque la mayoría de equipos eléctricos son, cada vez más frecuente, autónomos (especialmente aquellos equipos que llevamos con nosotros cuando vamos de camping o de veraneo) no quita para que, de vez en cuando, tengamos necesidad de una toma de tensión alterna de 240 V, con una frecuencia próxima a la que proporciona la tensión de red. Mientras que la potencia que se le pide a una fuente de este tipo sea relativamente baja (y aquí nosotros hemos elegido 30 VA), es muy fácil realizar un conversor con componentes sencillos y poco costosos que muchos aficionados a la electrónica puede que tengan ya en el cajón de su banco de trabajo. Aunque es posible la realización de un montaje con una mayor potencia, la complejidad que implica el trabajar con corrientes más importantes en baja tensión, nos conduciría a esquemas eléctricos que no tienen lugar en el seno de este número de verano. ¡No debemos olvidar que para disponer, por ejemplo, de 1 A a 240 VAC, equivale a trabajar con más de 20 A en el lado primario de la batería!. Una vez precisado este detalle, el esquema de nuestro montaje es fácil de analizar. Un clásico circuito integrado 555, referenciado como IC1, ha sido montado como oscilador aestable a una frecuencia próxima a los 100 Hz, frecuencia que es posible ajustar gracias a la presencia del potenciómetro P1. Como las señales de salida del 555 están lejos de presentar una relación de ciclo próxima a la unidad, estas señales se aplican a un biestable D realizado por medio de un 4013 con tecnología CMOS. Así, podemos disponer de señales perfectamente cuadradas en las salidas Q y Q, en oposición de fase, aptas para controlar los transistores de potencia de salida. Como la corriente disponible en la salida del 4013 es muy débil, se han utilizado transistores Darlington de potencia. Hemos recurrido a los transistores MJ3001 de la “difunta” Motorola (por supuesto, difunta en cuanto a fabricación de semiconductores se refiere), que son poco costosos y están muy extendidos, aunque puede ser válido cualquier otro transistor Darlington de potencia equivalente. Estos últimos transistores comandan un transformador de 240 V y 2 secundarios

+12V

F1

+12V

VDR

T1

B T1

240V

MJ3001 0 080227 - 11

de 9 V con toma central, encargado de proporcionar la tensión de salida. Una bombilla de neón visualiza su presencia mientras que una VDR, del tipo S10K250 o S07K250, elimina las sobretensiones que puedan aparecer en el momento de la conmutación de los transistores. La señal de salida producida por este montaje es, aproximadamente, cuadrada. Decimos aproximadamente ya que queda un poco deformada tras su paso por el transformador, algo que conviene a la mayoría de los aparatos que este circuito es capaz de alimentar, tanto si son bombillas de iluminación, pequeños motores o fuentes de alimentación de aparatos electrónicos.

Debemos señalar que, aunque el montaje ha sido diseñado para ser alimentado por una batería de coche y, por lo tanto con una tensión de 12 VDC, el primario del transformador es un modelo de 9 V. En efecto, a plena potencia es necesario prever una caída de tensión del orden de 3 V entre el colector y el emisor de los transistores de potencia. Esta tensión de saturación, relativamente elevada, es en efecto un “defecto” de todos los transistores con montaje Darlington. Hemos propuesto a nuestros lectores un diseño de placa de circuito impreso para una realización fácil del montaje. Circuito impreso que, como muestra el

0

Lista de Materiales Resistencias:

Semiconductores:

R1 = 18 kΩ R2 = 3kΩ3 R3 = 1 kΩ R4,R5 = 1kΩ5 R6 = VDR S10K250 (o S07K250) P1 = pot. 100 kΩ

T1,T2 = MJ3001 IC1 = 555 IC2 = 4013

Condensadores: C1 = 330 nF C2 = 1 000 μF/25 V

Diversos: LA1 = pequeña bombilla de neón de 240V F1 = fusible 5 A TR1 = transformador 2 x 9 V con punto central 4 espadines


5/6/08 23:50:59

plano de implantación de componentes, sólo soporta los componentes de baja potencia (era de esperar). Los transistores Darlington serán montados sobre un radiador con aletas de aluminio anodizado, utilizando los clásicos accesorios de aislamiento como son las micas y arandelas de plástico, ya que sus colectores están conectados a sus encapsulados metálicos y, en caso de un mal aislamiento, crearían cortocircuitos. Una potencia de salida de 30 VA implica un consumo de corriente del orden de los 3 A en la batería de 12 V. Los hilos que unen los colectores de los transistores T1 y T2 al primario del transformador, los que van a los emisores de T1 y T2, a los MJ3001 [1], al polo negativo de la batería y al polo positivo de la batería que van

también peligrosa, de modo similar a la que tenemos en nuestras tomas de tensión de red doméstica. Por lo tanto, es conveniente aplicar y seguir las mismas reglas de seguridad que hacemos con estas últimas.

al primario del transformador, todos ellos tendrán una selección mínima de 2 mm2 a fin de minimizar las caídas de tensión. El transformador podrá ser de cualquier modelo, con el cuerpo en E o toroidal, de 240 volts – 2 bobinados de 9 V, de una potencia del orden de los 40 VA. El funcionamiento del montaje es prácticamente inmediato y el único ajuste que hay que realizar es el del potenciómetro P1 de manera que tengamos a la salida una señal de una frecuencia de 50 Hz. ¡Atención! La estabilidad de un 555 en este terreno es bastante baja y no podremos contar con ella para controlar correctamente nuestro reloj despertador, aunque en vacaciones, ¿es útil es aparato? Atención igualmente al hecho de que la tensión de salida de este conversor es

(080227-I)

Enlaces en Internet [1] MJ3001 www.st.com/stonline/products/literature/ds/5080. pdf

Descargas El diseño de la placa está disponible para su descarga gratuita (080227-1) en nuestra página web www. elektor.es.

Automatismo de iluminación Por Peter Jansen



K2

R 3

1M

R6

R7 C4

K1

330nF 250VAC Y2

R5 56R 1W

D1

C1

1N4007

15V 1W3

100uF 16V

D2

OUT

IC1

DIS

THR

NE555

CV 1

1k5

4

8

D3

R3

TR

5

7

TRI1

6

TIC206D

2

S1

R4 C2

C3

470uF 16V

10uF 63V

1k2

LA1

R2 12k

1M

R1

1M

Este circuito resulta práctico como circuito temporizador para una lámpara, por ejemplo de una de escalera, pero también puede servir de indicador del timbre de la puerta de entrada con una pequeña lámpara. Una gran ventaja de este proyecto es que cuando el circuito no está activado, casi no pasa corriente. El circuito se activa con un botón pulsador (S1), tras lo cual IC5 (un temporizador IC 555) empieza la cuenta atrás de un intervalo de tiempo fijado. Durante este intervalo, el triac (TR1) conduce electricidad y la lámpara recibe tensión. Para determinar el intervalo de tiempo durante el cual la luz permanece encendida, usamos la combinación R1 y C2, y lo podemos ajustar a nuestro gusto. Hemos añadido R2 y C3 porque el 555 espera un impulso “negativo” en la entrada de activación. Cuando llega la tensión de alimentación, C3 mantiene la entrada TR del 555 a nivel bajo, y entonces se activa el temporizador IC. Según el tipo de 555, será necesario adaptar el valor de C4 (330 nF) para obtener suficiente tensión de alimentación en modo activo. Además, se recomienda no usar una versión “demasiado potente” de triac. Este circuito envía

1N4148

L N 080173 - 11

como máximo algo más que 5 mA por la puerta del triac. En nuestro caso, con un TIC206 y un TIC216, un poco más potente, el circuito funcionaba como es debido. Al elegir S1, también debemos tener en cuenta la corriente que circulará por la lámpara. El interruptor tiene que poder manejarla de forma segura. Por si hubiera una pieza defectuosa, como protección se ha colocado un diodo zener de 15 V en la alimentación (D3). Además, para hacer posible la des-

carga de C4, se ha añadido R6 y R7. Así no podrá quedar tensión peligrosa en el conector. En caso de obtener valores elevados para C2, como los 470 µF aplicados aquí, para C4 debe usarse una versión de mejor calidad. Así, una eventual resistencia de fuga no podría afectar en absoluto al intervalo de tiempo establecido. En nuestro prototipo resultó que el intervalo de tiempo era mucho más largo de lo que esperábamos debido a un modelo de inferior calidad... (080173)

47

5/6/08 23:51:00

Dispositivo automático para alumbrado exterior R5

LA1

R7

470Ω

LDR

D2

Jardín

RE1

re1

D1 14

18

IC1

1 2 3 4 15 16

DS1820

P1

NOCHE OFF S1

RA0

RB0

RA1

IC2

RA2 RA3 RA4 RA5

RB1 RB2 RB3

PIC16F628A

RA6

S2

RB5 RB6

RA7

MAÑANA ON

RB4

RB7 5

6

ANT1

1N4007

7

MOD1

8 9

T1

10 11 12 13

DATA OUT 433MHz

BCY72

R6

TR1

Módulo emisor

IC3 7805

B1

T2

230V

17

9V

R4

4k7

R3

4k7

4k7

10k

R2

4k7

R8 4k7

R1

22k

BC547

10k

C1

C2

100µ 16V

470µ 16V 080258 - 11

Por Wim de Jong Este dispositivo automático conecta el alumbrado exterior en cuanto oscurece y lo desconecta en el momento fijado para evitar que el alumbrado permanezca encendido toda la noche innecesariamente. También es posible volver a encender el alumbrado automáticamente por la mañana en un momento determinado. Cuando vuelve a haber luz natural, se apaga. Esto debería poderse solucionar con una fotorresistencia y un temporizador. La fotorresistencia percibe que es más oscuro, y gracias al reloj se puede volver a desconectar el alumbrado en el momento que se determine, y viceversa. Para que el proyecto siga siendo simple y barato, en este artículo proporcionamos otra solución para el temporizador. Y es que un reloj tiene que ponerse en hora y la hora, pasado algún tiempo, puede variar. Principalmente se necesita un display para ajustar el reloj, más algunos pulsadores extra. Partiendo de que una fotorresistencia detecta la salida y la puesta del sol y que el sol hace “rondas” de 24 horas, podemos utilizarlo como método alternativo para determinar el tiempo. Este

48


reloj tampoco necesita ponerse en hora. Ha nacido el reloj solar. El dispositivo automático se monta alrededor de un PIC16F628A que está conectado a su oscilador RC interno de 4 MHz. Al detectar la salida del sol se inicia un contador. Este contador sigue funcionando hasta la siguiente salida del sol (reset). A la puesta del sol, el valor momentáneo de este contador se almacena en una variable “soltot”. Así pues, después de la puesta del sol, se puede determinar el tiempo con la fórmula siguiente: tiempo = contador-soltot/2 El proyecto cuenta también con dos pulsadores para determinar los momentos de conexión: “Noche off” (S1) y “Mañana on” (S2). Estos pulsadores sólo se pueden utilizar después de la puesta del sol. Si se acciona el botón S1 por la noche (después de la puesta de sol; por lo tanto, el alumbrado del jardín está encendido), en lo sucesivo el alumbrado se apagará en ese momento preciso. Si se acciona el botón S2 por la mañana antes de la salida del sol, en lo sucesivo el alumbrado se encenderá en ese momento y funcionará hasta la salida del sol. Estos momentos se almacenan en el la EEPROM del PIC, de modo que en caso

de caída de la tensión de alimentación no se pierden. El sensor de temperatura DS1820 y el emisor de 433 MHz (un set barato de emisor/receptor de Conrad) que aparecen representados en el esquema son opcionales. Con ellos se puede medir la temperatura exterior y transmitirla a un receptor de la casa. La temperatura exterior, transformada en un byte, se envía cada minuto con una velocidad de 1.200 bits/s (8 bits, sin paridad) con un margen de error de medio grado. -2=-1°, 0=0°, 2=1°, etc. Se puede prescindir del sensor y el emisor sin problemas. El ajuste resulta del modo siguiente. Se regula el potenciómetro de tal modo que el LED se encienda cuando sea oscuro y se apague cuando haya luz. Dejaremos el circuito durante veinticuatro horas, de modo que el dispositivo automático se pueda sincronizar con el ciclo solar. Después se pueden utilizar los dos pulsadores para establecer cuándo debe conmutarse el dispositivo. (080258)

Descargas En el sitio web de Elektor se puede descargar gratuitamente el código fuente y hexadecimal de este proyecto, 080250-11.zip.


5/6/08 23:51:01

ELEK

ELEKES-4 SP0803 shop.indd4988 Verano (46-53).indd

8/2/0823:51:02 21:36:29 5/6/08

Interruptor para faro antiniebla Por J. Geene Luz antiniebla K1

Luz antiniebla Remolque K2

L1

8 vueltas 0,8 mmØ Pin 54G (7 contactos) Pin 2 (13 contactos) T1

BD140

Luz antiniebla Coche K3

RE1

S1

D2

R1 4k7

Posiblemente es de todos sabido que desde hace un tiempo es obligatorio llevar una luz antiniebla trasera en un remolque, con el requisito añadido de que, cuando el remolque está enganchado, la luz antiniebla trasera del automóvil tractor debe estar apagada. Presentamos un circuito ideal para esto. El circuito lo colocamos en la luz antiniebla trasera del automóvil. Cortamos la conexión de 12 V al faro y la conectamos a los contactos del relé 30 y 87A (K1, K3). Al accionar la luz antiniebla trasera, se encenderá normalmente. Ahora bien, si acoplamos el remolque con faro antiniebla al conector del remolque (7 o 13 contactos, K2), pasará corriente por L1. L1 es

BAW62 080261 - 11

RE1 = CB1-P-12V

una bobina de unas 8 vueltas, enrollada a un contacto de lámina S1. S1 se cierra cuando pasa corriente por L1, por lo que se acciona el relé Re1 y la luz antiniebla trasera del automóvil se desconecta. Evidentemente, entonces el faro antiniebla del remolque permanece encendido. El dimensionamiento de L1 depende del contacto de lámina S1. El faro antiniebla tiene 21 W, así que con 12 V la corriente es de 1,75 A. Dimensionamos la corriente de L1 entre 1,0 y 1,5 A, para asegurarnos de que se cierra el contacto de lámina. El diámetro de los hilos debe ser de unos 0,8 mm. El relé Re1 es un relé automático, que puede conmutar la corriente de los faros. La caída de tensión en L1 es despreciable. (080261)

Radio de válvula definida por software Por Burkhard Kainka

sobre una bobina antigua de 8 mm. ANT1 PC La Radio Definida por Software El programa SDRadio de Alberto 100n (SDR) es el último grito. La idea (http://digilander.libero.it/i2phd/ R2 2k4 es esta: a un sencillo receptor de sdradio) se utiliza como descodifiradio se le proporcionan caractecador. La ilustración muestra una R1 V1 BT1 10k rísticas de alta gama con la ayuda estación de AM que está siendo C1 C3 9V de un pequeño programa. recibida. La tarjeta de sonido L1 10n 56p Incluso más novedosa es la que se ha utilizado (una Sound EC900 SDVR (Software-Defi ned Valve Blaster USB) tiene una frecuencia 20 Radio, es decir, Radio a Válvulas de muestreo de 96 kHz, lo que BT2 10 Defi nida por Software), donde permite un rango de sintoniza1 6V una radio de una sola válvula ción de 48 kHz. En la fotografía C2 se convierte en un receptor munpodemos ver tres transmisiones 100p dial con algo de ayuda desde un adicionales. ordenador. La alimentación le Uno de los puntos débiles del 080384 - 11 viene de cuatro células AA para receptor es que sólo tiene un los calentadores, y una pila de canal de salida. Esto significa 9 V proporciona la alimentación que cada transmisor puede ser para el ánodo. visto dos veces en la pantalla del El circuito es muy sencillo: un espectro, y no hay supresión de triodo EC900 se usa en una conlas frecuencias imagen, como fi guración regenerativa homocabría esperar de una SDR con dina (Audion). No es necesario todas sus funciones. Algunas el ajuste de la realimentación, ya veces esto puede provocar interque el receptor siempre oscila ferencias audibles, en cuyo caso con amplitud elevada. También lo único que podemos hacer es se puede añadir un condensasintonizar otro transmisor. Y en dor, cuyo ajuste fi no se realiza el caso de que no nos interese por software. El ancho de ajuste ninguno de los canales, podemos de la banda recibida se puede simplemente cambiar de banda realizar al atornillar el núcleo de la receptor trabaja en la banda de 49 m usando tan sólo un destornillador. (080384e) bobina hacia dentro y hacia fuera. El utilizando una bobina de 30 vueltas C4

50


K1


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Alarma para tienda de campaña Por Stefan Hoffmann

A la izquierda de éste tenemos el interruptor S1 con la (engañosa) etiqueta “ON/OFF”. Naturalmente, la alarma no puede ser apagada con él. A la derecha del dispositivo, tenemos el interruptor S2 con la etiqueta “Altavoz ON/OFF”, que tampoco desactiva nada. Como ha podido imaginarse, la alarma no puede ser desactivada tan sólo utilizando los botones verde y rojo. Para los poco iniciados podría resultar irritante y una pérdida de tiempo. Y por supuesto, una vez disparada la alarma,



IC2 7805

C2

100µ 16V

10µ 16V

IC1

R2 BT1 100k

1 3

8

MOSI/PB0 RST/PB5

MISO/PB1 SCK/PB2

PB4

PB3

9V

5 6

R1

7

1k5

C1

2 S2

4

S5

ATtiny13V

Hilo de alarma

S1 S3

R3

BZ1 D2

verde

100k

Esta alarma no sólo protege los objetos que se descuiden en el interior de la tienda. También es útil como alarma de equipaje u otras aplicaciones similares. La alarma puede desarrollarse mediante varios sensores: Por un lado, un cable que forme un circuito cerrado en PB4 del microcontrolador ATtiny-13, que podría ser cortado por los futuros ladrones. También podemos utilizar un interruptor magnético (o reed switch) y un imán, cuyo contacto normalmente cerrado podría ser abierto accidentalmente por los rateros. En este caso por ejemplo, si se trata de una puerta o cremallera de la tienda. Por otro lado, tenemos en PB4 una LDR (o fotorresistencia). Si colocamos la LDR en un lugar oscuro (por ejemplo bajo el saco de dormir), la alarma se disparará cuando el ladrón lo levante. La LDR tiene en la oscuridad un valor de aproximadamente 100 kΩ y expuesta a la luz de unos pocos ohmios. Si sólo va a utilizarse el sensor de luminosidad, pondremos en el conector para el cable en circuito cerrado (o el interruptor magnético) un pequeño puente (jumper). Si por el contrario, no va a utilizarse la LDR, puede sustituirse, temporal o permanentemente, por una resistencia de 100 kΩ. Como tercer sensor para nuestra alarma disponemos de un detector de golpes o vibración (S6), seguido de un sensor de inclinación. Tan pronto como el sensor de inclinación se abra, no puede haber en PB1 un nivel bajo, luego no se dispara ninguna alarma. El dispositivo tiene en PB2 un número de interruptores y botones. Su colocación y etiquetas son lo verdaderamente especial:

S4

S6

rojo 080135 - 11

no puede volver a desactivarse oscureciendo de nuevo las LDR. El método simple para desactivarla consiste en mantener los interruptores S1 y S2 en una determinada posición (Encendido y altavoz ON) y mantener pulsados ambos botones durante 5 segundos. Pueden programarse métodos más complicados de desactivación, así que aunque los rateros leyesen Elektor (todo puede ser) no podrían parar la alarma. El circuito necesita una tensión de alimentación desde 3’6 v a 5. El esquema muestra una pila de 9 V con un regulador de tensión a 5 V, como fuente de alimentación. El microcontrolador ATtiny-13 de la familia AVR se programa en Bascom. El código fuente y el hexadecimal están juntos en el ZIP de Software, que puede descargarse gratuitamente desde www. elektor.es. Gracias al código fuente, el programa puede adaptarse a sus propias necesidades con la versión gratuita de Bascom. En el software se ha programado que, dándose una desactivación

S5 = Detectores de vibraciones S6 = Interrupotres de inclinación

legítima, el sistema entre en un modo de espera (Sleep Mode) o se apague directamente, no existiendo otro modo de apagado posible. Para reactivarla, han de pulsarse ambos botones a la vez mientras los dos interruptores estén ON, y agitarla ligeramente. Un parpadeo doble del LED nos indica que se está reactivando. Tras una corta espera de aproximadamente tres segundos, la alarma está lista de nuevo, y se nos indica con la triple intermitencia del LED. Tan pronto como la alarma esté rearmada, el LED se enciende brevemente cada pocos segundos. Si salta la alarma, el LED se vuelve rojo inmediatamente. Si no se desactiva, al poco tiempo empieza a sonar. Para desactivarla hemos descrito que han de pulsarse los dos botones a la vez mientras ambos interruptores están ON. El parpadeo doble, y el LED apagado/ encendido indican si han de pulsarse dichos botones o no. (080135)rg

51

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Termostato universal

52


Si no hay ningún sensor conectado, se mostrará un mensaje de error. Si se mantiene la tecla “Mode” pulsada hasta que aparezca un asterisco, se muestra el texto “SET TEMPERATURE”; mediante las teclas – y +, se puede regular la temperatura deseada de acuerdo con el diferencial. Si se pulsa otra vez la tecla “Mode”, es posible introducir la histéresis deseada con las teclas – o +. Una histéresis de 1 °C y una temperatura de 20 °C implican que durante el calentamiento la salida se activa si la temperatura se sitúa por debajo de 19 °C (20-1), mientras que se desconecta si se alcanza una temperatura de 21 °C (20+1).

IC1

D1

1N4001

7805

+5V

K1

LCD C1

C2

10µ 63V

10µ 63V

K4

+5V 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16

R7 33 Ω

P1 10k

+5V +5V

D2

R6

C3

R4

100n

BC547

4 17 R5

IC3 3 2 1

DS1820

K5

18 1 2 3

MCLR

RB0 RB1

IC2

RA0

RB2

RA1

RB3

RA2

RB4

RA3

RB5

RA4

RB6

PIC16F628

OSC1 16

R2

R3

14

2k2

RB7

R1 4k7

K3

4k7

1N4001 T1

4k7

K2

10k

Este circuito surge de la insatisfacción con el funcionamiento del termostato de un frigorífico. Al utilizar el termostato incorporado, en verano resultó necesario fijar una temperatura más baja que en invierno para mantener el contenido frío. Probablemente esto se debía a que el sensor de temperatura se había montado demasiado cerca del mecanismo de refrigeración, con lo que en este frigorífico no se tenían lo suficientemente en cuenta fenómenos como la pérdida térmica y la temperatura media para efectuar la regulación. En el diseño de este termostato electrónico se optó por un rango de ajuste más amplio, de modo que también se pudiera utilizar para otras aplicaciones, por ejemplo, regular la temperatura de una habitación o calentar una jardinera y, por supuesto, la cubeta para el ataque químico. El rango de ajuste va de -25 °C a +75 °C y el diferencial es de 1/4 ºC. Además, se puede regular la histéresis, la divergencia de temperatura mediante la que el sistema se conecta y desconecta. Una histéresis muy pequeña hace que la temperatura sea muy estable, pero tiene como inconveniente que la función de refrigeración o calefacción se conectará y desconectará muy frecuentemente, lo que, en general, provoca un desgaste mayor en el compresor (para refrigerar) o la bomba (para calentar). La histéresis se puede fijar entre 0,1 °C (temperatura muy estable) y 10 °C (prácticamente sin regulación) con un diferencial de 0,1 °C. Los ajustes se pueden modificar con 3 impulsos de teclado, mediante los que los datos se reproducen en una pantalla LCD de 2 x 16 caracteres. Los ajustes realizados se almacenan en la EEPROM del PIC. En funcionamiento normal, la pantalla LCD muestra la temperatura actual.

4k7

Por Ruud van Steenis

El componente principal del circuito es un PIC 16F628. Además de la pantalla LCD de 2 x 16 caracteres mencionada, en el circuito realiza una importante función un sensor de temperatura de tipo DS1820 (conectado a K5). Dado que el DS1820 ya viene calibrado de fábrica, nos ahorramos una pesada tarea. Completan el conjunto un estabilizador 7805 clásico y un cargador de batería. La frecuencia de reloj para el PIC es suministrada por un resonador cerámico de 4 MHz con condensadores incorporados (referencia de Conrad 726406/726507). Está provisto de 2 salidas de conmutación en el PIC, una para aplicaciones que necesitan refrigeración y otra para aplicaciones que necesitan calefacción. Así pues, en la refrigeración el proceso debe empezar cuando la temperatura ha subido demasiado, mientras que en la calefacción debe hacerlo cuando amenaza ser demasiado fría. En este circuito un puente hace posible la elección entre refrigerar (puente 2-3 en K3) y calentar (puente 1-2 en K3). Después de la conexión aparece en la pantalla “TEMPERATURE” y, debajo, la temperatura actual en grados Celsius.

6 7 8 9 10 11 12 13

OSC2 X1

15

4MHz

5

S1

S2

S3

MODE

080090 - 11


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INFORMACIÓN Y ENTRETENIMIENTO RETRÓNICA

+250V

2

ZM1040

2

C2

D2

230V

R5

R1

4M

K5 R6 R2 40V filament

6 tubes 6J6 en série

1

K2

400V 100M 25V

11

6J6 2

6

K4 5

1

1 5S1

7 3

4

10

9

6J6 2

6

7

25M 250V

12

6

4

6

6J6 2

1

5

S2

7 3

7

6J6 2

6

1

5

S3

7 3

4

5

22k

13

6J6

R4

400V

0V

D1

4M

R3

125V

3

22k

K1

+250V 140V

4

22k

IC1

1N4007 1N4007 1N4007 T1

160V

C1

+600V

P1

22k

400V

22k

C3

400V

22k

180V

4M

22k

IC2

4M

22k

K3

R7

22k

250mA

200V

X1

22k

50VA

2

6

5

7 3

4

3

4

+24V

1M

1M

1M

1M

1M

1M

1M

1M

1M

1M

BZYC24 +250V

51k

51k

250k

250k

Para poder conectar el circuito a un equipo trozo de cable plano de 3 conductores. Lista de componentes externo, por motivos de seguridad se opta Para utilizarlo en un frigorífico, tiene la por un control de relé (a través de K2). ventaja de que es posible hacer pasar el +600V El transistor puede conmutar sin esfuerzo cable del sensor al exterior sin demasiados220k Resistencias: 100n corrientes de hasta 100 mA; un diodo problemas, dado que el cierre de goma R1, R2, R3,DEKATRON R5 = 4k7 GS10D 6J6 2 1 R4 = 2k2 inhibe las sobretensiones de la bobina de del frigorífico deja espacio para el cable 12 500p 100n R6 = 10 k relé. La tensión de alimentación se puede y permite cerrar. Si después de conectar A 5 6 R7 = 33 Ω 11 escoger con arreglo a la tensión de bobi- el cable plano al DS1820 lo recubrimos P1 = 10 k de ajuste B 7 nado del relé utilizado, por ejemplo 12 V. todo con una capa fina de cola de dos 3 4 +51V 1 9 8 7 6 5 4 3 2 10 Al usar el circuito como sustituto del ter- componentes y (antes de que la cola se Condensadores: t BYV95 mostato del frigorífico, se debe tener en seque) ponemos un trozo de tela encoC1,C2 = 10 µ/63 V C3 = 100 n cuenta que el motor del compresor que gible alrededor, podemos conseguir un hay que conmutar está conectado direc- buen sellado resistente a la humedad. 10n Semiconductores: tamente a la red, por lo que es necesario Como alternativa, se puede utilizar un D1, D2 = 1N4001 BZY51 realizar todo el proceso de forma segura. sensor DS1820 impermeable ya listo 070861 - 11 T1 = BC547 Cuando se utiliza el circuito para, por (por ejemplo, la referencia de Conrad IC1 = 7805 ejemplo, calentar una jardinera, puede ser 184037/184052). Estos ejemplares llevan IC2 = PIC16F628-04/P (programado con el para realizar un voltímetro E Cteléfono T 1 0 0 ( que 1 0 0 es k H z ) Ecódigo Z 1 0 B 080090-11) corriente la de una resistencia dede 22conmutación k7. Por lo tanto, útilpor sustituir el transistor unalaespecie de en cable digital didáctico. Si alguno (100 kHz). válvula es de: 250 V – (140 V + Evidentemente, el “décatron” por un HEXFET. Un circuito de prueba con algo más grueso que un cable plano. Varios: de los lectores posee uno (o – Cerberus: el modelo GZ22 que 24 V) = 81 V/22 k7 = 4 mA. GS10D no puede controlar (080090) un IRFP3710 proporcionó sin esfuerzo 1,5 X1 = resonador cerámico 4 MHzque me ponga varios) y quiere directamente el visualizador To d o e s t o c o n s t i t u y e u n a puede controlar visualizadores A a un elemento de calefacción de 12 V, en miniatura en contacto con él, que nos ZM1040. Por lo tanto, es nece- década de contado. Por lo del tipo GA11 y GA21. S1...S3 = pulsador con lo que las pérdidas fueron tan escasas Descargas K1, K2 = tira de 2 pines Muchas macho gracias de escriba. sario el uso de un tríodo por tanto, que podemos imaginar- – Beeston: el modelo “trochoK3, K5 = tira de 3 pines macho quedígito, el FETsabiendo no se tuvo que refrigerar. En En el sitio necesario tron” VS10K (200 kHz) y su antemano. que necesi- nos el material web de Elektortan se pueden descargar gratuitaK4 = tira de 16 pines macho estetamos caso,cinco la tensión de conmutación de 5 el código así fuente y el código hexadecimalGR10H de este visualizador seis dígitos, como válvulas 6J6. Los sólo paramente DS1820 + cable plano de 3 conductores V generada por“décatron” el PIC era suficiente proyecto, 080250-11.zip, junto con el diseño del circuito potencia electrónica necesacátodos del están lapara (070861-I) LCD de 2 x 16 caracteres abrir el FET correctamente. (080090-1). este montaje, exacta- P.D. He buscado “décatrones” conectados a masa por una ria (para impreso El programa 16F628 penasmente, llena de 25 W). resistenciaen deel47 k7, loaque Publicidad la les memoria programa da un del potencial de 40a V.la mitad. En el mercado ha Todos de las válDado quelosnocátodos era necesario programar habi do nu mer o s a s vulas 6J6 están especialmente conectados «comla unidad de forma marcas y buenos modesobrese unutilizó diodo el zéner de 24 V. PicBasic pacta», compilador los de “décatrones”. Las rejillas están conectadas Pro para generar el código hexadecimal Por ejemplo: a los cátodos de la válvula del PIC. contadora por resistencias de – Philips: los modeTanto el archivo fuente (1820THER.BAS) 1 M7. Las rejillas de las vál- l o s Z 5 0 2 S ( 4 k H z ) como el archivo hexadecimal final para vulas 6J6 están pues contro- Z504S (5 kHz) y Z505S programar el 16F629 ladas con en holgura: –24 V (1820THER. vál- (50 kHz). HEX) están disponibles en el sitio– web Hivac: los modevula “OFF”, +15 V válvula de “ON” Elektor el número 080090-11. (encon relación a los +24 V los GS10D (10 kHz), El de código fuente cuenta con unGCA10G gran (5 kHz) y los cátodos). La válvula número de tiene comentarios, de de modo que (5 kHz). GS10H ZM1040 una tensión – Elesta: el modelo ionización de(por 140 ejemplo, V. la adaptación el cambio del rango de temperatura) resulta basRetrónica es una columna mensual que “vendimia” tante sencilla. en la electrónica incluyendo los legendarios diseños En de primera la temperatura está Elektor.instancia Las aportaciones, sugerencias y preguntas fijada enesta 20 °C y lason histéresis en 2 °C. sobre sección bienvenidas; si lo deseas puedes Como sensor es mejor optara redaccion@elektor. por un enviarlas por correo electrónico es, poniendo en al campo asunto RETRÓNICA. DS1820 “desnudo” y proveerlo de un +50

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proyectos

microcontroladores

Ligero como el Aire Usando el ATM18 para controlar un dispositivo de levitación magnético Por Udo Jürss y Wolfgang Rudolph

El poder controlar la gravedad es un sueño muy antiguo que no podemos esperar ver realizado en un futuro próximo. Sin embargo, podemos llegar a estar cerca de hacerlo realidad a pequeña escala. Los dispositivos comerciales de levitación que hacen que una pequeña pieza de metal (a menudo recubierta de algún tipo de material) se mantenga en el aire, lleva en el mercado bastantes años. Una bobina proporciona la fuerza de levantación, mientras que usamos un sensor de luz para regular la altura a la que levita el objeto. Con ello, el objeto metálico que levita se mantiene a una distancia definida al núcleo de la bobina. Muchos de estos dispositivos son mucho más caros de lo que debieran ser. Nosotros también queremos hacer algo que levite pero, en nuestro caso, con un sistema diferente. En lugar de un sensor de luz, vamos a utilizar un sensor Hall para detectar la posición del objeto que levita.

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Con los dispositivos habituales de levitación, que ya han sido descritos en artículos de montajes domésticos en números pasados de Elektor, el haz del sensor de luz es más o menos obstruido por el objeto que “flota”. La cantidad de luz recibida por el sensor de luz se utiliza para controlar la cantidad de corriente fluye a través de la bobina. El montaje mecánico y electrónico de este dispositivo ha sido diseñado para mantener el objeto metálico que le evita en la posición preestablecida. El control de la distancia utilizando un sensor Hall está basado en un principio completamente diferente.

El proyecto ATM18 en Computer:club2 ATM18 ha sido desarrollado conjuntamente por Elektor y Computer:club2 (www.cczwei.de), con la contribución de Udo Jürss, el principal desarrollador de www.microdrones.de. Cada mes, los últimos desarrollos y aplicaciones del sistema ATM18 son presentados por Wolfgang Rudolph, de CC2-TV, en una transmisión por TV, en la red NRW-TV de Alemania. El controlador de levitación con la tarjeta ATM18-AVR descrito en este artículo, puede verse en la entrega 12 de CC2-tv, transmitido inicialmente el 26 de junio. CC2-TV también se retransmite como Livestream en Internet en www.nrw.tv/home/cc2. CC2-TV Podcasts está disponible en www.cczwei.de y, unos días después, en sevenload.de

VDD Internally stabilized Supply and Protection Devices

Temperature Dependent Bias

Osc illator

A/D Converter

Digital Signal Processing

Open-circuit, Overvoltage, Undervoltage Detection

Protection Devices

Sensor de campo magnético Un sensor Hall es un dispositivo semiconductor que genera una tensión proporcional a la fuerza del campo magnético que lo rodea. La tensión producida por el elemento sensor es muy pequeña (en la región de los milivoltios), por lo que también necesitamos un sofisticado puente amplificador. En nuestro controlador de levitación hemos usado un sensor magnético integrado Micronas HAL815, alojado en un encapsulado TO-92UT de bajo perfil, con lo que yo no tenemos que preocuparnos de esta parte. El amplificador, la compensación de temperatura y el filtro están incorporados en el circuito integrado (ver Figura 1). Todos los parámetros pueden ser programados por la superposición de señales digitales en la fuente de alimentación (con pulsos que aumentan la tensión de 5 V a 8 V). Por ejemplo, el rango de medida se puede ajustar entre los ± 30 mT y los ± 150 mT. En este caso no es necesaria la programación, ya que el dispositivo viene configurado de fábrica para el rango ± 30 mT, que es exactamente el correcto para esta aplicación. Con una fuente de alimentación de 5 V, la tensión de salida es de 2,5 V sin ningún campo magnético presente. La tensión de salida varía en un rango de más - menos 2,5 V, dependiendo de la dirección y la fuerza del campo magnético, dentro de un rango total de 0 a 5 V, aproximadamente. En esta aplicación únicamente se necesita una dirección, de modo que sólo se utiliza el rango entre 2,5 V y 5 V.

Controlador Si acercamos un imán all sensor Hall, con las líneas del campo magnético perpendiculares a la superficie del sensor, la tensión de salida del sensor varía en proporción a la fuerza del campo magnético. Esto hace que sea posible determinar la distancia entre el sensor y un imán con una fuerza de



Switched Hall Plate

Supply Level Detection

D/A Converter

Analog Output

100Ω

OUT

10 kΩ

EEPROM Memory Digital Output Lock Control

GND

080359 - 12

Figura 1. Diagrama de bloques del sensor.

Efecto Hall El físico americano Edwin Herbert Hall descubrió este efecto (que fue, más tarde, llamado como él), durante su trabajo de doctorado, en 1879. El efecto Hall está basado en la fuerza de Lorenz. Las cargas en movimiento son deflectadas en presencia de un campo magnético, lo que produce una diferencia de potencial perpendicular a la dirección del flujo de corriente. Los sensores Hall son fabricados a partir de pequeñas y delgadas hojas de material semiconductor con una baja densidad de cargas portadoras, de manera que se pueda conseguir una alta velocidad de electrones. Esto produce una tensión de salida relativamente alta. Si una corriente pasa a través del sensor y éste es colocado dentro de un campo magnético con las líneas de campo perpendicular a la superficie del semiconductor, la tensión en el sensor cambia. La tensión de salida del sensor es proporcional al producto de la corriente y de la fuerza del campo magnético. Como el valor de la corriente es conocido, la fuerza del campo magnético puede ser determinada con la medida de la tensión. Habitualmente estos sensores están integrados en un encapsulado con un amplificador de señal. En dichos dispositivos también está compensada la sensibilidad térmica del sensor.

campo conocida. Con esta información, un controlador puede ajustar la corriente en la bobina para mantener el imán “flotando“ en el aire. La corriente se ajusta alrededor de 1.000 veces por segundo. Esta continua adaptación requiere ciertas reglas. Los controladores PID (proporcional, integral y diferencial – ver el apartado correspondiente) se utilizan para este fin en los sistemas electrónicos. En nuestro caso la componente “I” no es necesaria, por lo que podemos utilizar un controlador PD. Sin embargo, para este proyecto ATM18, este controlador no está implementado como un circuito analógico con amplificadores operaciones, sino con una apliación interna en la forma de un programa controlador. Cada minuto desde la salida de su po-

sición del imán que levita desde su posición prevista, cada movimiento de aire, cada cambio de temperatura, cada vibración, y muchas otras cosas, pueden afectar directamente al comportamiento de levitación. Si el imán se mueve un poco más cerca del solenoide de la bobina, la corriente en la bobina debe reducirse de inmediato. En el caso de que el imán se separe, incluso una diminuta distancia de la bobina, la corriente debe aumentar inmediatamente. Como la bobina está conectada a la salida PWM (ancho de pulso modulado) del microcontrolador, a través de un UL2003, esto se consigue modificando el ciclo de trabajo. Los pulsos son integrados en el núcleo de ferrita de la bobina para producir el nivel de corriente medio.

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proyectos

microcontroladores

+5V GND DATA CLK

Bobina

LCD 20 x 4

12V +12V

TSOP1736

Imán HAL815UTA

Vs

VDD

GND

GND

Vo

OUT

080359 - 11

Figura 2. Esquema eléctrico del circuito experimental.

La Figura 2 muestra la estructura de nuestro prototipo. El sensor Hall está conectado a un ADC6. La salida PWM sobre el terminal PD6, controla una o varias entradas de la etapa de potencia del ULN2003. La bobina está conectada entre las salidas de colector abierto y los + 12 V. Es importante conectar el terminal 8 al conector K6, de forma que los diodos de protección internos del ULN2003 puedan limitar los picos de inducción de la bobina. Los pulsadores/interruptores S1 a S3 se utilizan para configurar los parámetros de control. Esto nos permite aumentar o reducir la posición de levitación del imán en hasta 10 mm. También se puede utilizar una unidad de control remoto por infrarrojos, RC5, para hacer funcionar el dispositivo a través de un receptor de infrarrojos (IR) conectado al circuito. Los parámetros son mostrados constantemente en la pantalla LCD.

una distancia de levitación adecuada. Otra dificultad es que la tensión de salida del sensor no es proporcional a la distancia entre la bobina y el imán. Los sistemas no lineales controlados pueden conducir a problemas de estabilidad. Por si todo esto fuese poco, el campo magnético de la bobina elevadora también afecta al sensor. Los severos requerimientos impuestos por el sistema de control hacen el trabajo del controlador más difícil. Aquí, un poco de ayuda en forma de una amortiguación de la señal, no vendrá mal. Esta ayuda aparece, de una forma bastante evidente, gracias al disipador de calor de aluminio, sobre el que se ha montado el sensor. Cada movimiento del imán crea una contra-corriente en el aluminio, lo que produce un campo magnético contrario. De esta forma, las oscilaciones del imán de son amortiguadas por las pérdidas de la contra-corriente.

Requerimientos generales

Imán y bobina

Construir un imán que se suspenda en el aire no es una tarea trivial. Si llega a estar demasiado cerca de la bobina, será inmediatamente empujado fuera del campo de alcance de la bobina, sin que el controlador pueda hacer nada para evitarlo. Esto significa que la bobina debe ser montada a una altura suficiente. Por otro lado, el campo magnético de la bobina alimentada completamente debe ser lo suficientemente fuerte como para levantar el imán de su posición más baja. Esto significa que tenemos que boninar la bobina correcta sobre el núcleo correcto y utilizar un imán lo más pequeño y ligero posible, pero también con fuerte campo magnético. Además, tenemos que ajustar el dispositivo para

El imán debe ser muy ligero y con campo muy fuerte. Un imán de neodimio, con una masa de menos de 0,3 g, resulta bastante adecuado. En nuestros distintos prototipos hemos utilizado un modelo Q-CDM50-G (de 0,23 g de masa), conseguido en www.supermagnate.de. Otra fuente potencial de pequeños y potentes imanes es la de su recuperación (“canibalización”) de lectores de CD. Una prueba preliminar con el solenoide de la bobina nos dirá claramente cuál es el imán específico más adecuado. Con la aplicación de una tensión de 12 V, la bobina debe ser capaz de elevar el imán a una altura de, como mínimo, 3 cm, aunque es mucho mejor alcanzar una altura de 4 cm o más.

56


Para construir la bobina hemos utilizado una barra de ferrita como la que podemos encontrar habitualmente en las radios de onda media. Dicha barra debe tener un diámetro de 10 mm y una longitud comprendida entre 80 y 100 mm. No debemos intentar darnos prisa en la construcción de la bobina. Como podemos ver en la Figura 3, comenzamos introduciendo la barra de ferrita dentro un trozo, de la longitud adecuada, de tubo termo-retráctil (a) y, una vez en su posición, lo calentamos para que se contraiga (b). Como alternativa, también podemos utilizar cinta aislante. Después de este primer paso, podemos comenzar con el bobinado (c). Este proceso consiste en cuatro capas, de 400 vueltas cada una, bobinadas con hilo de cobre esmaltado de 0,2 mm. Podemos bobinar la bobina completamente a mano o, si lo hacemos bien, utilizar un taladro eléctrico con una velocidad muy baja (d). Una vez acabado el proceso, fijaremos ambos extremos con un poco de tubo termo-retráctil (e), asegurándonos de que dejamos libre hilo suficiente para los terminales (f). Por último, podemos utilizar otro trozo de tubo termo-retráctil para proteger el cuerpo completo de la bobina resultante (g). Si queremos evitar el tener que andar contando las vueltas y construir la bobina de manera atropellada, podemos bobinar la varilla de ferrita sobre una longitud de 50 mm con hilo de cobre de 0,2 mm , hasta que el bobinado total alcance un diámetro de 18 mm. En este caso, la bobina tendrá una resistencia comprendida entre 40 Ω y 50 Ω, de manera que la corriente no sobrepasará los 300 mA con una tensión de alimentación de 12 V (esto solamente es


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cierto para corrientes en continua, DC). Cuando la bobina está siendo controlada por la salida PWM del procesador y amplificada por el ULN2003, la corriente resultante es una corriente DC “pulsante” en lugar de una corriente DC pura. Así pues, el valor medio de la corriente es menor y la característica de la bobina es similar a cuando trabaja con una corriente AC, con el resultado de que, claramente, pasa una corriente más baja a través de la bobina. Esto completa el proceso de creación de la bobina. Una vez que hemos protegido cuidadosamente los terminales y los extremos de la bobina con cinta aislante, podemos utilizar unas pinzas

de cocodrilo para sujetar la bobina para las pruebas iniciales. Esto nos va a permitir ajustar la altura a su valor adecuado (ver Figura 4).

Aspectos practicos Nuestro prototipo (ver la foto al principio del artículo) ha sido construido alrededor de un radiador de aluminio con un sensor montado en su cara inferior. Sobre el radiador se ha montado una varilla de latón, de manera que los hilos que conducen la corriente hacia la bobina están sujetos a lo largo de esta barra de forma adecuada. Se ha fijado a la varilla una abrazadera de plástico

y la bobina se ha sujetado con dicha abrazadera. Los detalles de esta tarea se muestran en las Figuras 5a–d. Una vez que la bobina ha sido asegurada, podemos conectar cada elemento a la placa de prototipos y comenzar nuestras pruebas de levitación. En la página web de Elektor están disponibles dos programas de prueba, ya acabados, que podemos descargar de forma gratuita. Uno de ellos ha sido escrito con la aplicación Code Vision, mientras que el otro se ha creado en BASCOM. El procedimiento que aquí sugerimos es comenzar con el programa “C”, ya que nos muestra todos los parámetros sobre la pantalla. Justo después de encender

Controladores PID Nuestro objetivo aquí es el de utilizar un electroimán para atraer (o repeler) un imán permanente, con la fuerza suficiente para levitar a una altura determinada. Como el sistema de levitación magnético es un sistema controlado no lineal e inestable, el sistema debe ser estabilizado y regulado. Para este propósito utilizamos un controlador PD. La tarea la realizará un controlador de lazo cerrado que controla, continua e independientemente, una magnitud física para poder mantener un valor específico establecido (en nuestro caso, la posición del imán) y eliminar los efectos de las alteraciones. Para conseguir esto, el controlador compara constantemente el valor actual (la posición del imán) con el valor establecido (la posición deseada del imán). El error de control, determinado de esta manera, se utiliza para generar la salida de control, la cual actúa para minimizar el error de control cuando el lazo de control está en equilibrio. Sin embargo, esta labor tarda un cierto tiempo para que un sistema de este tipo dé su respuesta y para que la salida de control tenga efecto. Por esta razón, el sistema debe reaccionar inmediatamente en un sentido y, posteriormente en el otro, para evitar una sobre-compensación que podría provocar el fallo del control. Esto requiere que la salida de control tenga un efecto “amortiguado”, que depende de las características del sistema. El comportamiento del controlador viene descrito por las ecuaciones diferenciales. La magnitud de la componente P varía en proporción al error de control (la diferencia entre el valor actual y el valor establecido). Ésta sólo afecta al factor de ganancia proporcional. La rama D de un controlador es un diferenciador que debe actuar siempre junto con la componente P (o la componente I). La componente D se incrementa con variaciones en el error de control a lo largo del tiempo y se multiplica por el tiempo de acción integral. No dependen del error de control sino que lo hace en función de la velocidad del cambio. Un tiempo de acción integral largo provoca un gran cambio en la salida de control y, a menudo, provoca inestabilidades en el lazo de control. La componente integral se utiliza cuando el error de control debe ser reducido a cero (o lo más próximo posible a cero). En nuestro caso no se ha utilizado ya que el dispositivo de levitación siempre trabaja con un error de control y solamente tiene que ajustarse la ganancia de control. Esto compensa las características no lineales del sistema controlado.

Listado Ejemplo de controlador PD en BASCOM ‘ Atm18 PD regulator ‘ S1 At Pb3 = Up ‘ S2 At Pb4 = Down $regfile = “m88def.dat” $crystal = 16000000 Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim

N As Byte X As Integer Y As Single Z As Single Xold As Single Xp As Single Xi As Single Xd As Single P As Single I As Single D As Single

Config Adc = Single , Prescaler = 32 , Reference = Off ‘ Start A/D converter Start Adc Config Timer0 = Pwm , Presca-



le = 1 , Compare A Pwm = Clear Down , Compare B Pwm = Clear Down P = 0.1 D = 60 Do If Pinb.3 If Pinb.4 X = 0 For N = 1 X = X Next X X = X / 8

= 0 Then P = P + 0.0002 = 0 Then P = P - 0.0002 To 8 + Getadc(6)

If X < 512 Then X = 512 Xp = X - 512 Xp = Xp * P Xd = X - Xold Xold = X Xd = Xd * D Y = Xp + Xd Y = Y / 2 If Y > 255 Then Y = 255 If Y < 0 Then Y = 0 Pwm0a = Int(y) Loop

57

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proyectos

microcontroladores

a

b

c

d

e

f

g

la fuente de alimentación o reiniciar el circuito, no conseguimos flujo de corriente a través de la bobina ya que el factor proporcional del controlador es cero. Así pues, colocamos el imán sobre el sensor, lo orientamos para obtener una lectura máxima para el valor “Pv” mostrado en pantalla, y presionamos el botón S1. Esto debería provocar que la corriente se incremente. También podemos observar las consecuencias de nuestra acción por el incremento de luminosidad de los diodos LED de las salidas. Si no sucede nada, es probable que el imán haya sido colocado en la orientación incorrecta. Lo giraremos en el sentido correcto y repetiremos el experimento. Mientras más tiempo dejemos presionado el botón S1 mayor será el incremento de corriente sobre la bobina. De pronto veremos que el imán comienza a ascender y, a continuación, quedará suspendido en una posición estable. Podemos pulsar el botón S1 para conseguir que dicha altura sea aún más elevada. Si pulsamos al mismo tiempo los botones S1 y S2, el imán irá bajando de manera gradual. Si seguimos pulsando S1, en un punto determinado conseguiremos, sin duda, sobrepasar la altura máxima de levitación, el imán se saldrá del alcance de la barra de ferrita y caerá con un golpe. Así pues, ahora ya conocemos una altura máxima de levitación. Probablemente podamos incrementar ligeramente la altura de levitación ajustando cuidadosamente la posición del solenoide de la bobina. La bobina debe estar colocada a una altura suficiente para que pueda mantener flotando el imán desde la superficie del radiador. El pulsador S1 ajusta el factor de proporcionalidad del controlador, lo que significa, efectivamente, el control de ganancia. También podemos utilizar el pulsador S3 para alterar la proporción de la componente diferencial, la cual es importante para la estabilidad del conjunto. Sin embargo, en la mayoría de los casos el valor por defecto es válido. Si el imán no quiere flotar, es una indicación de que la dirección de los campos magnéticos probablemente no sea la correcta. Intentemos invertir la polaridad de la bobina. También podemos utilizar un voltímetro para verificar la tensión de salida del sensor. Dicha tensión debe esFigura 3. Etapas de montaje de la bobina: barra de ferrita con un tubo de material termo-retráctil (a) cubrir y calentar sobre la barra de ferrita (b); iniciar el proceso de bobinado (c); acabar el bobinado completo de la bobina (d); la bobina acaba cubierta con termo-retráctil (e) y con los terminales saliendo del mismo (f); bobina acabada, cubierta con el tubo termo-retráctil (g).

58


Figura 4. Una sencilla configuración experimental.

tar próxima a los 2,5 V cuando el imán no está presente, mientras que dicho valor, cuando el imán está flotando sobre el sensor, debería ser de más de 4 V. Otra posibilidad de por qué el imán no “flota” es que su campo sea demasiado débil o él sea demasiado pesado. Sin embargo, esta situación la deberíamos haber superado ya con la prueba inicial sin el controlador.

MLC en C El programa en lenguaje C para el controlador de levitación (MLC) es demasiado largo y aquí solamente puede ser descrito en términos generales. Adquisición de datos del Sensor Hall y generador de tiempos El conversor A/D se utiliza para adquirir los datos del sensor Hall y como generador de tiempos. En una rutina de interrupción se tratan ocho lecturas del sensor, todo ello dentro de 1 milisegundo. Una vez realizado este proceso se activa la bandera “adc_ready” (“CA/D listo”). El lazo del programa principal utiliza esta bandera para la sincronización. La función “adc_get_average()” calcula el valor medio de las ocho lecturas del sensor, cuyo resultado forma el valor actual de la corriente para el controlador PD. Este valor medio suprime el ruido de la señal medida. Controlador El controlador PD es recalculado 1000 veces cada segundo. Gracias a este intervalo de tiempo constante, el algoritmo de control no tiene que calcular el tiempo, lo que ahorra tiempo de procesamiento. En primer lugar, se calcula el valor medio del sensor a través de la función “mlc_update”. La componente P se calcula a partir de este valor actual. La componente D se calcula como la diferencia entre los valores de corriente


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a

b

Figura 5. Detalle del prototipo ensamblado: (a) lámina base (radiador de aluminio), (b) Sensor Hall, (c) varilla de latón con terminales de la bobina, (d) abrazadera de la bobina con cables sujetos.

c

previo y actual. La salida de control (el ancho de pulso de la señal PWM) se forma sumando las dos componentes. Actuador En nuestro caso, el actuador para el sistema de control es el electroimán, en la forma de una bobina con núcleo de ferrita. Una señal PWM con una velocidad de pulso de 32 kHz controla la etapa de potencia (ULN2003). La bobina es conmutada a masa. Gracias a la alta frecuencia de la señal PWM y a la gran inductancia de la bobina, la corriente en la bobina es filtrada (integrada) fuertemente. Esto proporciona un campo magnético constante con una componente con un rizado bajo. Salida de pantalla Para evitar tener que reducir la frecuencia de control como resultado del consumo de tiempo que emplean las salidas a pantalla, las salidas están divididas en diferentes trabajos individuales. La función “mlc_write_lcd()” utiliza un “estado máquina” para realizar una simple salida a pantalla en cada ciclo de control. Control de procesos Una vez que los módulos individuales han sido inicializados, se ejecuta el mismo proceso, de modo repetido, en un lazo sin fin:



d

1. Actualiza el lazo de control: mlc_update(); // Actualiza el control del levitación magnético 2. Salida a la pantalla LCD: mlc_write_lcd(); // Realiza una única operación LCD 3. Monitorizar los botones de control de parámetros: mlc_scan_buttons(); // Comprueba los pulsadores Kp y Kd 4. Se sincroniza con el conversor A/D: while (!adc_ready) // Sincroniza el lazo de control 5. Comienza el siguiente ciclo de control del paso 1. Control RC5 Con un receptor de IR conectado, podemos utilizar una unidad de control remoto de infrarrojos, RC5, para hacer funcionar el equipo de manera remota. El botón 1 incrementa el valor de P, mientras que el botón 4 lo disminuye. El botón 3 incrementa el valor de D, mientras que el botón 6 lo decrementa. Además, el botón 0 actúa como parada de emergencia y provoca que el valor de P se establezca a 0.

moto. Solamente el factor P (y, como resultado, la altura del levitación efectiva), puede ser ajustado utilizando los botones S1 y S2. Cuando se arranca el programa, a la variable P se le asigna el valor 0,1 para proporcionar una cierta cantidad de ganancia y poder colocar así el imán por encima del sensor, a la vez que se obtiene la máxima corriente de la bobina. El controlador realiza sus cálculos con números reales (precisión sencilla). De nuevo aquí, el valor actual se obtiene como la media de ocho lecturas individuales. El controlador solamente puede utilizar el rango entre 512 y 1023. Mientras más baja sea la posición del imán, más alto será el valor medido. El valor medido se multiplica por el factor P para conseguir la configuración del valor de la señal PWM. El sistema también podría trabajar sin la componente D, pero el movimiento queda amortiguado si se añade esta componente. Si el imán sube rápidamente, el controlador anticipa una posible salida de alcance y reduce la corriente de acuerdo a los valores obtenidos. (080359e)

Ejemplo en BASCOM El programa Basic (ver listado) se ha mantenido así de sencillo de forma intencionada, por lo que no incluye las funciones hacia la pantalla LCD y las de control re-

Nota de montaje: En la página web de Elektor, www.elektor.es, nuestros lectores pueden conseguir un kit con todos los componentes, incluida una barra de ferrita, HAL815 y un imán con el código de pedido 071035-71.

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5/6/08 23:52:24

Control doméstico por DTMF K1

R15 D8

R14 D7

R13 D6

R12 D5

R11 D4

R10 D3

D1

R8

• Controla 6 dispositivos DC de alta potencia. • Contraseña de seguridad de cinco dígitos. • Contraseña definida por el usuario. • Información al usuario por sonidos. • Contraseña y estados de dispositivos almacenados en memoria EEPROM. • Estado del dispositivo en un panel indicador de diodos LED.

R9

2

D2

Prestaciones

MOSI RST

K2

K3

D15 RE6

MISO

K10

SCK

IC1

1 IC3 C13

J1

J2

K4

9..12V

K11

R1

C4

+

C2

C1

B1

D11 R2 D10

B2

K6

RE2

K5

C15

R5 C3

C9

RE1

C14

C11

T1

IC2

R3

R4

D13 D12

K7

RE3

R6 X1 D9


D14

K9

K8 RE4

R7

60

C10

Este circuito puede ser activado utilizando nuestro teléfono móvil o el tradicional teléfono fjo (con teclas DTMF) y, después de realizar una serie de procedimientos, podremos controlar ciertas aplicaciones domésticas, alimentadas con tensión DC. Algunos ejemplos incluyen el pestillo de una puerta y la bomba de un sistema de riego para las plantas. Hacemos una llamada a casa a través del circuito y, después de tres tonos, el circuito responde a nuestra llamada, cosa que nos indica por medio de dos “beeps” (tonos). A continuación, debemos introducir nuestra contraseña. La contraseña del circuito por defecto es: 12345. Se finaliza la introducción de la contraseña con el carácter almohadilla (#). Si nuestra contraseña es correcta, volveremos a oír otros dos “beeps” cortos y podremos comenzar a controlar nuestros dispositivos o cambiar la contraseña. Si pulsamos el carácter “*” entraremos en el menú de la entrada de contraseña. Introducimos una nueva contraseña utilizando las teclas de los números (0-9), con una longitud de cinco dígitos. Para

C12

¡Precaución! Mantenga las precauciones eléctricas de seguridad cuando conecte a este circuito cargas que trabajan con tensión de red.

Funcionamiento

C5

¡Precaución! Este circuito no ha sido aprobado para la conexión a una red telefónica conmutada pública (public switched telephone network o PSTN).

RE5

IC4

Por Hesam Moshiri

Lista de Materiales Resistencias

R1 = 68kΩ R2,R4 = 1kΩ R3 = 330Ω R5 = 10kΩ R6 = 100kΩ R7 = 220kΩ R8-R15 = 220Ω

Condensadores

C1,C2,C3,C5,C9-C12,C15 = 100nF C4 = 2µF2 40V radial C13 = 1000µF 40V radial C14 = 100µF 40V radial

Semiconductores

B1,B2 = B50C1500 (80Vpiv, 1,5 A) D1-D8 = LED, baja corriente, 3mm D9 = diodo zéner de 4V7 400mW

D10-D15 = 1N4001 T1 = BD139 IC1 = Atmega8-16PC, programado, Tienda de Elektor, Ref. #080037-41 IC2 = MT8870 IC3 = 7805 IC4 = ULN2004

Varios

RE1-RE6 = relé con bobina de 12V, por ejemplo, V23057 X1 = cristal de cuarzo de 3,5795 MHz K1,K2,K3 = conector “boxheader” de 10 terminales K4 = Bloque terminal para circuito impreso, raster 5 mm K5-K10 = Bloque terminal para ciruito impreso, raster 7,5 mm K11 = conector RJ11, para montaje en circuito impreso, Hirose TM5RE1-64 (Digikey # H11257-ND) J1,J2 = conector “pinheader” SIL de 3 terminales para circuito impreso con puente ref. 080037-1 en www.thepcbshop.com.


5/6/08 23:53:04

R11 220R

R12 220R

R13 220R

R14 220R

R15 220R

D4

D5

D6

D7

D8

J1

R10 220R

D3

K11

R9 220R

D2

100n

C3

TEL

R8 220R

100n

B2

GND

GND

B80C1500

5 4 3 2 1

C9

B1

K1

B80C1500

J2

RJ11

6 7 8 9 10

R5 10k

0u1 50V

C2

0u1 50V

C1

3.5795MHz

X1

R6 100k

R7 220k

100n

C10

R3

2u2 50V

C4

GND

+5V

IC2

R2 1k

1k R4

C5

GND

R1

OSC2

StD Q4 Q3 Q2 Q1

0u1 50V

INH PWDN

MT8870

INOSC1

St/GT ESt IN+ Vref GS

BD139

T1

8

2 7

17 16 1 4 3

68k

330R

10 TOE

18 Vdd Vss

D1

4V7

D9

5 6

15 14 13 12 11

GND

C11 100n

5 6 11

2 3

12

13

4 17 16 15 14

+5V

PB4 (MISO)

PC6 (RESET)

GND

PD3 (INT1) PD4 (XCK/T0) PD5 (T1)

PD0 (RXD) PD1 (TXD)

ATmega8-16PC

PD6 (AIN0)

PD2 (INT0) PC0 (ADC0) PB3 (MOSI/OC2) PC1 (ADC1) PB2 (SS/OC1B) PC2 (ADC2) PB1 (OC1A) PC3 (ADC3) PB0 (ICP) PC4 (ADC4/SDA) PC5 (ADC5/SCL) IC1 PB5 (SCK) PD7 (AIN1)

GND

100n

C12

8 GND 9 XTAL1

9

20 AVCC

7 VCC

21 AREF 10 XTAL2 22 GND

18

1

23 24 25 26 27 28 19

9V...12V DC

K4

MOSI NC RESET SCK MISO

GND

8

1 2 3 4 5 6 7

IC4 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 CM

1 2 3 4 5

K2 10 9 8 7 6

ULN2004AI

GND

IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7

16 15 14 13 12 11 10 9

+5V GND GND GND GND

10 9 8 7 6

GND

+5V

+5V

100u 100n 16V

C15

1000u 16V

GND

2

+5V

C14

1

IC3 7805 3

C13

VCC

K3 GND

080037 - 11

1 2 3 4 5

+5V

1N4001

D15

1N4001

D14

1N4001

D13

1N4001

D12

1N4001

D11

1N4001

D10

VCC

2

VCC

1 2

VCC

1 2

VCC

1 2

VCC

1 2

VCC

1 2 1

5 3 4 5 3 4 5 3 4 5 3 4 5 3 4

Verano ES-8 (60-67).indd 61 5

7-8/2008 - elektor, electronics worldwide 3 4

RE6

RE5

RE4

RE3

RE2

RE1

K10

K9

K8

K7

K6

K5

1

61

5/6/08 23:53:05

finalizar la introducción de la contraseña lo hacemos con el carácter almohadilla “#” (por ejemplo, 54321#). Al final de todo esto, oiremos un ‘beep’ largo indicándonos que nuestra nueva contraseña ha sido almacenada en memoria y que el circuito desconectará la llamada telefónica. Si no pulsamos el carácter “*”, podemos pasar a controlar nuestros dispositivos introduciendo el número preasignado a cada uno de ellos. Por ejemplo, el número “1” podría ser para la puerta principal o la puerta trasera de la casa, de manera que cada vez que lo poseemos se abrirá dicha puerta. Los números del 2 al 6 se utilizan para controlar cinco dispositivos adicionales. Al pulsar cada una de las teclas estaremos cambiando el estado del dispositivo, cosa que podremos comprobar escuchando el correspondiente sonido asociado al estado del dispositivo (ver diagrama de flujo). Después de cada comando, se almacena el nuevo estado del dispositivo en la memoria EEPROM. Una vez que todos los dispositivos han sido controlados, basta con colgar la llamada. Si el circuito descuelga la llamada pero el usuario no introduce ningún número, el propio circuito se encarga de colgar la llamada después de 7 segundos. En todos estos procesos, el circuito nos informará de la aceptación de los comandos con la recepción de un corto tono (“beep”). Debemos ser pacientes y esperar brevemente a que el circuito reciba y procese el número pulsado. Se acepta un número máximo de tres entradas de contraseñas erróneas. Con cada contraseña errónea que introduzcamos, podremos oír un tono largo y, si introducimos una contraseña errónea por tercera vez, podremos oír un tono largo de nuevo después del cual, el circuito cuelga la llamada. El circuito muestra el estado de todos los dispositivos por medio de su panel de diodos LED. El diodo D1 indica que el circuito está alimentado; el diodo D2 el estado de respuesta (ON: línea de teléfono ocupada; OFF: línea de teléfono libre). Los otros diodos LED indican el estado de los dispositivos controlados (LED ON: dispositivo = ON, LED OFF: dispositivo = OFF).

Descripción del circuito

El esquema eléctrico de la Figura 1 está formado por estas partes principales: la fuente de alimentación, el detector de timbre, el circuito de respuesta, el decodificador de tonos, el microcontrolador, los relés de salida y el circuito controla-

62


Tabla 1. Configuración de programación del ATmega8 CKSEL0

0

CKSEL1

0

CKSEL2

1

CKSEL3

0

CKOPT

1 1: Sin programar, 0: Programado

dor del panel de diodos LED. La fuente de alimentación incluye el circuito integrado IC3 y los condensadores C6, C7 y C8, generando una tensión de alimentación de +5 V para el circuito. El detector de timbre comprende B2, C1-C4, R1, R2 y D9. Los condensadores C1, C2 y C3 capturan la tensión del timbre de llamada (AC), comprendida entre 80 V y 100V, a 25 Hz. El puente rectificador B2 convierte la tensión de timbre a una tensión DC. El condensador C4 se utiliza como reducción de ruido, mientras que R1, R2 y D9 crean un nivel adecuado de tensión en el terminal PD4 del microcontrolador. Cuando realizamos una llamada a través del circuito, aparece un pulso de llamada de +5 V en el cátodo de D9. El circuito de respuesta incluye los componentes B1, C5, R4, R3 y T1. Si queremos que el circuito responda al primer tono de llamada, colocaremos una resistencia en paralelo con la línea del teléfono, reduciendo la tensión de línea aproximadamente a unos 15 VDC, con lo que pasa una corriente de unos 20 mA a través de dicha resistencia. Responder a una llamada implica llevar al transistor T1 a saturación. Por lo tanto, la corriente de la línea telefónica pasará a través de la resistencia R3. Para colgar la llamada, el transistor T1 tiene que pasar a corte. Por otro lado, la función del condensador C5 es la de introducir en la línea un sonido producido por el microcontrolador. El circuito decodificador de tonos DTMF incluye los componentes R5, R6, R7, C9, C10, C11, X1 e IC2. El circuito integrado IC2 (un MT8870) es un decodificador de tonos DTMF. Este circuito recibe los tonos DTMF a través de R5, R6 y C9. El dato binario correspondiente a cada código aparece en los terminales Q1-Q4. Un código de entrada viene indicado por el flanco de subida del terminal STD. Dicho evento se lleva al terminal INT0 del microcontrolador. Un nivel alto en el terminal TOE del MV8870 habilita las salidas Q1-Q4. En nuestro caso está limitada a la tensión de alimentación de +5 V. El microcontrolador es un ATMega8 de Atmel. La etapa final está equipada

con un circuito integrado ULN2004, constituido de un grupo de transistores Darlington de alta corriente y alta tensión, lo que le permite trabajar fácilmente con las corrientes que se gestionan en los relés y en el panel de diodos LED. Cada terminal de salida de este circuito integrado puede controlar hasta un total de 500 mA. El panel de diodos LED incluye los diodos D1-D8, los cuales nos indican la actividad y el estado de todos los dispositivos. Los condensadores C11 y C12 se han incluido para la reducción de ruido, por lo que se han seleccionado condensadores cerámicos multicapa para este propósito.

Montaje y uso

En la Figura 2 se muestra la placa de circuito impreso para este controlador. Una sección de la placa comprende el circuito principal, mientras que la otra está dedicada al panel de diodos LED. Las dos placas están interconectadas a través de un conector IDC de 10 líneas (2x5). Una vez que el circuito ha sido montado, el microcontrolador debe ser programado con el fichero hexadecimal que se encuentra dentro del archivo de descarga gratuito 080037-11.zip y que podemos encontrar en la página web de Elektor. También está disponible el código fuente: ha sido generado utilizando el compilador MikroC de la casa MikroElektronika. Conectemos ahora a J1 el adaptador de tensión de red de 9-12 VDC. A continuación, programamos el microcontrolador por medio del zócalo ISP K2. Seleccionamos la fuente de reloj interno del microcontrolador controlando los bits de selección que se muestran en la Tabla 1. No debemos olvidar de programar tanto la memoria Flash (nombrefichero.hex) como la memoria EEPROM (nombrefichero.eep). Conectaremos nuestras aplicaciones eléctricas a nuestro circuito (ver Figura 5) observando todas las precauciones de seguridad eléctrica relevantes. La memoria EEPROM del circuito asegura que las configuraciones realizadas no se pierden después de un reinicio o cuando se produce una interrupción de la tensión de red. Por último, podemos calcular la seguridad del sistema. Con una contraseña de cinco dígitos, tenemos una probabilidad de 1 entre 100.000 de introducir el código correcto por casualidad, algo que parece suficiente para un sistema tan sencillo. (080037-I)


5/6/08 23:53:06

Avisador de correo Por Mathieu Coustans

El proyecto de este autor ha sido el de montar una placa de circuito impreso con componentes totalmente estándar y fáciles de localizar, ya que el objetivo era el de trabajar con una electrónica sencilla pero eficaz. En su primera versión, el circuito en cuestión memoriza que el cartero ha pasado (no detecta al cartero, pero sí cualquier carta introducida en el buzón, al levantar la tapa que protege el mismo) y puede señalizar este evento, de un modo luminoso (por medio de un diodo LED) o sonoro (con un zumbador o una alarma de voz basada en los ISD25xx, opción que el autor ha eliminado rápidamente debido a la contaminación sonora generada y al consumo de corriente, sensiblemente mayor al de un diodo LED). Aquellos que intentan a toda costa equipar sus sistemas con una alarma de tipo vocal, pueden echar una ojeada a la página web del autor, para ver la que ha utilizado y que se encuentra en la dirección mencionada anteriormente, antes de abandonar esta opción. La casa Conrad vendé un módulo electrónico de conexión directa por unos 9 € [1]. Una ojeada rápida al esquema eléctrico nos permite constatar que es de



S1 Imán

Blindaje

5

RAZ

C1

ILS (Interruptor de lámina flexible)

D

R 4

4k7

R3

T1

4k7

S 6

10k

IC1

T2

R4

R5

R6

BZ1

D1

R2

R1

IC1 = 4013

2

C

1µ

14

1

IC1.A

3

10k

¿Habrá pasado el cartero? Este proyecto nació con la idea de evitar tener que ir a verificar si el cartero ha pasado en un día de lluvia. Claro está, en verano llueve mucho menos, pero puede pasar (¿por qué no?) y (de acuerdo a la ley de Murphy), suele suceder cuando esperamos un correo importante. Además, no todo el mundo está de vacaciones en verano y muchas personas entran en casa antes de echar una ojeada a su buzón. Sería simpático disponer de un pequeño lugar desde el que poder visualizar es estado de nuestro buzón de correo. Hasta hace muy poco tiempo, este tipo de accesorio (de lujo) estaba reservado a las villas particulares con instalación de equipos de vídeo. El resto, los simples mortales, no sentimos la necesidad de vigilar el buzón con una cámara de vídeo. Así pues, el autor de este artículo ha decidido crear un montaje que, en su primera versión, no debería costar más de 5 €, cantidad ridícula si pensamos que está todo incluido.

Alarma sonora

7

LED

Alarma luminosa 080243 - 11

Imán pegado a la parte móvil ILS delante del imán fijado en el interior

Buzón

Tabla de verdad del CD4013 Cambio de nivel

D

R

S

Q

Q

Transición de Bajo->Alto

0

0

0

0

1

Transición de Bajo->Alto

1

0

0

1

0

Transición de Alto->Bajo

x

0

0

Q

Q

Valor indiferente

x

1

0

0

1

Valor indiferente

x

0

1

1

0

Valor indiferente

x

1

1

1

1

una sencillez extrema. El componente central es un circuito integrado lógico del tipo CD4013 (lógica secuencial), un biestable D con una puesta cero y puesta a “1” prioritaria, que se activa a nivel alto. En el apartado correspondiente, podemos ver la tabla de verdad de cada uno de los dos biestables. Es algo más complicada de lo que aparenta a primera vista (CL = Clock, D = Data, R = Reset, S = Set, Q = Salida Q y Q = SalidaQ). Podemos ver que esta señal no se dispara más que una vez en su flanco ascendente. Ese flanco es generado por el interruptor ILS (imantado) ya que éste último es

sensible a una variación importante del campo magnético: el simple hecho de levantar la tapa móvil del buzón para insertar el correo, permite generar un cambio de estado en el contacto del ILS (Interruptor de Lámina Flexible, o bien relé Reed). El esquema muestra claramente las posiciones respectivas del ILS y del imán. El autor de este artículo tiene previsto una gran cantidad de evoluciones potenciales de su montaje. Así pues, si estamos interesados en el tema, podemos echar una ojeada, de vez en cuando, en su “blog” [2] para ir viendo cómo evolucionan las cosas. (080243-I)

Enlaces en Internet [1] Página web del autor: http://ludvol.free.fr/articles.php?lng=fr&pg=211) [2] Blog del autor: http://lespace-electronique.blogspot.com/

63

5/6/08 23:53:06

Iluminación de jardín con Flowcode Por Jan Middel Probablemente el lector ya conozca Flowcode gracias a los múltiples proyectos con E-blocks que ha ido publicando Elektor. Este año, en el especial de verano, también tenemos un proyecto que se puede programar con Flowcode. El circuito que presentamos aquí utiliza un microcontrolador programado con Flowcode para que la luz esté encendida con cierta regularidad. El núcleo del circuito está compuesto por un microcontrolador PIC16F88. Utiliza una pantalla de 2x16 caracteres para mostrar los ajustes, que se pueden ajustar con tres botones. La pantalla se ajusta con P1. El transistor PIC controla T1 a través de la salida RA3, que a su vez puede encender y apagar la luz con un relé. La tensión de alimentación se estabiliza con un IC estabilizador 7805 estándar. S1 es un interruptor de reinicio (reset), conectado a la entrada MCLR del PIC. MCLR VDD R5

LDR1

17 18 1 2 3 4 15 16

R11 390R

R12

C1 22p

GND

IC2 1

K1 +12V

C4

7805 2

+12V

100n

VDD 3 C5 100n

6 7 8 9 10 11 12 13

VSS

6k8

X1

RB0/INT/CCP1 RA0/AN0 IC1 RA1/AN1 RB1/SDI/SDA RA2/AN2/CVREF/VREFRB2/SDO/RX/DT RA3/AN3/VREF+/C1OUT RB3/PGM/CCP1 RA4/AN4/T0CKI/C2OUT RB4/SCK/SCL PIC16F88-I/P RB5/SS/TX/CK RA5/MCLR/VPP RB6/AN5/PGC/T1OSO/T1CKI RA6/OSC2/CLKO RB7/AN6/PGD/T1OSI RA7/OSC1/CLKI

C2

+12V

6,5536MHz 22p

D10

GND GND

RE1

1N4001

K5

R10 390R

VDD R2 6k8

LDR2

GND

3 4

GND

2

RESET

GND

LDR

GND

100n

Vss VDD V0 RS RW E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

LCD 2x 16characters

C6

GND

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

5

R9

VDD

1

VDD

R3

4k7

4k7

R8 4k7

R7

ENTER

14

UP

LCD1

VDD

VDD

VDD

DOWN

S4

5

S3

390R

390R

10k

S2

S1

R6

390R

R4

R1

T1

D1

BC547 GND

64


080113 - 11

GND

GND


5/6/08 23:53:08

debe estar a nivel “alto” en estado normal de funcionamiento (nivel bajo para un reset). De ahí que esta entrada esté conectada a la tensión de alimentación a través de una resistencia pull-up R1. Hemos escrito un programa en Flowcode que activa el relé en los siguientes momentos: - Si son más de las 16.00 horas. - Si la luz que detecta la LDR es inferior a un umbral (que tendremos que establecer). - Por la mañana de 7.00 a 8.00 horas. - Por la noche, a las 23.00 horas se desactiva el relé (excepto viernes, sábado y domingo, que la luz permanece encendida una hora más). De día, la pantalla muestra en que momento se ha activado la luz exterior. Para ajustar los tiempos de encendido se procede de la siguiente manera: hacemos un reinicio (reset); el programa se iniciará con el texto de bienvenida. A

“enter”, y nos pedirá que ajustemos el umbral de luz. Este valor se comparará con la cantidad de luz que detecta la LDR. Si el valor de la LDR es inferior al umbral indicado, la luz se encenderá. Si pulsamos “enter” de nuevo, podremos indicar los días laborables. Así determinamos los días en que la luz permanecerá encendida más tiempo por la noche. Si pulsamos “enter” una última vez, volverá a activarse el reloj. Naturalmente, se pueden modificar varias cosas en el software. Por ejemplo, el momento en que se enciende la luz por la mañana. Evidentemente, se puede eliminar si no nos interesa. (080113)

continuación, pulsamos la tecla “enter”. Entonces, con las teclas arriba y abajo determinamos las horas deseadas. Pulsamos de nuevo la tecla “enter” para pasar a ajustar los minutos (del mismo modo que las horas). Pulsamos de nuevo

Descargas El archivo Flowcode de este proyecto, 080113-11.zip y el esquema del circuito (080113-1), están disponibles en el sitio web de Elektor como descarga gratuita.

Distribuidor de video con 5 salidas compuesto procedente de un reproductor o un generador de video (analógico) y poder aplicarla a la entrada de hasta cinco equipos que necesiten de ella, como monitores, TV, VCR, etc … Por ejemplo, en un gran salón, podríamos ver las mismas imágenes que reproduce nuestro DVD en cinco pantallas de TV diferentes mientras escuchamos el sonido a través de un amplifi cador independiente. El circuito se basa en un amplificador operacional con un gran ancho de banda (EL2020 o similar) que amplifica la señal de video aplicada a la entrada en un margen regulable de +/- 6 dB. El transistor de salida Q1 entrega la señal a las cinco salidas cuya impedancia característica es de 75 Ω.

Por Eduardo Corral Los aficionados (o profesionales) al mundo del video encontrarán en este pequeño distribuidor/amplifi cador de señal un magnifico aliado a la hora de



El circuito necesita de una alimentación de +/- 12 V, que se compartir una única señal puede obtener de una fuente de alide video entre varios equipos. Sus apli- mentación convencional como la que caciones son múltiples pero, básicamen- muestra el esquema. (080478-I) te, se trata de tomar la señal de video

65

5/6/08 23:53:19

Comando programable de servo Por Gilles Clément

66


IC2 78L05 1 6 R1 10k

El objetivo del montaje descrito en este artículo es el de realizar un inversor de sentido para servomotores que permita así invertir el control de un servomotor de modelismo, de acuerdo con la orden dada a la salida de una línea del receptor de radio comando. En consecuencia, este módulo se intercala entre una de las salidas del receptor y el servomotor a comandar. Una de las aplicaciones más evidentes es la inversión del sentido de rotación del eje de carga (balancín) de un servomotor. Esta función es útil cuando todas las líneas del receptor están saturadas y es necesario comandar un segundo servomotor en paralelo con el primero (con un cable en “Y“) pero invirtiendo el sentido de uno de los dos. En el caso más general, a menudo es muy útil el poder ajustar también, de forma independiente, las posiciones extremas del eje de carga, así como la posición neutra (cuando los dos servomotores no son exactamente idénticos o que no están montados de la misma manera en las dos alas). El recorrido de los servomotores de modelismo está codificado por medio de cronogramas de tiempo variable (PWM, es decir Pulse Width Modulation). La longitud de estos anchos varía normalmente entre 1 ms y 2 ms, y la recurrencia de las señales de 20 ms (50 Hz). Los comandos del emisor están dotados de potenciómetros cuyos recorridos definen la longitud del cronograma de cada vía. Estos cronogramas son enviados, de manera sucesiva (mientras haya vías) al receptor que los descodifica y los presenta sobre sus salidas correspondientes, según su orden de llegada. Como ya hemos dicho, el objetivo aquí es el de invertir el desplazamiento total de un eje de carga de un servomotor, permitiendo un desplazamiento manual del conjunto para conseguir un ajuste del neutro del timón (trim). Veamos ahora la electrónica. Si pusiésemos en juego las siete familias de microcontroladores podríamos haberlo echado a suertes: ya que, en la gran familia, me pregunto si… el pequeño 12F675… ¡realmente es extraordinario! Una pequeña maravilla de ocho terminales! Aunque sea realmente pequeño (DIL 8), es capaz de realizar una gran cantidad de cosas. Así pues, el corazón del montaje con el

7 4

GP1

GP4

IC1 GP0

GP5

PIC12F675 GP3

GP2

3 2 S1

5

8

080323 - 11

que nos encontramos es, en efecto, un 12F675. Como es lógico, para que el montaje funcione es necesario que el microcontrolador esté cargado con su correspondiente fichero hexadecimal, extraído del fichero 080323-11 (ver Descargas). El microcontrolador tan sólo requiere tres componentes adicionales (si nos olvidamos del prolongador del servomotor, el elemento más caro de este montaje): un regulador de + 5 V (78L05), encargado de generar la tensión de alimentación, un botón-pulsador de miniatura, que se ocupa del órgano de comando, y una resistencia de pull-up. Toda esta electrónica se puede colocar sobre un trozo de placa de circuito impreso de experimentación, de 9 x 6 agujeros, lo que le permitirá ser insertada en el modelo reducido correspondiente. Dos palabras sobre la calibración del oscilador interno. El último octeto de la memoria de programa del 12F675 contiene el valor de la calibración del oscilador interno que permite ajustar el reloj de 4 MHz con una precisión del ± 1%. Por lo tanto, es necesario leer este octeto y almacenarlo al principio de las manipulaciones (haciendo una lectura de la memoria), ya que cometemos el riesgo de borrarlo cuando realicemos la primera programación. Uno de los aspectos más importantes de este montaje es el de sus reglajes (ya que conocemos cuáles son las consecuencias de un error en este nivel. Así pues, intentemos pilotar un modelo reducido invirtiendo los comandos…).

Atención: no debemos tocar el emisor durante esta fase, es decir, durante el encendido del receptor, ya que se hace la medida de la señal de salida del receptor cuando el control del emisor está en reposo. En primer lugar, se comienza por confirmar la medida de la señal de entrada, algo muy importante para que el cálculo de la señal de salida sea correcto. Atención: el aviso de que no se debe tocar el emisor durante esta fase vale también aquí, por las mismas razones. Si se acciona por segunda vez el botónpulsador, se activa el desplazamiento progresivo del neutro. Después, si se les suelta para volverlo a pulsar rápidamente, el movimiento se efectúa en el otro sentido. La salida de este modo se realiza de forma automática si el botónpulsador no ha sido accionado durante 2 segundos. El servomotor vibra un poco para indicar el fin de las etapas. Como conclusión: este circuito funciona muy bien y no cuesta „el ojo de una cara“... [email protected] (080323-I)

Enlaces en Internet Hojas de características del 12F675 http://ww1.microchip.com/downloads/en/ devicedoc/41190c.pdf

Descargas Los ficheros con el código fuente y hexadecimales de este proyecto (con ref. 080323-11.zip) están disponibles en la página web www.elektor.es.


5/6/08 23:53:20

Cable USB <−> RS-232 Son los “buffers” internos del circuito los que generan los niveles eléctricos de 12 V exigidos por la norma RS-232. Este circuito funciona correctamente tanto con tensiones de 3,3 V como de 5 V y soporta estos dos niveles sobre sus entradas/salidas lógicas. En teoría, también debería funcionar correctamente con la versión 3,3 V del cable mencionado anteriormente, Por Antoine Authier VCC

C1

K1

El conversor USB ↔ Serie elegido aquí es el cable inteligente TTL-232R-5.0V de la casa FTDI, disponible bajo la referencia 080213-71 (ver la página web de Elektor).

Condensadores:

C1 a C5 = 100nF/25V (CMS1206) IC1 = MAX3232CSE (o ESE)

Las señales disponibles en lógica TTL a la salida del cable son transformadas, sobre la pequeña placa que se describe aquí, en señales RS-232. El adaptador de nivel/protocolo es un MAX3232 (Maxim). El circuito integrado incluye dos emisores y dos receptores, algo que se adapta perfectamente a nuestro conversor USB ↔ Serie que comporta las cuatro señales fundamentales de un puerto serie estándar RS-232. Es decir, las dos señales principales de emisión TXD (Transmit Data) y RTS (Request To Send) y las dos señales principales de recepción RXD (Receive Data) y DTR (Data Terminal Ready).


3

6

100n T-RTS

11

5

T-RXD

10

4

T-TXD

12

3

T-CTS

9

2

C2

1

100n

4 5

C1+ C1–

V+

K2 16

6

IC1

T1IN

T1OUT

T2IN

T2OUT

R1OUT

R1IN

R2OUT

R2IN

RXD

2

14

RTS

7

7

TXD

3

13

CTS

8

8

4 C5

C2+

MAX3232CSE C2–

1

9 5

15

100n

V-

SUB-D9

El conector Sub-D puede ser recuperado de un viejo cable, 080470 - 11 100n siempre y cuando sea un conector macho. Introducir y desplazar la placa entre las el TTL-232R-3V3, (sin embargo, este dos filas de terminales para soldar cada punto no lo hemos verificado de modo punto de manera directa en sus lugares experimental). previstos. Si no disponemos del cable completo, Para terminar, podemos proteger el podemos utilizar el módulo TTL-232R- conjunto envolviéndolo todo dentro 6

C4

Varios:

K1 = conector tipo “pinheader” SIL de 6 terminales acodado en 90° K2 = conector SUB-D de 9 terminales macho para cable Cable TTL-232R-5.0V de FTDI, referencia Elektor 080213-71 Trozo de tubo termo-retráctil de gran diámetro.

PCB (que se corresponde con TTL-232RPCB-3V3 para 3,3 V, ambos disponibles en la dirección de Internet indicada). Los componentes SMD (Componentes de Montaje Superficial) de la serie 1206 utilizados en este montaje, permiten obtener una placa compacta, cuyos componentes pueden ser manipulados por un lector poco habituado a este tipo de materiales con lo que, si realiza este montaje de manera manual, podrá desarrollar su destreza y atreverse con montajes SMD más complejos. La realización del montaje no debe suponer mayores problemas. Comenzamos

6 5 4 3 2 1

K1

(c)Elektor 080470 v1.2 IC1

C3

1

C5

GND [black wire]

C2

C4

1

Semiconductores:

1

100n

5

Lista de materiales


VCC 2

FTDI TTL-RS232

Este montaje permite, a partir de cualquier ordenador provisto de puertos USB, conectar directamente un conector serie simple y tradicional. El circuito adapta totalmente a la norma RS-232 las señales eléctricas de un conversor USB ↔ Serie TTL. En resumen, el circuito transforma un puerto USB en un puerto serie estándar básico, es decir, tan sólo las cuatro señales fundamentales están disponibles.

soldando el circuito integrado y los condensadores y, seguimos con los conectores. Utilizaremos un conector tipo “pinheader” acodado de 90° para reducir la tensión del cable. Con un conector no acodado, el cable y la placa formarían un ángulo recto bastante molesto y poco elegante.

C3

C1

K2

de un tubo termo-retráctil de diámetro adecuado. (080470-I)

Enlaces en Internet Hojas de características del MAX3232: http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX3222MAX3241.pdf

Descargas El diseño de la placa (con la ref. 080470-1) está disponible para su descarga gratuita en la página web www. elektor.es.

67

5/6/08 23:53:22

Receptor GPS • Alimentación: 5 V/115 mA. • Antena GPS integrada. • Visualización del estado del sistema por medio de un diodo LED rojo (que parpadean si el módulo está buscando los satélites para la obtención de los datos, cuando ha conseguido recibir correctamente al menos tres satélites). • Alta sensibilidad (–152 dBm para el seguimiento y –139 dBm para la adquisición). • Una batería recargable para el almacenamiento de la memoria y de reloj en tiempo real. • Precisión de la posición de ± 5 m y una precisión de la velocidad de ± 0,1 m/s • Solamente 4 terminales de conexión; el primero para GND, el segundo para Vcc = + 5 V, el tercero para la Comunicación serie, TTL, 8 bits de datos, sin paridad, 1 bit de parada, no invertida (SIO : Serial Input Output, con transmisión a 4 800 bps; y el cuarto para las elección del modo (1 solo hilo de datos).

Presentación de las informaciones de longitud y altitud Existen 3 formatos posibles para presentar los datos de longitud y latitud: • Formato “coordenadas GPS” (grados, minutos y fracción de minutos). Ejemplo: 36°35,9159’ • Formato “DDMMSS” (grados, minutos, segundos). Ejemplo: 36°35’54,95’’ • Formato “decimal”. Ejemplo: 36,5986° El autor utiliza el formato de presentación en coordenadas GPS.

+5V

IC1

S1

JP1

LCD1

7805

Presentación del sistema GPS

Los satélites envían ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz. Conociendo este detalle y el tiempo que la onda ha tardado en recorrer el trayecto, podemos calcular la distancia que separa el satélite del receptor. Para medir el tiempo utilizado por la onda hasta alcanzar el

68


7

8

9

D7

6

D6

5

D5

4

D4

3

10 11 12 13 14

1k5 PGD PGC

+5V C1 R2

J2

S2

Modo de funcionamiento 1

MCLR PGD

2

PGC

3

GND

+5V

4

Programación con ICD-2

5 6 7

2

M1

11 SIO RAW

3

12

4

13

Receptor GPS 1

17 18

J3

GND

MCLR

RB0/INT

IC2

RA0

RB1 RB2

RA1

RB3

RA2

RB4

RA3

RB5

RA4

RB6/PGC

RA5

RB7/PGD

RC0

21 22 23 24 25 26 27 28

PIC16F876

RC1

RC3

RC2

RC5

RC6/TX

RC4

14 16 15

RC7/RX 8

RXD Comunicación PC con hyperterminal

100n 20

OSC1 OSC2

TXD

R3 10k

Principio de funcionamiento

2

R1

10k

El Global Positioning System (GPS, o Sistema de Posicionamiento Global) es el principal sistema mundial de posicionamiento por satélite actual y el único que está totalmente operacional, en espera del sistema europeo Galileo. Este sistema, puesto en funcionamiento por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos en los años 60, permite a una persona, equipada de un receptor de tramas GPS, conocer su posición sobre la superficie de la tierra. El primer satélite experimental fue lanzado en 1978, pero la constelación de 24 satélites no estuvo operacional totalmente hasta 1995.

1

+5V

D3

100µ 16V

D2

470n

D1

470n

D0

C3

E

C4

R/W

1N4007

C2

RS

D1

VO

LC DISPLAY LM016L 9V

VDD

Aparte de la simple navegación con el coche, existen otras muchas aplicaciones del GPS. Así, por ejemplo, podemos utilizarlo para referenciar gráficamente un “vivero“ de champiñones en plena naturaleza… Sin querer rivalizar aquí con los receptores GPS comerciales, que permiten efectuar la goelocalización de un vehículo o de un peatón en una ciudad, apoyándose sobre un mapa de cartografía digital, nuestro dispositivo tan sólo permite decodificar las tramas GPS emitidas por los satélites y de presentar claramente las coordenadas geográficas del latitud y longitud, informaciones suficientes para referenciar un punto en pleno bosque. Aparte del precio (unos 100 €) y de su peso, el interés del receptor que presentamos en este artículo está también en su alimentación. En efecto, basta con utilizar una simple pila de 9 V, contrariamente a los receptores comerciales que utilizan para su alimentación una batería específica, integrada y, generalmente, no sustituible… Por último, el sistema puede ser integrado fácilmente sobre un objeto móvil como pueda ser un robot.

Características técnicas:

VSS

Por Thierry Duquesne

9

X1

C5 22p

10 19

C6 20MHz

22p 080238 - 11


5/6/08 23:53:58

receptor, el receptor GPS compara la hora de emisión (incluida en la señal) y la de la recepción de la onda emitida por el satélite. Si el receptor tiene una hora de reloj perfectamente sincronizada con la de los satélites, 3 satélites son suficientes para determinar la posición en 3 dimensiones por triangulación. Sin embargo, si éste no es el caso, son necesarios 4 satélites para poder ajustar los problemas de reloj y recibir correctamente los datos. Un GPS puede funcionar en cualquier lugar, a partir del momento en el que disponga de una visual del cielo, las 24 horas del día, los siete días de la semana. No obstante, debemos saber que los datos sobre la posición pueden ser erróneos en presencia de interferencias electromagnéticas.

Las tramas NMEA 0183

La mayoría de los receptores GPS generan datos que pueden ser utilizados por otros equipos. El formato estándar es el NMEA 0183 (National Marine & Electronics Association). Una trama NMEA 0183 se transmite bajo la forma de caracteres ASCII, transmitidos a la velocidad de 4800 baudios. Cada trama va precedida por el símbolo “$”, seguido de las 2 letras “GP” y de 3 letras más para identificar la trama (la más frecuente es GGA). A continuación sigue un cierto número de campos separados por comas (que permiten separar los diferentes datos). Para acabar, está el dato de un “checksum” (suma de verificación), que viene precedido del signo “*”. Este último dato nos puede servir para verificar que no se han producido errores durante la transmisión. Una trama está compuesta de 82 caracteres como máximo. Después de éstos, se pasa a la trama siguiente. Así pues, con cualquier microcontrolador que disponga de un puerto serie podremos extraer los datos del módulo. He aquí algunos ejemplos de tramas normalizadas generadas por el módulo GPS utilizado en este artículo: $GPGGA,170834,4124.8963,N,08151. 6838,W,1,05,1.5,280.2,M,-34.0,M,,,*75 $GPGSA,A,3,19,28,14,18,27,22,31,39,,, ,,1.7,1.0,1.3*34 $GPGSV,3,2,11,14,25,17 0,00,16,57,208,39,18,67,296,40,19,40, 246,00*74 $GPRMC,220516,A,5133.8 2,N,00042.24,W,173.8,231.8,130694, 004.2,W*70 Podemos utilizar estas cadenas de caracteres para extraer las informaciones



Lista de materiales

IC2 = PIC16F876A (20 MHz, cargado con el fichero hexadecimal 080238-11)

Resistencias:

Varios:

R1 = 1kΩ5 R2,R3 = 10 kΩ

Condensadores: C1 = 100 nF C2,C4 = 470 nF C3 = 100 μF/16 V C5,C6 = 22 pF

Semiconductores:

D1 = 1N4007 IC1 = 7805 (encapsulado TO220)

deseadas entre las que podemos citar: la hora, la fecha, la latitud, la longitud, la altura, la velocidad y la dirección del desplazamiento, incluso ver el número de satélites recibidos y la validación de los datos recibidos. El receptor GPS utilizado está basado en el módulo integrado propuesto por la casa Parallax. Sus principales características son las siguientes: • Recepción de hasta 12 satélites. • Actualización de los datos una vez por segundo. • 2 modos de funcionamiento:

X1 = cristal de cuarzo de 20 MHz (perfil bajo) JP1,S1,S2= bloque terminal de 2 contactos con separación de 5 mm entre terminales J2 = Conector tipo “pinheader” SIL de 6 contactos J3 = Conector tipo “pinheader” SIL de 3 contactos K1 = conector 2 tomas para pila de 9 V LCD1 = pantalla LCD 2 x 16 caracteres como la LM016L (Selectronic) M1 = módulo receptor GPS 28146 Parallax (Selectronic) El diseño de la placa de circuito impreso puede descargarse desde la web de Elektor con el código 080238.

– Smart Mode: cuando el terminal RAW está desconectado (forzado a nivel alto), se activa el modo por defecto “Smart Mode”. En este caso, se pueden ejecutar los comandos para recibir los datos específicos del GPS y devolver los resultados. Cada comando está representado por un octeto en hexadecimal. En función del comando serán devueltos un cierto número de octetos. Para enviar un comando al módulo receptor GPS, el usuario debe enviar antes de nada los caracteres de encabezamiento: “!GPS” (sin las comillas), seguidos por el comando específico y de la elección tomada (por ejemplo, 0x02 para disponer del número de satélites recibidos).

69

5/6/08 23:53:58

En este caso, el módulo receptor devolverá 1 octeto de datos con el número de satélites. – Raw Mode: cuando el terminal RAW está forzado a nivel bajo se activa el modo “RAW Mode” en el que el módulo puede transmitir los caracteres de las tramas estándar NMEA 0183 (GGA, GSV, GSA y RMC), lo que permite utilizar directamente las tramas GPS brutas. Ciertos equipos, como los motores, los ordenadores, los enlaces WiFi… emiten campos magnéticos y de interferencias que pueden impedir que el módulo reciba las señales requeridas de los satélites y que no realice un buen funcionamiento de sus prestaciones. El tiempo mínimo de adquisición de cuatro satélites puede llegar hasta los 5 minutos. En la aplicación que os presentamos vamos a utilizar el módulo GPS en “Smart Mode”.

La electrónica

Si observamos el esquema eléctrico de la figura, podemos ver que nuestro receptor se basa en el uso de un microcontrolador PIC16F876A de la casa Microchip. Este componente se encarga, entre otras cosas, del diálogo con el receptor GPS de la casa Parallax y de la pantalla LCD de visualización. Debemos señalar que se han previsto dos modos de uso: bien se muestran únicamente las coordena-

das geográficas de latitud y longitud, o bien se hace desfilar todo un conjunto de informaciones (validación de la trama recibida, número de satélites recibidos, fecha, hora GMT, altitud, latitud, longitud,…). La alimentación se ha confiado a una simple pila de 9 V (o acumulador) que se conecta sobre el conector JP1. La tensión de + 5 V se genera por un regulador 7805, IC1. El conector J3 permite dialogar con un ordenador haciendo uso de un enlace RS-232 (para lo que se ha previsto el uso de un MAX232). En cuanto al conector J2, permite la programación del PIC y de su “depuración en el propio circuito”, gracias a la caja ICD2 comercializada por Microchip. El interruptor de encendido/apagado, S1, se conecta sobre los terminales referenciados como S1 en la placa, mientras que el interruptor de selección de modo, S2, se conecta sobre los terminales referenciados como S2 y situados al lado de S1.

Circuito impreso

La realización de este montaje se hace en unos minutos. La primera etapa consiste en soldar los puentes de unión, continuar con las resistencias, el zócalo del CI, los condensadores no polarizados, y seguir con los condensadores electrolíticos, respetando escrupulosamente su sentido de implantación (polaridad). Verificar la presencia de la tensión de alimentación en los terminales correspondientes del soporte. Si todo está

correcto, colocar ahora (con la alimentación cortada) el PIC programado en su zócalo. Para acabar, montaremos ahora la pantalla LCD y el módulo GPS. Si no hay ningún error, todo debe funcionar al encender el equipo.

Elegir el modo de presentación

Por defecto, en el momento del encendido del equipo, el receptor muestra las coordenadas geográficas de latitud y longitud. Si deseamos que se muestre más información, basta con pulsar sobre el botón S2 cuando el equipo está apagado y, manteniéndolo pulsado, encender de nuevo el receptor. (080238-I)

Descargas Los ficheros con el código fuente y hexadecimales de este proyecto (con ref. 080238-11.zip) y el diseño de la placa de circuito impreso están disponibles para su descarga gratuita en la página web www.elektor.es.

Enlaces en Internet Manual del GPS 28146 http://www.parallax.com/Portals/0/Downloads/docs/ prod/acc/GPSManualV1.1.pdf Hojas de características del PIC16F87XA http://ww1.microchip.com/downloads/en/ DeviceDoc/39582b.pdf

Lámpara solar con el PR4403 Por Burkhard Kainka El PR4403 es el sucesor ampliado del PR4402, excitador de LED de 40 mA. Una entrada LS adicional permite la desconexión del LED aplicando un nivel bajo. De esta manera resulta muy fácil construir una luz LED automática con batería y célula solar. La entrada LS se encuentra directamente sobre la célula solar que carga justo por encima de la batería y, al mismo tiempo, funciona como sensor de luz. Cuando está oscuro, la tensión solar cae por debajo de un valor umbral y activa, por tanto, el PR4403. Durante el día, se carga la batería, teniendo en cuenta que el excitador sólo absorbe 100 µA.

70


L1

D1

1N4148

8

1 2 4

2V4

BT1 1V2

Módulo solar

Batería

TEST

IC1

LS NC

VOUT NC

VOUT

3

4µ7

7 6

PR4403 5

D2 weiß 071112 - 11

Durante la noche, dicha energía pasa directamente al LED. Al contrario que otras lámparas solares, en este caso sólo se necesita una batería de 1,2 V.

El PR4403 se suministra en un encapsulado SO8 con una distancia entre pines de 1,27 mm. Además, también se necesitan un diodo 1N4148 y una bobina de almacenamiento de 4,7 µH. El pin 2 es la entrada de conexión LS y está unido directamente a la célula solar. Según la ficha técnica, también se puede montar una resistencia adicional en serie para bajar el umbral de conmutación efectivo. En tal caso, el LED se encenderá algo antes por la tarde, es decir cuando está comenzando a anochecer pero aún no se ha hecho de noche del todo. Los pines 3 y 6 deben estar conectados y juntos constituyen la salida del circuito. (071112e)


5/6/08 23:53:59

Sencillo programador USB compatible con AVR-ISP Por Nand Eeckhout K4: +3V3 R1

2x BAS316

C3

10k

D2

21 1 R14

VBUS D– D+ ID GND

1 2 3 4

3

R12

4

68 Ω

5

68 Ω

6

R13

11

5

12

USB

13

R8

20

VCC

AVCC

AREF

PC5(ADC5/SCL) PC4(ADC4/SDA) PC3(ADC3)

PC6(RESET)

IC1 2

V+

K4 7

K1

1 = MOSI 2 = VCC 4 = GND 5 = RESET 6 = GND 7 = SCK 8 = MISO

100n

D1

1k5

Los ordenadores modernos pocas veces disponen de un puerto paralelo o de uno serie, muy a pesar de todo aquel que alguna vez experimenta con microcontroladores. En otros tiempos resultaba muy sencillo, por ejemplo, programar con el puerto paralelo de un ordenador estándar casi cualquier microcontrolador AVR de ATMEL. Si se quiere hacer esto ahora, resulta obligado adquirir un programador que se comunique con el ordenador mediante el USB, lo que aumenta inmediatamente el nivel para trabajar con los microcontroladores. El circuito que se muestra a continuación muestra el resultado de ello. Como se puede ver en el esquema, se trata de un circuito sumamente sencillo montado alrededor de un microcontrolador AVR estándar barato y una serie de componentes pasivos. Lo que seguramente llama la atención es que este microcontrolador no tiene ninguna interfaz USB de hardware y no utiliza un convertidor de USB a serie. La potencia de este circuito se encontrará en su firmware. La interfaz USB se ha instrumentado en el software igual que se había hecho anteriormente para el artículo “AVR stuurt USB” publicado en mayo de 2007. El firmware se ocupa de que el circuito sea reconocido por el ordenador como puerto en serie y se comunica con AVR Studio, el entorno de desarrollo estándar de ATMEL, como si fuera un “auténtico” programador AVR-ISP.

PD0(RXD)

PC2(ADC2) PC1(ADC1) PC0(ADC0)

PD1(TXD) PD2(INT0)

PB5(SCK)

PD3(INT1)

PB4(MISO)

PD4(XCK/TO) PB3(MOSI/OC2) PD5(T1)

PB2(SS/OC1B)

PD6(AIN0)

PB1(OC1A)

PD7(AIN1)

PB0(ICP)

28

R9

27

R10

26

R11

25

68 Ω 68 Ω 68 Ω 68 Ω

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

24 23 19

5

18

4

17

3

16

2

15

1

K2

14

ATMega8-16 GND

XTAL1

8

C5

9

XTAL2 AGND 10

X1

C1

+3V3

22

K3

C2

V+ 100n

22p

12MHz

22p 080161 - 11

El circuito se puede montar fácilmente en una placa de prototipos o incluso en una placa experimental, puesto que el controlador que se va a usar tiene un encapsulado DIP28. Si programa usted mismo el controlador (mediante el conector K2), debe procurar que los bits de configuración estén ajustados de tal modo que el oscilador interno del ATMega utilice el cristal como reloj.

En caso de que quiera alimentar el circuito que quiere programar, el puente K3 se alimenta desde el puerto USB. Esto lo desaconsejamos, pero a veces no se puede hacer de otro modo. K4 es un conector de 10 contactos con la distribución de pines estándar que utiliza ATMEL. (080161)

Tocar la guitarra – consejo de reciclaje Por Wisse Hettinga Podemos encontrar un par en cualquier desván, en cualquier rastro los veremos en una caja, y cualquier aficionado suele tener unos cuatro entre sus bártulos: hablamos de viejos altavoces para PC. Tras varios años de respetable fidelidad a ambos lados del monitor, se desmontan y desaparecen en alguno de los rincones antes descritos. Pero estos altavoces no se merecen un final así. Un buen guitarrista siempre necesita un amplificador para practicar. Sobre todo si encima funcionan con batería.



La receta es simple. La caja del altavoz sin el amplificador ya se puede tirar. El altavoz con la parte de amplificación se puede usar de inmediato; con un adaptador conectamos la guitarra del jack al mini-jack. Así, el ajuste entre la salida de la guitarra eléctrica y la entrada del amplificador no es ideal, y se puede percibir perfectamente. Pero que no cunda el pánico, un poco de cinta, luego un poco de aerosol (negro). ¡A tocar la guitarra! (080495)

71

5/6/08 23:54:01

Retroiluminación eficiente para LCD Por Rainer Reusch

+5V R1 10k PWM G

OC2

100µ 16V

S

T1

D

IRFD9024 L1 100mA

100µH

ATmega32

ADC0

27k

backlight

D3

2V55 R5

D2

A = 25.5

R3 10k

3

8

IC1 7 6

2

C1

R2

R4

C3

10µ 16V

1k1

D1

10 Ω

Las retroiluminaciones de la mayoría de los LCD consumen bastante: utilizan corrientes de entre 20 y 100 mA. Normalmente, dicha corriente al pasar por un divisor de tensión causa muchas pérdidas. Resulta bastante más eficiente, aunque también más caro, utilizar un regulador. Tratándose de un LCD, el microcontrolador no suele encontrarse muy lejos, con lo que podemos hacer una regulación por software, especialmente cuando los requerimientos de precisión no son demasiado grandes. El componente clave de nuestro circuito es el MOSFET de canal P T1, que se activa a nivel bajo mediante una señal PWM del control. Los componentes D1, L1 y C1 forman la configuración típica de una etapa reguladora. En el esquema, la retroiluminación se obtiene con ambos LED. La corriente que circula a través de ellos se controla con un shunt, es filtrada y amplificada mediante el operacional para adecuarla al nivel del conversor A/D del micro. R1 garantiza que el transistor corte cuando el microcontrolador realice ciertas tareas (durante el reseteo de los puertos de entrada).

C2

5 1

4

TLC271

10n

BAT85 080250 - 11

El circuito es apto para cualquier microcontrolador capaz de generar una señal PWM invertida en un rango de frecuencias de entre 10 y 100 kHz. Para el circuito existe un módulo de programa, así como una versión demo para el microcontrolador Atmel (AVR ATmega32) basándose en GNU C. El código fuente puede descargarse desde www.elektor.es/080250 y puede visitar la página de proyecto del autor en: http:// reweb.fh-weingarten.de/elektor.

El programa genera en el puerto OC2 (PD7) de la ATmega32 una señal PWM de 31,25 kHz (con una frecuencia de reloj de 8,0 MHz). El ancho de pulso puede variar en 256 tramos. La ganancia del amplificador operacional es aproximadamente de 25,5. Con una corriente de 100 mA tenemos unos 2,55 V a la entrada del conversor Analógico/Digital. La tensión de referencia de la ATmega32 es típicamente 2,56 V. Con 100 mA, el conversor de 10 bits tiene el valor 03FFh. Sólo es necesario evaluar los 8 bits altos. Dependiendo de la desviación del valor, el ancho de pulso del PWM se incrementa o disminuye (regulación integral). La solución mostrada no puede competir con la simplicidad de un divisor de tensión. Quien quiera ahorrar, puede no obstante renunciar a la regulación. Se puede dejar conectado el amplificador operacional y ajustar uno mismo el PWM necesario mediante el software. Las derivaciones y la disipación de calor ya no están controladas, pero esto en la práctica no siempre es necesario. El programa de ejemplo también ha tenido en cuenta esta variante. (080250)

Microespía en FM Por Thijs Beckers

72


+5V R1

C1

4k7

Aunque esta idea quizá ya esté bastante anticuada, sigue siendo divertida: un pequeño circuito que se puede colocar en cualquier sitio para todo tipo de escuchas telefónicas. Divertido para usarlo en el trabajo, pero también se puede usar como intercomunicador para bebés. Los elementos básicos son un pequeño micrófono y un transmisor. De hecho, se puede fabricar con unos recursos muy modestos. Este circuito “espía” funciona en la banda de FM comercial y por tanto se puede “captar” con cualquier radio estándar. El esquema se basa en un integrado que no es muy estándar, el 74LS13, pero buscando un poco podrá sacarse de algún sitio. Los otros cinco componentes son todos fáciles de encontrar. Incluso puede que los tengamos entre nuestro material. Como micrófono usamos una cápsula electret. La tensión inicial necesaria se obtiene de la tensión de alimentación a través de R1. Si usamos un micrófono piezoeléctrico, se pueden suprimir R1 y C2.

14

IC1 10n

7

ANT1

1

IC1.A

2 C3

MIC1

4

&

6

5

100n

C2

IC1 = 74(LS)13 20p 080480 - 11

La señal del micrófono se envía al pin 5 del circuito integrado. Con C2, se puede mejorar un poco el rendimiento y la sensibilidad. C1 sirve para desconectar la tensión de alimentación, de manera que se eliminen posibles picos. Como antena, bastará con un trozo de cable. El circuito funciona con el tercer armónico, unos 100 MHz. Esto requiere un cierto trabajo de precisión para encontrar la frecuencia adecuada en la radio. Pero a un par de metros de distancia el circuito “capta” incluso mejor algunas emisoras. Por supuesto, esto no es totalmente legal, así que no conviene aumentar mucho la potencia. Con el esquema presentado, tiene un alcance de 20 metros. Este circuito tan sencillo es muy sensible y le afectan las fluctuaciones, especialmente si lo sostenemos en la mano. Por tanto, lo mejor es depositarlo en algún sitio y no tocarlo más, entonces funcionará de maravilla. Por supuesto ¡Se permiten todo tipo de experimentos! (080480)


5/6/08 23:54:03

Luz estroboscópica con entrada de disparo Por Bernd Oehlerking

sión R1/R2/R3, el diodo D1 y el condensador electrolítico C1 hay una tensión continua de unos 8 V que, con los valores indicados, puede producir una corriente de cerca de 1 mA. Con ello, el transistor del optoacoplador y el divisor de tensión R4/R5 pueden producir un impulso de disparo (con una longitud en la práctica de unos 100 µs) para el tiristor. La señal de disparo para el LED del optoacoplador se envía a través de C2/R6 y R7. Para proteger el LED del optoacoplador de un posible error de inversión de polaridad de la señal de disparo externa, conectamos en paralelo el diodo D2. El diferenciador de la entrada (C2/R7), procura también que en caso de impulsos de entrada más largos, se envíe igualmente un impulso corto a la puerta. A través de R6 se produce la carga periódica de C2. Una

La empresa Conrad tiene en su catálogo un flash estroboscopio (núm. 580406) que se puede ampliar fácilmente con una entrada de disparo derivada separadamente. En la figura 1 se muestra el esquema original del estroboscopio. Suprimimos la lámpara de neón que contiene este circuito (responsable del encendido regular de la lámpara flash) y conectamos el circuito adicional de la figura 2 a los puntos marcados con A, B y C. De este modo, creamos un circuito estroboscópico que se puede activar con una señal externa. El tiristor de la placa de circuito impreso del estroboscopio (un C106D de ON Semiconductor) sólo necesita 400 µA para encenderse. Por el divisor de ten1

señal digital estándar de 5 V será suficiente para controlar esta entrada de disparo. Con esta ampliación es posible obtener una frecuencia de repetición de más de 20 Hz. Por encima de esta frecuencia, la luz estroboscópica empezará a parpadear irregularmente. Para el optoacoplador se ha elegido un CNY65, con el que se puede hacer fácilmente un aislamiento de clase II (suficiente aislamiento entre las conexiones del LED por un lado y el transistor por el otro). Recordatorio: Este circuito funciona con tensiones elevadas que puede ser peligrosas. ¡Incluso después de desconectar la tensión de red pueden quedar tensiones elevadas peligrosas en los condensadores electrolíticos del circuito! (080367)

2

A

56k

R1

D1

1N4007

R1 1k

R2

R2 1M

5W

56k

P

D1

A R3

1N4148

C1

56k

P1 5M

100µ

230V

THY1 A

R6

LA2 G

100k

K

Trigger

C106D

C2

R7 1k

C4

C1

C2

C3

100n 250V

2µ2

2µ2

100n 250V

100n

C

35V

B

14

A

IC1

LA1

1N4148

TR1

1

B

500mA T

K

C R5

080367 - 11

10k

F1

7 R4 10k

CNY65

N

8

D2

080367 - 12



73

5/6/08 23:54:03

Panel Solar con seguimiento Por Manfred Schmidt-Labetzke

8 9

IC2B 4

&

IC2A 3

&

1 VIN 5 ON/OFF

R7 6 5

C7

C1

100n

3u3 16V

GND

GND

&

3

10

L1 330uH

IC4

51k

IC2C

un recipiente adecuado (generalmente cuadrado), a fin de que pueda ser impulsado por el motor giratorio. Ahora le toca el turno al departamento electrónico, que tiene que encontrar un dispositivo de conmutación de tensión de red temporizado y económico. El conmutador debe ser programado para que se encienda y se apague en ciclos de, al menos, cuatro veces por día. Para cargar el panel solar propiamente dicho, cual-

2 OUT 4 FB C2

C5

100n

3u3 16V

D3

MBR745

BA157

GND

1 2

D4

LM2575T-5

R9 10R

51k

R6

D1

RE1

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

K1

S1 R4 68k

Esta pequeña fuente de energía solar de 12 V mantiene su orientación hacia el sol bajo el control de un temporizador en lugar de habituales configuraciones sensibles a la luz. Todas las piezas necesarias para construir el proyecto se pueden encontrar en una surtida tienda de componentes electrónicos o en una tienda de bricolaje. El eje se fabrica a partir de un rodillo ciego con dos rodamientos. Las abrazaderas adecuadas para sujetar estos rodamientos se pueden encontrar fácilmente. El eje de rotación está configurado verticalmente y el bloque conjunto se controla directamente por un motor rotatorio alimentado por una batería. Este motor ya incluye una caja de reducción para hacer una rotación lenta, y es capaz de girar en ambas direcciones, por lo que difícilmente se podría pedir más para un dispositivo tan adecuado a este trabajo. El extremo superior del eje de rodillo ciego se debe presentar ante la sección transversal de

quier cargador solar de 12 V, diseñado para su uso en coche, en camping o en barco, sería suficiente. Como máximo, debería tener en un área de 0,25 m2, ya que de otra manera la fuerza del viento podría ser demasiado grande para soportar los engranajes en la caja reductora del motor giratorio. El ángulo de inclinación del módulo es fijo, y depende de la latitud en la que se ha instalado. La parte de la tensión de red del conmutador temporizado y el relé de conmutación no son necesarios, por lo que han sido retirados del montaje. El resto del conmutador temporizado actuará como un reloj provocando que el eje gire dando vueltas ocho veces en ciclos de veinticuatro horas: cada transición de “conexión/desconexión” y “desconexión/conexión” del reloj, hará avanzar el eje 22,5 grados en el sentido este a oeste, por el camino del sur. El ángulo que recorre el rodillo ciego cuando gira viene definido por su forma octagonal: las esquinas activan un microinterrup-

M1

M

1N4148

GND

BT1

GND

&

12V 2.8Ah

R8

T3

IC2D

2k2

12 13

11

IRFZ24N 5V6

R2

R1

16

IC1

42k

3k3

1k

R3

T2

8

BC547 C3 68uF 16V

S2

14

IC2

14

C4

C8

7

220u 16V

100n

IC3

7

BT2

D9 5V6 1W3

C9

C10

100n

100n GND

T1

Clock

GND

BC547

IC3C

R5 3k9

10

GND

&

11

5 6

1 2

IC3B &

1V2 3Ah

Consumidor

8 9

IC3A &

3

4

100n

5 14

R

J

C

K

IC1A S

3

1 2

IC1 = 4027 IC2, IC3 = 4011

7

S

IC1B

6 15

9

C6

10 J 13 C 11 K

R

12

4

13 12

IC3D

&

M

080119 - 11

GND

74



5/6/08 23:54:06

tor, S1, que se monta con una palanca de activación. La posición del microinterruptor debe ser establecida con sumo cuidado para que el interruptor esté cerrado cuando la palanca es empujada lateralmente por una esquina y abierto cuando esté entre esquinas. Cada vez que el temporizador cambia al estado IC2, un CMOS 4011 que contiene cuatro puertas NAND, arranca el motor por medio del transistor MOSFET T3, durante el tiempo necesario hasta que el microinterruptor cambie también de estado. Los ajustes más razonables que se han encontrado para el conmutador temporizado son: 7:30 AM conectado; 9:00 AM desconectado; 10:30 conectado; 12 del mediodía desconectado; 2:00 PM conectado; 4:00 PM desconectado; 6:00 PM conectado; y 9:00 desconectado. Después de ocho movimientos el panel solar ha girado un total de 180 grados y apunta directamente hacia el oeste. El contador IC1, construido a partir de dos biestables (“flip-flop”) JK CMOS de un 4027, detecta el octavo pulso de reloj y activa el relé Re1 a través de IC3. Éste, a su vez, invierte la polari-

dad de la alimentación del motor y el panel comienza a retornar de oeste a este. Cuando alcanza su posición original, debido al microinterruptor S2 de limitación hacia el este, accionado directamente por el panel solar, el relé se abre. La carga conectada también se conecta y desconecta a través de S2, el cual se abre durante la noche y se cierra durante el día. El autor utiliza su panel solar para hacer funcionar una pequeña bomba de agua. Para ello, es necesario regular la salida del panel a 5 V utilizando un regulador de conmutación de alta eficiencia. Otra alternativa es la de usar una bombilla de 12 V, la cual puede ser alimentada desde el panel sin necesidad del regulador. Por supuesto, tanto la electrónica de control como el conmutador temporizado deben estar encerrados en una caja estanca. El almacenamiento de energía para cubrir los inevitables días nublados puede ser realizado por una batería de 12 V, formada por diez células de NiMH, de tamaño AA, de 2800 mAh, en un encapsulado adecuado, que puede ser instalada dentro de una caja de conexiones eléctricas de las que hay en el mer-

cado. En el compartimiento del motor giratorio se ha instalado una célula D de 3000 mAh, conectada en serie con la batería de 12 V y cargada también desde el panel solar. Las conexiones del motor y de la batería, que van desde el motor rotatorio al circuito de control, se toman utilizando un cable de cuatro hilos. El interruptor del motor giratorio se retira. Los valores de la resistencia y del condensador mostrados en el circuito no son particularmente críticos, de modo que podemos seleccionar otros modelos para los transistores T1, T2 y T3. Para D3 debemos utilizar un diodo Schottky, que impediría el retorno de flujo de corriente hacia el panel solar, con el fin de minimizar las pérdidas de energía. El regulador de 5 V funciona con una frecuencia en torno a los 250 kHz, por lo que es necesario conectar un diodo de alta velocidad para D4. El uso de un 1N4007 ordinario reduce considerablemente la eficiencia del regulador, por lo que no es una buena idea. Se ha utilizado un pequeño núcleo toroidal inductor para la bobina L1. (080119)rg

Sencilla luz de LED para bicicleta Por Gatze Labordus

T = R5⋅C3 = 20⋅103⋅10⋅10 -6 = 0,2 s



J1 G1

D1

D4

T1

BD911

1 2

LA1

R3 1

20k

D3

2

4x 1N4004

C1

C2

47µ 63V

47µ 63V

D5

6V8

J3

R2 1

20k

J2

R1 D2

500 Ω

Antes, en mi mountain bike llevaba siempre los típicos faros de LED que venden en las tiendas. A menudo tenía problemas con ellos porque las baterías se descargaban y las luces caían. Como estudiante de electrónica, pensé: “Esto se puede hacer mejor”. En primer lugar, compré otra rueda delantera con una dinamo ya incorporada (dinamo de buje). Esta suministraba un fantástico seno de 30 Vtt (sin carga). Con este dato diseñé un simple alimentador. Los transistores utilizados en el circuito son del tipo BD911. Resulta bastante exagerado, pero en la escuela utilizamos estos transistores en abundancia, y por eso son los que he usado. También es posible usar unos algo más pequeños. La alimentación se conecta a un multivibrador astable. Este activa alternativamente la luz delantera y la luz trasera. La frecuencia está determinada por la constante de tiempo de R5 y C3 y R6 y C4. Este tiempo se calcula mediante la fórmula siguiente:

C4 10µ

C3 10µ

63V

63V

T3

BD911

LA2

2

T2

BD911 080504 - 11

Para R5 también se pueden utilizar 22 k (valor muy utilizado); no es demasiado importante. En un trozo de placa de prototipos hay 6 LED con una resistencia en serie por cada dos LED. Hay un circuito impreso de estos tanto en la parte delantera como en parte la trasera de la bicicleta. Delante los LED, obviamente, son blancos, y detrás, rojos. El circuito impreso con el circuito principal está resguardado bajo el sillín; ahora hace ya más de un año que funciona.

Todavía quedan algunas cosas que cambiaría en una revisión. Por ejemplo, sería muy útil tener un interruptor on/off. Y en caso de que se realizara el conjunto en un dispositivo de montaje superficial, se podría colocar el circuito en la luz delantera. Esto resultaría más práctico en relación con el cableado. Ahora el cable va primero de la dinamo al sillín y, de allí, vuelve a la luz delantera y la trasera. (080504)

75

5/6/08 23:54:07

Marcador de Golf IC2 7805

C3

C4

C2

47µ 25V

10n

10n

47µ 16V

R8 10k

S1

C1

1

2

BT1

3 6 5

9V

IC1

PA1

PB0

PA2

PB1

PA3

PA7

PA4

PB2

PA5

ATtiny44 S3

LD1 PA0

PA6 PB3

13 12 11 10 9 8 7 4

S2 14

ABAJO

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

2 15 13 11 5 3 14 10

LD2

12

A

R9

B

R10

C

R11

D

R12

E

R13

F

R14

G

R15

DP

2 15 13 11 5 3 14 10

7 SEGMENTOS INDICADOR

12

A B C D E

F

G DP

7 SEGMENTOS UNIDADES

ARRIBA 080181 - 11

Por Stefan Hoffmann Para un electrónico, lo bueno sería construir su propio marcador de golf y poder controlar el desarrollo del juego (e impresionar a los contrincantes). El dispositivo se basa en el microcontrolador ATtiny44, una fuente de alimentación y tan sólo dos displays de siete segmentos y dos pulsadores de control. El software BASCOM utiliza tres variables EEPROM (Arrays de 18 elementos): Par de cada hoyo (el número de golpes que deberían hacerse para completar el hoyo), Par Personal según el objetivo de cada uno (el par del compo más el handicap del jugador) y Número de Golpes para guardar la cuenta de los

golpes que hace realmente el jugador. Debido a que se puede jugar durante mucho tiempo en el mismo campo y el handicap (lamentablemente) cambia poco, raramente han de ajustarse las dos primeras variables en la EEPROM. El código fuente y el hexadecimal del programa están disponibles en la página web de Elektor: www.elektor.es. Durante una vuleta, para cada hoyo terminado, en el tercer array se guarda el número de golpes realizados en cada hoyo. En la discusión posterior, en el hoyo 19, pueden indicarse para cada hoyo los puntos de par, los personales y el número de golpes realizado. Una vez encendido, el usuario determina el procedimiento al pulsar las siguientes combinaciones:

1. S1 y S2 pulsados: Entrada de par del campo y par personal Bienvenido

2. S1 pulsado: Mostrar el par y el par personal

Botón arriba o botón abajo ?

si

Entrada Par y Par personal

no

Botón arriba ?

si

Mostrar Par y Par personal

no Botón abajo ?

si

Mostrar resultado y Stableford

no

Jugar vuelta 080181 - 12

76


3. S2 pulsado:

ford, brillan las tres barras de nivel a la izquierda del display. En la tabla están representados ampliamente los modos de funcionamiento y su identificación. Es preferible practicar antes de su primer uso, para evitar irritarse... (080181)rg

Entradas y marcadores Entrada del par y par personal Entrada alternativa (con los botones se incrementa o decrementa): hoyo/ par (por ejemplo 1.1 línea superior (¯) 5) Después de 3 segundos el siguiente hoyo. Después del hoyo 18: Entrada alternativa (con los botones se incrementa o decrementa): hoyo/ par (por ejemplo 1.3 -7) Después de 3 segundos el siguiente hoyo.

Anuncio de par y par personal Anuncio alternativo: hoyo/par (por ejemplo 1.1 línea superior (¯) 5) Después del hoyo 18: Anuncio alternativo: hoyo/par (por ejemplo 1.3 -7)

Puntuación (Número de golpes) y puntos Stableford

Con los botones se pasa al siguiente o al anterior hoyo (cíclico)

4. Ningún botón pulsado:

Puntuación y Stableford

Vuelta de juego, que comienza automáticamente porque este es el modo hace falta durante vuleta.

Cada hoyo

Al mostrar el número de hoyo aparece el punto decimal a la mitad, con el par a la izquierda del display sólo una barra superior y a la derecha el correspondiente par. Al mostrar el par personal, brilla a la izquierda del display la barra central, mientras que el número de golpes se simboliza con una línea baja. Si están marcados los puntos Stable-

Anuncio alternativo: hoyo/puntuación (por ejemplo 1.1 _5) Después del hoyo 18: Anuncio alternativo: hoyo/puntos Stableford (por ejemplo 1.3 símbolo de tres rayas (≡) S2)

Vuelta de juego Anuncio alternativo: hoyo/puntuación (por ejemplo 1.1 _5) Con los botones se incrementa o decrementa.


5/6/08 23:54:30

Preamplificador de antena para la DCF77 Por Rainer Reusch R5

C6

2k2

390k

R3

10µ 16V

C3

R1

R2

BC 548C

R4

R6 220 Ω

C1

10n

82k

L1

C2

BF 256A

4k7

DCF77-Antena

10µ 16V T2

TR1

C4 1n

C5 5...110p

Entrada Antena

T1

1M

Para los aficionados a los microcontroladores, el proyecto del radio-reloj es bastante conocido. Una pequeña tarjeta receptora con una antena balanceada de ferrita, que suministra la señal de tiempo procedente de la estación emisora principal demodulada. Dichas señales sólo pueden ser analizadas con un controlador debidamente programado y ser mostradas en el display. La calidad de recepción de las tarjetas DCF77 se incrementa según su precio. En casos de recepción crítica (o muy débil), incluso los mejores módulos pueden fallar. Un pequeño y selectivo preamplificador ayuda (la mayoría de las veces) en estas situaciones. Hemos de quitar las soldaduras que la conectaban la antena original de ferrita a la tarjeta receptora y conectarla ahora a la entrada del preamplificador. Esta entrada consta de un drenador común (T1), con el que el circuito resonante prácticamente no se amortigua. Para la ganancia de señal de unos 5 dB tenemos un transistor bipolar (T2). La señal de salida se conecta mediante un transformador a la entrada para la antena del módulo

+5V

DCF77-

DCF77-Señal

Módulo receptor

Amidon FT50-77 2x 57 vueltas. Ø 0,35mm 080248 - 11

DCF77. El secundario del transformador junto con los condensadores C4 y C5 forman un circuito resonante, que ha de ser ajustado a la frecuencia central. Para llevar a cabo este balance, nos servimos de un osciloscopio. Además, también será útil un generador de señal, con el que obtendremos una senoidal de 77,5 kHz. Ésta alimentará con una amplitud de escasos milivoltios la entrada de la antena original. El osciloscopio se conecta a la salida del circuito resonante (el paralelo C4//C5); después, mediante

el condensador variable C5, se lleva a la máxima amplitud. Con el transformador (Tr1) conseguimos un circuito oscilante alrededor de la frecuencia central. En el montaje de ejemplo se ha utilizado el núcleo FT50-77 de Amidon, que tiene dos veces arrolladas 57 espiras. También es posible balancear el circuito resonante con un transformador de núcleo móvil, que pueda girar. En este caso podemos renunciar al condensador variable. (080248)

Interruptor controlado por microcontrolador Por Rainer Reusch



T1

IRFD9024

VCC

(+3V3 o +5V)

R1 10k

R2

R3 10k

Hoy en día, en la electrónica de consumo es difícil encontrar aparatos con interruptores reales de corriente. El encendido y apagado se lleva a cabo con tan sólo pulsar un botón, como el resto de operaciones. Aquí se muestra cómo realizarlo sin un consumo prohibitivo. Esta solución da por hecho que se dispone de un microcontrolador. Tan sólo requiere un puerto de entrada, otro de salida, y un poco de software. Al establecer la tensión de alimentación, T1 permanece inicialmente en corte. Al pulsar el botón, la puerta a tierra se activa, y el transistor MOSFET, de canal p de potencia, conduce. Ahora el circuito del microcontrolador ya tiene tensión. Seguidamente, ésta provee con un nivel alto a la salida (PB1). Con ello, el transistor MOSFET de canal n T2 también se activa, y T1 continúa conduciendo aún después de haberse pulsado el botón. El controlador ha de comprobar en intervalos regulares el estado del botón en el puerto de entrada (PB0). Inmediatamente

IC1 Regulador de tensión

D1 BT1

9V

BAT85

T2 PB1

BS170 D2

MCU

(e.g.ATmega) PB0

BAT85

S1 ON/OFF

080251 - 11

después de la conexión (nivel bajo en la entrada) el arranque queda registrado. Si se reconoce que el botón se ha pulsado otra vez, el dispositivo ha de apagarse. Esto tan sólo requiere que el firmware del controlador detecte un nivel bajo en la entrada. Al levantar el botón, T1 entra en corte y se retira por lo tanto la alimentación. El circuito por sí mismo no necesita electricidad en modo apagado. Esto resulta

excelente para dispositivos con baterías, y mucho más práctico que tener que integrar un regulador de tensión. Los equipos que se conectan a la red se apagan antes que su regulador de tensión (tras el rectificador y el condensador electrolítico). Si la red fallase, el transformador sin carga absorbería la tensión de Standby. Hay que remarcar que la máxima tensión admisible de puerta-fuente en T1 no ha de ser superada. Como muestra el esquema de circuito de la clase IRFD9024 son 20 V. Con tensiones más bajas, R2 puede sustituirse por un puente, y el divisor de tensión R1/R2 ha de ser reajustado. Para este proyecto, el autor ha habilitado una pequeña página web (http:// reweb.fh-weingarten.de/elektor) con el programa de ejemplo en código fuente (AVR-Studio y GNU C) para el microcontrolador AVR, que también puede descargarse desde www.elektor.es. Dicho ejemplo muestra como evitar los principales problemas de los botones controlados por software. (080251e)

77

5/6/08 23:54:31

Pequeña fuente de alimentación para laboratorio IC2 LM7815 +18V...+24V R17 4

IC1 100µ 40V

R18

10µ 25V

11

0Ω33

C2

1k C8

R19 R1

1k

min.

10k

3k3

R5

100n P2

I

CC D1 3 1

IC1.A

2

R3

13 R20

2k

max.

10k

12

IC1.D

14

T1 R21 1k

10k R4

R12

10k

1k

D3

D2

R11

CV

BUZ22

C6

1N4148

C4

R15

100n

0Ω33

C1

10k 100n

0V..+14V 0A..0,8A

9 3k3

R2

IC1 = LM324

6

U

R6 10k

5

R7

7

R9

10k

10

10k

R8 T2

R10 100k

1k

20k

IC1.B

2N7002

IC1.C

8

R13

R14

1k

1k

C3

C5

100n

100n

R16 10k

P1

C7 10µ 25V

080326 - 11

Por Alexander Mumm Como electrónicos, todos hemos sufrido esos momentos críticos en los que, por primera vez, damos tensión a nuestro laborioso circuito. Lo ideal en estos casos es una buena fuente de tensión con limitación regulable de corriente. Desafortunadamente, las fuentes con características regulables resultan caras y diseñarlas uno mismo no es precisamente algo simple. Muchas fuentes de tensión para laboratorio son baratas y se fundamentan en reguladores de tensión, que tienen efectivamente una corriente máxima, pero también una gran ondulación (o ruido) residual. Los condensadores grandes a la salida (que se descargan ante un fallo en el circuito) y excesos en la regulación son un punto negativo. La fuente de tensión aquí mostrada ofrece para pequeñas aplicaciones una solución simple y segura, con las ventajas de sus “hermanas mayores”. Necesitamos una tensión de entrada aproximadamente de 18 a 24 V, que podemos obtener, por ejemplo, con la fuente de alimentación de un ordenador portátil antiguo. Así que no es necesario un caro transformador con filtrado. Tampoco es

78


necesaria una fuente auxiliar negativa, y sin embargo se puede ajustar la tensión de salida por debajo de los 0 V. El problema de las fuentes de tensión con regulador está en la resistencia necesaria para medir la corriente. Esto se soluciona normalmente conectando a continuación un amplificador diferencial. A menudo se utilizan circuitos limitadores de corriente simples sin una regulación estable. La solución que presentamos evita este problema, la tensión de alimentación se obtiene mediante un regulador de tensión barato con un nivel predefinido. Así la medida y regulación de corriente se hace simple y para nada problemática. Para la pre-regulación utilizaremos un LM7815. Su tensión de salida se mide a través de R17 en el MOSFET T1, mediante el operacional y regulador de tensión IC1C. R11 y C4 limitan el ancho de banda, para evitar oscilaciones y ruidos debidos a altas frecuencias. R15 asegura que las cargas capacitivas con baja resistencia interna no hagan inestable la regulación. La realimentación negativa de corriente alterna sobre R12 y C5 funciona incluso con grandes condensadores a la salida fiablemente. La realimentación negativa en continua

se hace en el paso bajo R14/C6, y una caída de tensión se compensa de nuevo en R15. C7 a la salida provee una baja resistencia interna ante las altas frecuencias, mientras R16 asegura la descarga de C17 reduciendo la caída y evitando un pico a la salida. La regulación de corriente se lleva a cabo en IC1D. Para asegurar la estabilidad se limita el ancho de banda con R19 y C8. Si la caída de tensión en R17 supera el valor fijado en P2, comienza la regulación de corriente y T2 empieza a funcionar. La tensión de entrada se reduce para ser regulada, hasta que se alcanza la corriente fijada. R7, R8 y C3 aseguran que la regulación de corriente no lleve a un exceso de tensión a la salida y que no aparezcan resonancias con cargas inductivas. El aprovechamiento máximo de la fuente de tensión se da únicamente con aplicaciones de CV/Gate, donde P1 y P2 pueden sustituirse por un conversor Analógico/Digital o por potenciómetros digitales para hacer posible el control mediante microcontrolador. IC1B funciona como conversor de impedancia, así las características dinámicas de la regulación no cambian con la posición de P1. IC1A forma un comparador en cuyas


5/6/08 23:54:32

salidas dos LED indican el estado de la regulación de tensión o corriente. Si está encendido D2, la regulación de tensión está activa. D1 indica si hay limitación de corriente, por ejemplo ante un cortocircuito. Pueden encontrarse en este circuito todos los elementos de una fuente de tensión para laboratorio completa. IC1A y su circuito adjunto pueden eliminarse si no es necesaria ninguna indicación de regulación/limitación.

Como amplificador operacional se ha utilizado el LM324, debido a sus rangos admisibles de tensiones de entrada, que en contraste con otros muchos empieza en 0 V. Alternativamente pueden utilizarse operacionales Rail-to-Rail. El tipo de MOSFET de canal n utilizado no es determinante. Como T1 pueden utilizarse por ejemplo BUZ21, IRF540, IRF542 e incluso el 2SK1428. En lugar del 2N7002 puede utilizarse también

el BS170. Los condensadores han de soportar una tensión de dieléctrico de 35 V o más. R15 y R17 tienen que ser de 0,5 W. Hemos de asegurar un buen refrigerado del regulador de tensión, así como de T1. El montaje de ambos en un mismo disipador ha de ser aislado, para que los radiadores de IC1 y T1 nunca se pongan al mismo potencial. (080326)rg

Dispositivo conversor para LED Por Jean Claude Feltes



VCC Ron CB

470µ 16V

BOOST

8

8

VIN

VS 3 P1

2 1

10k R2

C1

ISET

S2OUT

IC1 VCNTRL

OUT

U2352 COSC

S2IN

6

4

RON

PWM 7

3

5

7

GND 6

1n

2

10n

BOOT SW

1

L1 50µH

IC2

D1

DIM

LM3404 VCC

CS GND

CF

4

100n

LED

5

DFR

Rsns 0Ω3

CIN

82k

R4 82 Ω

R3 10k

R1 12k

S1

8k2

En la mesa de proyectos de los autores todavía esperaban dos integrados a ser probados: el regulador LM3404 (lamentablemente, sólo disponible en versión SMD) y el PWM integrado U2352. Con estos integrados puede realizarse un pequeño dimmer para LED. Como fuente de alimentación (como en el caso de la Lámpara de LED con dimmer, que también aparece en esta edición) utilizamos una batería de 6 V y como fuente de luz un LED de 3 W (Luxeon). La tensión de alimnentación está entre un mínimo de 5,4 V y un máximo de 7,2 V. La parte crítica del circuito es el conversor. Reduce la tensión de 6 V de la batería a los 4 V necesarios para el pleno rendimiento del LED. Al reducir tensión, a la corriente le pasa lo contrario. En la línea de alimentación circula menos intensidad que en el LED. El LM3404 contiene toda la electrónica de control necesaria y un MOSFET interno como interruptor. La tensión proporcional para la intensidad en R sns (CS, pin 5 de IC2) se compara con la referencia interna de 200 mV. Si la tensión es inferior a 200 mV el MOSFET se enciende el tiempo necesario (tON). La corriente que circula por la inductancia y el LED se incrementa linealmente (aprox.). El tiempo tON se regula mediante RON y la tensión de entrada VIN: tON = 0,134 s ∗ (RON/VIN) = 1,83 µs (con RON en kΩ y VIN en V) Al terminar este tiempo se corta el MOSFET y la corriente fluye aproximadamente lineal por el diodo de libre circulación y el LED, hasta alcanzar los 200 mV (USNS), pasando por Rsns, y comienza un nuevo ciclo. Durante el tiempo de corte no circula intensidad a través de la línea de alimentación. El tiempo mínimo de conmutación es de 0,3 µs.

1N8517

CBuffer 100n

080373 - 11

El rizado de la corriente es menor cuanto más grande sea el valor de la inductancia y más alta sea la frecuencia de conmutación. Durante el tiempo t ON la intensidad crece linealmente, y la tensión en la bobina es: uL = UIN –ULED –USNS = 1,8 V. Por lo tanto uL = L(∆iLED/∆t) Con ∆t = tON se incrementa el rizado a 66 mA. En R sns caen con el valor mínimo de corriente 200 mV. El valor medio de la corriente ronda la mitad del máximo del rizado. Con R sns = 0,3 Ω se obtiene el valor medio de la intensidad. Imin = 200mV/300mΩ = 667 mA. Esta es aproximadamente la máxima corriente para un LED de 3W. Modificando Rsns puede ajustarse la intensidad. Más elegante sería que el integrado PWM en el puerto DIM module al regulador. Para R sns puede utilizarse simplemente un trozo de cable resistivo bifilar. El U2352 genera una señal PWM con pocos componentes externos, ajustable

en un área del 0 al 100%. C1 fija la frecuencia de oscilación de un generador de señal interno en unos 10 kHz. fosc = (55/(Cosc ⋅ Vs) (con fosc en kHz, Cosc en nF y Vs en V). Esta tensión triangular es comparada con la de referencia, determinada por P1. A la salida del comparador surge la señal PWM. La señal dada a la salida pasa a través de una lógica de control interna, mediante la cual conmuta si se alcanza una corriente máxima. Como esta función no la necesitamos, se desactiva (el pin 5 a GND y el pin 3 sobre R3 a +VCC). Si la resistencia en serie R4 del estabilizador de tensión es o no absolutamente necesaria, no está muy claro en el Datasheet. La señal PWM se introduce en la entrada DIM del LM3404 y genera una luz modulada de unos 10 kHz. Con un interruptor (o un botón) podemos llevar la salida del PWM al máximo y poner el LED a la máxima luminosidad. [email protected] (080373)rg

79

5/6/08 23:54:33

Pequeña ayuda para programadores de BASCOM Por Jochen Brüning El desarrollo de un programa es la salida de “resultados intermedios” – éstos pueden ser desde valores instantáneos de variables a referencias a estructuras en el desarrollo del programa – algunas veces deseables, y otras ni siquiera necesarias. La intención de este circuito de ejemplo con LCD es mostrar el cálculo de estos “resultados intermedios”. Sin embargo, ni todos los circuitos tienen una pantalla, ni siempre es posible conectar una. Con los microcontroladores “pequeños” como el ATtiny 25/45/85 no hay escasez de funcionalidad pero sí de puertos. Los pines de entrada/salida libres no son suficientes para conectar un LCD en el modo a 4 bits. ¿Mala suerte? No si uno programa en BASCOM. Existe una solución simple, flexible y “reciclable”. La propuesta consiste en utilizar el compilador del software UART disponible en el compilador de BASCOM junto con el emulador de terminal presente en el entorno de desarrollo. Para ello, uno tiene que familiarizarse antes de nada con la función de testeo, al menos con un pin del procesador elegido a su gusto. Al contrario que los controladores con USARTS dedicadas en hardware y con una posición fija de los pines, ganamos en fl exibilidad; la mayoría de diseños de estos circuitos, dado las multiples funciones a realizar, tienen una doble o triple posible ocupación de los pines. Si el PC dispone de USB, puede utilizar para conectar el circuito del microcontrolador al PC mediante un cable adaptador USB-TTL de FTDI, como se mostraba en la última edición de Elektor. Es todavía más simple si el PC dispone de puerto de serie (RS232). Entonces sólo hace falta un cable que tenga un convertidor de nivel TTL a RS232. El circuito necesario para ello normalmente del propio convertidor, del tipo MAX232, y cuatro condensadores. Para ello el autor ha seccionado un cable de ratón serie con el conector de 9 pines, en el que el integrado MAX232 con los condensadores soldados ha de conectarse. Todos los cables se fijan con un tubo termorretráctil. El resto de detalles se describen en los esquemas. El software necesario en el procesador es limitado por la configuración del soft-

80


ware UART con instrucciones. Con estas instrucciones OPEN se hacen más cercanos parámetros típicos de la comunicación serie como la tasa de transferencia en baudios, paridad y bits de parada, y además se define el pin del procesador utilizado para la transmisión, así como la función (emisor o receptor). Han de programarse dos instrucciones OPEN: una para enviar y otra para recibir. Un ejemplo de configuración para enviar datos del procesador al emulador de terminal sería: Open „COMB.3:9600,8,N,1“ For Output As #1

B.3 : hemos configurado el puerto B.3, con una ATiny25 sería el pin 2. Output: a través del puerto B.3 se envían datos. #1 : manejo de archivo, proporciona la asignación en las siguientes instrucciones de impresión. Después se envían los datos con la instrucción de impresión común: Prin #1 , “Hello” ; variable_controlada

asegurarnos de que también en el cable está en el pin correcto. Para configurar las variables en el procesador hay varias posibilidades. Es obligatoria una instrucción OPEN con entrada y un manejo de archivo distinto, por ejemplo #2, referidos a las instrucciones de input o de inkey: Open „COMB.1:9600,8,N,1“ For Input As #2 ‚PB1 (=Pin 6 de la ATiny25) para la entrada serie Input #2 , variable_controlada ó variable_controlada = Inkey(#2)

Ha de prestarse atención en que una entrada vía input ha de concluirse con un RETURN. ¡Inkey devuelve un “0” si no se pulsa ningún botón! Puede encontrar más detalles en la ayuda online de BASCOM. La captura de pantalla muestra un pequeño programa de ejemplo con la ventana del emulador de terminal abierta, cuyo correspondiente código hexadecimal puede descargarse gratis de la página web de Elektor. (080370e)

#1 : se produce la conexión con la instrucción OPEN asociada Para testear la comunicación es conveniente al principio enviar un simple texto. Pueden determinarse así los parámetros de transmisión en la instrucción OPEN y relacionarse en el emulador de terminal (puede encontrarse en Tools, en la cabecera, o pulsando a la vez ctrl+T) y


5/6/08 23:54:33

Medidor de potencia de audio Por Michiel Ter Burg

Mediante el dimensionado adecuado de las resistencias, se introducen las indicaciones de potencia. En este caso se ha optado por valores adecuados para uso doméstico. Igualmente le resultará sorprendente lo fuerte que debe ajustar el amplificador para lograr que los LED se enciendan. Para las resistencias es suficiente 1/4 W, si el amplificador no emite ininterrumpidamente por encima de 40 W. Por encima de esta potencia también el transistor se carga demasiado, por lo que se deberá vigilar un poco. Dado que T1 se utiliza en saturación, la amplificación Hfe no resulta importante y se puede utilizar cualquier tipo compatible. Las potencias proporcionadas son válidas para altavoces de 4 ohmios; para altavoces de 8 ohmios se deben dividir entre dos todos los valores de resistencia.

1k5

680Ω

R3

T1 LED bicolor

BC547

R2 330Ω

Este sencillo circuito indica la potencia suministrada que recibe un altavoz. El par LED se ilumina de color verde con una potencia transportada de aproximadamente 1 vatio. Con 1,5 vatios, cambia de color a naranja, y con más de 3 W se vuelve rojo intenso. El circuito se conecta en paralelo a los bornes del altavoz y obtiene la alimentación de la propia señal de audio. La carga extra de 470 ohmios (R1//R3) no resultará problemática para ningún amplificador. Durante la fase positiva de la señal de salida, cuando haya suficiente corriente se activará el LED verde del LED bicolor mediante R3. Con corrientes de salida superiores, T1 (según el divisor de tensión R2/R1) empezará a conducir y hará que el LED verde se apague.

R1

verde

rojo

080506 - 11

Durante la fase negativa, el LED rojo se activa mediante R3, con lo que con la corriente suficiente se iluminará. En el área de transición (en la que T1 cada vez conducirá más y con ello «cierra» el LED verde) la combinación de verde y rojo hace que el LED bicolor tome un color naranja.

(080506)

Intermitencia pseudo-aleatoria Por Hans-Jürgen Zons



+9V R1 14

C6

1k5

270Ω

R3

47µ 16V

IC1 ca. 850Hz

R2

9V

2 6

ca. 180Hz

R DIS

13 R4

IC1.A

THR

OUT

5

39k

1

7

4

BT1

8k2

Hace poco se hablaba en el foro sobre cómo lograr un efecto de chispeo en un determinado número de LED blancos. El autor útilmente no sólo ha dado las pistas (para la aleatoriedad), sino que además ha desarrollado un circuito e incluso dibujado el esquema de una placa. Los archivos Eagle pueden descargarse desde la web de Elektor para contribuir a este artículo (www.elektor.es/080329). Situémonos en el punto de salida: un efecto artístico de centelleo o chispeo puede simularse cuando varias fuentes luminosas que brillan cada cierto tiempo aleatoriamente. Ahora bien, no es tan simple generar ese azar electrónicamente. Pero para estas aplicaciones, no tiene porque ser necesaria una aleatoriedad perfecta. Para el efecto óptico, basta con que lo parezca. Bajo este principio, el autor ha utilizado las señales de dos timers 556, cuyas frecuencias

12 8

TR

10 R

DIS

IC1.B

THR

OUT

9

TR

CV

CV

3

11

C1

C2

C3

C4

100n

10n

100n

10n

+9V IC1 = NE556N

C5 100n

SV2

16 0

3

CTRDIV10/ 1 2 DEC 4 2 7 3 IC2 10 4 14 1 5 & + 5 6 13 6 7 9 CD4017 8 11 9 15 12 CT=0 CT≥5 8

SV2'

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

9

9

10

10

11

11

12

12

13

13

14

14

2k2 2k2 2k2 2k2 2k2 2k2 2k2 2k2 2k2 2k2

R12

D8

R8

D4

R7

D3

R11

D7

R6

D2

R5

D1

R10

D6

R13

D9

R9

D5

R14

D10

080329 - 11

(850 Hz para IC1A y 180 Hz para IC1B) están mezcladas y sin divisiones proporcionales. A partir de estas dos señales, se crea un contador decimal “poco adecuado”, con un patrón permanentemente cambiante (pseudo-aleatorio) en sus diez salidas, que difícilmente se repite. Para comportarse de este modo, se introduce la señal de mayor frecuencia en la entrada de reloj (CLK) del contador IC2, y la de menor frecuencia en la entrada de reloj inhibida del pin 13. Como resultado tenemos un parpadeo casi-aleatorio. Pueden conectarse directamente diez LED en estas salidas, pues la fuente CMOS tan sólo suministra unos pocos miliamperios. Para tensiones de alimentación de 10 V es recomendable reajustar la resistencia de las salidas del integrado en las conexiones previas (2,2...4,7 kΩ). Para conseguir este chispeo con más de diez LED, basta naturalmente con construir otro dispositivo igual. (080329)

81

5/6/08 23:54:34

Ventilador de 12 V directamente a 220 V Por Ton Giesberts R3

Este circuito ciertamente no es nuevo pero, al tratarse de dar algunas indicaciones para utilizar un pequeño transformador resistente a cortocircuito o un divisor de tensión capacitivo (directamente a la tensión de red de 220 V) como alimentación para un ventilador, resulta muy útil. Si más tarde se debe aplicar una refrigeración forzada y se debe tener en cuenta el espacio disponible, no hay casi ninguna otra opción posible. Con una corriente baja, un divisor de tensión capacitivo ocupa menos espacio que un pequeño transformador resistente a cortocircuito. Para limitar la corriente de carga del condensador electrolítico de alimentación C2, se añaden R1 y R2. Dado que a menudo se desconoce la tensión de servicio de las resistencias añadidas, hemos escogido dos resistencias para la limitación de corriente. Esto también es aplicable a las resistencias de descarga R3 y R4 para C1. Si el circuito está conectado a un enchufe de conexión a la red, no puede quedar ninguna corriente peligrosa en el enchufe, por lo que se utilizan R3 y R4. El condensador C1 determina la corriente máxima que se puede suministrar. Por encima del máximo la alimentación fun-

R4

470k R1

470k C1

100 Ω

K1

680n 250V X2

230V

+12V B1 50mA D1

R2 100 Ω

B250C1500 12V 1W3

C2

M

1000µ 16V

080507 - 11

ciona como generador de corriente. Con un consumo menor, el diodo zener D1 limita la corriente máxima y disipa el resto de la potencia. Lo mejor es que se puede dimensionar el valor de C1 basándose en el consumo de corriente máximo esperado. Como regla general, para el cálculo de C1 se puede partir de la tensión de red. La corriente de salida de 12 V, los voltajes de diodo de B1 y la caída de tensión en R1 y R2 los despreciamos para facilitar la tarea. A continuación el valor calculado se redondea al valor del E-12 más próximo. La impedancia del condensador es a 50 Hz 1/(2π⋅50⋅C). Si, por ejemplo, que-

remos poder suministrar 50 mA, será necesaria una impedancia de 4600 Ω (230 V/50 mA). En tal caso, el valor para el condensador es de 692 nF. Al redondear se convierte en 680 nF. Para compensar la variación de la tensión de red y las pérdidas despreciadas, en caso necesario, se puede escoger un valor superior de E12. También se puede obtener la esa capacidad con dos condensadores en paralelo. Esto también puede resultar necesario por la distribución del espacio disponible. Para C1 lo mejor es utilizar un condensador que sea especialmente adecuado para aplicaciones de tensión de red (por ejemplo, tipo X2). (080507)

Cable de datos de un móvil como interfaz conversor Por Michael Gaus Un circuito con microcontrolador no está a la última si no puede conectarse a un portátil. Podemos optar por uno de los muchos conversores USB/Serie RS232 disponibles y dotar al circuito del controlador con un conversor de nivel como el MAX232. No obstante, a veces la instalación posterior de un conversor de este tipo puede resultar muy tediosa, sobre todo si el circuito ya se encuentra ensamblado. Como ejemplo tenemos algunos Routers de conexión a Internet; los usuarios más avezados los modifican (cambiando el Firmware) para ser utilizados para otros propósitos. Si está dispuesto a soldar, puede tener la solución más sencilla y económica. Los modelos de teléfonos móviles más

82


antiguos no disponían todavía de tecnología USB para ser conectados a un PC. Para dichos modelos había (y hay) cables especiales, que ya incluían el

interfaz conversor. Incluso la conversión de nivel lógico para el RS232 ya estaba integrada. ¿Hay algo más sencillo de usar que un cable de datos? Los podemos encontrar en Internet a precios muy razonables. El cable tiene además la ventaja de alimentarse de los +5 V del PC, con lo que además puede alimentar directamente pequeños circuitos. Un buen ejemplo de cable de este tipo es el “KQU08A”, diseñado para el modelo C55 de Siemens. En principio, la “reconstrucción” de éste es trivial: se elimina el terminal para el móvil y se suelda un conector de 5 pines. Como muestra la imagen, el autor ha añadido un pequeño trozo de una tarjeta perforada, para darle mayor estabilidad mecánica. La configuración de pines es muy simple: amarillo = +5 V,


5/6/08 23:54:37

rojo = tierra, azul = RxD, blanco = TxD y verde = DCD, éste último en muchos casos puede omitirse. Por seguridad, ha de comprobarse cuidadosamente estas conexiones. Hemos de advertir que RxD, TxD y DCD están diseñados para 3.3 V y activos a nivel bajo. Cuando tenemos un circuito a 5 V, no hay problema en conectar el TxD del cable con el RxD de un microcontro-

lador a 5 V, pues ésta suele interpretar correctamente el nivel. A la inversa, será mejor conectar el TxD del controlador con un divisor de tensión (con resistencias de 1K8 y 3K3) al RxD del cable. En lugar de una resistencia de 3K3, se puede utilizar un diodo Zener de 3,3 V. La línea de 5 V no ha de superar los 100 mA. Antes de pasar a la acción, sería conveniente conectar el cable primero a

un PC, y que los drivers configuren el puerto para estabilizarlo debidamente, como si de un puerto COM vir tual se tratase. Después puenteamos R xD y TxD y los testeamos con un programa de Terminal sin eco (Echo) local, para comprobar que los datos enviados se reciben nuevamente. (080321)

Fuente de tensión simétrica para operacionales muy barata



C7

SUB D9

2

15

GND C5

C1T1IN T2IN R1OUT R2OUT C2+

MAX232

C2-

1 3 11 10 12 9 4 5

C8

+5V

10u C9

100n

C6 10u

10u

25 RC6/TX/CK 26 RC7/RX/DT

-9V

32

14 T1OUT 7 T2OUT 13 R1IN 8 R2IN

C1+

VDD

S2

IC3

1

1 6 2 7 3 8 4 9 5

VCC

MCLR/VPP

16

K3

11

S1

VDD

10u

+9V

VDD

+5V

VEE

1

6

38 RB5/PGM 39 RB6/PGC 40 RB7/PGD

IC4 080498 - 11

3

BC550C

+9V

+8V3

1k

2

470n

10µ 16V

10µ 16V

1k

Ya se han descrito muchas posibilidades para pasar de una tensión de alimentación simple de +5 V a una fuente simétrica para amplificadores operacionales y comparadores. La solución más simple (en cuanto a precio y componentes) es utilizar un MAX232 (con encapsulado DIL-16 puede conseguirse por menos de 0,5 €). En casi todos los circuitos con microcontrolador y puerto RS232, este integrado actúa como conversor de nivel entre el TTL (5 V) y el propio RS232 (±12 V), luego ya tenemos una fuente de tensión para operacionales simétrica prácticamente gratis. No necesitamos más circuitería adjunta al integrado. La figura 1 muestra el típico circuito de un MAX232 en una tarjeta microcontroladora. De los 5 V de alimentación se genera una tensión simétrica alrededor de ±9 V, en los pines del integrado 2 (VDD, +9 V) y 6 (VEE, -9 V). Como vemos en la figura 2, en Idle-Mode podemos contar con 10 V e incluso con 9 V para 5 mA, lo que es suficiente para la mayoría de operacionales estándar y para todos los LowPower. El MAX232 tiene un multiplicador de tensión doble con dos condensadores electrolíticos externos para duplicar la tensión. En la figura 1 se han utilizado condensadores de 10 µF, que garantizan una tensión de salida más estable que si utilizamos los de 1 µF, como se ve en la figura 2. El multiplicador de tensión del MAX232 se ha montado con una frecuencia de oscilador de aproximadamente 50 kHz, así que el rizado de la tensión de salida es muy pequeño y con una carga de 2 mA típicamente es menor de 10 mV. En la mayoría de los casos podremos renunciar a la suavidad en la tensión de salida. En aplicaciones críticas como la amplificación de señales débiles de

470n

–9V

–8V3 BC560C

audio o mediciones con operacionales puede utilizarse un inversor de impedancia además del filtrado a 50 kHz. La fi gura 3 muestra un circuito testeado bastantes veces. En lugar de los transistores utilizados BC550 (NPN) y BC560 (PNP) pueden usarse otros complementarios (de silicio) como el BC547 (NPN) y el BC557 (PNP). También son útiles los

080498 - 13

transistores amplificadores de corriente del tipo “B” (por ejemplo BC547B/ BC557B), y los condensadores electrolíticos entre las bases de los transistores y masa pueden ser mayores (por ejemplo 100 µF) o menores (por ejemplo 1 µF). La caída de tensión debida al inversor de impedancia ronda tan sólo los 0,7 V. (080498e)

83

5/6/08 23:54:38

Controlador Li-po

84


1 R12

R5

C1

10k

10k

D17

3

1N4448

1

R7

3

1k RB3

PIC16F84

RA1

17

R6

RB2

RA3 RA2

18

100k

2

RA4

RA0

RB5 RB6 RB7

33k

4

RB4

OSC2

15

C6

C7

C8

C5

16

C4

100n

T1

8 9 10

4MHz

13

5

D20

Puertos = Entrada

Nivel de disparo

0

t1

Tiempo t2

Puertos = Salida (Todos los C's descargados)

t3 080053 - 12

Puertos = Entrada (Inicio de medición; Temporizador Reset)

3 8 7 6 5 2.2 2

3

1.8

Nivel de disparo

1.6

2

6V

3V

14

9V

1.2

1

1 0.8 0

20

Tiempo [ms]

40

0.6 0.4 0.2 0

D19

R11

D18

080053 - 11

2

4

R10

22p

3x 100n

5

Control de motor con BEC

12

C5

22p

3

2N7002

11

R9

OSC1 X1

7

10k

2

220k

RB1

K3

2

6

10k

R8

RB0

IC1

3

Receptor 1

MCLR

10k

4

1

R13

14

CAL

K1

K2

2

100n

Lipo (3 células)

El controlador Li-po sirve para vigilar elementos de las baterías de polímero de litio de aeromodelos electrónicos. Los elementos de una batería Li-po de tres elementos se controlan por separado por si presentan tensiones bajas. Si la tensión en un elemento cae por debajo del valor mínimo, el electromotor se detiene. El receptor alimentado también a través de un BEC (battery elimination circuit) por la batería de litio continúa funcionando, de forma que el aeromodelo puede posarse planeando. Mediante un LED se indica qué elemento ha provocado la desconexión. La desconexión sólo es reversible apagando y volviendo a encender de nuevo. Para la medición de las tres tensiones, el circuito (ilustración 1) no precisa un convertidor analógico-digital especial. La conversión analógico-digital se produce a través de un puerto digital normal del microcontrolador PIC con ayuda de los elementos RC. Como referencia para la tensión se mide el tiempo que se necesita para cargar el condensador a través de la resistencia. La ventaja de este principio es una elevada inmunidad a parásitos, gracias al proceso integrador, así como un menor número de componentes y, por lo tanto, una menor necesidad de espacio. Para comenzar la medición, todos los puertos de medición se conectarán como salidas y se fijarán a nivel bajo. De esta manera se descargarán todos los condensadores. A continuación, todos los puertos se conectarán de nuevo como entradas y se medirá el tiempo hasta alcanzar el umbral de disparo en la transición bajo/ alto. (Véase la ilustración 2). Gracias a que tenemos la posibilidad de calibrar, el valor absoluto del punto de disparo no es importante. Dado que sólo se mide la transición bajo/alto, la histéresis tampoco es importante. Dado que, normalmente, se vuela en un rango de temperaturas limitado, la dependencia del umbral con respecto a la temperatura también se puede despreciar. Las constantes de tiempo deben dimensionarse de tal manera que los momentos de disparo en las diferentes tensiones de aprox. 3 V, 6 V y 9 V presenten aproximadamente las mismas magnitudes. Dado que nos encontramos en las secciones más inclinadas de las funciones e, la sensibilidad de medición de los tres canales es, además, similar (véase la ilustración 3).

1

Tensión

Por Andreas Graff

Time [ms] Tiempo [ms]

1

1ms/div

2

3

4 080053 - 13

5

También se ha de tener en cuenta que a 6 V y a 9 V los elementos inferiores no se miden. Al activar la desconexión, debemos analizar, con la ayuda de la lógica, qué elemento ha sido el “culpable” de dicha desconexión. El resultado se puede observar en los tres LED. El controlador PIC 16F874 utilizado dispone de diodos de protección en las entradas. Si contamos, además, con las resistencias de alta impedancia de los elementos RC, no debemos preocuparnos por el hecho de se pueda producir un efecto de latchup a tocar las entradas de 6 V y de 9 V. A efectos de “depuración” (debug) se implantó un interfaz serie (9600,8,n,1) (TxData en RB3, RxData en RB4). Dado que la m e m o r ia a ún t e nía espacio, ésta ha permanecido en el programa. Aquí se pueden leer en todo momento los valores reales (8 bits) en decimales (-Canal1Canal2-Canal3). En el


5/6/08 23:55:10

controlador está activado el “watchdog”, de forma que los posibles fallos que se produzcan en el funcionamiento no afectarán a la funcionalidad. El software para el controlador (el archivo .hex y el código fuente) está disponible en la dirección www.elektor.es para su descarga gratuita. Para la calibración el pin CAL debe estar conectado a masa durante la conexión. La confirmación visual nos la proporcionan todos los LED que se encenderán hasta que el Pin CAL vuelva a estar en a

nivel alto. A continuación, procederemos de la siguiente manera: - El LED del canal 1 (D18) se enciende. Aplicamos una tensión a la entrada del canal 1 (pin 3 de K1) que corresponda al valor de desconexión de un elemento (2,9 V). Ahora conectamos el pin CAL a masa durante un breve espacio de tiempo. - El LED del canal 2 (D19) se enciende. Aplicamos una tensión a la entrada del canal 2 (pin 2 de K1) que corresponda al valor de desconexión de dos elementos

(5,8 V). Conectamos el pin CAL a masa durante un breve espacio de tiempo. - El LED del canal 3 (D20) se enciende. Aplicamos una tensión a la entrada del canal 3 (pin 1 de K1) que corresponda al valor de desconexión de tres elementos (8,7 V). Conectamos el pin CAL a masa durante un breve espacio de tiempo. Al regresar al modo de funcionamiento normal finalizaremos esta comparación y el controlador Li-po estará listo para funcionar. (080053e)

Juego 123 sin µC Por Stefan Hoffmann



D1

68 Ω

33 Ω

R2

D2

D3

BT1

R3

D4

D5

R4 33 Ω

4V5

15 Ω

En este juego electrónico, un jugador se enfrentará “a la máquina”. Los contrincantes recorren un camino con una “ficha” conjunta y, en cada tirada, avanzan uno, dos o tres casillas. El objetivo es ser los primeros en llegar a la meta. Cuesta creerlo: esta sencilla variante del juego 123 prescinde totalmente de los servicios de un controlador y, sin embargo, ¡resulta casi imposible de vencer! La única electrónica que veremos se encuentra en la lógica de los diodos (ilustración 1). La “interfaz de entrada” se compone, básicamente, de 30 mini-conectores que pueden activarse con una punta de sonda, lo que marca la posición de la “ficha”. Para que todo esto resulte algo más compacto, los conectores están colocados en una matriz, de forma que el camino a lo largo de los mismos describe un trazado serpenteante (ilustración 2). Se comienza en la parte inferior derecha y el objetivo se encuentra situado en el medio del campo de juego. Una ligera presión sobre los botones significa que la electrónica está lista. La jugada deseada de la electrónica aparecerá representado en el campo de juego través de los tres LED (se iluminarán uno, dos o los tres LED). Lógicamente, el jugador deberá ejecutar esa jugada para la máquina adversaria con ayuda de cambios. El vencedor es aquél que acierte de lleno en la casilla objetivo. ¿Cómo es posible que una electrónica tan sencilla resulte ser un adversario tan difícil de batir? Tal y como ya hemos dicho, el

R1

2x 1N4148

2

3

1

S1

080130 - 11

D1

D2

D3

2

1

3

1

2

3

2

3

1

3

2

1

1

2

3

1

1

2

3

2

3

2

3

1

1

1

1

1

1

S1 080130 - 12

camino desde el inicio hasta la meta lo constituyen 30 conectores. Cada conector está asignado a la que sería la siguiente tirada ideal. Existen tres posibilidades: 1, 2 o 3. En el esquema de conexiones vemos que el circuito eléctrico se cierra con el botón S1 (el jugador pregunta al “ordenador” por la jugada deseada) cuando el lápiz toca uno de los conec-

tores. Los 30 conectores se distribuyen de tres maneras diferentes, lo que en el esquema de conexiones aparece representado con un conector de cada. Todos los conectores que pertenecen a un mismo tipo se unen eléctricamente entre sí, algo que el esquema de conexiones no muestra a efectos de claridad. Y así funciona la indicación de los LED: o bien el jugador toca el contacto derecho en R4 (sólo se encenderá el LED D3), o el contacto izquierdo en R3 (se encenderán los LED D1 y D2), o el contacto intermedio en los diodos D4 y D5 (se encenderán los tres LED). Ambos diodos impiden que al tocar la conexión izquierda o derecha se enciendan también los tres LED. El truco está en la asignación de los 30 conectores a los 3 tipos de “lógica”, es decir los tres tipos de la próxima mejor tirada posible. Comenzando desde la meta: En la meta no es necesaria ninguna otra tirada. Por lo tanto, el último conector no está conectado eléctricamente a nada. En el caso del conector situado justo antes de la meta, el “ordenador” desea avanzar justamente una casilla. Por este motivo, el conector está unido a R4. Si se trata del conector 2 anterior a la meta, la electrónica deseará avanzar dos casillas. Por esta razón, este conector está unido a R3. En la ilustración 2 para cada posición aparece representado con números la manera de proceder del “ordenador”. Dado que se juega por turnos, la electrónica siempre intenta llegar a una posición útil en términos estratégicos (marcada con flechas). Tan pronto como haya alcanzado una de estas posiciones estratégicas, el jugador no tendrá opción alguna de ganar. Por lo tanto, el jugador sólo podrá ganar, cuando sea él el que comience el juego y todas sus tiradas sean correctas. (080130)

85

5/6/08 23:55:11

Generador de impulsos para motores de imán permanente Por Franz P. Zantis

D1

R4 100 Ω P1

Ra

14

220k D2

M

1N4148

S1

220µ 16V

7

Rb

M1

D3

C2

IC1

R2

1N4148

1k

R7 100k

C1 39n R1 1k

IC1.A 1

1

IC1.B 2

3

1

4

C3 1000µ 16V

BT1

T1

R3 4k7

47 Ω R5

IC1 = 40106

4x 1V2

T2

R6

BC557 1k

Los motores de corriente continua con imanes permanentes están muy extendidos y son especialmente apreciados en la construcción de modelos a escala. Algo típico en estos motores es la elevada relación entre el par de arranque y el par nominal. Si deseamos que un motor de imán permanente alimentado por una fuente de tensión continua varíe su número normal de revoluciones por minuto, manteniendo, eso sí, el mismo par motor alto, la utilización de un generador de impulsos puede resultar útil, tal y como os explicaremos en el siguiente artículo. Con ayuda de dos puertas del circuito integrado 40106 se ha construido un circuito astable, cuyo ciclo de trabajo puede oscilar entre unos límites sumamente amplios, y que no depende de la frecuencia. Según la configuración del potenciómetro fijaremos ambas resistencias Ra y Rb que constituyen la resistencia total del potenciómetro. A través de la resistencia Rb se carga el condensador C1 y a través de la resistencia Ra se descarga. En la salida (pin 4) del integrado 40106 se puede configurar cualquier ciclo de trabajo. El tiempo a nivel alto de la salida viene determinado por la resistencia Ra y

1N4148

2N3055

50µA

060187 - 11

el tiempo a nivel bajo por Rb. La frecuencia del oscilador es constante y de aproximadamente 115 Hz. El transistor T1 sirve para la amplificación de corriente. Cuando el pin 4 del 40106 está conectado a masa, T1 conduce, y si la salida se encuentra aproximadamente a la tensión de funcionamiento, T1 se cortará. En el colector de este transistor hay suficiente corriente disponible como para controlar el transistor de potencia 2N3055. La resistencia R4 y el

condensador C2 desacoplan el control de la unidad de potencia. El instrumento de bobina móvil conectado a través de la R7 sirve, en caso de funcionamiento con batería, para el control del estado de carga de la misma. El autor utilizó este circuito para accionar un motor de un antiguo grabador de cintas. Para ello, el 2N3055 no necesita ningún disipador de calor. (060187e)

Convertidor reductor de bajo voltaje En ocasiones, contamos con una alimentación de 5 V pero debemos conseguir una tensión más baja para una determinada parte del circuito. Mientras la entrada de corriente se mantenga por debajo de los 600 mA, un circuito integrado regulador de conmutación de la familia TS62000 [1] de Texas Instruments es una opción ideal. Las principales ventajas son las siguientes: • Un encapsulado SMD pequeño pero fácil de soldar manualmente. • Alta frecuencia de trabajo, 750 kHz => baja inductividad externa. • MOSFET de potencia integrados => gran rendimiento de hasta el 95%. • Sin necesidad de un diodo de conmutación externo. De esta manera, en un espacio muy reducido podemos construir un convertidor de

86


caso de 3,3 V o más en la salida es mejor contar con 22 µH. La VIN L 10µH R2 tensión de entrada puede oscilar IC1 R1 C3 6 4 ILIM PG entre los 2 V y los 5,5 V y, por 330k 15n supuesto, debería ser siempre 8 5 EN FB C2 C4 superior a la tensión de salida TPS62000 7 2 deseada. Con los valores indi100µ 100µ SYNC FC R3 16V 16V cados se obtienen, con 5 V en GND PGND C1 3 10 la entrada, 3,3 V en la salida. Si 100n deseamos ahorrarnos aún más componentes, podemos utilizar 070966 - 11 uno de los modelos de la serie con tensión de salida fija, dispotensión altamente eficaz. En el sitio web de nibles para los rangos de 0,9/1,0/1,2/1 Elektor podréis descargaros un ejemplo de ,5/1,8/1,9/2,5/3,3 V. Entonces también diseño del autor en forma de archivo. prescindimos de R2, R3 y C3, de forma En el caso del modelo TSOP62000, dis- que el pin 5 está conectado directamente ponemos de una tensión de referencia con la salida. (070966) interna de 0,45 V, pudiendo fijar entre ambas resistencias R2 y R3 tensiones de salida de entre 0,5 V y 5 V. La fórmula: Uout = 0,45V + 0,45V * R2 / R3 Enlace: Para tensiones bajas, la inductividad [1] Ficha técnica TPS6200: de L1 debería ascender a 10 µH y en el focus.ti.com/lit/ds/symlink/tps62000.pdf 1

9

VOUT

L1

209k

VIN

33k

Por Steffen Graf


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Autocarga misteriosa Por Peter Ley

lo que tendremos que sacrificar algunos condensadores No os preocupéis, no estaviejos. mos hablando de magia En un condensador electrolínegra o de una superstición tico de aluminio polarizado y poco científica. Más bien se radial de 100 µF se midió, Electrodo Electrodo trata de un fenómeno elepor ejemplo, con un DMM (Ri mental de la física, concre= 1 MΩ) y a una temperatura tamente la electricidad de de 20° C, 5 mV. A 120° C se contacto, conocida también midieron 230 mV y como como potencial de contacto corriente de cortocircuito se o tensión de contacto. En midieron 0,5 µA. el momento en el que dos Análisis más exhaustivos materiales diferentes entran han logrado medir, en el en contacto, electrones de caso de este condensador, conducción pasan de un una resistencia en origen Tensión de Tensión de material a otro. En este prode 852 k Ω y una tensión contacto contacto ceso, el material donante se en origen de 426 mV. La carga en positivo y el mated e p e n d e n cia d e la te n rial receptor en negativo. sión en vacío medida con Esto ocurre con todos los respecto a la temperatura materiales, es decir no sólo con meta- de forma homogénea. Por este motivo, se puede considerar, en un primer les, sino también para no metales. El sí se generan pequeñas diferencias de momento, como lineal, de forma que ejemplo más conocido de la electrici- potencial. del ejemplo resulta un coeficiente de dad de contacto son la electricidad por En el caso de un condensador elec- temperatura de 2,25 mV/K. frotamiento y la termovoltáica. Eso en lo trolítico resulta algo más complicado. En algunos condensadores electrolíticos que respecta a la teoría y ahora pase- La capa delimitadora está compuesta se pueden medir tensiones en vacío de por un electrodo metálico y el dieléc- hasta 0,9 V. También se pueden conecmos a la práctica. Analizaremos este fenómeno en un trico, mientras que en la otra cara el tar varios condensadores a una misma ejemplo que resulta bastante irritante electrodo metálico con los electroli- batería. A pesar de que estos condensaen un primer momento. Para ello pre- tos está en contacto con el electrolito dores (aún) no se pueden utilizar como cisamos de un condensador y puen- con el dieléctrico. Por este motivo, en fuente de energía, quizá sí como sensoteamos las conexiones con un puente este caso se generan tres tensiones res. Dos observaciones más: de cortocircuito (utilizaremos presillas de contacto. Además, en los electrococodrilo). Este condensador cortocir- litos también se producen reacciones 1. El término “tensión en vacío” no es cuitado lo conectamos a un medidor electroquímicas, de forma que, com- exactamente correcto en este caso, ya de tensión de alta impedancia (aquí plementariamente, se generan también que la resistencia interna de 1 MΩ del también utilizaremos presillas coco- potenciales galvánicos. En las conexio- DMM representa una carga consideradrilo) en el rango de los mV. Como no nes externas del condensador electro- ble para la fuente con una resistencia en podía ser de otra manera, éste arroja lítico también es posible medir peque- origen de 852 k. una lectura de 0 mV. En el momento en ñas tensiones que, por norma general, 2. Para los experimentos se utilizan, por el que retiramos el puente de cortocir- son algo mayores que en el caso de supuesto, condensadores descargados cuito, la tensión aumenta lentamente otros condensadores. sin fuente de tensión externa. (071153e) hasta alcanzar unos cuentos milivoltios, Experimentos realizados demuestran casi como si el condensador se cargase que la tensión medida es mayor cuanto mayor es también la capacidad del conpor sí solo. Este fenómeno se debe a la electricidad densador. Además, ésta depende en Literatura: de contacto (véase la ilustración). En el gran medida de la temperatura. interior del condensador se producen Si calentamos con cuidado el con- Dienst, Lay: Praktische Experimente mit alternativen dos transiciones: (1) primer electrodo densador, la tensión aumenta consi- Energiesystemen. Selbstbauprojekte mit Thermovoltaik und erneuerbaren Kraftstoffen. Franzis Verlag, 2008 metálico-dieléctrico y (2) dieléctrico- derablemente. Para ello no se debe segundo electrodo metálico. En ambas utilizar una llama directa, ya que éste Contacto: [email protected] transiciones los electrones pasan de una se derretiría y provocaríamos la infl amateria prima a la otra. Las dos fuentes mación del revestimiento plástico. Y de tensión de contacto están conecta- esto, además, no sólo por el peligro das en sentido contrario en serie, lo que de provocar un incendio, sino para eviprovoca un aumento de las tensiones tar la generación de gases tóxicos. Los de contacto. Esto es válido, aunque sólo condensadores electrolíticos quedan en la teoría. En la práctica, las transi- inservibles tras haber sido sometidos ciones no se producen en todas partes a temperaturas demasiado altas, por



Dieléctrico

87

5/6/08 23:55:12

Lámpara de control del calentamiento para estaciones de soldadura Weller +12V

Desde la página web de Elektor se puede descargar en formato PDF el diseño de la placa de este montaje así como consejos para la instalación en las estaciones de soldadura modelos WTCP-S y WTCP 50.

IC2 = LM358

47k

3

IC2.A

D2

1

8

5

R2

6

IC2.B

7

R7

1k5

4

100k

2

R5

1N4148

C4

1k

1

D3

LED

R6 10k

R4 1M

R3

2

100n R1 0Ω33

IC1

78L12

D1

K1

IN4004 1

2

3

neu C S

TR1 6

1

+12V

C1

C2

C3

47µ 63V

100n

100n

4

S1

F1

X1 230VAC

2 3 neu 7

Soldador TCP-S

1

Potencial Soldador

WTCP-S

Por Heinz Kutzer La estación de soldadura WTCP 51 de la empresa Weller funciona según el principio Magnastat. La cabeza del soldador cuenta con una cubierta magnética. A través de un proceso mecánico, el imán se encarga de la conexión de un interruptor. El interruptor cierra el circuito de caldeo entre la parte secundaria de un transformador de 24 V y el elemento térmico en el soldador. Si se supera una temperatura determinada, la temperatura Curie, la cubierta pierde sus propiedades magnéticas y el interruptor se abre. El proceso es reversible. Una cifra grabada sobre la cubierta de la cabeza del soldador señala su temperatura de aplicación. De esta manera, un 5 corresponde a 260° C, un 6 corresponde a 310° C, un 7 corresponde a 370° C y un 8 corresponde a 425° C. Si se utiliza un estaño con alto contenido en plomo, por lo general se utiliza la cabeza de soldador de 370º C. Por debajo de esta temperatura de activación el elemento térmico está conectado, y por

88


encima desconectado, de manera que la cabeza del soldador mantiene una temperatura constante. Un pequeño inconveniente reside en que, en ocasiones, el denominado interruptor Magnastat pierde su función. En estos casos, una indicación del proceso de caldeo puede resultar muy útil. De esta manera, tras la conexión de la estación de soldadura, podremos reconocer cuándo el proceso de caldeo ha llegado a su fin y sabremos cuándo podemos comenzar a soldar. Para ello se ha desarrollado el circuito que presentamos en este artículo que se montará en la carcasa de la estación de soldadura y que mostrará el proceso de caldeo a través de un LED. A tal efecto, se evaluará la caída de tensión generada por una derivación. No resulta necesaria ninguna compensación. Las estaciones que se pueden equipar con este circuito son los modelos WTCP-S, WTCP 50 y WTCP 51 de la empresa Weller. El esquema de conexiones muestra el esquema de las conexiones de la esta-

080121- 11

ción de soldadura (en la parte inferior) ampliado con el circuito de lectura (en la parte superior enmarcada). El cartucho de calefacción del soldador conectado a través de un enchufe de tres pines presenta una resistencia de 12 Ω. El transformador de la estación de soldadura suministra una tensión efectiva de 24 V. La corriente durante el caldeo es de 2 A. El valor de cresta asciende, por tanto, a 2,822 A. En el caso de una resistencia de 33 mΩ como derivación (R1) caerá una tensión de 93 mV (valor de cresta). El LM358 cuenta con dos amplificadores de operaciones. El IC2a está conectado como amplifi cador con un factor de amplificación de 100. Dado que éste sólo funciona con una tensión de suministro positiva (unipolar), sólo amplificará las medias ondas positivas de la tensión alterna en descenso en R1. En la salida del amplificador de potencia, el C4 se cargará a través de D1 durante el tiempo de caldeo hasta alcanzar aproximadamente 10 V. El amplificador IC2b


5/6/08 23:55:13

está conectado como un comparador, cuyo valor umbral se fi ja a través de R5 y R6 en aproximadamente 2,1 V. Cuando la corriente de caldeo fl uye, la salida del comparador es positiva y el LED se enciende. Si se abre el interruptor Magnastat del soldador, C4 se descargará a través de R4 (constante

de tiempo: aprox. 100 ms) y el LED se apagará. La tensión de funcionamiento para el LM358 se genera a través del rectificador de media onda (D1/C1) y del regulador de tensión de 12 V (IC2) a partir de la tensión del transformador de 24 V. A pesar de la amplificación por 100 en

IC1 no se necesita una compensación del desfase, ya que en caso de tensión máxima de desfase del LM358 (7 mV), el error a la salida no es superior a 0,7 V y, por lo tanto, se mantiene muy por debajo del umbral del comparador que se encuentra en 2,1 V. (080121e)

Juego 123 “de luxe” S1 C1 100n 21 BT1

AREF

4V5

1

7 VCC

20 AVCC PC0(ADC0) PC1(ADC1)

PC6(RESET)

PC2(ADC2)

IC1 2 3 4 5 6 11 12 13

2

D32

1

1

S3

2

S4

grün

rot

3

R7

R10

R11

28

B.0

R1

PD4(XCK/TO)

B.1

R2

PD5(T1) PD6(AIN0)

B.2

R3

PB3(MOSI/OC2) PB6(XTAL1/TOSC1) PB7(XTAL2/TOSC2)

PB4(MISO) PB5(SCK)

GND

AGND

8

22

14 15 16

D28

D29

D30

D21

D22

D23

D24

D25

D16

D17

D18

D19

D20

D11

D12

D13

D14

D15

D6

D7

D8

D9

D10

D1

D2

D3

D4

D5

1k5

17 18

D27

1k5

ATmega8-P

PD7(AIN1)

D26

1k5

PD3(INT1)

PB1(OC1A)

9

26 27

PD1(TXD)

PB0(ICP)

10

25

PD2(INT0)

PB2(SS/OC1B)

1k5

1k5

1k5

R8

PC5(ADC5/SCL)

24

PD0(RXD)

D31

S2

R9

PC4(ADC4/SDA)

DUOLED

1k

D33

1k

3

D34

PC3(ADC3)

23

R4

19

B.3

1k5

R5

BZ1

B.4

1k5

R6

B.5

1k5

C.4

C.3

C.2

C.1

C.0 080132 - 11

Por Stefan Hoffmann Las reglas del juego 123 se describen en el artículo “Juego 123 sin µC”. Con un microcontrolador, todo resulta lógicamente algo más lujoso. Ahora podremos prescindir de la punta de sonda manual y el campo de juego ya no está compuesto por mini-conectores, sino por LED. Para controlar la matriz de LED utilizaremos un controlador. La función de la punta de sonda la asumirán tres botones. La “inteligencia” integrada del controlador nos permitirá, al contrario que la variante más sencilla de este juego, realizar una partida jugador-jugador. Al conectarlo, lo primero que veremos será un saludo a través de diferentes motivos de luces. Un LED dúplex recorrerá entonces los tres colores (rojo+verde = naranja), mientras el jugador selecciona el modo: Botón 1: El jugador comienza contra el microcontrolador.



Botón 2: El microcontrolador comienza contra el jugador. Botón 3: Jugador contra jugador. En el desarrollo del juego no cambia nada. De nuevo, el jugador y el ordenador tiran por turnos y avanzan una, dos o tres casillas. Si es el turno del jugador, éste elegirá una tirada con ayuda del botón correspondiente (“1”, “2” o “3”). La tirada deseada se confirmará con el LED “123” y, a continuación, se plasmará en los LED del campo de juego. El LED dúplex se encenderá en verde cuando sea el turno del jugador y en rojo cuando sea el turno del ordenador. Simplemente para causar un mayor efecto, el ordenador no desvelará inmediatamente su jugada, sino que “se lo pensará un poco” antes de tirar (las jugadas tampoco se ejecutan de forma rápida, sino lentamente casilla a casilla). La tirada del ordenador también aparecerá indicada por el LED “123”. A continuación, se plasmará la misma en el campo de juego. Una elección de jugada equivo-

cada por parte del jugador (que supere la meta) se corregirá automáticamente. En el modo jugador contra jugador, el LED dúplex indicará con su color naranja que es el turno del jugador contrario. El vencedor del juego lo determinará el microcontrolador. Si ha ganado el jugador, el LED dúplex parpadeará en verde y si ha ganado el ordenador, el LED parpadeará en rojo. Una victoria del jugador contrario se mostrará mediante un parpadeo naranja. El sonido de un zumbador amenizará el homenaje al ganador. Éste emitirá un sonido bajo si el jugador pierde y celebrará la victoria del mismo con dos tono altos. El programa para el ATmega8 se realizó con BASCOM y se puede compilar con la versión demo. El código fuente de BASCOM y el archivo .hex pueden descargarse desde el sitio web de Elektor (www.elektor.es/080132). En el número 080132-41 también hay disponible un controlador programado. (080132)rg

89

5/6/08 23:55:14

Transmisor de audio sin hilos Por C.Tavernier

90


* D1 *

47k

10n

+12V

1N4004

R2

C3

C1

470µ 25V

ver texto

Módulo Aurel Emisor FM Audio 10k

AUDIO C2 220n

IC1

R1

47k

4

5

6

6

7

C5

100k

TL081

3 R3

3

7

2

47k

2

5n6

SENSIBILIDAD

9

13

15 16

R5

4

ANT1

R6

C4

4k7

J1

1

P1

22k

R4

22µ 25V

080232 - 11

cada sobre el terminal 15 del circuito. El potenciómetro P1, que está conectado al circuito, permite ajustar así el umbral de este silenciador, de manera que dispongamos de un receptor que no va a añadir ruido en ausencia de emisión, gracias a la explotación de la información que genera sobre su terminal 18. El nivel de este terminal está a nivel alto en presencia de señal y a nivel bajo en el caso contrario. Así pues, esta señal con-

trola un multiplexor analógico CMOS de 8 entradas y 1 salida, del que tan sólo se utiliza la entrada 8. El interés de esta solución es el de disponer de un buen conmutador analógico muy barato y fácil de integrar en el circuito. Su salida, después de pasar por el potenciómetro de volumen P2, es aplicada a un pequeño amplificador de potencia integrado, ya conocido por nuestros lectores, como es el LM386. Su potencia

Módulo Aurel Receptor FM Audio 1

2

3

7

10 11

15 16

18 19 20

ANT1

IC3

P1

C2 10µ 25V C1

10k

+9V

D1

7805

1N4004

C4

C8

C9

10n

220n

470µ 25V

SILENCIADOR

220n R1

15 12 1 5 2 4

0 1 2 3

MDX

IC1

4 5 6 7

8x

4051 VEE 7

COM 0

0 7

1 2 G8

VSS 8

3

3

11

2

10

1

9

6

IC2 7

8

4

LM386

6

R2 100k

14

10µ 25V

VDD

P2

C3 2n2

10k VOLUMEN

C7

5

1000µ R4 25V 10 Ω

16 13

100 Ω

R3

C5

10k

Sentado tranquilamente bajo un árbol al fondo del jardín, o tumbado al borde de la piscina, es posible que nos apetezca escuchar nuestra música favorita reproducida por nuestra cadena de alta fidelidad. Así que, en lugar de aumentar el volumen más allá de lo razonable y llegar a enfadarnos con los vecinos, os proponemos realizar un pequeño montaje de un emisor/receptor de audio sin hilos. Utilizando la banda de FM y una modulación de calidad, el circuito no degradará las señales que le serán confiadas y nos permitirá una escucha con toda discreción. El emisor recurre a un módulo muy conocido de nuestros lectores, fabricado desde hace bastantes años por la casa Aurel, bajo la referencia “emisor de audio de FM”. Éste módulo trabaja en la banda autorizada de 433,92 MHz y permite así que nuestro montaje pueda funcionar en la más estricta legalidad. Nuestro módulo es un emisor de audio de FM completo que tiene prevista su alimentación a partir de una tensión de 12 V. Los únicos componentes externos que necesita son R5, R6 y C5 que, de hecho, constituyen la red de pre-acentuación propia a las transmisiones en modulación de frecuencia. Utilizado sólo, éste módulo presenta una sensibilidad típica de 100 mV eficaces. Así pues le hemos precedido de un amplificador operacional cuya ganancia es ajustable entre ½ y 5. El margen de tensión de entrada se amplía así desde los 50 a los 500 mV, lo que le hace compatible con cualquier salida de línea de un equipo de audio. Debemos señalar que, si disminuimos la resistencia R1 hasta los 2,2 kΩ, aumentaremos la sensibilidad hasta los 2,5 mV y este emisor podrá servirnos entonces para fabricar un micrófono de HF sin hilos utilizable, por ejemplo, en espectáculos o salas de animación. En este caso, la alimentación podrá ser confiada a una pila de 12 V o a un alimentador conectado a la red. El montaje está protegido contra inversiones de polaridad gracias a la presencia del diodo D1. El receptor también es bastante simple ya que utiliza el módulo complementario del que acabamos de describir, naturalmente referenciado como receptor FM de audio y, lógicamente, también de la casa Aurel. Éste receptor dispone de un ajuste de “‘silenciador” (“squelch”) que se controla por medio de la tensión apli-

C10

C6

100µ 25V

47n

LS

080232 - 12


5/6/08 23:55:15

de salida, de varios cientos de mV, es más que suficiente para una aplicación de este tipo y su calidad no se queda atrás, sobre todo si lo asociamos a una caja digna de ese nombre. El módulo receptor Aurel, así como el multiplexor CMOS, necesitan una alimentación de 5 V; alimentación que está estabilizada por un regulador de tres terminales muy clásico. En cuanto al conjunto del montaje se refiere, se alimenta con una tensión de 9 V y está igualmente protegido contra inversiones de polaridad eventuales gracias a su diodo D1.

Teniendo en cuenta el consumo relativamente importante del amplificador, sobre todo si le hacemos funcionar a un cierto nivel de mantenimiento, será preferible utilizar baterías de Ni-MH recargables en lugar de pilas, cuya duración de vida estará necesariamente limitada. En lo referente a las antenas, tanto en el lado de la emisión como en el lado de la recepción, unos sencillos latiguillos de cuarto de onda aseguran un alcance del orden de un centenar de metros o algo más, si no hay obstáculos entre los dos elementos. Lo más inmediato es com-

parar estas antenas ya fabricadas, pero un simple hilo rígido de unos 17 cm de longitud (que sería el cuarto de onda de la frecuencia 433,92 MHz) haría bien su trabajo al mismo tiempo que conseguimos algo de ahorro en nuestra economía. Equipados con estos dos módulos, podemos aprovechar el escuchar nuestra música donde nos parezca. En cualquier caso, no debemos olvidar que en la naturaleza, la música más bella es la de los pájaros… www.tavernier-c.com (080232-I)

Dispositivo anti-chasquidos para el televisor Por Michael Hölzl



K1

K3

L

15k

9k1

D3

100n

RE1 re 1a

IC2 TSOP1136 D1

P2 1M

T1

1k

K2

K4

L

BC547C

R

IC1 = LM393N

R5

T2

R7

C1 3µ3 16V

P1

R2

C6

10k

100 Ω

R3

re1b

33k

1

3

R1

1

IC1.A

1N4148

330k

3

1N4001

2

2

R

R8

R4

C7

1k8

22µ 16V

BC559 IC3

TSOP1136 +9V

S1

7805

D2

+5V R6

1N4001 8 1

3 2

C2

C3

C4

C5

220µ 25V

100n

100n

220µ 16V

1k

En muchos hogares existen aún grandes aparatos de televisión equipados con tubos de imagen. Conectar el equipo de sonido a estas grandes cajas tontas para mejorar la calidad del sonido no suele representar ningún problema ya que suelen existir suficientes adaptadores euroconector-conector cinch en las tiendas especializadas. En el caso de algunos televisores, la diversión acaba cuando las salidas de sonido del euroconector no se pueden silenciar al cambiar de canal. En ocasiones incluso emiten molestos picos de señal que suelen tener como resultado unos ruidos de golpes y explosiones que escucharemos a través de los altavoces del equipo de música. En estos casos resulta útil montar un supresor de ruido de fondo. Por suerte, el momento correcto de esta supresión del ruido de fondo viene determinada por el accionamiento, por parte del telespectador, del mando a distancia, emitiendo éste una señal IR. Existen incluso módulos receptores de IR ya montados y a buen precio (como el que hemos utilizado en este caso, el TSOP1136) que emiten impulsos de bajo nivel como reacción a dichas señales. Para el circuito: En ausencia de una señal IR, tanto un condensador a través del P2 como un diodo se cargarán con una tensión positiva. El IC1 es un comparador que compara esta tensión IR en su entrada no invertida (pin 3) con la tensión existente en la otra entrada (pin 2). Esta tensión de referencia ajustable a través de P1 determinará el umbral de conmutación del comparador. Si el IC2 recibe una señal IR, T2 entrará en estado de conducción, de forma que la tensión

+5V

IC1 4

D4

080325 - 11

en C1 caerá rápidamente por debajo del umbral de conmutación fijado con ayuda de P1. El T1 que se encontraba en estado de conducción se cortará. A continuación, el relé cae y la conexión de audio al equipo de sonido se interrumpirá durante el tiempo que dure la emisión de los chasquidos. ¡Todo realmente sencillo! Si no contamos con una alimentación estable de 5 V, podemos utilizar el circuito incluido en la parte inferior del esquema de conexiones, que cuenta con un regulador de tensión de 5 V, junto con un sencillo adaptador de corriente (no estabilizada) que suministrará entre 9 V y 12 V para el 7805 (IC3).

En lo que respecta al relé también se puede utilizar un modelo con contactos de reposo en lugar de con contactos de cierre. A continuación, intercambiamos ambas señales en los pines 2 y 3 del IC1, de forma que el relé se abra, en lugar de cerrarse, al recibir una señal IR. Esto ahorra corriente, puesto que la corriente sólo corculará mientras se está cambiando de canal. Si no podemos utilizar de forma conveniente el segundo comparador de IC1 se recomienda conectar el pin 6 del IC a +5 V y el pin 5 a masa. Para aumentar la seguridad contra fallos, se recomienda proteger el sensor IR contra la luz directa de una fuente emisora. (080325e)

91

5/6/08 23:55:15

Selector S/PDIF automático Por Ton Giesberts El número de aparatos que emiten una señal de audio digital no deja de aumentar. Por ejemplo, un sintonizador de cable digital, un receptor de satélite, un reproductor/grabador de DVD o un ordenador (de juegos). Suele ocurrir que el receptor existente no tiene suficientes entradas coaxiales S/PDIF para poder conectar todos estos aparatos, o entonces resulta que el receptor se encuentra en el otro extremo de la sala, lejos del televisor y los demás aparatos y no quisiéramos tener que pasar tres o cuatro cables S/PDIF separados por los zócalos. Hemos encontrado una solución inteligente para eso, que no necesita alimentación de red ni botones de mando, y así podemos “esconder” la caja con el circuito detrás del aparato existente. El circuito detecta la aparición de una señal S/PDIF en una de sus dos entradas

y la transfi ere a su salida, de manera que para dos aparatos con salida S/PDIF sólo se necesita un cable de conexión con el receptor. Si hay varios aparatos encendidos con una señal de S/PDIF continua en la salida, entonces tendremos que apagar el aparato y volver a encenderlos para poder seleccionarlo de

nuevo. El circuito se puede ampliar con relativa facilidad con más entradas. Como queremos evitar una alimentación de red aparte para el circuito, hemos elegido una alimentación por batería. Por eso nos hemos esforzado por construir un circuito que consuma el mínimo de corriente. Esto significa, entre otras

+9V +9V BT1 R1 1M

9V T1

K1

C1 22n

C2

D1

D2

22n

R2 D3

10M

S/PDIF

D4

C3 22n

BS250 RE1

C4

C5

T2

R3

1

2

13

8

6

1M 22n

22n

C6

D1...D4 = BAT85

47n

BC 547B

16 15

9 11

4

+9V

R4

K3

1M

RE1, RE2 = G6AK-234P-ST-US-DC12 T3

K2

C7 22n

C8

D5

D6

22n

R5 D7

10M

S/PDIF

D8

C9 22n

BS250 RE2

C10

C11

T4

R6

1

2

13

8

6

1M 22n

D5...D8 = BAT85

22n

C12 47n

BC 547B

16 15

9 11

4

080484 - 11

92



5/6/08 23:55:53

cosas, que no hemos usado separadores o comparadores para detectar las señales de entrada. En lugar de ello, hemos usado un relé biestable que sólo necesita un impulso corto para cambiar de posición. Cuando aparece una señal S/PDIF en una de las entradas, se desvía una tensión continua con la ayuda de un montaje en cascada. Como la señal nominal de S/ PDIF apenas asciende a 0,5 Vtt (por norma se bloquea con 75 Ω), para cada entrada usamos una cascada con 4 diodos y 4 condensadores. La tensión generada será entonces 2 veces el valor pico-pico. En nuestro caso, esto produce cerca de 1 V. Para lograr que la tensión umbral sea lo más baja posible, cargamos al mínimo la cascada, mantenemos los condensadores al mínimo y para los diodos usamos tipos especiales Schottky (BAT85). Esta señal va a un transistor bipolar que necesita de 0,5 a 0,6 V para estar en conducción. Con una resistencia base

de 1 MΩ y un condensador para la supresión de interferencias, el transistor bipolar ataca el diferenciador C3/R1 (para el otro canal R5/C9) para formar un impulso corto para el relé. A través de C3, se transfiere temporalmente la puerta del MOSFET de canal P ulterior a la tensión de batería. Este FET conecta entonces la bobina de SET de un relé y la bobina de RESET del otro. El BS250 usado puede transferir sin problemas una tensión continua de 250 mA y en caso de carga por impulsos incluso más (hasta 500 mA). Se puede aumentar el número de entradas montando más separadores. Pero hay que procurar controlar cada bobina de RESET mediante diodos (también BAT85 p.ej.) desde los FET. De este modo, la tensión de las bobinas de RESET no llegará a las bobinas de SET del otro relé. Según el tipo de relé usado, se necesitan unos 15 mA por devanado de exci-

tación. Entonces el mayor número posible de entradas será más necesario que nunca. Para el relé se pueden usar los tipos de 12 V. La serie G6A de Omrom está garantizada para 8,4 V, p.ej. G6AK234P-ST-US-DC12. La resistencia de la bobina es de 800 Ω, entonces sólo se necesitarán 11 mA. Si al aumentar las entradas con diodos nos molestan los relés “dudosos”, entonces se pueden usar los tipos de 5 V. En este caso, la corriente de excitación será mucho más elevada, aunque apenas afectará a la duración de la batería. El consumo eléctrico del circuito con una señal en ambas entradas es de unos 1,6 µA. Con eso, la duración teórica prevista con una batería estándar de 9 V (500 mAh) es de unos 35 años. Otra posibilidad es usar como alimentación 3 o 4 pilas de litio en serie. Probablemente tendrán una “vida eterna”. (080484)

Comprobador de baterías para coches y motos Por Joseph Zamnit



1N4001

10k

R4

IC2

3 5 9

BT1

6

R2

7

2k2

S1

12V

4

L10

MODE

IC1

L9 L8 L7

RHI

L6

REFOUT

L5 L4 L3

REFADJ

L2

RLO

L1

10

20

1

11

19

2

12

18

3

13

17

4

14

16

5

15

15

6

16

14

7

17

13

8

18

12

9

1

11

10

C1 100µ 25V

R1 88k

C2

R3 4k7

R5 20k

R6

SIG

LM3914 8

6k6

Hoy en día, el ir de acampada, implica tener que llevar muchos aparatos electrónicos, bien para las necesidades del día a día o para diversión y entretenimiento. La mayor parte del tiempo podríamos utilizar una batería de ácido de plomo cargada y un inversor de tensión, para asegurarnos unas idílicas y organizadas vacaciones donde los chicos pudieran usar sus ¡juguetes eléctricos! Con baterías de ácido de plomo recargables siempre es muy útil (si no indispensable) determinar cuándo la fuente de energía que llevamos en nuestros viajes pierde capacidad y tenemos que recargarla. El mismo circuito también sería práctico cuando viajemos en un coche o una moto, ya que puede comprobar el estado de una batería de 12 V (coche) o una de 6 V (moto). Aunque el circuito consume tan poca corriente que no es perceptible como carga de la batería a probar, no debemos dejarlo conectado de forma permanente. El circuito emplea el familiar LM3914 (IC1) que muestra el nivel de tensión. El grupo de diodos LED de lectura genera

D1

2

100n S1: Cerrado = Motocicleta Abierto = Coche

una lectura del estado de la batería: cuando el diodo LED superior se ilumina, indica que la batería está totalmente cargada. Cuando el diodo LED inferior se ilumina, indica que la batería tiene que ser cargada de ¡urgentemente! El interruptor S1 selecciona el funcionamiento para baterías de 12 V y de 6 V. Un diodo LED serie, D1, protege el

080421 - 11

controlador de la barra gráfica contra inversiones de polaridad de la tensión de alimentación. Para una mejor indicación del estado de la batería también podemos utilizar una pantalla de colores codificados con diodos LED individuales, en lugar de la barra gráfica de ánodo común. (080421-I)

93

5/6/08 23:55:54

Aislador de vídeo Por Harry Baggen Hoy en día es normal tener en casa cada vez más aparatos audiovisuales conectados entre sí. Especialmente en el televisor solemos tener varios aparatos conectados, como un reproductor de DVD, un disco duro grabador, un receptor surround y a veces incluso un PC. Una consecuencia común de ello es que se crean bucles de masa a través de la protección de los cables de vídeo que pueden provocar zumbidos o interferencias. En general, el receptor surround incluye un receptor de radio que recibe la señal de la antena colectiva, el televisor también está conectado a la misma y probablemente en el ordenador hay una tarjeta de TV que también depende de ella. Además, entre estos aparatos

métodos para realizar una separación galvánica en un cable de TV. Se puede obtener un transformador de separación insertando en los cables de TV dos devanados separados o varios condensadores de acoplamiento. Este último método es con diferencia el más sencillo y en general da buenos resultados. Lo más fácil es usar este “aislador” como conector intermedio, de manera que pueda colocarse al principio o al final del cable de TV. Lo único que necesitamos es un conector coaxial macho y hembra y dos condensadores. De estos últimos tenemos que elegir modelos aptos para aplicaciones de alta

Montamos un condensador entre las conexiones a tierra de los dos conectores coaxiales y el otro entre los pines de señal. La estructura mecánica debe impedir que las conexiones de los condensadores se rompan con sólo ejer-

hay todo tipo de conexiones analógicas, como los cables de audio. Esto suele provocar un zumbido en la instalación de audio, pero en casos aislados también puede provocar interferencias en la pantalla de TV. Este problema de masa se puede solucionar con una separación galvánica de las conexiones de vídeo, por ejemplo el empalme de cables del receptor surround y el TV. Venden adaptadores o filtros especiales para ello, que suelen llamarse aisladores de masas. Sin embargo, no es tan difícil fabricarse uno mismo un aislador. Existen dos

frecuencia, como los modelos cerámicos o MKT. Además, conviene elegir modelos aptos para 400 V, pues los condensadores pueden recibir tensiones considerables (¡en la alimentación de un PC que no esté conectado a un enchufe con conexión a tierra, pasa a través de los condensadores de filtrado una tensión de 115 V, como corriente no peligrosa!). Los condensadores no necesitan un valor elevado, puesto que sólo deben dejar pasar frecuencias por encima de unos 50 MHz. Los valores de 1 o 2,2 nF son suficientes.

cer fuerza en el conector intermedio. Lo mejor es hacer una funda para la parte central, por ejemplo con un trozo de tubo de PVC. Luego lo envolvemos con hojas de aluminio acopladas por un lado a la capa externa del enchufe, de manera que la parte intermedia también quede bien protegida de las interferencias externas. La mayor parte de los bucles de masa desaparecen al colocar dos de estos conectores intermedios en la caja de distribución por la que entra en casa la señal del cable.

94


1n

1n 080481 - 11

(080481)


5/6/08 23:55:55

Detector con amplificación Un sencillo detector de radio de onda corta no es ni muy sensible ni muy selectivo. Sin embargo, con un poco más L1 de amplificación adicional podemos mejorar significativamente el rendimiento de la recepción. Hemos diseñado un circuito 5x adicional para compensar las 5 Wdg. pérdidas en el circuito resonante. Se utiliza un transistor para amplificar la señal de radiofrecuencia (RF) y llevarla de nuevo hacia el circuito resonante. Cuando se fija correctamente la ganancia podemos hacer que esta cantidad de realimentación sea exactamente igual a las pérdidas. Es entonces cuando el circuito resonante está críticamente amortiguado y tiene un factor Q muy alto. Ahora podemos separar las transmisiones que están separadas tan sólo 10 kHz y sintonizar así las estaciones muy débiles. El condensador de sintonía utilizado tiene dos bandas de ranuras con capacidades de 240 pF y 80 pF. Estas dos bandas están conectadas en paralelo para conseguir una capacidad variable de 320 pF. La bobina de núcleo de aire tiene un

hemos utilizado un hilo de 1 m de longitud. El sintonizar la ANT1 radio implica ajustar el condensador variable para colocarlo sobre la estación deseada y, a continuación, ajustar la K1 C5 D1 ganancia del circuito de reaGermanio 10µ limentación para un volumen 16V de salida óptimo. Si el potenciómetro llega a girarse muy a C2 C4 R3 su extremo, el oscilador podría C1 entrar en auto-oscilación y con100p 240p 80p vertirse en un pequeño transmisor. Con un ajuste óptimo C3 la calidad del sonido es muy 100n agradable y, realmente, no es R1 R2 P1 100k 10k inferior a la de muchas radios BT1 9V T1 de onda corta ordinarias. Si nuestros lectores encuentran 100k detectores de onda corta que BC547C 080387 - 11 utilicen una batería y un amplificador con características algo fuera de lo normal, pueden caltotal de 25 vueltas sobre un diámetro de mar su nostalgia colocándole una bate10 mm, con puntos de conexión a inter- ría y conectando un auricular de cristal valos de 5 vueltas. El circuito resonante a la salida del detector. Por supuesto, la conseguido de esta manera es capaz de radio también funcionará sin el circuito cubrir la banda completa de onda corta de realimentación, pero con unas presdesde los 5 MHz a los 25 MHz. taciones mucho peores. (080387e) El detector de onda corta puede ser conectado a un amplificador de potencia o, por ejemplo, a unos altavoces amplifi- Literatura: cados del ordenador. La antena no tiene B. Kainka: Radio-Baubuch, Elektor-Verlag, 2. Auflage 2006 porque ser muy larga: en las pruebas 100k

Por Burkhard Kainka

Juego de reflejos con ATtiny13 Por Stefan Hoffmann



S1

8

BT1

2 3

3V6

IC1

RST/PB5

SCK/PB2

PB3

MISO/PB1

PB4

MOSI/PB0

ATtiny13 4

S2

Jugador 2

7 6 5

R1

D1

S3

Jugador 1

R2 47 Ω

1

47 Ω

En este juego participan dos jugadores (rojo y verde) uno contra otro. Cada uno tiene un botón correspondiente, que ha de pulsarse en el momento justo, ni demasiado tarde ni demasiado pronto. Cuando sea dicho momento, estará señalizado por un LED multicolor. El objetivo es ser el primero en pulsar su propio botón. Funciona así: tras el arranque viene una secuencia de bienvenida (intermitencia verderojo y dos tonos) y después el LED parpadea lentamente en rojo. El que pulse en esta fase (demasiado pronto), recibirá un fuerte sonido y su marcador se ilumi-

rojo

BZ1

verde

080118 - 11

nará: “penalización“. Tras largo tiempo, el LED se vuelve amarillo. El que sea el primero en pulsar, será recompensado con un rápido parpadeo del LED: “acierto“. Si se apaga el LED amarillo antes de que alguien haya pulsado, ya está fuera de tiempo y el juego vuelve al inicio. Echando un vistazo a los comentarios del código fuente del controlador puede verse cómo configurar las secuencias y los intervalos de tiempo a su gusto. Dicho código fuente y el hexadecimal pueden descargarse gratuitamente, de la página web de Elektor (www.elektor.es/080118), además también está disponible un controlador programado. (080118)rg

95

5/6/08 23:55:56

Norma ISO para autorradios Bloque A

Bloque B

Bloque A Alimentación

1

2

Impulso de velocidad

Mando a distancia / conexión a tierra / silenciador teléfono

Una señal de velocidad de impulsos produce un volumen constante o controla el sistema de navegación. También suele indicarse como SCV (Speed Controlled Volume, control de volumen en función de la velocidad) o GALA (GeschwindigkeitsAbhängige LautstärkeAnpassung) Desconecta la reproducción del sonido de la radio. Para ello se necesita una instalación manos libres que ponga a tierra el pin 2 en caso de llamada.

3

Mando a distancia

Depende en gran medida de la marca

4

Entrada 12 V permanente, naranja (amarillo)

Permanentemente conectado con +12 V del acumulador. Se conservan los ajustes de memoria para emisoras, sonido y tiempo con la radio apagada.

5

Salida 12 V conmutado / antena remota azul

Si en esta conexión hay 12 V el motor de la antena se abre. También permite conectar accesorios como amplificadores y procesadores de sonido.

6

Iluminación, amarillo/negro

En cuanto hay 12 V en esta conexión, se iluminan los botones de la radio o se puede bajar la intensidad de luz la pantalla.

7

Entrada 12 V conmutado, rojo

Si en el pin 7 hay 12 V (a través de la llave de encendido) se puede conectar la radio.

8

Conexión a tierra, negro (marrón)

Conexión a la carrocería y al polo negativo del acumulador.

Las conexiones del pin 1 a 3, se pueden intercambiar, según la marca. A veces, el pin 3 se utiliza para una señal de bus exclusiva. Las conexiones del pin 4 y 7 se intercambian a menudo (por ejemplo en VW, Audi y Opel). En recientes modelos de VW el pin 5 se utiliza para una conexión adicional de +12 V permanente: por tanto, si se instala otra radio, o este pin deberá ajustarse cuando no esté en marcha (¡si no la radio nueva no durará!).

Por Giel Dols Para evitar que cada fabricante de automóviles descubra la rueda para las conexiones de audio de sus modelos, ¡se ha creado una norma! Y ahora, esta norma ha sido adoptada por la ISO (Organización Internacional de Normalización). En principio, la estructura mecánica, las dimensiones y la forma están claramente estipuladas. Efectivamente decimos “en principio”, porque algunos fabricantes no pueden evitar usar las conexiones de los conectores a su propio criterio. Ejemplos clásicos de ello son Audi, Opel y VW, que casi de forma rutinaria cam-

96


bian las conexiones por tensión de alimentación conmutada y permanente. Pero si se conecta más tarde una nueva radio, esto causa bastantes molestias: ¡cada vez que giramos y retiramos la llave de contacto desaparecen todos los ajustes! La mayor parte de los fabricantes de autorradios procuran que estas conexiones del cableado puedan cambiarse de forma sencilla. Las siguientes tablas muestran claramente como están colocados los distintos pines en los conectores (¡...o deberían estar!). Por tanto, es bastante recomendable (especialmente si se trata de las conexio-

Bloque C

Bloque B

Altavoces

1

+ derecho trasero, azul

2

– derecho trasero, azul/negro

3

+ derecho delantero, gris

4

– derecho delantero, gris/negro

5

+ izquierdo delantero, verde

6

– izquierdo delantero, verde/negro

7

+ izquierdo trasero, marrón

8

– izquierdo trasero, marrón/negro

Bloque C

Extensiones

1

Salida de línea izquierda trasera

2

Salida de línea conexión a tierra

3

Salida de línea derecha trasera

4

Salida de línea izquierda delantera

5

Salida 12 V antena/remota

6

Salida de línea derecha delantera

7... 10

Según la marca

11

Entrada teléfono

12

Conexión a tierra entrada teléfono

13

Id CD

14

Según la marca

15

Conexión a tierra

16

+12 V permanente

17

+12 V conmutado

18

Conexión a tierra entrada de línea Cambiador de CD

19

Entrada de línea Cambiador de CD

20

Entrada de línea derecha Cambiador de CD

Las conexiones de los pines 1 a 6 siempre son como se indica aquí. Solo las nuevas radios Becker utilizan el 6 como salida de subwoofer. Los fabricantes pueden disponer libremente de los demás pines.

nes del bloque A) comprobar con un multímetro si todo está conectado como es debido. (080471)


5/6/08 23:55:57

Termómetro portátil Por Joseph A. Zamnit

+5V

2

2

IC2.A

3

1

13 12 P1

LM35

4

IC2 = LM358

RA1

RC2

RA3

RC4

PIC16F628 C4

RA2

R10

RA4

1µ 16V

14

IC4 LP2950

8 7 6 5

120 Ω 120 Ω 120 Ω 120 Ω 120 Ω 120 Ω

R7 10 a R6 9 b R5 7 c R4 5 d R3 4 e R2 2 f R1 1 g

CC

C1

C2

8

1µ 16V

100n

4

10 a 9 b 7 c 5 d 4 e 2 f 1 g

3, 8

11

CC 3, 8

3

R12

R14

T2

T1

+5V

IC2 100n

9

120 Ω

1k

1µ 16V

C3

RC1

RC5 R9

+9V

RC0

RC3

4k7 C5

IC5

10k

3

RA0

10

1k

IC3

R11 10k

1

2x TDSL3160 LD1 LD2

2

BC547

R13

BC547

10k

RA5

La primera vez que utilicemos el medidor tenemos que calibrarlo usando una medida conocida. Podemos usar el potenciómetro P1 para cambiar al valor de la temperatura en unos 4 ºC. Presionamos el botón y, a continuación, giramos el potenciómetro hasta que se muestre en pantalla el valor correcto de la temperatura.


100n 1

El circuito utiliza un sensor estándar LM35DZ (IC3), cuya tensión de salida analógica es amplificada por un LM358 (IC2A). La te nsión prop orciona da por este circuito es leída por el microcontrolador y la convierte en un valor BCD de forma que pueda mostrarse en una pantalla multiplexada de 7 segmentos. La pantalla se apagará después de 30 s, aproximadamente, a menos que se presione el botón S1. Des este modo conseguimos mantener la carga de la batería. Al presionar el botón de nuevo nos mostrará la temperatura. En el prototipo se han utilizado dos visualizadores verdes de cátodo común (CC) de 14,2 mm para mostrar el valor actual de la temperatura. El medidor puede mostrar temperaturas entre 0 y 100 ºC.


C6

S1

27k

R8

27k

Por lo general, es una buena idea que comprobemos la temperatura antes de salir a realizar cualquier actividad al aire libre. Igual de importante es que comprobemos la temperatura del lugar en el que nos encontramos. Lo primero es fácil de hacer si lo comprobamos a través de la televisión local o de Internet, el tema es más complicado si ya estamos en el campo o en el monte. El pequeño circuito que vamos a describir aquí resuelve el problema. Es muy fácil de utilizar y consume tan poca corriente que trabajará durante toda la vida útil de la batería.

080418 - 11

El microcontrolador que hemos utilizado es un PIC16F684. Su elección se debe a que tiene una serie de funciones incorporadas y, lo más importante, un oscilador interno que evita la necesidad de contar con un cristal externo, dejando terminales para funciones de E/S. La pantalla de dos elementos de 7 segmentos está conectada de modo multiplexado. Los elementos de la pantalla se encienden y apagan alternativamente por medio de los transistores BC547. Cada pantalla es borrada antes de presentar el valor enviado, evitando así el efecto no deseado de dos lecturas en pantalla. Cada 30 s se lee una muestra de temperatura para evitar que el valor aparezca modificado por las fluctuaciones de la temperatura. Hemos utili-

zado un LP2950 para regular la tensión de alimentación a 5 V. Se trata de un regulador de baja caída de tensión en sus extremos (“low dropout”) que puede trabajar por debajo de los 6 V, por lo que puede apurar hasta la última gota de energía de la batería. El termómetro también se puede alimentar por medio de tres pilas secas AA conectadas en serie pero sin regulador de tensión en serie. Podemos descargar el programa interno del PIC gratuitamente desde la página web de Elektor, w w w.elektor.es. El número de referencia del archivo es 080418-11.zip. El programa interno ha sido desarrolado utilizando CCS C. MikroC de la casa MikroElektronika. (080418-I)

97

5/6/08 23:55:57

Lámpara alimentada por piezo-electricidad Por Burkhard Kainka S1

La energía es cada vez más cara, lo que nos lleva a la necesidad de nuevas ideas en este campo. Ya existen en el mercado dispositivos alimentados por el hombre, la mayoría de los cuales emplean una dinamo para generar la energía. También es posible recupera la energía generada por un cristal piezoeléctrico de los que podemos encontrar, por ejemplo, en los altavoces de las tarjetas de felicitación. El uso de este tipo de dispositivos es bastante sencillo. Los cristales piezoeléctricos pueden generar tensiones de varias decenas de voltios cuando los pulsamos suficientemente fuerte con un dedo hasta doblar su base metálica. Sin embargo, la carga

D1

D2

Piezo

D3

D4

C1

D5

22µ 16V

LED

4x 1N4148 080385 - 11

movida es relativamente pequeña ya que el cristal es realmente un condensador con una capacidad comprendida tan sólo entre 20 nF y 50 nF. Esto significa que necesitamos un almacenamiento a

gran escala en forma de un condensador electrolítico. El cristal piezoeléctrico puede ser utilizado como fuente de corriente alterna. Para ello necesitamos un rectificador y un condensador de almacenamiento. Presionando la superficie metálica del transductor 10 ó 20 veces con el dedo, cargaremos el condensador electrolítico poco a poco hasta el punto en que tenga suficiente carga para encender un diodo LED. En ese momento el circuito es una “bomba de carga” en el sentido literal de la palabra. Cuando presionamos el botón el condensador electrolítico se descarga a través del diodo LED, el cual emite una breve pero intensa luz brillante. (080385e)

Luces RGB Por Joseph A. Zamnit El efecto global producido por este proyecto es una secuencia brillante de luces que cambian lentamente desde un color al siguiente. Los valores de los ciclos del microcontrolador, generados de manera aleatoria, van desde ciertos tonos del rojo, al verde y al azul, produciendo una gran variedad de agradables colores. El programa almacenado en el controlador interpola desde un tono a otro, cada canal de color, que es tratado de forma independiente. La intensidad de luz se controla por medio de una señal de modulación de ancho de pulso (PWM) aplicada para cada color. Se utiliza una señal de baja frecuencia de, aproximadamente, 60 Hz, para modificar la intensidad de luz y eliminar cualquier fluctuación que pueda aparecer. Uno de los mayores problemas con los que tuvimos que tratar fue el brillo desigual de los diodos LED utilizados. El resultado de este hecho es la tendencia de un color determinado a dominar sobre el resto de los tonos producidos. Así, nos encontramos con

98


+5V

2 3 4

GP5 GP4

IC1

100 Ω

GP0 GP1

PIC12F675

GP3

D1

R1

1

GP2

rojo

7 6

D2

R2

verde

5

verde D3

R3

680 Ω

8

azul

IC2 LP2950

BT1

9V

D4

10 Ω

+5V

C3

C1

C2

100n

1µ 16V

100n

080419 - 11

que los diodos LED azules se mostraron como los de mayor intensidad, mientras que los verdes eran los de menor intensidad. Esto fue compensado usando

una resistencia de mayor valor para los diodos azules y una resistencia de menor valor para los verdes, además de usar dos diodos LED verdes para obtener el color verde intenso. Los valores de las resistencias pueden ser modificados para conseguir la mejor intensidad del color que deseemos. Conseguimos hacer un difusor de luz cortando las lentes de los diodos LED ultra-brillantes y usar una pelota de ping-pong como elemento difusor básico. Este proyecto tan sencillo es perfecto para un día de lluvia y puede ser montado en un par de horas. A pesar de su sencillez, produce unos efectos de luz e iluminación muy interesantes. Otra alternativa es la de construir varias unidades y mezclarlas entre sí para conseguir una gran variedad de colores de forma aleatoria. Los ficheros con el código fuente y los hexadecimales para el microcontrolador PIC12F675, están disponibles para su descarga gratuita en la página web de Elektor, con la referencia # 080419-11.zip. El código ha sido desarrollado utilizando CCS C. MikroC de MikroElektronika. (080419-I)


5/6/08 23:55:58

Intermitente suave Por Burkhard Kainka R6 22k

+9V R4

D1

1k

R2 10k

T2

R3 22k T1

R1

BC548

22k C1

C2

100µ 16V

100µ 16V

BC548

R5

C3 100µ 16V

68 Ω

Los intermitentes de diodos LED ordinarios encienden y apagan el LED de modo brusco, algo que puede convertirse en molesto después de algún tiempo. El circuito que presentamos aquí es más cuidadoso con los ojos: la intensidad de luz cambia muy lentamente y de forma senoidal, ayudando a proporcionar una sensación más relajante. El circuito muestra un oscilador de desplazamiento de fase con una fuente de corriente ajustable a su salida. El circuito es capaz de controlar hasta dos diodos LED en serie sin que la corriente se vea afectada. La frecuencia se selecciona por medio de tres redes RC, cada una

de las cuales está formada por un condensador de 100 µF y una resistencia de 22 kΩ. Su funcionamiento es bastante independiente de la tensión de alimentación y la corriente media que pasa por el LED está confi gurada a 10 mA. El circuito ajusta la tensión en los extremos de la resistencia de emisor de forma que coincida con la tensión de base del primer transistor (alrededor de 0,6 V). La red de desplazamiento de fase proporciona un aumento de la oscilación alrededor de este valor medio. En el prototipo de este circuito hemos usado un diodo LED rojo de alta iluminación.

080383 - 11

(080383e)

Indicador de tensión en células solares Por Reuben Posthuma



R3

10µ 40V

10µ 25V

T1

BC557B

Células Solares

BC547B

BATT1

R5

100 Ω

R2

T2

3V6 - 4V5 D1

R4 270 Ω

R6

100 Ω

C2

3k3

C1

100 Ω

R1

10k

Este dispositivo ha sido diseñado para ser un sencillo y económico “comparador”, pensado para ser usado en la configuración de una fuente de alimentación con células solares, donde se necesita una indicación rápida de tensión “aceptable” o “demasiado baja”. El circuito está formado únicamente por un regulador de 5 V, dos transistores, dos diodos LED, cinco resistencias, dos condensadores y una pequeña batería. Aunque se recomienda usar una batería de 4 V, el circuito también trabaja con 4,5 V (3 unidades alcalinas en serie) o 3.6 V (3 células de NiCd en serie). Las especifi caciones del regulador de tensión IC1, están determinadas principalmente por el tamaño y número de células solares y por la corriente a entregar al equipo conectado a la salida. En nuestro montaje sugerimos el circuito integrado de baja caída de tensión, 4805, aunque existen otros reguladores que pueden trabajar igual de bien, siempre y cuando conservemos la tensión de salida de las células solares. Los Transistores T1 y T2 son modelos complementarios, es decir, uno de ellos debe ser pnp y el otro npn. Aunque se recomiendan los complementarios BC557B (pnp) y BC547B (npn),

IC1

4805

D2 GND 080453 - 11

cualquier par de transistores de baja señal equivalentes funcionarán sin problemas. Es posible que sea necesario retocar los valores para los divisores de tensión R1/R6 y R3/R4, de acuerdo al tipo de transistor que hayamos escogido y a su ganancia, o según los umbrales de tensión deseados. Usando los valores de los componentes que se muestran en el esquema eléctrico, el diodo LED D2 se enciende completamente cuando la tensión sobrepasa justamente los 5 V. El diodo LED D1 se enciende cuando la tensión cae por debajo de los 4,2 V, aproximadamente.

Entre estos dos umbrales hay una zona “de nadie” en la que ambos diodos LED están ligeramente encendidos. Se podría conectar un zumbador o cualquier otro dispositivo de aviso, entre los terminales del diodo LED D1 para proporcionar un sistema de aviso más potente si la caída de tensión cae por debajo de los límites de funcionamiento. El consumo de corriente del circuito está en torno a los 20 mA con 5 V, y disminuye con la tensión proporcionada por las células solares. (080453-I)

99

5/6/08 23:55:59

Medidor de flujo de gas

100


(070346e)

2 +5V

+5V P1

R2 100k

100 Ω R12

2

100k

T1

3

IC1.A

1

8

5

IC1.B

6

BC327

7 R5

4

R3

R1

SENSOR

47k

D1

P2

R4

IC1 = LM358 10k

+5V R8

C3 10µ 16V

R7

7

2

8

6

R

CAL.

DIS

IC2 NE555

TR 6 THR

OUT

5

3

C2

1

IC3 4 5

D2

K1 3

6 7

PICAXE 08M

R9

2

2 7

R10

3

22k

8 4

8 R11

1 D3

C1 33n

1N4148

22µ 16V

CV

1

1N4148

C4 22µ 16V

C5

10k

4

D4

PC RS232

R6

470 Ω

Como muestra el circuito de la figura 2, el filamento se alimenta con una fuente constante de aproximadamente 20 mA, así que se calienta bastante. P1 ajusta la potencia, lo que supone un compromiso entre sensibilidad y vida útil. No debería ser muy alta, puesto que a temperaturas elevadas el filamento se destruirá tarde o temprano. Dicho filamento es una sonda PTC con relativa baja inercia térmica. Cuanto más se caliente el filamento, más se eleva su resistencia y por lo tanto también aumenta su caída de tensión a corriente constante. Al existir un flujo de aire (u otro gas no inflamable) a través del tubo, la espiral se refrigera y su caída de tensión disminuye. Cuanto más aire circule, más se enfría el filamento y menor tensión cae en ésta. La relación es aproximadamente lineal. Este principio de medida es muy utilizado para flujos de aire en motores de automóvil, no con un filamento, pero sí con un terminal de cable sobrecalentado como elemento sensor. La caída de tensión en el filamento se deduce en el circuito mediante el amplificador operacional IC1.A, de una tensión generada por la microcontroladora PICAXE (IC3) en la salida PWM del pin 5 y un elemento RC (R9/C5). El segundo operacional contiguo amplifica la señal de medida si es necesario. Esta ganancia se ajusta con P2 según se requiera. Con el PICAXE08M de Revolution Education Ltd. tenemos al alcance un micro-

El autor ha trabajado con un rango de señales útiles entre 0 y 3,5 V para flujos de tan sólo entre 0 y 120 nl/h. Este mismo circuito ha sido utilizado por él para controlar un medidor de flujo industrial de N2 (nitrógeno). Un circuito de medida muy simple, pero no puede ajustarse perfectamente a todos los sensores de flujo. Su sensibilidad está fuertemente ligada a la cubierta de cristal y a la corriente que circula por el filamento (aunque esto puede compensarse con la autocalibración que ofrece el PICAXE). Desgraciadamente existe una gran dependencia de la temperatura del medio fluído. Para que esto se solucione, el flujo circulante por el tubo ha de estar a una determinada temperatura constante (preferiblemente caliente). Y naturalmente, lo que es muy importante: ¡No utilizar gases inflamables!

10k

070346 - 11

100k

Sensor

100k

Aislamiento p.e. cola caliente

Bombilla

390 Ω

Aire, Gas

Tubo de plástico

1

4k7

Lo menos usual de este circuito es el sensor utilizado: una pequeña bombilla de linterna de 4,5 V. La ampolla de vidrio no es demasiado frágil, pero ha de ser cuidadosamente retirada, asegurándonos de que no se dañe el filamento, pues es de hecho el único elemento utilizado como sensor (ver figura 1).

controlador PIC básico y programable (véase www.picase.com y www.roboterteile.de). Tras la puesta en marcha inicial, el PICAXE inicia un ajuste de cero a modo de Reset. Así se alcanza una sensibilidad altísima. Al mismo tiempo, las medidas del PICA XE serán digitalizadas. El resultado de las medida del fl ujo es devuelto en forma de tensión en una salida analógica (pin 7 de IC1.B) y digitalizado en la salida K1 (TTL-RS232). El programa BASIC para PICAXE puede descargarse desde www. elektor.es gratuítamente. El NE555 tan sólo está para obtener con C4 una pequeña tensión alrededor de -2 V para el LM358. Con esto aseguramos que este asequible operacional doble pueda alcanzar los 0 V en su salida. El circuito de medida queda así resuelto con este convertidor de tensión 555 con alimentación simple de 5 V.

10k

Por R. Pretzenbacher

9 5

470n

070346 - 12


5/6/08 23:56:38

Detector para faros antiniebla Por Harrie Dogge

+12V S1

Desde hace algunos años es obligatorio que los remolques y las caravanas lleven una luz trasera antiniebla para mejora la visibilidad en el caso de que haya niebla. Al conectar este faro antiniebla, debe desconectarse el faro antiniebla del vehículo tractor para evitar reflejos molestos. Con tal fin, actualmente se ha colocado un interruptor mecánico en el enchufe de 13 contactos para desconectar el faro antiniebla del vehículo tractor y conectar el del remolque o la caravana. Para aquellos que utilicen un enchufe de 7 contactos, con la ayuda del circuito que se muestra en este artículo, la conmutación también se puede efectuar electrónicamente.

En este caso, un optoacoplador del tipo P521 detecta si el faro antiniebla de la caravana o el remolque está conectado. Cuando se activa el interruptor de los faros antiniebla del coche, la corriente circula por el faro antiniebla de la caravana a través de D1 y D2. El LED del optoacoplador se ilumina, de modo que el fototransistor pasa a estado de conducción y a través del transistor T1 activa el relé. A continuación, desactiva el faro antiniebla del coche. Para nuestros lectores manitas, resulta muy sencillo fabricar este circuito en una placa de prototipos y montarlo cerca del dispositivo de luces traseras del vehículo tractor.

BATERIA INTERRUPTOR DE LUCES

S2

INTERRUPTOR LUCES ANTINIEBLA

RE1

D3

470 Ω

R1

1

D1

1N5404

1N4005 IC1

4

T1

BC558

D2 2

LUCES COCHE

P512

ANTINIEBLA COCHE

3

54G/2

D4

ANTINIEBLA CARAVANA

LED

31/3

(060384)

060348 - 11

Regulador discreto PWM Por Alexander Wiedekind-Klein



+5V

IC1

100p R1

11 10

47k

9

R2

!G RCX RX CX

470k

3 4 5

+

6 CT

7 8 9 11

12

12

CT=0

C3

5

CTR14

13

7

R3

5 4 6 14 13 15 1 2

C2 22n

2+

G1

4

1–

14

BITS ENTRADA

C1

IC2

11

16

10k

Las señales PWM se utilizan a menudo para controlar la velocidad en motores de continua. Pueden generarse señales analógicas (por ejemplo con el Timer integrado NE555) o digitales. La señales digitales suelen obtenerse con los correspondientes Timers que incorpore el microcontrolador. Si uno no está muy iniciado en microcontroladores, el PWM puede generarse también mediante lógica discreta. El circuito aquí propuesto incorpora dos señales PWM, cada una con 15 niveles a partir de un formato de entrada de 8 bits. Cómo generar estos pulsos depende, una vez más, de la aplicación. También serviría una tarjeta de expansión en un Slot del PC, así como un puerto de 8 bits en una CPU sin módulo PWM o el LPT (típico puerto de impresora) de un portátil. Los intervalos pulso/pausa en este circuito no son ajustables a 16/16, sino tan sólo a 15/16. Para la combinación de bits 0000 (en binario), la salida permanece a cero. La proporción de pulso/pausa será de 0/16, y el motor no está siendo controlado. No es por tanto necesario separar la señal para el motor, como haría falta en otros circuitos en este mismo caso.

D1

1N4148

3

G2 R

0

15

2

10

6

9

7

1 3

1

3

3D

2

2CT=0 1CT=15

8

+5V

C3 100n

IC2 8

16

C4

74HC4060

8

100n

IC3

IC3 = 74HC74

12

74HC193

4

16

13

S C

3 2

D

IC3.A

5

PWM

6

R 1 070378 - 11

El esquema propuesto muestra un canal. Para ampliar el circuito con un segundo canal, basta con añadir un nuevo 74HC193 y utilizar la otra mitad del 74HC74. Los pines de salida del segundo Flip-Flop del 74HC74 están

indicados. El generador de pulsos (HCF4060) puede utilizarse para ambos canales. He aquí un regulador PWM de dos canales con tan sólo 4 integrados. (070378e)

101

5/6/08 23:56:39

Cargador de grupo de células solares con regulador Por Lars Näs

102


VBATT L1

D1

275uH 2A D2 6V8 0W5

SP1 GRUPO DE CÉLULAS SOLARES

C1 100uF 40V

MUR120

R1 10k

IC1A

IC1B

T1 3

1

4

1

1

2

T2

R2 1k

BC337

BC337

R3

BT1 C2 100uF 40V

C3

1R

IC1 = 40106

1nF

12

1

IC1E

13

10

1

IC1D

11

8

1 9

IC1C

1

6

VBATT

5

Este sencillo circuito puede ser utilizado para cargar baterías desde un grupo de células solares. El circuito está compuesto de un oscilador, un convertidor DC-DC que nos sube la tensión, y un regulador que proporciona la regulación de la tensión de salida. El oscilador está construido alrededor de un circuito integrado (CI) que dispone de seis inversores Trigger Schmitt, el 40106B; una resistencia, R1, insertada entre la entrada y la salida de una de las puertas del 40106, que proporcionan la tensión de carga al condensador C3. Dependiendo de los valores de la resistencia R1 y del condensador C3 que estemos utilizando en el circuito, el oscilador funcionará a frecuencias diferentes, pero se recomienda utilizar una frecuencia por debajo del los 100 KHz. En consecuencia, la frecuencia del oscilador no debe exceder de la frecuencia de rizado máxima del condensador C2 conectado en la salida. El condensador C2 debe ser del tipo electrolítico con una tensión de trabajo de continua (DC) mayor que la tensión de salida deseada. Por lo que debe de tener una baja ESR (Equivalent Series Resistance, es decir, resistencia serie equivalente). Circuito integrado IC1A es utilizado como un “buffer”, lo que asegura que el oscilador de una ligera carga casi constante, lo que garantiza que la frecuencia de salida permanezca estable (dentro de ciertos límites, por supuesto). La tensión VCC del Trigger Schmitt puede ser conectada directamente a la batería que va a ser cargada, siempre y cuando la tensión de dicha batería no supere los límites máximo o mínimo de la tensión de alimentación del Trigger Schmitt. Esto asegura que en el Trigger Schmitt pueda funcionar en cuanto tengamos una pequeña tensión de alimentación del grupo de células solares. Cuando el transistor T2 está activado (lo que significa que en la salida del oscilador IC1A está a nivel alto), pasa una corriente de colector a través de la bobina L1 que almacena la energía como un campo magnético y crea una tensión negativa VL1. Cuando el transistor T2 está desactivado (con lo que la salida del oscilador IC1A está a nivel bajo), la tensión negativa VL1 conmuta su polaridad y se suman a la tensión proveniente del grupo de células sola-

IC1F

14 7 070894 - 11

res. En consecuencia, la corriente que pasa ahora a través de la bobina L1, en el camino del diodo D1 y hacia la carga (formada por el condensador C2 y la correspondiente batería), es independiente del nivel de la tensión de salida. Así pues, el condensador C2 y/o la batería serán cargados. Por lo tanto, en el estado estable la tensión de salida es mayor que la tensión de entrada y la tensión VL1 de la bobina es negativa, lo cual nos lleva a una caída lineal en la corriente que pasa a través de la bobina. En esta fase, la energía es de nuevo transferida desde las bobinas hacia la salida. El transistor T2 se activa de nuevo y el proceso se repite. Se recomienda usar un transistor BC337 para T2, ya que permite trabajar con elevadas frecuencias de conmutación. La bobina L1 debe de tener una corriente de saturación mayor que la corriente de pico, el material del núcleo debe ser de ferrita (para altas frecuencias) y con una baja resistencia. El diodo D1 debe ser capaz de trabajar con una corriente en directa mayor que la máxima corriente suministrada por la fuente. Dicho diodo también debe de presentar una baja caída de tensión en directa y proporcionar una tensión en inversa, según especificaciones, mayor que la tensión de salida.

Aquí especificamos un diodo MUR120 de recuperación rápida 1A/200. La función más importante del “shunt” regulador colocado alrededor del transistor T1 es la de proteger a las baterías de un posible daño debido a una sobrecarga. Además, esto nos permite que la tensión de salida pueda ser regulada. La resistencia de bajo valor R3 es conmutada en paralelo con el grupo de células solares por medio del transistor T1, de manera que la corriente proveniente de las células solares pase a través de la misma. El diodo zéner D2 es, por supuesto, esencial en este circuito ya que su tensión zéner limita la tensión de salida cuando el transistor T1 debe activarse, conectando el grupo de células solares a masa a través de la resistencia R3. De esta manera, no hay tensión de entrada al conversor amplificador de tensión y la batería no puede ser sobrecargada. Las baterías de ácido/plomo (SLA) con electrolito líquido producen gas cuando son sobrecargadas, lo que puede llegar a producir un daño en la propia batería. Por lo tanto, es importante elegir el valor correcto para el diodo zéner D2. En el mercado existen baterías de ácido/ plomo especiales para uso con células solares, con un ciclo de carga/descarga


5/6/08 23:56:40

mejorado y una característica de autodescarga bastante menor que las tradicionales baterías de coche habituales en el mercado. El circuito fue probado con éxito cargando una batería de 6 voltios con tan solo 2 voltios procedentes de las células solares. La entrada óptima de tensión debe estar entre 2.5 y 3.5 voltios

asumiendo que utilizamos una batería de 6 voltios. La bobina indicada en el esquema eléctrico puede tener una eficiencia de entorno al 90% con una corriente de carga de 100 mA. Utilizando un choque miniatura corriente puede quedar en más o menos el 80%. Por último, no me dieron nunca la tensión de salida directamente sin una

carga conectada, ya que la corriente de rizado puede llegar a dañar nuestro voltímetro (a menos que sea un AVO 1948 mk2). (070894-I)

Enlaces en internet www.electronicia.se

Alimentación de 48 V para micrófonos Por Joseph Kreutz D3



1N4007 IC1 TL783KC C3

100n

4700µ 63V

ADJ

R1

R3 4k7

TR1

160mA T

C1

+48V

150 Ω

D1

F1

1%

1W

1N5408

100n

30VA

D2

C2

C4

100n

4700µ 63V

R2 5k6

C5

24V

230V

230V

La alimentación “fantasma” de 48 V se ha impuesto como un estándar para los micrófonos de condensador profesionales. Esta tensión se aplica por medio de los dos conductores del cable blindado simétrico, a través de dos resistencias de 6kΩ8 (ver libro de la referencia [1]) cuyo valor absoluto no es crítico, ya que se admite un margen de ± 20%, pero que deben ser pareadas con una precisión del 0,4 % o mejor [2]. Un gran número de micrófonos están equipados con un transformador de salida. Su corriente de alimentación se toma sobre el punto medio del secundario de dicho transformador. Si las corrientes aplicadas por los dos conductores de la línea simétrica no son idénticas, los flujos magnéticos que se inducen sobre el núcleo del transformador no se compensan y, por lo tanto, aparece un factor de magnetización no deseable que provoca una cierta distorsión y una reducción de la función dinámica del micrófono. Con una corriente de salida de 0,4 A, la alimentación descrita en este artículo puede satisfacer las necesidades de, al menos, 40 micrófonos… La tensión de red se aplica a un transformador de 30 VA que proporciona 24 V eficaces. Su bobinado secundario está conectado a un rectifi cador doblador de tensión constituido por los diodos D1, D2 y los condensadores C3 y C4. Los condensadores C1 y C2 neutralizan el ruido de conmutación generado por los diodos del rectificador. Este rectificador proporciona una tensión del orden de los 72 V y, por lo tanto, ofrece un margen suficiente para compensar las fluctuaciones de ± 10 % de la tensión de red. La regulación de la tensión se ha delegado al circuito integrado IC1, un regulador del tipo TL783KC [3]. Se trata de un regulador ajustable, con un encapsulado TO220, que ofrece un excelente rechazo a la ondulación residual y un ruido muy

1% 1W

C6

C7

D5

100n

100µ 100V

1N5408

D4

1N5408

bajo. Este regulador comprende un transistor MOS de paso y admite una tensión de entrada de 125 V, lo que le hace ser el candidato ideal para la aplicación que estamos considerando. Los diodos D3 y D4 tienen la misión de proteger la alimentación contra las señales transitorias generadas en el momento de apagar el circuito, al mismo tiempo que dar una protección contra las polarizaciones inversas. La tensión de salida viene fijada por las resistencias R1 y R2 según la fórmula: Vout = Vref · (1 + R2/R1) con una tensión de referencia de: Vref = 1,27 V.

070602 - 11

rio para alimentar el diodo LED1. Si el diodo LED1 no se utiliza, será obligatorio conectar R3 a masa. Por último, y no menos importante, el regulador IC1 deberá ser instalado sobre un radiador cuya resistencia térmica no sobrepase los 1,5 K/W, ayudándonos de los medios de aislamiento clásicos: pasador aislante, lámina de mica y pasta térmica conductora… en cantidad suficiente pero ¡sin pasarse! (070602-I)

Bibliografía y enlaces en Internet: [1] Jörg WUTTKE «Mikrofonaufsätze», p. 83 www.schoeps.de/E-2004/miscellaneous.html (documento de 11 MB en alemán, descargable al final

Estas resistencias deberán tener, preferentemente, una precisión del 1 % y R2 deberá ser capaz de disipar una potencia de 0,5 W. La resistencia R3 proporciona una carga mínima indispensable para mantener la tensión de alimentación en vacío a 48 V, a la vez que sirve como elemento acceso-

de dicha página)

[2] Norma DIN EN 61938 [3] http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ tl783.html [4] http://fr.wikipedia.org/wiki/Alimentation fantôme

103

5/6/08 23:56:40

Interruptor divisible Por Edmund Martin

104


D1

R1

R2

47k

47k

R12

15k

270k

10µ 16V

R11 270k

6V8

LA2 T4

D2

R6

230V 40W

R4

230V 40W

22k

4µ7 16V

R5

1N4148

R7

BC517

47k

C2

180k

P

R10

T3

R8 100k R9

T2 100k

230V

F1

270 Ω

LA1

R3

D3

C1

180k

1N4007

S1

1A5

BC548B T1

BC548B

47k

BC548B

R15 180k

R14

0

TRI1

T5 T6

TIC206D

R13 12k

¿Qué podemos hacer cuando queremos encender por separado dos bombillas distintas de una misma lámpara, pero sólo disponemos de una línea de conexión? ¡Pues montar una “regleta divisible” en la caja de conexión de la lámpara! El circuito va montado de forma discreta y podemos realizarlo, con una cierta dosis de habilidad, en unos pocos centímetros cuadrados de la placa. Al conectar por primera vez el interruptor de la luz S1, se encenderá de forma normal la bombilla LA1 conectada directamente, y la LA2 permanecerá apagada. Además, a través del diodo rectificador D1, así como de las resistencias R1 y R2 el condensador electrolítico C1 se carga hasta que el diodo Z conduzca a D3 y la tensión se limite a aproximadamente 6,8 V. Con esta tensión se suministra al resto del circuito. La segunda bombilla está conectada a través de un triac de c.a. estándar y un fusible (recomendado: 1,5 A, de acción semirretardada). El triac se activa a través del transistor T4 pero sólo cuando T3 no lleva la base de T4 a masa. Sin embargo, éste es el caso al encender la lámpara por primera vez. Los transistores T1 y T2 forman un flipflop biestable con un estado inicial definido. A través de las resistencias R14 y R15 ambos transistores están, en un principio, bloqueados. A medida que la tensión en C1 aumenta, el transistor T1 (excitado a través de las resistencias R7 y R9) se enciende de forma inmediata. La excitación de T2 a través de D2, del paso bajo R6/C2 y R5 se produce pero con cierto retardo. La tensión de base necesaria para el T2 desaparece a través del transistor T1 conectado a masa que se activa sin retardo. El T2 permanece (estable) en estado bloqueado y no “roba” la tensión de base de T3, de forma que éste continúa conduciendo. Para conectar la segunda bombilla se desconecta brevemente el interruptor de la luz S1 y, en el plazo de aproximadamente 1 segundo, se vuelve a conectar. Esto provoca lo siguiente en el flip-flop: Tras la desconexión, la tensión en C1 desciende más rápido que en C2. La principal responsable de esto es la resistencia R3, a través de la cual C1 se descarga antes que C2. Su corriente de descarga sólo puede circular a través de la resistencia R5, dado que el camino

2x BC548B 070466 - 11

de baja impedancia a través del diodo D2 está bloqueado para ella. De esta manera, el transistor T2 continúa recibiendo la excitación necesaria a través de R5 durante más tiempo que el T1 a través de la R7 y la R9. Si, durante este tiempo, vuelve la tensión de alimentación, no podrá volver a excitarse T1 a través de R7, dado que el transistor T2 deriva esta tensión a masa. Este estado permanece estable dado que C2 continúa cargándose a través del diodo D2 y de la resistencia R6. Cuando es el transistor T2 el que conduce, llevará la base de T3 a masa, de forma que este transistor se bloquea. El transistor Darlington T4 pasa ahora a estado conductivo a través de la R4 y suministra, a través de la resistencia limitadora de corriente R10, la corriente de encendido al triodo: ¡La segunda bombilla se enciende! El T5 y el T6 constituyen lo que se denomina un interruptor de tensión nula. Éste garantiza que el triac no se active si en ese momento existe el valor de la tensión de red alto. De esta manera, evitamos corrientes de ascenso muy rápido en la bombilla LA2 que podrían provocar radiointerferencias. Además, durante cada periodo de tensión de red, la corriente de excitación sólo se precisa

durante un breve espacio de tiempo para el triac. Si dicha corriente la sacásemos de forma permanente de C1, las resistencias R1 y R2 deberían ser claramente de menor valor de resistenca. Esto no sería bueno para el balance térmico del módulo y podría hacer incluso inviable el montaje en una carcasa de plástico. Con el valor escogido en este caso, el triac sólo se activa cuando el valor de la tensión de red es inferior a unos 15 V. El potenciómetro (con R11, R12 y R13) sólo activa los transistores cuando la fase en valor positivo es superior a +15 V (T6) o el valor negativo es de aproximadamente -15V (T6). Los colectores conectados entre sí llevarán la base de T4 a masa o hacia una tensión ligeramente negativa. Aquellas resistencias en las que cae casi la totalidad de la tensión de red estarán compuestas por dos resistencias individuales conectadas en serie con el objetivo de no superar la rigidez dieléctrica y también el rendimiento del modelo habitual de 1/4 W. Esto se aplica también a las resistencias R1 y R2 como a las resistencias R11 y R12. El circuito se encuentra bajo “alta tensión“ y, por este motivo, deberá montarse de tal manera que resulte imposible tocarlo. (070466)rg


5/6/08 23:56:41

Contador de revoluciones digital (antiguo) para Diesel Por Romain Liévin Los vehículos diesel actuales están (prácticamente) todos equipados con un contador de revoluciones. La característica principal de los coches con motor diesel es la de tener un mayor tiempo de vida que sus homólogos de gasolina, de manera que es más probable que existan en la actualidad un cierto número de este tipo de vehículos que no estén dotados con este instrumento para medir el régimen de revoluciones. Con este montaje os vamos a permitir equiparlos con uno. Sensor En un motor de gasolina (de moto o de coche), es muy fácil recuperar los impulsos relacionados con el número de vueltas efectuados por el motor. El número de artículos aparecidos en Elektor es la mejor prueba. La mayoría de los montajes se centran en captar los impulsos generados por el encendido de las bujías, sea por acoplamiento magnético o bien directamente después de haber conformado una señal eléctrica. En un motor diesel que, por naturaleza, está desprovisto de bujías, es necesario

encontrar un método más convencional. En este caso, este método toma la forma de un sensor de efecto Hall lógico (UGN3140) que genera un impulso cada vez que un imán pasa por delante de él. Pero también se podría haber utilizado un fotosensor por reflexión (¿por qué no?)… La dificultad se encuentra en localizar un lugar donde colocar uno o varios imanes. Las poleas de la correa de distribución sería un buen lugar, pero

este conjunto está siempre protegido por una cubierta. A menudo, los vehículos diesel están equipados de una bomba de vacío para un sistema de frenado hidráulico. Esta bomba está acoplada, por medio de una correa, al árbol de levas. ¡El lugar ideal para colocar dos imanes y el sensor! ¿Por qué 2 imanes? Todo buen mecánico sabe que un motor de cuatro tiempos debe efectuar dos vueltas en un ciclo de motor. Pero el

U1 7805T

+5V

+5V R7

10nF

22p

D7

dp 10

12 13 14 15 16 17 18 19

a

g

b c d e f

7 8 9 11 R9 220R 220R R10 R11 220R R12 220R R13 220R R14 220R R15 220R R16 220R

6 1

dp 10

a

g

CA

6 1

8

3 CA

3

8 CA

3

8

D8

dp 10

a

g

HD1105

6 1

dp 10

a

g

6 1

b c d e f

D6

b c d e f

D5

9 7 5 4 2

D4

b c d e f

D3

LD4

PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7

10

X1

GND

XTAL1

XTAL2 C5

5

4 C4

(AIN0)PB0 (AIN1)PB1 PB2 (OCI)PB3 ATtiny2313 PB4 (MOSI)PB5 (MISO)PB6 (SCK)PB7

D2

LD3 HD1105

HD1105

9 7 5 4 2

4k7

RESET

D1

2

LD2

HD1105

9 7 5 4 2

(INT1PD3 (T0)PD4 (T1)PD5 (ICP)PD6

IC1 1

K4

(RXD)PD0

(TXD)PD1 (INT0)PD2

CA

20 R8

VCC

3 6

LD1

CA

3

BC557

100nF

CA

4k7

BC557

T5

R6 4k7

C3

BC557

T4

R5 4k7

BC557

T3

R4 4k7

BC557

T2

R2 4k7

8

C2 10uF 16V

CA

C1 100uF 16V

K2

K3

T1

R1 4k7

2

R3

14V

3

CA

1

+5V

9 7 5 4 2

K1

071133 - 11 C6 22p

3.6864 MHz



105

5/6/08 23:56:43

árbol de levas realiza este ciclo en una vuelta solamente. Por lo tanto, el árbol de levas gira dos veces menos rápido que el motor. Así pues, dos imanes permiten obtener el número correcto de impulsos. Electrónica Como podemos constatar, el montaje se reduce a un único circuito integrado: un microcontrolador AVR de la casa Atmel. Ya están lejos los tiempos en los que era necesario, como mínimo, seis circuitos integrados lógicos para realizar ¡un cuentavueltas de dos cifras solamente! Además, el uso de un microcontrolador con cristal de cuarzo nos libera de tener que realizar ciertos procesos de calibración. Este microcontrolador contiene todo lo necesario para contar los impulsos con su entrada de interrupción y controlar directamente un visualizador multiplexado, con sus líneas de E/S capaces de suministrar una corriente de hasta 20 mA. La visualización consta de cuatro dígitos para llegar a contar desde 60 a 9.999 vueltas. La barra gráfica es una pequeña herramienta que nos permite visualizar fácilmente una aceleración o una deceleración del régimen del motor en un margen de 1000 vueltas. Dicha barra gráfica está formada por 8 diodos LED, lo que equivale a una resolución de 125 vueltas. Para mejorar la precisión de la visualización, se aconseja colocar dos imanes 1/3 en lugar de uno solo (es decir, en total cuatro imanes sobre el árbol de levas). En efecto, de acuerdo a la concepción del programa (ver el apartado dedicado al programa), el equipo necesita al menos un impulso cada medio segundo, es decir, de 2 Hz, lo que equivale a una resolución de 120 revoluciones/minuto. Un valor que es bajo y conlleva una inestabilidad en la visualización. El sensor de efecto Hall se conecta sobre el colector K3. Dos imanes permiten bajar la resolución a 60 vueltas/minuto. El número de imanes a instalar puede ser configurado por medio del puente implantado sobre el conector K4 que, según el caso, tendrá la forma de: – sin puente => 2 imanes, – con puente => 1 imán. En lo referente a la alimentación no hay mucho que decir. Basta tan sólo con saber que: – Es posible que el regulador necesite de un radiador ya que la tensión en el interior del vehículo puede alcanzar los 14 V, lo que representa una caída de tensión

106


D8 D7 D6

LD1

LD2

LD3

LD4

D5 D4 D3 D2 D1

Lista de materiales R1,R2,R4 a R8 = 4k7 R3 = varistor S14K14 R9 a R16 = 220 Ω

LD1 a LD4 = visualizador de 7 segmentos de LED de ánodo común (HD1105) T1 a T5 = BC557 IC1 = AT90S2313 (grabado con el programa hexadecimal 080238-11) U1 = 7805T

Condensadores:

Varios:

Resistencias:

C1 = 100 μF/25 V C2 = 10 μF/25 V C3 = 100 nF C4 = 10 nF C5,C6 = 22 pF

Semiconductores:

D1 a D8 = LED rojo (rectangular)

de 9 V para un consumo de corriente de 30 mA. Es decir, ≈ 0,3 W. – La presencia (indispensable) de un varistor especial de coche para proteger el regulador contra toda sobre tensión. Si no es así, ¡adiós al regulador en el primer intento de arranque! Programa Este montaje requiere muy pocos recursos debido a la utilización de un pequeño microcontrolador: el AT90S2313. Este dispositivo contiene dos contadores/ temporizadores (timer), una serie de líneas de E/S capaces de controlar directamente diodos LED y una entrada de interrupción. La entrada de interrupción sirve para contar los impulsos incrementando un contador (cntH:cntL) de impulsos. El temporizador ha sido ajustado para generar una interrupción cada 2,5 ms. La interrupción sirve para: – multiplexar el visualizador: el visualizador se refresca cada 2,5 ms, por lo que el conjunto se refresca con una frecuencia de 80 Hz, – incrementar un contador lógico hasta los 250 ms (= 1 tic). Con cada “tic”, el valor del contador de impulsos se almacena, de manera alternativa, en el con-

X1 = cristal de cuarzo de 3,6864 MHz K1,K2 = espadines K3 = conector tipo “pinheader” SIL de 3 terminales K4 = conector tipo “pinheader” SIL de 2 terminales (con puente) Sensor de efecto Hall UGN31

tador 0 o en el contador 1. Así pues, este “tic” sirve también para disparar en el bucle principal el tratamiento de los contadores y el refresco del visualizador. En el bucle principal se suman el contador 0 y el contador 1 para poder obtener así el número de impulsos vistos durante los dos últimos tramos consecutivos de 250 ms, es decir, 0,5 s. Este truco nos permite obtener un refresco más rápido del visualizador (250 ms) sin tener que esperar el final de una medida (0,5 s). Esto nos permite aumentar la rapidez de la cadena digital sin comprometer la precisión. El resto del programa consiste en transformar el número de impulsos en revoluciones/minuto. Todo se ha realizado con cálculos aritméticos. Sabiendo de la medida se realiza en 0,5 s, es necesario multiplicar el resultado por dos para obtener la frecuencia. Después hay que multiplicar por 60 para obtener un valor en vueltas por minuto. A continuación, queda convertir el resultado binario en un valor decimal, algo que se consigue gracias a las rutinas de conversión binaria al BCD de Atmel (ver nota de aplicación AVR204). Seguidamente, el resultado es convertido en


5/6/08 23:56:44

binario después de haber colocado el dígito más significativo a 0. Es un truco para obtener un resto de 1000 (módulo) para la barra gráfica. Ahora nos queda dividir este valor por 8 ya que la barra gráfi ca contiene 8 diodos LED (codifi cado por una resta y un bucle). El resultado es utilizado como índice de una rutina de traslación de código decimal => 7 segmentos. Al final, el código generado ocupa las 3/4 partes de la memoria Flash para programa.

El programa ha sido desarrollado para ejecutarse sobre un microcontrolador AT90S1200 o un AT90S2313. Con un poco de suerte, también debería poder ejecutarse sobre un AT90S1200, pero no hemos llegado a hacer esta comprobación. (071133-I)

hexadecimal de este proyecto (071133-11.zip) están disponibles para su descarga gratuita en nuestra página web www.elektor.es.

Enlaces en Internet Hoja de características del AT90S2313 www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/ doc0839.pdf Hoja de características del varistor S14K14 www.datasheetarchive.com/preview/3078060.html

Descargas El diseño de la placa de circuito impreso (referencia 071133-1) así como los ficheros con el código fuente y

Hoja de características del sensor de efecto Hall UGN3140 www.datasheetarchive.com/preview/3527952.html

Control de servomotores Por G. Baars Con este circuito resulta fácil controlar un servomotor. Se monta alrededor de un circuito integrado lógico. Añadiéndole unas resistencias, condensadores y un diodo, tenemos un sencillo circuito que se puede montar en una pequeña placa de circuito impreso. En las puertas NAND IC1A e IC1D se ha montado un oscilador que produce pulsos negativos con una frecuencia de repetición de unos 50 Hz. Usamos estos pulsos para activar el flip-flop RS montado en el IC1B e IC1C cada 20 mS. Tras cada pulso activado, baja la salida de IC1C, por lo que C3 se descarga a través de P1, y entonces se invierte de nuevo la situación. Con ello, la salida del IC1B produce un pulso que

se repite cada 20 mS, cuya duración puede ajustarse con P1. De los experimentos con el circuito y un servomotor S3003 de Futaba, se des-

prende que con una duración del pulso de 1-2 mS, éste gira a un ángulo de 90 grados. Sin embargo, reduciendo un poco la duración del pulso a unos 0,6 mS, se consiguen 30 grados más de giro. En este circuito, hemos elegido los valores de los componentes de manera que la duración del pulso pueda ajustarse entre 0,6-2 mS con P1, y entonces el giro total llegará a unos 120 grados. Visto el par no poco insignificante de un servomotor S3003, hasta 4 kg·cm, podemos usarlo, por ejemplo, para ajustar a distancia un condensador de sintonía de la antena HF que conocemos como “Magnetic-loop”. El consumo de corriente del servomotor variará de unas decenas a unas centenas de mA según el par producido. (080026)

+5V

K1 +5V

IC1A 3

&

C2

P1

D1

100n

R1 180k

C3

C1

9 10

1N4148 IC1 11

K2

R1D1C2

IC1D &

13 12

&

K2

6

IC1C &

8

47n

Resistencias:

R1 = 180k R2 = 47k R3 = 10k P1 = 50k lineal

Condensadores: R2

P1

C1, C2 = 100n C3 = 47n

+5V

50k 14

C1

7

100n

IC1

C3

K1 Verano ES-1 (100-107).indd 107

IC1B

R3 10k

+5V


4 5

47k

1 2

R2 R3

Lista de Materiales:

+5V

IC1 = SN74HCT00N 080026 - 11

Semiconductores: D1 = 1N4148 IC1 = 74HCT00

Varios:

K1 = SIL-header 2 contactos K2 = SIL-header 3 contactos

107

5/6/08 23:56:46

Cambio automático de rango para DVM LPD335LCD

DVM +5V

P1

+5V

3 C2

2

OP07

8

6

P3

P2

P1

–VIN

7

–VBAT

1

3

+VIN

+5V

IC1

12

+VBAT

IC2 100n

20k

4 D1

–5V

BAW76

–5V

R1

0V2 R4

C1 100n

BAW76

+3V2

+5V

R3

T3

0%5

R5

0%5

T2

T1

BS250

IC2 = TLC374

R12

+3V2

2k2

6 7

IC2.A

1

R10 47 Ω

R11

0V2

BS250

IC2.B

2

R14 1k0

5k6

R13 C3

100n

100n

22k

R16

C5

8

1k0

IC3

2k

9

Por Rainer Reusch Desde unos pocos euros ya podemos adquirir voltímetros digitales de 3½ dígitos. De esta manera resulta fácil y económico dotar a nuestros aparatos con un instrumento de medición. La mayoría de los módulos están basados en el conocido circuito ICL7106. Para su alimentación necesitan una batería de 9 V y ofrece sólo unos límites de medición fijos: 200 mV o 2 V. Nuestro circuito adicional convierte el módulo DVM en un voltímetro con unos límites de medición entre 20 V y 200 V y, además, incluye una conmutación automática. En lugar de la batería necesitaremos una tensión simétrica y conectada a masa de ±5 V. Además, a partir de aquí generaremos, con ayuda del económico TL431C, una tensión de referencia regulable de 3,2 V. En el circuito que mostramos utilizaremos una pantalla LCD con uno rango

IC2.C

14

C4 100n

TL431C

Verano ES-12 (108-126.indd 108

4

1M

R15

108

R7

5

(±200mV)

P2

BS170

33k0

+5V

R9

15k0

R8

10k

R6

10k

R2 100k

D2

1k0

20V/200V

9k1

0%5

10k

900k

10 11

IC2.D

de medición fijo de 200 mV que dispone de tres conexiones para el control de la coma decimal. De estos utilizaremos únicamente dos. Así funciona el circuito: El IC1 se encarga de la conversión de potencial respecto a masa de la tensión que ha de medir el módulo DVM. Para esta parte del circuito aprovechamos un consejo de desarrollo de Carsten Weber [1], publicado en el año 2005 en Elektor. Una tensión de entrada por debajo de 20 V se reduce a través de R1 y R4 aplicando el factor 100. El transistor T2 se corta y, por lo tanto, la resistencia R3 no tiene efecto alguno sobre el factor de reducción. En el potenciómetro R8/ R13 se registra una caída de 200 mV, porque la salida en colector abierto del comparador IC2a es de alta impedancia. Si la tensión de entrada supera la marca de los 20 V, el IC2a bascula y la tensión en el potenciómetro R8/R13

13 080249 - 11

cae por debajo de los 20 mV. A continuación, el comparador IC2b entregará un nivel alto y T2 entrará en estado de conducción. La resistencia R3 está ahora conectada en paralelo a la R4. De esta manera, se genera un factor de división de 1.000 (rango de 200 V). Debido a que este factor de división es mayor, la tensión de entrada para IC2a caerá. Para que este comparador no retroceda (y para que, en cierta manera, todo esto no oscile), la resistencia R10 deberá elegirse de tal manera que en el potenciómetro R8/R13 consigamos el valor ya mencionado inferior a 20 mV. Teóricamente (R10 en paralelo con R13) son aproximadamente 9,6 mV. En la práctica se obtienen aproximadamente 18 mV, ya que la resistencia del transistor de salida continúa afectando al comparador. Esto significa que el circuito regresa de nuevo a la zona de medición más sensible cuando la tensión de entrada cae por


5/6/08 23:57:18

debajo de, aproximadamente, los 18 V. Al modificar la R10 es posible ajustar la histéresis. Sin embargo, si el valor es demasiado alto, el circuito oscilará. Los condensadores con aislamiento dieléctrico C1, C3 y C4 suprimen las interferencias y logran un cierto retardo de la zona de conmutación. De esta manera evitamos cambios demasiado frecuentes en la región límite. Los dos comparadores restantes de IC2 ofrecen niveles de salida dependientes de los límites de medición e inversos entre sí. A través de FETs de canal p

podremos controlar las comas decimales del módulo DVM. El circuito cuenta con dos potenciómetros de ajuste. El P1 sirve para la compensación del desfase del amplificador operacional (IC1). Con el P2 se ajusta el umbral de la zona de conmutación. Para ello, el potenciómetro se ajusta de tal manera que obtengamos la máxima tensión de referencia posible (aproximadamente 3,4 V). En un segundo paso, se aplica una tensión de entrada que lleve a una lectura de 19,99 (esto debería ser, en el mejor de los casos, 19,99 V). El

P2 se girará hasta que se produzca un cambio del rango de medición. Para un mayor control, reduciremos la tensión de entrada con el objetivo de forzar un retroceso de los límites de medición y, a continuación, volveremos a aumentar lentamente la tensión de entrada. Habremos encontrado el punto ideal cuando los límites de medición cambien antes de que el módulo DVM muestre la indicación “sobrecarga”. (080249)

[1] www.elektor.es/040115

Alimentación Fantasma para Antena de TV Por Dr. Thomas Scherer El autor de este artículo regaló a su suegro un “lápiz” de TV USB. Después de realizar una serie de pruebas durante un cierto tiempo concluyó que, cuando era utilizado con una antena pasiva, las prestaciones del dispositivo eran muy pobres. Por desgracia, una antena activa requiere una fuente de alimentación adicional, algo que realmente no es práctico cuando se utiliza con un ordenador portátil. Así pues, esto era razón más que suficiente para intentar solucionar el problema de forma adecuada y, al mismo tiempo, el autor también quería quitarse la molesta reputación con su suegro de ¡ingeniero aficionado! Puestos en situación, se llevó consigo el “lápiz” USB con la idea de conseguir o añadir algo que proporcionase una salida de alimentación “fantasma” al dispositivo. Afortunadamente, las cosas fueron mucho más simples de lo que él esperaba. Como se muestra en la Figura 1, el “lápiz” USB se cierra utilizando unos cuantos tornillos, por lo que su apertura es bastante sencilla. Así pues, ¿cómo funciona una fuente de alimentación fantasma? Normalmente, la entrada a la antena está desacoplada, en lo que se refiere a tensión continua (DC), de la electrónica de la tensión de alimentación por medio de un condensador. Si, de alguna manera, podemos conseguir una tensión de 5 V sobre la entrada de antena, de manera que no cortocircuite la señal de HF, podemos proporcionar una fuente de alimentación a una antena activa. El consumo de corriente



1

2

3

del amplificador de una antena de este tipo está comprendido entre los 20 mA y los 50 mA. Esta corriente (a + 5 V) se puede conseguir fácilmente del conector USB del ordenador. Si conectamos esta tensión de alimentación, a través de una

bobina, a la entrada de antena, el problema estará resuelto: la bobina presentará una alta impedancia para las altas frecuencias de la señal de TV. Para poder conseguir que la entrada de antena este protegida contra cortocircuitos, es una buena idea añadir una resistencia de película metálica de 10 Ω en serie con la bobina. Utilizando este tipo de resistencia tenemos la ventaja de que se producirá un circuito abierto en caso de producirse una sobrecarga durante un periodo prolongado de tiempo, actuando como una especie de fusible. El autor ha utilizado una bobina fija de 220 µH (cualquier valor por encima de 10 µH serviría), con una resistencia en DC de 5,6 Ω. Con un consumo de corriente medido del 30 mA, la caída total de tensión en los extremos de la bobina está en torno a los 0,5 V, un valor totalmente aceptable. Los dos componentes han sido sencillamente soldados juntos (ver Figura 2) y rodeados por un tubo que hace de radiador. El “modulo” fue soldado en el lápiz USB: la flecha roja de la Figura 3 muestra donde se realizaron las soldaduras de conexión. El terminal de 5 V del conector USB es el opuesto al terminal de masa, el cual es fácil de identificar ya que está unido eléctricamente a la pantalla metálica del conector. El montaje final se muestra en la parte baja de la Figura 1. Esta modificación debe de funcionar con cualquier tipo de “lápiz” USB de TV: Los sintonizadores analógicos se benefician mucho más de una antena activa que los sintonizadores digitales. (080503-I)

109

5/6/08 23:57:20

Los controladores PR4401/02 por otros derroteros En colaboración con Burkhard Kainka

L1

Los famosos controladores de LED PR4401 y PR4402 de PREMA gozan de una gran popularidad. Estos pequeños circuitos integrados para convertidores CC-CC económicos y fáciles de adquirir han sido especialmente desarrollados para activar LED (blancos) con una única pila o elemento de batería. Como único componente adicional se precisa una pequeña inductancia (véase la ilustración 1). El valor correspondiente a la tensión máxima de salida asciende a 10 µH en el caso del controlador PR4401 y a 4,7 µH en el caso del PR4402. En caso de tensiones de entrada entre 0,9 y 1,5 V, el PR4401 pasa una corriente 2 de 23 mA como máximo a través del LED blanco conectado a la salida. En el caso del PR4402 son incluso 40 mV. Otras aplicaciones diferentes al control de LED no suponen ningún problema mientras se trate de una corriente en la salida. De esta manera, en lugar de un LED también se pueden conectar celdas NiMH (de 1 a 10 en serie) a través de un diodo conectado previamente (ilustración 2) y cargarlas con una corriente máxima de 23 mA (PR4401) o de 40 3 mA (PR4402). El comportamiento de ambos convertidores CC-CC en lo que respecta a la salida es como el de una especie de fuente de potencia constante y suministran siempre (en el caso de los valores indicados para la bobina) aproximadamente 70 mW (PR4401) o 1470 mW (PR4402) a la carga conectada. En el caso de la carga de celdas NiMH, la corriente sólo podrá alcanzar el valor máximo fijado en una o dos celdas (3,6 V) y, si el número de celdas es mayor (= mayor tensión de la pila), el valor irá disminuyendo. En el caso de 10 celdas (12 V) sólo llegarán escasos 6 o 12 mA a la pila.

*

IC1

PR4401/02 1

3

FF D1

BT1

Sin embargo, las aplicaciones para el suministro de tensión a circuitos también resultan interesantes. Los integrados resultan simplemente demasiado tentadores y junto con el número de Elektor de septiembre de 2007 se entregaron gratuitamente placas completas con circuito integrado y bobina que quizá esperen aún ser utilizadas.

2

0V9...1V5

PR4401/02

*ver texto

1 2 3

080486 - 11

vista superior

IC1

4µH7 (PR4402)

PR4401/02 1

D2

3

FF

BT1

BT2

1N4148

1V5

110


La ilustración 3 muestra el circuito de un sencillo convertidor CC-CC con un PR4401/02. La tensión del diodo zener se elegirá en función de la tensión de salida deseada y se mantendrá entre los 3 y los 15 V. De esta manera, con una única celda NiMH o pila alcalina (1,2 V / 1,5 V) podemos alimentar circuitos con todas las tensiones de funcionamiento habituales y, de esta forma, ahorrarnos las costosas pilas especiales de 12 V, como las que se utilizan en algunos aparatos de medición o mandos a distancia para puertas de garaje. La corriente máxima de salida del convertidor de tensión se puede calcular (de forma aproximada) de la siguiente manera:

L1 10µH (PR4401)

*

*ver texto

2

1V2...12V

080486 - 12

L1 10µH (PR4401) 4µH7 (PR4402)

IC1

PR4401/02 1 BT1

D2

3

FF

1N4148 C1

1V5

47µ 25V

2

D2

3V3...15V

080486 - 13

4 L1

IC1

D1...D3 = 1N4148

10µH...20µH

PR4401/02 1 BT1

+9V

D1

3

FF C2

En el caso de aplicaciones con carga variable, los integrados resultan menos útiles. Cuanto menor sea la carga, mayor será la tensión de salida. En vacío, ésta se limitará a través de un diodo Z interno a aproximadamente 18 V. Este diodo “quema” la potencia de salida no absorbida por la falta de carga. Si

se fija la tensión de salida con un diodo zener externo en un valor menor, el convertidor impulsará su corriente a través de dicho diodo zener cuando ésta no sea absorbida por la carga. Conclusión: Cuanto menor sea la carga peor será el rendimiento.

1

1V5

47µ 16V

2

C1

D2

D4

9V1

C3

100n D3

47µ 16V

080486 - 14

–9V

Imax = Pmax /UZ Siendo Pmax 70 mW (PR4401) o 140 mW (PR4402), y UZ la tensión del diodo zener = tensión de salida. El rendimiento es mejor cuando la corriente bajo carga está más próxima a I max . Si es necesario, el valor Imax se puede reducir con ayuda de un valor de inductancia mayor, adaptándolo así a la corriente bajo carga necesaria. De forma aproximada se puede decir: doble valor de bobina = media corriente máxima de salida. Con un único controlador de LED y una única celda NiMH o pila alcalina podemos incluso construir un convertidor de tensión para un suministro de tensión simétrica. La ilustración 4 muestra un ejemplo práctico para aproximadamente ±9 V. Debido al


5/6/08 23:57:22

sión de batería de 1,5 V se midieron las siguientes tensiones de salida: +9 V/-8,3 V (en vacío) y +8,6 V/-7,9 V con una carga de 2k2 para similar la absorción de corriente del circuito de un

recorrido del diodo adicional en la derivación negativa, la tensión negativa es aproximadamente 0,7 V menor que la tensión positiva. En el caso del modelo con una inductancia de 15 µH y una ten-

amplificador de operaciones de aproximadamente ±4 mA. De la pila de 1,5 V se extrajeron, en vacío, 50 mA y, bajo carga, 80 mA. (080486e)

Sensor de temperatura con interfaz de 2 hilos Aislado

IC2

R1

grün

6

1n 7 2,5% 3 R4 10k0

2k0

R3

PT1000

T2

1%

BC557B

+VIN CT

CT

FOUT

2

RT 5

R5

750 Ω 1%

Par Trenzado Apantallado K1 K2

3

+5V

SIL4

–VOUT

–VIN

R7

GND

1

R9

R10

1%

R8

1%

1%

Cuando en una zona exterior son necesarios sensores de temperatura precisos, un aislamiento galvánico resultaría útil para proteger el circuito de evaluación contra sobretensiones en caso de tormentas. En este caso, resulta mejor una transmisión digital de la señal que una transmisión analógica, ya que el trabajo del montaje del circuito es menor y la transmisión es más segura y, además, la evaluación también resulta más sencilla. Transmisión de la señal y alimentación de tensión del circuito del convertidor: ¡para ello en este circuito sólo necesitamos dos hilos! Utilizaremos un sensor PT1000 que soporta temperaturas muy superiores a 130° C (como aquellas que podemos encontrar en colectores solares). La tensión descendente que pasa a través del sensor es transportada al convertidor de tensión/frecuencia AD654 de Analog Devices. A través de la línea de alimentación se transmiten impulsos rectangulares con una frecuencia variable y dependiente de la temperatura, de manera


1

IC1 AD654

Por Stefan Dickel


1%

1k

8 4 C1

+Θ

K3

SIM1-0512

BAT48

BC 557B

R2

2

270k

Cermet

+VIN

IC3

1

6

5

GND 2

CNY17

que la señal es transportada sin problemas a través de trayectos más largos. En el circuito receptor se desacopla la señal a través de un optoacoplador con aislamiento galvánico. Con el T1 conseguimos una fuente de corriente que alimenta el sensor de temperatura R2 con una corriente constante de 1 mA. Ésta se puede ajustar con el potenciómetro P1. La tensión descendente que pasa a través del sensor es transportada hasta la entrada Vin (pin 4) del convertidor de tensión/frecuencia AD654 del IC1. R4 y C1 están dimensionados de tal manera que se genera una relación tensión/frecuencia de 10 kHz/V. Se aplica la fórmula T = (f – 10.000)/38, siendo T la temperatura en ° C y f la frecuencia en Hz. De aquí resulta un rango de frecuencia de entre 8,8 kHz (a -30° C) y 15,7 kHz (a 150°C). El transistor de salida de IC1 está conectado con el receptor al pin 1 y con el emisor al pin 2. El pin 1 está conectado a través de R5 a la línea de alimentación de potencial positivo, el pin 2 está directamente conectado a la línea que transporta el potencial negativo.

K4 OUT

237 Ω

T1

D2

+VOUT

715 Ω

P1 2k0

4

R6

D1

62 Ω0

10Ω

A masa

4 080096 - 11

La demodulación es responsabilidad del circuito mediante T2. La resistencia del detector de corriente R6 está dimensionada de tal manera que la corriente de reposo del convertidor IC1 no llega a controlar el transistor T2. Si se activa al transistor de salida del convertidor, R5 se conectará en serie al circuito eléctrico y fluirá una tensión considerablemente más elevada. De esta manera, aumentará la caída de tensión en R6 y T2 entrará en estado de conducción. Éste dejará pasar una fuerte corriente de colector a través de R7, R8 y de los LED del optoacoplador IC3, de forma que también controlará el fototransistor en IC3. En K4 se tomará finalmente la señal de salida de baja impedancia y ésta se enviará para su valoración. Para que el circuito pueda funcionar con un único suministro de tensión, la parte aislada recibirá alimentación de un convertidor CC-CC que, por un lado, suministra los 12 V necesarios y, por otro, también ofrece la separación galvánica con una tensión de aislamiento de 1.000 V. (080096)

111

5/6/08 23:57:23

LED con atenuación N:1

Listado

56 Ω

R1

R2

C1

6V

10k

R4

15k BT1 D1

P1

4V7

CORRIENTE

250 Ω 100µ 16V

‘Adaptador de conexión para el LED Luxeon con PMOS $regfile = „2313def.dat“ $crystal = 4000000

B.1 AC1

B.4

R3

100 Ω

S

G

AVR2313

D

B.2 AC2

config pind.0 = output DDRB = &B00010000 ‘B.4 = Salida ACSR = &B00000000 ‘Configuración como comparador dim i as byte Portb.4 = 1 ‚apagado

T1

IRF9Z34N

L1 280µH

* ver texto

D2

*

0Ω1

R5

070963 - 11

Por Jean-Claude Feltes Como ya sabemos, un LED sólo se puede atenuar a través de la corriente y no de la tensión. Esto ocurre en este caso con un microcontrolador AVR (2313 de Atmel) que funciona como un comparador. En la entrada AC1 del comparador se fija el valor nominal y se compara con una tensión proporcional a la corriente del LED. Al conectar la lámpara, el controlador fija la puerta (gate) del MOSFET conectado a la salida B.4 a 0, de forma que éste comienza a conducir una corriente de tendencia ascendente lineal a través de la inductancia y del LED. La caída de la tensión en la resistencia de derivación de 0,1 Ω es proporcional a la corriente. Al alcanzar el valor nominal, el controlador vuelve a desconectar el MOSFET y espera unos pocos milisegundos. Durante este tiempo circula una corriente con una tendencia descendiente lineal a través de la inductancia, la resistencia y el diodo. Entonces se repite todo desde el principio. Así obtenemos una corriente continua con una ondulación solapada en forma de triángulo. El programa Bascom del controlador (véase el listado) es corto y se

112


C2

D3

100n

BYV29-200

entiende con facilidad. El código fuente y el archivo .hex del programa se pueden descargar desde la dirección www. elektor.es. El circuito se alimentará con una batería de plomo-gel de 6 V. La resistencia de 56 Ω y el diodo Zener se encargan de la limitación y la estabilización de la tensión de alimentación del controlador que también se utiliza como tensión de referencia para el potenciómetro P1. Para el LED utilizaremos un Luxeon LXHL-LW3C (valores nominales: 3 W, ULED = 3,7 V, ILED = 0,7 A). En paralelo al LED y a la resistencia montaremos un condensador de 100 nF directamente sobre la placa con el objetivo de evitar interferencias producidas por las capacidades de los cables. Lo que resulta realmente importante es el condensador electrolítico de 100 µF utilizado para la regulación de la tensión de funcionamiento de 6 V sin que el valor U B descienda mucho. La inductancia no puede alcanzar su punto de saturación con el nivel de corriente máximo, por lo que, además de con la inductancia, también debemos acertar con la carga máxima admisible. La resistencia en serie con el LED debe ser

do Portb.4 = 0 ‘Conectar inductividad do loop until acsr.aco = 1 ‘Al alcanzar Imax -> desconectar Portb.4 = 1 waitus 5 loop

de película de carbón y no una resistencia bobinado, dado que su inductividad provocaría un componente de tensión en forma de rectángulo que puede simular valores de corriente erróneos. Las bombillas que se utilizaban en la espeleología funcionaban durante bastante tiempo de forma fiable y ahorraban mucha energía (en comparación con los halógenos). De repente, nos encontramos ante un problema cuando el LED se calentó (demasiado). Por lo que pudimos comprobar, el valor de desconexión de la corriente no se había respetado. Esto podía deberse a una caída del controlador o a un potenciómetro sucio o defectuoso. Si el contacto pierde su punto de unión a la capa de la resistencia, la entrada del comparador queda abierta y puede absorber un voltaje arbitrario (al igual que la corriente del LED). En el primer caso, el problema podríamos solucionarlo utilizando un temporizador “watchdog” que vuelve a encender rápidamente el controlador. En el segundo caso, podríamos utilizar una resistencia “pulldown” desde la entrada del comparador a masa. (070963)rg


5/6/08 23:57:23

Cámara como “backup” de datos Por Stefan Hoffmann En este caso no se trata de un circuito, sino de un pequeño truco a la hora de viajar: cuando se tiene una cámara digital, se tiene por lo tanto una tarjeta de memoria. Esto no sólo puede almacenar imágenes, sino posibles “backups” de datos importantes para el viaje. A la cámara técnicamente no le importa, y con los tamaños actuales de las tarjetas de memoria (por ejemplo 2 GB en una tarjeta SD) todavía queda espacio suficiente para fotos. En caso de emergencia, tendríamos todavía en la tarjeta de memoria documentos importantes a mano, como información de las reservas, direcciones, copias en PDF de los pasaportes, así como los billetes de avión y otros documentos. Puede naturalmente tener otra tarjeta SD independiente de la cámara (adicional) con estos datos para el viaje y guardarla

donde esté a salvo de una posible pérdida de equipaje, el robo del bolso o el extravío de su cartera. Y es que gracias

a su compacto diseño pueden guardarse hasta en la suela del zapato... (080152)

Un osciloscopio minimalista



10M 10M

1M

Si estamos orgullosos de ser los propietarios de un viejo osciloscopio de tubo, puede que estemos interesados en utilizarlo una vez más para su propósito 6V3 original. Todo lo que necesitamos son las tensiones correctas sobre los terminales correctos: en la práctica puede que tengamos que estudiar detenidamente el interior del equipo para detectar qué terminales de la base corresponden a los electrodos de aceleración y cuales a los de deflexión, especialmente si no hay un número de serie en el tubo que podamos ver. El tubo que hemos utilizado para el experimento es Y un modelo de 7 cm de procedencia desconocida. Por lo tanto, el primer paso es establecer cuales son los terminales que corresponden al calentador, cuales al cátodo, a la rejilla, a las placas de deflexión, y cuales al ánodo. Una vez hecho esto, ya podemos construir nuestro sencillo osciloscopio de la siguiente manera: conectar la entrada Y, a través del condensador adecuado, a una de las

El funcionamiento del oscilador de deflexión horizontal es visible como un suave parpadeo de la lámpara de neón. En el momento en que la tensión en los extremos del condensador conectado en paralelo alcanza la tensión de ruptura de la lámpara, éste se descarga por P1 medio de un breve pulso de 2M corriente. Es difícil imaginar C1 una manera más sencilla de generar una forma de onda 100n R1 R2 R3 en diente de sierra. La tensión de alimentación de 300 V es adecuada para sencillos expeR4 rimentos, incluso si el tubo está dimensionado para trabajar con 1000 V, o incluso más. C2 Si ahora aplicamos una señal 100n GL1 C3 a la entrada Y, deberíamos ser capaces de ver la forma de la 22n onda sobre la pantalla. 080386 - 11 Debemos admitir que la sensibilidad del diseño, la linealidad, el tamaño de la traza, el ancho de placas de deflexión Y, para la deflexión banda y las opciones de disparo están algo en el eje X utilizamos un oscilador de lám- lejos de los valores deseados. Sin embargo, para de neón para generar una base de hemos mostrado cómo sólo se requiere tiempos; y, junto con un circuito regulador una pequeña circuitería para construir un de enfoque, ya tenemos un osciloscopio osciloscopio real que funcione. (080386e) completo. +300V

1M

Por Burkhard Kainka

113

5/6/08 23:57:25

Indicador de consumo de la batería Por Christian Wendt

1

Las personas tenemos aficiones. Y la pesca es una afición muy especial. Junto con una caña de pescar, muchos pescadores cuentan con una pequeña embarcación: y es precisamente aquí donde la electrónica entra en juego. El autor es propietario de una pequeña canoa con un motor fueraborda electrónico. Dado que las principales características de la pesca son el tiempo, la paciencia y la concentración, es muy probable que se agote la batería y sea necesario remar durante un buen trecho de vuelta, lo que no siempre hace mucha gracia. Algunos métodos sencillos como la detención del tiempo para el cálculo del momento óptimo de regreso no le han dado buenos resultados al autor, ya que al pescar se recorren muchos trayectos cortos. Por este motivo, decidió dar una

minar el tiempo (algo sencillo), la tensión (más aún) y medir la corriente (algo más complicado) de la forma más exacta posible, es decir, sin pérdidas. El resultado de estos tres valores nos da, como es sabido, la energía eléctrica. Para un microcontrolador, la medición del tiempo no es nada del otro mundo. Algu-

respuesta a esta cuestión de forma definitiva y electrónica. Medición del consumo Para calcular la energía que hemos consumido de la batería necesitamos una pantalla LCD, un microcontrolador y sensores. En principio, debemos deter-

2

+5V C7 1 2

VCC

1

100n 4

IP+

IC3 GND

Batería K4 +12V

2

1 F1

IPVOUT

5 3 1

ACS750SCA-050

1A F

R2 3k09

D2

1N4001

1k

R3 C4 10n

IC2 L7805CP 1

C5

C6

100u 25V

100n

+5V 2 C8

C9

100n 10u 63V

C13

C3

+5V

C1 15p

20MHz C2 15p

100n

100n

C11 100n

PIC16F676-I/P

3 11 10 12 9 4 5

VDD

2 10 9 8 7 6 5

C1+ C1T1IN T2IN R1OUT R2OUT C2+ C2-

VCC


MAX232

GND


+5V

1 2 3 5 6 8

K1 8 5 2

6 1

3

15

C12 100n

114

16

IC4

VEE

D1

14

470

X1

RC0/AN4 RC1/AN5 RC2/AN6 RC3/AN7 RC4 RC5

VSS

13 RA0/AN0/CIN+/ICSPDAT 12 RA1/AN1/CIN-/VREF/ICSPCLK 11 RA2/AN2/COUT/T0CKI/INT 4 RA3/MCLR/VPP 3 RA4/T1G/OSC2/AN3/CLKOUT 2 RA5/T1CKI/OSC1/CLKIN

1

6

C10

VDD

IC1

1

10n

R1

Motor K5 +12V

S1

3

K6

070821 - 11A


5/6/08 23:57:26

nos modelos modernos disponen de un convertidor digital-analógico integrado, por lo que una medición suficientemente precisa de la tensión de la batería no debería representar ningún problema. Lo que sí resulta algo más complicado es la medición de la corriente, ya que, al fin y al cabo, lo que queremos es que en el caso de grandes corrientes (como las que se registran durante el funcionamiento de motores) no se desaproveche de forma tonta nada de la carga de la batería en una resistencia de derivación. Por suerte, para tal fin existen precisamente sensores de corriente adecuados. El modelo ACS750 [1] se compone, en principio, de un gran puente conductor con un sensor de reverberación integrado y la electrónica de valoración necesaria (véase la ilustración 1). La caía de tensión es muy pequeña (130 µΩ). El IC recibe una alimentación de 5 V y genera en su salida una tensión en circuito abierto de 2,5 V cuando no fluye corriente. Según la dirección de

flujo, la tensión aumentará o disminuirá. El modelo utilizado, el ACS750SCA-050, se encuentra en el rango de los ±50 A lineales y proporciona una desviación de tensión proporcional de 1 V por 25 A. Y esto se adapta bien al rango de medición de la unidad analógica-digital de un microcontrolador. Por cierto, en este tipo de aplicaciones, la medición de la tensión tampoco es muy importante. Lo que sí hay que hacer es controlarla para observar que no caiga bruscamente por motivo de un fallo (contactos defectuosos, etc.). Sin embargo, en principio se mantiene relativamente constante y, por lo tanto, resulta suficiente determinar la carga eléctrica extraída en la notación habitual para las baterías: Ah. La mejor manera de determinar la capacidad de la batería es de forma experimental. Simplemente damos un par de vueltas hasta agotar la batería previamente cargada al máximo y dejamos que el circuito cuente los amperios-hora

consumidos. Nos quedamos con esta cifra. También podríamos prever una introducción de la capacidad de la batería y una indicación porcentual del “contenido del depósito”. Sin embargo, todo funciona con un sencillo botón como “interfaz de introducción” que se utiliza (entre otras cosas) para poner a cero el contador Ah. Esto ocurre al activarla. Si pulsamos el botón durante el arranque, el contador quedará a cero y, si no lo pulsamos, comenzará el recuento a partir del último valor almacenado. Circuito(s) Para un funcionamiento seguro de un indicador de consumo lo mejor es dividir el circuito en dos partes. Al fin y al cabo, la batería y el mecanismo de accionamiento se encuentran en la mayoría de los casos en la parte posterior de la embarcación, mientras que la mirada del capitán se dirige hacia adelante. Algunos metros de cable resultan, por lo tanto, obligatorios. La transmisión de los

LCD1 EA DIP162 DNLED

27k C20 100n

+5V'

1

5 2

15

GND

C1T1IN T2IN R1OUT R2OUT C2+

MAX232

C17

C2-

3 11 10 12 9 4 5

2k7

IC7

C21

VDD

IC6

1

+5V'

BC337

2 VDD


C1+

100n

17 18 1 2 3 4 15 16

C22 100n

X2 R4

100n

R5 2k7

8

R7

S2

2k7

6

VCC

VEE

3

1 2 3 5 6 8

J1

6

K2

16

P1 10k

T1

C16

+5V'

+5V'

14

100n 10u 63V

100n

R10

C23

20MHz C24

15p

15p

RB0/INT RB1/RX/DT RB2/TX/CK RB3/CCP1 RB4/PGM RB5 RB6/T1OSO/T1CKI/PGC RB7/T1OSI/PGD

RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF RA3/AN3/CMP1 RA4/T0CKI/CMP2 RA5/MCLR/VPP RA6/OSC2/CLKOUT RA7/OSC1/CLKIN

6 7 8 9 10 11 12 13

VSS

100n

C18

5

220u 16V

R8

R6 C19

56R

C15

3

C14

+5V' 2

56R

1

18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

IC5 L7805CP

+5V'

PIC16F628-20I/P

+5V' R9 2k7

D3

1N4148

1 2 3 4 5 6

+5V'

K3



070821 - 11B

115

5/6/08 23:57:27

3

datos medidos debería producirse con las menores perturbaciones posibles. Por este motivo, Christian Wendt decidió implantar un microcontrolador propio, tanto en la parte de la medición como en la de indicación, y realizar la transmisión de datos en serie a través de un conector RS232. Para ello resulta necesaria una conversión de nivel de acuerdo con la norma con un MAX232, tal y como se puede observar en el circuito (ilustración 2). ¡Ni siquiera las anguilas eléctricas deberían producir perturbaciones! En lo que respecta al sensor, utilizaremos un PIC16F676 que dispone de entradas analógicas con una resolución de 10 bits, lo que a través del potenciómetro de R2 y R3 nos permite alcanzar una resolución de 20 mV para la tensión de la batería. El LED D1 se enciende cuando la tensión cae por debajo de los 10,6 V, nivel que dispara la alarma de subtensión. Por otro lado, el pin RA0 del IC1 está conectada directamente con la salida del sensor de corriente IC2, lo que hace posible una resolución de aproximadamente 125 mA. Los resultados de medición fluyen en serie y a través del IC4 tras haber sido sometidos a una conversión de nivel al lado del indicador. Un PIC16F628 activa el indicador, pregunta al botón S2, así como al puente J1 y obtiene los datos necesarios a través de comandos secuenciales por parte de los sensores. P1 regula el contraste. T1 activa (y desactiva) la retroiluminación. Con los valores indicados para R6 y R8, el prototipo necesita para a iluminación 38 mA. A los que esto les parezca demasiado oscuro, puede utilizar valores más bajos, siempre y cuando la corriente máxima de la pantalla indicada no supere los 150 mA. Ambas partes del circuito disponen de una alimentación de 5 V estabilizada, lo

116


Lista de materiales del módulo de sensor

Lista de materiales del módulo de pantalla

Resistencias:

Resistencias:

R1 = 470 Ω R2 = 3k09 R43 = 1k

Condensadores:

R4,R5,R7,R9 = 2k7 R6,R8 = 56Ω R10 = 27k P1 = 10k ajustable

C1,C2 = 15p, cerámico, RM 5 mm C3,C4 = 10n, cerámico, RM 5 mm C5 = 100µ/25V, radial, diámetro 6,3 mm C6,C7, C10...C13 = 100 n, cerámico, RM 5 mm C8 = 10µ/25V, radial, RM 2,5 mm C9 = 100n, cerámico, RM 5 mm

Condensadores:

Semiconductores:

Semiconductores:

D1 = LED, rojo D2 = 1N4001 IC1 = PIC16F676-20I/P (programado, disponible en el n.º 070821-41) IC2 = 7805 IC3 = ACS750SCA-050 IC4 = MAX232 (DIP16)

Además:

K1 = Miniconector DIN, 6 pines, para montaje en placa K4, K5, K6 = conector plano 2 tornillos M3 con tuercas F1 = minifusible 1 A F, soldable S1 = conmutador, unipolar Minicable DIN con conectores de 6 pines para la conexión de los módulos X1 = Cristal de cuarzo 20 MHz de resonancia en paralelo Placa de circuito impreso 070821-1, disponible a través de www.thepcbshop.com

que mejora aún más si cabe la seguridad del funcionamiento. El consumo de corriente del sensor asciende a 20 mA. El indicador necesita, sin retroiluminación, aproximadamente 17 mA. Placa Para cada una de las mitades del circuito se diseñó una placa, de forma que el resultado son dos pequeños módu-

C14 = 220µ/16V, radial, RM 2,5 mm, diámetro 6,3 mm C15...C17,C19...C22 = 100n, cerámico, RM 5 mm C18 = 10µ/25V, radial, RM 2,5 mm C23,C24 = 15p, cerámico, RM 5 mm D3 = 1N4148 T1 = BC337 IC5 = 7805 IC6 = MAX232 (DIP16) IC7 = PIC16F628-20/P (programado, disponible en el n.º 070821-42)

Además:

J1 = puente + acoplamiento de 2 pines S2 = Botón K2 = Miniconector DIN, 6 pines, para montaje en placa K3 = conector múltiple de 6 pines, RM 2,54 mm LCD1 = EA DIP162 DNLED, LCD con 2 x 16 caracteres X1 = Cristal de cuarzo 20 MHz de resonancia en paralelo Placa de circuito impreso 070821-2, disponible a través de www.thepcbshop.com

los acoplables mediante un cable. En el módulo del sensor (ilustración 3) llama especialmente la atención el sensor de corriente como el componente más inusual. En este caso, los circuitos impresos son suficientemente anchos y los conectores planos se unieron a la placa con ayuda de mucho estaño para soldar. Otras características son el minifusible soldable (a la derecha) y el miniconector


5/6/08 23:57:30

DIN de 6 pines para el montaje en placa (a la izquierda). Este tipo de conector permite la utilización de un cable de 6 hilos listo para usar (los pequeños conectores encajan también en los orificios pequeños). Lógicamente, los cables de 4 hilos no encajan en los conectores de 6 pines. Sin embargo, aquellas personas que prefieran otros acoplamientos, no tienen por qué utilizar estos miniconectores DIN. Lo único importante es que, además de la masa, de RxD y de TxD también se disponga de 12 V. En el caso del módulo del indicador, la pantalla se monta directamente sobre la cara de soldadura de la placa (véase la ilustración 4), por lo que al final del proceso tendremos que soldar la pantalla. Para mayor claridad, el pin 1 de la pantalla aparece marcado en el lado de montaje de la placa con la leyenda LCD1 (véase la ilustración 5). Si cumplimos estas normas no deberíamos tener ningún problema. También es importante emplear zócalos para ambos microcontroladores, ya que en ese caso podríamos optimizar, si fuera necesario, la programación. Por

cierto, el software para ambos procesadores está disponible de forma gratuita tanto como código fuente (en MPLAB de Microchip) o como en archivo Flash en el sitio web de Elektor [2]. En la placa de la pantalla se ha implementado un conector de 6 pines (K3) para la programación “in-circuit” del controlador PIC. Funcionamiento Tras la activación a través del S1, la pantalla muestra brevemente lo siguiente: Accu Control WEN May 07 y, a continuación: for reset press switch... 7 con lo que iniciamos la cuenta atrás de siete segundos. A continuación, se muestra el estado actual de la batería, es decir la tensión, la corriente actual y la carga disponible (ilustración 4). Si colocamos el puente J1, con el botón podremos ajustar el punto cero del sensor de corriente en ±10 dígitos. Cada diez segundos se almacena la carga actual en la EEPROM del microcontrolador. La iluminación de la pan-

talla sólo se activará cuando el motor esté encendido o al pulsar brevemente el botón. El autor utiliza, además, un botón impermeable y protegido contra el “vandalismo”. No son fanfarronadas del pescador El pescador bien pertrechado se entrega a su pasión con unas gafas especiales que disponen de un filtro polarizador (para atenuar el reflejo del agua). Por este motivo, es posible que el indicador se vuelva inestable y parpadee. A veces se puede leer perfectamente y a veces desaparece todo. Esto le ocurrió a nuestro autor en su primer viaje de prueba, lo que dio pie al surgimiento de algunas dudas sobre la capacidad de funcionamiento de la electrónica. Hasta que se desveló el secreto: Las pantallas LCD deben su visualización a la luz polarizada y resulta que tenemos unas gafas con filtro polarizador sobre la nariz... (070821)

Enlaces web

[1] www.allegromicro.com/en/Products/ Part_Numbers/0750/ [2] www.elektor.es/070821

Convertidor analógico-digital de 22 bits Por Steffen Graf Cuando no se trata tanto de velocidad sino de precisión, se recomienda echar un vistazo al convertidor analógico-digital de la serie MCP3550 de Microchip [1]. Con éste se puede medir, por ejemplo, con bastante precisión tensiones continuas que cambian lentamente. Con 22 bits, estos chips ofrecen una resolución muy elevada y, con una tensión de funcionamiento de 5 V, precisan menos de 150 µA. Si además utilizamos una tensión de referencia de baja potencia del tipo MAX6520 [2], obtendremos el convertidor analógicodigital económico y aun así preciso que aparece en el esquema con un consumo total de corriente de aproximadamente 0,2 mA, que precisa un número mínimo de componentes y que resulta apto para su conexión en serie a la interfaz SPI de un microcontrolador. En la dirección www.elektor.es está disponible, de forma gratuita, un archivo que contiene



Tipo VCC

IC2 MAX6520

Hendidura (Hz)

FS (Hz)

Res. efect. (bit)

MCP3550-50

50

12,5

21,9

MCP3550-60

60

15

21,9

MCP3551

50 & 60

13,75

21,9

MCP3553

-

60

20,6

C1 100n

VCC

8

1 JP1

VREF

IC1

JP2 3 2

VIN– VIN+

CS

SDO/RDY SCK

MCP3550 4

7 6 5 C2

una propuesta de diseño para la placa de circuito impreso. Existen cuatro modelos de los IC de Microchip. Tal y como muestra la tabla, estos se diferencian en la frecuencia del filtro de hendidura para la supresión del zumbido de la red. En consecuencia, todos ellos tienen unas frecuencias de exploración algo diferentes, de forma que la resolución efectiva también varía ligeramente.

100n

070967 - 11

(070967tse)

Links [1] www.microchip.com/downloads/en/ DeviceDoc/21950c.pdf [2] datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX6520.pdf

117

5/6/08 23:57:30

Giroscopio con LED Por Volker Ludwig (DD0EU) Un giroscopio con LED de uso comercial fabricado en plástico está compuesto por uno o varios LED, recibe la alimentación de dos pilas de botón y se activa a través de un conmutador de fuerza centrífuga. Las versiones más sofisticadas contienen incluso un microcontrolador que permite generar motivos luminosos muy variados, tal y como demostraron las investigaciones llevadas a cabo por el autor. Por motivos pedagógicos y ecológicos, el hecho de que el cambio de pilas en este tipo de giroscopios prefabricados casi nunca se pueda hacer sin problemas resulta inaceptable. Lo único que ayuda en estos casos es construirlo uno mismo y, así, por lo menos papá saca algo de provecho. Centrémonos primero en la parte exterior. Aquellos ingenieros electrónicos que además sean unos artesanos, tienen la oportunidad de fabricar un giroscopio de madera. Incluso aquellos con alergia a manipular la madera no tendrán problemas, ya que el autor les ayudará a través de la dirección de correo email@ dd0eu.de en la adquisición de giroscopios de madera prefabricados (como en la imagen), que se pueden hacer girar fácilmente gracias a su largo asidero. El circuito de fabricación propia no sólo no necesita un microcontrolador, sino que necesita muy pocos componentes. El truco es que el LED utilizado es un LED Rainbow con una luz muy brillante que contiene un LED RGB y un chip de control para el cambio de color. Normalmente, estos cambios de color son demasiado lentos como para conseguir un efecto bonito cuando los giroscopios giran. El que resulta interesante es el modelo con colores de tran-

118


sición lenta, como los que se utilizan en gran cantidad en lámparas que cambian de color. La transición suave del color se lleva a cabo a través de una modulación de la duración de los impulsos. Justo eso es lo que resulta visible en el giroscopio debido a la alta frecuencia espacial de los

*

ST2

D1

BT1

CR2025 ST1

C1

* ver texto LED luminosos y genera un motivo luminoso estético, tal y como muestra el ejemplo fotografiado por el autor. El circuito se compone únicamente de un LED de muestreo cromático de este tipo y

una pila de botón de 3 V. Lo que por supuesto no puede faltar es un conmutador de fuerza centrífuga para que el juguete no caiga en las manos del niño que recibe el regalo con las pilas ya agotadas. Para facilitar aún más la imitación el autor ha desarrollado una placa para el circuito en la que, tras montar todos los elementos, practicará un orificio central para introducirla, invertida, a través del asidero del giroscopio. El diseño de la placa está disponible en la dirección www.elektor.es en forma de archivo. Para que el giroscopio pueda equilibrarse al final del proceso no puede presentar piezas sueltas. Como contacto para el conmutador de fuerza centrífuga sirven los dos terminales de soldadura ST1 y ST2. A un terminal se suelda el muelle helicoidal de un bolígrafo (si es necesario, pruebe con varios). Al extremo del muelle se suelda un trozo de hilo de cobre plateado. El hilo constituirá, junto con el otro termianl, el contacto de un conmutador que se cerrará con la fuerza centrífuga (véase la fotografía). En estado de reposo, el hilo y la espiga presentarán una distancia de contacto de 1 mm. Como almohadilla contacto para la pila de botón debería soldarse sobre la placa una chincheta metálica en el medio de la superficie destinada al soporte de la batería. El equilibrado se lleva a cabo mediante un tornillo M3x10 con tuerca y una arandela de 4 mm que, de esta manera, puede desplazarse ligeramente. En caso de necesidad, se pueden colocar varias tuercas o arandelas. ¡Le deseamos que se lo pase en grande observando los ojos centelleantes de los niños que reciban este regalo! (070916tse)


5/6/08 23:57:37

Iluminación para botellas de vino Por Sebastian Westerhold La electrónica no tiene por qué estar enmarcada siempre en la teoría ni tomarse en todo momento como algo súper serio. Esto nos lo demuestra el autor con su carta en la que nos informa sobre la elaboración de “subgrupos de piezas” realmente especiales. “Mi novia Jessica pertenece a ese tipo de mujeres que seguramente son muy escasas en este planeta. Se interesa por el maravilloso mundo de la electrónica y demuestra tener una gran comprensión por cada segundo que dedico a mis proyectos. En las Navidades de 2006 le regalé un soldador, un pequeño set de herramientas y una infinidad de componentes electrónicos. ¡Una inversión que salió rentable! Rápidamente había construido los primeros circuitos de intermitentes con NE555, 4017 y compañía. En algún momento del otoño del año pasado, Jessica me rogó que le echara un vistazo a su recién construido “circuito”. De camino hacia el sótano me imaginé todo tipo de cosas que me podrían estar esperando en la sala de hobbies. Pero lo que vi, ¡no me lo hubiera imaginado nunca! Una resistencia y un condensador estaban conectados de una forma muy atractiva. Concretamente en forma de dos pendientes que, por supuesto, cumplen los requisitos de la directiva RoHS”. El proyecto que presentamos en esta ocasión también es obra de la novia del autor. La pareja experimentó con botellas de vino que llenaban con agua tintada con diferentes productos químicos.

LED de diferentes colores, sumergidos en el líquido, hacen que las botellas brillen realmente. El colorante “fluoresceínasodio” visible con luz ultravioleta tiene como resultado un brillo verde intenso cuando los LED azules o, mejor aún, los LED ultravioletas se “montan mal”. Si utilizamos también el colorante “rodamina B” visible con luz ultravioleta, obtendremos un color rojo intenso. Tanto la “fluoresceína-sodio” como la “rodamina B” se pueden encargar en cualquier farmacia, pero también están disponibles en Internet a precios muy asequibles. El precio no debería asustarnos, ya que 1

gramo es suficiente para, al menos, 10 botellas. Más espectacular es el juego cromático que se genera al utilizar LED RGB como “genios de la botella”. Incluso los principiantes podrán montar este circuito sobre una placa experimental en cuestión de 30 minutos. El microcontrolador hace que todo resulte más compacto. Como siempre, el software está disponible para su descarga desde el sitio web de Elektor en la dirección www.elektor.es/080076. Se puede obtener un controlador programado con la referemcia 080076-41. (080076)

IC2 7805

C2

100n

100n

10k

R7 C1

8

3

12V

IC1 PB3

PB1

ATtiny45 PB4

PB0

7 6 5

R1

T1

1k

T1...T3 = BC547B

100n

T2

1k R3

4

C3

T3

1k R2

D1

D2

D3

D4

rot

grün

blau

blau

R4

R5

R6 120 Ω

2

PB2

220 Ω

BT1

PB5

200 Ω

1

080076 - 11



119

5/6/08 23:57:40

SimpelProg ISP sencillo para un controlador AVR Por Dr. Thomas Scherer 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

1 2 3 4

270 Ω

6

R2

7

270 Ω

8

R3

9

270 Ω

10

R4

11 12 13

SUB D25

V+

R1

5

270 Ω

K2 MISO 1 SCK

3

RST

5

2

V+

4 MOSI 6

GND

ISP

R5

1k

En Internet circulan multitud de propuestas de montaje para programadores AVR sencillos que pueden utilizarse en el puerto paralelo del ordenador. También en Elektor hemos presentado alguna que otra variante y resulta difícil creerlo, pero algunos de ellos presentan grandes diferencias entre sí. El motivo es que están orientados a diferentes entornos de desarrollo de controladores AVR, algo que en demasiadas ocasiones no se deja realmente claro... El circuito que presentamos en esta ocasión se probó de forma exhaustiva en el marco del proyecto AVR de CC2. Para el autor, una electrónica compuesta únicamente por resistencias no le resultaba suficiente, porque lo que añadió un LED que indica si en ese momento están pasando datos. Una realimentación óptica de este tipo resulta muy útil. En este sentido, esta vez se trata “únicamente” de la segunda posibilidad más sencilla de que un controlador AVR parpadee.

K1 Printer

LED1 rot 080479 - 11

El montaje es realmente sencillo y se puede realizar en una pequeña placa de circuitos experimental. La conexión con los puertos paralelos del ordenador se lleva a cabo a través de un cable plano que en un extremo presenta un conector Sub-D de 25 pines y, en el otro, un conector de patillas de 26 pines. El cable de programación ISP de 6 pines

se introduce en un conector adecuado y se fija a la placa experimental. Dado que los conectores de 6 pines son difíciles de conseguir, en el modelo que aparece en la ilustración se ha utilizado un conector de 10 pines del que sólo hemos utilizado los 6 pines intermedios. El programador es compatible con el STK200/300 de Kanda y, por lo tanto, funciona con todos los programas en los que se puede seleccionar el ST200/300 como programador. Funciona sin problemas con BASCOM [1] y Kanda dispone también de software de programación [2] puro muy bueno y gratuito. Cabe destacar que, en este caso, estamos trabajando con niveles de 5 V. Por lo tanto, el controlador que deseamos programar debería recibir, al menos durante el parpadeo, una tensión de funcionamiento de 5 V. (080479e)

[1] BASCOM: www.mcselec.com [2] www.kanda.com/index. php3?bc=direct&bw=%2Favr-isp-software.html

Portero automático RFID Por Ralf Künstler El proyecto RFID que presentamos en este artículo utiliza un circuito integrado programado para esta aplicación, procedente de una familia de productos denominada SFChip (SF son las siglas de “Special Function”) por su fabricante. El SF6107 [1] es un circuito integrado con la función de receptor para tarjetas RFID con una frecuencia de funcionamiento de 125 kHz. Las tarjetas (tags) para transpondedores adecuadas según el estándar EM-4102 contienen 40 bits de datos y cuestan menos de 2 €. Como equipamiento adicional, el SF6107 necesita, junto con unos cuantos componentes pasivos, dos transistores, una bobina arrollada por nosotros mismos y, dado el caso, un zumbador de corriente continua. Tal y como muestra el esquema de conexiones, el trabajo que precisa un portero automático que, junto con una tarjeta RFID maestra, también puede utilizar hasta un total de veinte tarjetas más.

120


El integrado acciona, a través del pin 3 y de T1, una bobina que, junto con C1, constituye un circuito resonante paralelo. El cable de conexión entre la electrónica y la bobina puede tener una longitud de hasta 80 cm. En una bobina medianamente ajustada, la distancia de lectura para las tarjetas RFID es de aprox. 3 cm. La tensión en la bobina se demodula a través del D2 y llega a la entrada del integrado (pin 6) a través de C3 . Una tarjeta RFID situada cerca de la bobina

absorbe el campo energético generado por la bobina y, a continuación, transmite el código de identificación (ID) almacenado que el receptor comparará con los ID ya almacenados. Si se produce una coincidencia, T2 entrará en estado de conducción y, a través de un relé, activará el imán del portero automático. Al mismo tiempo, a través de su salida en serie (pin 2) transmitirá el ID de la tarjeta reconocida. Para obtener una aviso acústico, también podemos conectar un


5/6/08 23:57:43


+5V RE1

D3

C5 100µ 16V

1N4003

R2 = 2 M (o 2M2) R3 = 68 k R4, R5 = 1 k

Condensadores:

T2

R4 1k

8 1

K1

7

6

BC546

2 3

L1

5

IC1 6

SF6107

4 C2

5

C3

10n R2

4

D2

47n

C1

3 2

33n

1

1N4003

2M BZ1

R3 68k

JP1

T1

1k

BC546 071154 - 11

zumbador piezoeléctrico que indicará mediante un sonido si el circuito integrado reconoce la tarjeta situada en las cercanías de la bobina. Tras un reinicio (ya sea encendiendo o conectando brevemente el pin 1 a masa) el integrado transmitirá a través del pin 2, como mensaje de estado, el número y los códigos de los ID de transpondedor almacenados. En el caso de una tarjeta maestra y dos tarjetas adicionales sería de la siguiente manera: #T3 #R00:CC00154423 #R01:CC00154427 #R02:CC00154434 Cada línea se cierra con “CR” y “LF”. En la primera línea aparece el número de etiqueta. A continuación, siguen los respectivos ID de las tarjetas, comenzando por el ID de la tarjeta maestra. Los ID están compuestos por diez cifras hexadecimales = 40 bits. Si hemos conectado un zumbador al pin 2, esto provocará cierto gorjeo, ya que los datos se

D3 C5

K2

+5V

BZ1

T2 R4

D2



T1

GND

J1

R2

R5

C3

R3

C4

IC1

RE1

C2

K3

Semiconductores:

D2,D3 = 1N4003 T1,T2 = BC546* IC1 = SF6107 (www.sfchip.de)

Además: C4 33n

R5

C1*,C4 = 33 n C2 = 10 n C3 = 47 n C5 = 100 µ/25 V

transmiten a 9.600 baudios (8 bits de datos, sin paridad, 1 bit de parada). Si, en lugar del zumbador piezoeléctrico, conectamos una resistencia pull-down de 10 kΩ, podremos conectar el pin 2 directamente al pin 2 de un conector Sub-D de 9 pines y todo el conjunto, a través de un cable serie, directamente a un ordenador personal. Si, por el contrario, deseamos conectar un microcontrolador sin conversión de nivel, entonces la resistencia de 10 kΩ debería conectarse como resistencia pull-up. Al arrancar, el circuito integrado detecta que debe invertir la polaridad de las señales serie. Si queremos borrar la memoria para realizar una programación nueva, tendremos que hacer lo siguiente: 1. Desconectar el aparato 2. Colocar el JP1 (el pin 5 está conectado a masa) 3. Conectar el aparato 4. Esperar 10 segundos 5. Desconectar el aparato 6. Retirar el JP1 Ahora ya podemos leer o programar una tarjeta maestra (una tarjeta RFID cualquiera). Para ello, colocamos esa tarjeta cerca de la bobina y probamos una segunda vez si el relé se activa al acercar de nuevo a la bobina la tarjeta que anteriormente se había reconocido como maestra. Si es así, entonces el sistema ha reconocido la tarjeta maestra y ha almacenado su ID. Si queremos programar más tarjetas, entonces el integrado se activará en modo “Prog”. Para ello, mantendremos la

J1 = conector de 2 pines con puente BZ1 = zumbador piezoeléctrico K2,K3 = borne de conexión de 3 pines para montaje en placa, RM 5 mm Re1 = relé de 5 V V23057* L1 = Bobina100 µH (30 vueltas 0,5 mm CuL, 55 mm de diámetro* Placa 071154-1 (disponible a través de www. elektor.es y www.thePCBshop.com) * véase el texto

tarjeta maestra durante algo más de un minuto cerca de la bobina. A continuación, durante 20 segundos se podrán almacenar más tarjetas. El modo “Prog” podrá activarse de nuevo más adelante para la “adquisición” de más tarjetas RFID. Además de la tarjeta maestra se pueden almacenar 20 tarjetas más. El montaje se lleva a cabo sobre la placa que muestra la imagen y cuyo diseño se puede descargar del sitio web de Elektor. El consumo de corriente asciende, sin relé, a aproximadamente 16 mA. Si deseamos montar un relé algo más potente, que con una tensión de funcionamiento de 5 V necesita más de 100 mA de corriente de bobina, entonces deberemos cambiar T1 por un BC337. Para lograr un buen reconocimiento y un buen alcance, el circuito resonante paralelo compuesto por una bobina externa y condensador debería ser de una calidad excelente. Las bobinas con hilo de cobre esmaltado de 0,5 mm y un diámetro de entre 50 y 60 mm han demostrado ser muy eficaces. Aunque no tiene por qué ser tan precisa, la frecuencia natural del circuito debería situarse en torno a la frecuencia de funcionamiento de 125 kHz. Para el prototipo utilizamos una bobina con un diámetro de 55 mm y 30 vueltas y una inductividad de 100 µH. Con condensadores paralelos (C1) de entre 47 y 14 nF, lo que tiene como resultado frecuencias naturales de 71 a 133 kHz, obtuvimos una lectura de las tarjetas RFID. No podemos olvidarnos de determinar la frecuencia natural y la calidad

121

5/6/08 23:57:44

con el osciloscopio: con un voltímetro digital convencional podemos medir la tensión en el condensador C4 (= cátodo de D2). Ahora podemos probar diferentes valores para el C1 para lograr una tensión lo más alta posi-

ble. Cuanto más alta, mejor. Con la capacidad adecuada debería ser posible alcanzar tensiones superiores a los 8 V. Una vez realizada la medición, tras la programación de los ID de las tarjetas

podemos comprobar una vez más con qué valor de C1 logramos el máximo alcance. (071154tse)

[1] Ficha de datos del SF6107: www.smatronic.mine. nu/download/SF6107.pdf

Medidor de pitch para helicópteros de radio control Por Hanspeter Povel

1

+5V R2

470 Ω

2k7

En el mundo de los helicópteros, el término “pitch” equivale al ángulo ataque (la inclinación) de las palas del rotor. Precisamente en el caso de los helicópteros de radio control este ángulo tiene una importancia clave en el comportamiento de vuelo. Los valores típicos para los vuelos de planeo oscilan entre los -3 y +10 grados. La medición y el ajuste del ángulo de las palas del rotor se pueden realizar aplicando varios métodos. De esta manera, podremos orientar horizontalmente la varilla de las paddel (el término “paddel” hace referencia, por su aspecto, a las pequeñas palas auxiliares del rotor situadas debajo del rotor principal) con ayuda de un nivel y determinar el ángulo de inclinación con un transportador de ángulos con plomo fijado a la pala del rotor. Para que esto funcione, el eje del rotor debe mantenerse lo más perpendicular posible y las palas del rotor lo más horizontales posible. Como en muchas otras ocasiones, un dispositivo electrónico simplifica considerablemente estos pasos.

R3

LED1

122


C2

10µ 16V

100n

SCK MISO MOSI

IC1 S1 6 4 2

1 2

5

3

1

5

3

14 VCC

S2 6 4 2

3

1

4

SS1

5 SS2

6 7 8 10 11 12

P0.0/RXD

P0.4/SPI-SS/LCD-ON

IIC-SCL/P0.1

P0.5/SPI-MOSI/LCD-RS

IIC-SDA/P0.2

P0.6/SPI-MISO/LCD-R/W

SPI-DRDY/P0.3

P0.7/SPI-SCK/LCD-E

LCD-DB0/P1.0

P1.1/LCD-DB1

LCD-DB2/P1.2

P1.3/LCD-DB3

LCD-DB4/P1.4

P1.5/LCD-DB5

LCD-DB6/P1.6

P1.7/LCD-DB7

PullToGND VREG POWER

D+

IO-Warrior 24

D– NC

24 23 22 21 20 19 18

K1

17

1

16

D+

2

15

D–

3

13

+5V D– D+

4

GND

MINI-USB

GND 9

R1 1k3

080101 - 11

2

MOSI_1

100 Ω R1 100 Ω

6

4

2

S1 5

3

1

C1

C2

C3

C4

100n

4µ7 16V

100n

4µ7 16V

R3

R4 100 Ω

MOSI_2

12 4 1 7 3

En su búsqueda del circuito integrado adecuado, el autor descubrió el SCA100T de VTI Technologies [1]. Se trata de un sistema micromecánico que mide el ángulo de dos ejes. El modelo SCA100T –D01 ofrece, en el rango de ±30 °, una resolución de 0,0025 °. Estos sensores de ángulo pueden leerse de forma digital a través de una interfaz SPI. Para poder utilizar un ordenador personal o un portátil para la visualización del ángulo medido aún necesitamos la interfaz correcta. Esto resulta muy sencillo con un convertidor USB/SPI prefabricado como el IO-Warrior-24 de Code Mercenaries [2]. Tal y como muestra el circuito de la ilustración 1, este integrado puede controlar al mismo tiempo dos interfaces SPI y, además, activar un LED para la visualización de la disponibilidad operativa. El circuito que muestra

C1

10

MOSI SCK

IC1

CX X

CSB

Y

MISO

CY

SCA100T STX

STY

5

100 Ω 6

4

2

S2

8 9

100 Ω

12 4 1 7 3

5

3

1

R8 100 Ω

10

MOSI SCK

IC2

CX X

CSB

Y

MISO

CY

SCA100T STX

STY

2 11 5 8 9

R6

R2 MISO_1

100 Ω R5

2 11

R7

6

MISO_2

GND1

100 Ω

6

GND2 080101 - 12

3

4


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la ilustración 2 muestra dos transportadores de ángulos idénticos adecuados con una interfaz SPI. En la ilustración 3 podemos observar el montaje acabado de los módulos. Un sensor de ángulo está atornillado con una guía negra (para su sujeción) a una pala del rotor. El otro sensor de ángulo con la base gris se fi jará a la varilla de las paddel. La ilustración 4 muestra cómo se sujeta el aparato listo para medir al helicóptero de radio control. Por último, un dispositivo de medición de este tipo necesita, por supuesto, el correspondiente software para funcio-

nar. Gracias al IO-Warrior resulta algo más sencillo, por lo menos en lo que respecta a la respuesta del hardware, dado que en el sitio web de Code Mercenaries existen archivos .dll adecuados que hacen posible la lectura de los datos con C++ o Visual Basic. El autor se ha decidido por éste último, ya que Microsoft ofrece sistemas de desarrollo adecuados de forma gratuita. Con ellos ha escrito un pequeño programa VB que muestra en una ventana el ángulo medido redondeado a 0,1º. Lo que se mide es el ángulo de la varilla de las paddel y de la pala del rotor. La diferencia entre ambos constituye el verdadero ángulo de inclinación. Dado

que se trata de sensores de dos ejes, el valor menos importante se muestra en tamaño más reducido. Estos valores ofrecen información sobre la orientación horizontal del aeromodelo y deberían ser inferiores a 10º. Dependiendo del montaje, podremos modificar el signo con tan sólo hacer clic en el símbolo “+/-”. El software VB puede descargarse de forma gratuita desde el sitio web de Elektor. (080101tse)

[1] www.vti.fi/en/products-solutions/product-finder/ search/motion.html [2] www.codemercs.com

Toma de corriente con control remoto y retroalimentación Por Jens Nickel Al comprar una lámpara en unos grandes almacenes, el autor descubrió un conjunto de tres tomas de corriente accionadas por control remoto y mando a distancia por tan sólo 7,95 €. Aplicando la máxima (que muchos lectores también hacen suya) “seguro que lo puedo utilizar para algo”, el conjunto de tomas de corriente y mando a distancia acabó en el carrito de la compra. De vuelta a casa, a este físico experimental se le ocurrieron varias aplicaciones, aunque muchas de ellas pertenecían claramente a la categoría de “trabajo por diversión”. Una cosa estaba clara: Para aplicaciones “semi-críticas”, tales como el ajuste de todo tipo de posibles alarmas o el precalentamiento de un garaje para hobbies aún por construir, a las tomas de corriente les faltaba una característica fundamental. Aunque el pequeño LED del mando a distancia mostraba, efectivamente, que los botones de encendido y apagado (aún) funcionaban, éste carecía de información sobre si la toma de corriente había recibido y ejecutado de forma correcta la señal. Sin embargo, de repente el autor se acordó de uno de los primeros proyectos en los que había trabajado como recién estrenado redactor de Elektor. En 2005, Peter Verhoosel, un empleado de laboratorio de Elektor que ya se encuentra en su bien merecida fase de jubilado,



redactó un interesante artículo sobre remodelación de un temporizador por control remoto. Su mando a distancia se modificó con algo de electrónica para que las tomas de corriente pudieran activarse y desactivarse en función de un temporizador [1]. A esta primar idea le siguió otro viaje al centro comercial, otra inversión de 7,95 € y, a continuación, comenzaron los experimentos. Con los puntos (de servicio) correspondientes, el autor pudo abrir las tomas de corriente por control remoto sin provocar ningún destrozo, lo que le brindó unas vistas muy interesantes. Sin embargo, la idea también se puede llevar a la práctica sin necesidad de realizar una intervención tan crítica en términos de seguridad, de forma similar a lo descrito en [1]. La toma de corriente accionada por control remoto, que ha de activar la aplicación “crítica” se equipa simplemente con una regleta. En uno de las tomas se conectará el enchufe del aparato que se desea activar, en otra un adaptador de corriente de uso comercial que, en la mayoría de los casos, debería suministrar 12 V. Ahora es el turno del segundo conjunto de tomas de corriente por control remoto, cuyo mando a distancia se ha de modificar un poquito. A los contactos del compartimento de las pilas se sueldan dos conducciones y una hembrilla correspondiente, de forma que el adaptador pueda asumir el suministro de

corriente. Uno de los botones de encendido del mando a distancia se sustituye por un pequeño conmutador. Atención: Si se tiene mala suerte, el segundo conjunto de tomas de corriente emite a través de los mismos canales que el primero (en la mayoría de los casos esto viene preconfi gurado). En tal caso, la aparato en cuestión debería encenderse con el “botón 1”, mientras que el “botón 2” del segundo conjunto se utilizará para la activación de la retroalimentación. El resto resulta fácil de imaginar: La toma de corriente por control remoto adecuada del segundo conjunto debería mostrar que la toma de corriente por control remoto del primer conjunto “ha comprendido”. Para ello, la toma de corriente de la señal podría dotarse, por ejemplo, con un LED o un dispositivo similar. Al activar la toma de corriente (siempre que sea necesario) y cambiar el conmutador del mando a distancia que emite la retroalimentación, todo el conjunto se “ajusta”. Y ¡hurra!: ¡funciona! Pulsamos el botón de encendido del mando a distancia de la primera toma de corriente no sólo enciende la aplicación, sino que activa también el mando a distancia de la segunda toma de corriente. La segunda toma de corriente emite la señal de retroalimentación indicando que la primera se ha activado realmente. (080500)

[1] www.elektor.de/050173

123

5/6/08 23:57:48

Adaptadores de corriente Incluso la técnica informática es sólo tan buena como su alimentación... Por Dr. Thomas Sherer En estos días ha vuelto a quedar claramente de manifiesto lo que Elektor ya había anunciado a voz en grito a los ingenieros electrónicos del mundo hace 33 años en la portada de la edición de marzo de 1975: un aparato es tan bueno como lo es su alimentación. Pero vayamos por partes. El parentesco

Hace aproximadamente 14 días, la prima de mi mujer me llamó por teléfono para pedirme ayuda. De repente, Tina “no podía acceder a Internet“. Dado que yo había sido el encargado de configurar hace años el acceso a “Internet“, me acordaba bastante bien de la constelación de aparatos: un router con un punto de acceso a través de Ethernet que facilitaba el acceso vía WLAN a diversos portátiles. Por lo menos hasta la fecha. A petición mía, Tina se desplazó teléfono en mano hasta el punto de acceso y miró si de vez en cuando se encendían algunas lucecitas. Ahí no se encendía nada. Y el enchufe (el adaptador de corriente) estaba conectado al enchufe de la pared, tal y como se me aseguraba, y por lo visto el enchufe tenía corriente. Un diagnóstico a distancia resultaba complicado, ya que podía ser que la fuente de alimentación estuviera defectuosa o el propio aparato, o ambas cosas. Así que Tina, junto con su marido, el punto de acceso y la fuente de alimentación se pasaron por mi casa. Probé la fuente de alimentación: 0 V a la salida. No encontré ningún adaptador de corriente de 5 V y 2 A en mis cajones, así que conecté el aparato a mi adaptador de corriente de laboratorio. Como era de esperar, la lectura arrojaba 1,1 A y 5 V y arrancaba, lo que podía apreciarse en los diversos LED del aparato. Y mi portátil se pudo conectar de forma inmediata con el punto de acceso. Estaba claro: fuente de alimentación rota – punto de acceso en buen estado. La fuente de alimentación estaba sellada y, por lo tanto, una reparación no merecía la pena. Busqué en Internet tres fuentes de alimentación adecuadas, anoté sus marcas y envié a Tina y a su marido al almacén de electrónica más cercano (¡vivimos

124


en una gran ciudad!) para que compraran las pieza de repuesto. Final feliz, casi todo en orden: naturalmente tuve que ir hasta la casa de Tina, donde nos dimos cuenta de que con las prisas habíamos extraído más de cables Ethernet de los que luego habíamos vuelto a introducir. Dos semanas después

¿Qué se suele hacer el domingo por la tarde sobre las 22:00 horas cuando uno no tiene otra cosa mejor a que dedicar su tiempo? Efectivamente: se navega por aquí y por allá en Internet y se lee el foro de Elektor. Por el rabillo del ojo izquierdo me di cuenta de que en mi programa de correo junto a las distintas

cuentas de correo electrónico aparecían unos símbolos muy feos, indicando que durante la última petición no se había podido establecer conexión con los servidores de correo. ¡Ajá! Hice clic en la opción “Recibir“, pero esto no mejoró la situación y después de hacer clic sobre un indicador en el navegador me di cuenta de que tampoco aquí había conexión a Internet. Búsqueda de fallos

¿Qué ha ocurrido? ¿Una avería? ¿Se había “caído” el router? Al hacer clic en el icono con la dirección del router quedó claro que la cosa era grave: aquí tampoco había acceso.


5/6/08 23:57:50

Mi mirada expectante se detuvo en un primer momento en el hub Gbit de 8 puertos situado detrás del monitor: El LED de encendido estaba iluminado, pero sin embargo ninguno de los muchos LED de los puertos lo estaba. ¿Se había caído? Desconecto el adaptador de corriente –espero un momento– vuelvo a conectarlo. De nuevo, sólo el LED de encendido estaba iluminado. Lamentablemente, ese no era el fallo. Sólo quedaba una cosa, desconectar todos los cables y llevarme el hub a la mesa de trabajo de mi laboratorio casero, para abrir el aparato y desmontarlo. La fuente de alimentación, como en el caso de Tina, no podía haber sido, ya que el LED de encendido se iluminaba. Sin embargo, para asegurarme volví a medir la tensión en la salida. En lugar de los 7,5 V necesarios sólo se registraban 7,39 V, es decir, aún dentro de los límites. Para asegurarme aún más, regulé el adaptador de corriente a 9 V y probé de nuevo con él. Otra vez se volvió a iluminar únicamente en LED de encendido. Tampoco en la placa desmontada pude ver ningún componente defectuoso, aunque sí dos reguladores conectados. Uno

registraba 3,32 V (la tensión típica). Sin embargo, el otro sólo alcanzaba 1,18 V, algo que me pareció realmente poco para los chips de la placa. Así que conecté el chisme a mi fuente de alimentación del laboratorio, fijé 7,5 V, limité la corriente a 1 A y lo encendí. ¡Sorpresa! El hub arrancó y los LED se encendieron, tal y como tenían que hacerlo. Entonces, ¿sí que era la fuente de alimentación? Adaptador de corriente

El adaptador de corriente era un modelo conmutado con una tensión de salida regulable que desde hacía tres años había estado funcionando sin quejarse. Sin la carcasa y con algo de esfuerzo se podía ver que el condensador electrolítico de salida presentaba una cubierta algo abombada. Su color ligeramente oscurecido daba más fuerza a la sospecha de que el electrolito se había “salido“. La imagen muestra la placa con el nuevo condensador electrolítico y el causante de todos los males, defectuoso, al lado (flecha roja). Si observamos al culpable con más detenimiento, podemos

ver perfectamente la ligera curvatura de la parte superior (aluminio). En la parte inferior, la junta de goma se ha levantado de tal manera que el condensador electrolítico podía mostrar muy poco de sus pies. Por eso, la fuente era capaz de suministrar, a pesar del condensador electrolítico defectuoso, casi la tensión de salida nominal y, entonces, ¿por qué se empeñaba el hub en no funcionar? En el lateral, el condensador electrolítico presentaba la siguiente inscripción: “1000µF 25V“. La medición realizada demostró que de ese valor sólo quedaban 65,4 µF. Es decir, no estaba roto del todo, sino sólo al 93,46%. La capacidad restante, el 6,54%, no era suficiente para suministrar la corriente necesaria (impulsos) al hub en el momento del arranque. La tensión se desplomó y el hub se quedó colgado. Sin embargo, la potencia de salida era más que suficiente para el LED de encendido. Un aparato es tan bueno como su alimentación lo es, y una fuente de alimentación es sólo tan buena como lo es su condensador electrolítico... (080077-I) Publicidad

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Este libro (en ingles) práctico cubre una serie de excitantes y divertidos proyectos con microcontroladores PIC. Podemos construir más de 50 proyectos para nuestro propio uso. Las explicaciones claras, los esquemas eléctricos y las imágenes de cada proyecto de forma ordenada, hacen que sea una actividad divertida. La información técnica de fondo de cada proyecto explica por qué el proyecto ha sido configurado de esta manera, incluyendo su uso y sus hojas de características. Incluso después de haber construido todos los proyectos, este libro no servirá como una guía de referencia muy válida a mantener cerca de nuestro PC. 446 pages • ISBN 978-0-905705-70-5 • 37,50 �

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125

5/6/08 23:57:50

Eliminador de standby USB Por Wim Abuys Al conectar y desconectar el ordenador, a menudo también se deben conectar o desconectar todo tipo de periféricos (impresoras, el monitor, etc.). Si utilizamos la corriente de 5 V de una salida USB del ordenador se pueden conmutar todos los periféricos de forma sencilla. Este principio también se puede aplicar a otros aparatos con una salida USB (como los televisores y las radios modernos). Este eliminador de standby USB (USB standby killer) se puede crear con sólo 5 componentes. La corriente del puerto USB se ocupa de activar el optoacoplador que controla el triac (MOC3043) con detección de cruce por cero. Cuando correponde activa un triac del tipo BT136. El circuito mostrado es utilizado por el autor para conectar potencias de hasta 150 W aproximadamente y aquí lleva un fusible de 1 A. No obstante, el circuito puede soportar potencias muy superiores. En ese caso y/o con cargas muy

R1

R2

IC1

680 Ω

K1

1

1

+5V

F1

180 Ω 1A

6

230V

2

D–

TRI1

3

D+

MT2

4

GND

2

USB -A

4

G

MOC3043

MT1

BT136 230V

MOC3043

BT136

1

6

2

5

3

4

MT2

MT1

G

080259 - 11

MT2

inductivas se necesita la llamada red «snubber» a la salida. También se debe adecuar el valor del fusible. El circuito se puede montar fácilmente en una caja de conexiones de red. Para ello,

procure que haya un aislamiento seguro entre la parte USB y la de tensión de la red (véase la página de seguridad publicada regularmente en esta revista). (080259)

Sencillo detector táctil de un hilo Por Lars Näs

126


Placa de metal R3 220 Ω

14

IC1 7

10M

R1

R2

D1

IC1.A 1

10M

Este sencillo circuito puede ser utilizado para activar cualquier cosa que deseemos, por ejemplo, conectándolo a un microcontrolador, a un relé, a una alarma secreta, en aplicaciones para robots o tan sólo para encender un diodo LED que se enciende en cuanto tocamos la lámina metálica. El circuito está formado por el divisor de tensión R1 y R2, una puerta inversora “Trigger Schmitt” de un circuito integrado 40106, un pequeño condensador, que mantiene alejadas las señales fuertes de RF y un diodo LED con una resistencia R3 para limitar su corriente. La placa metálica está conectada al punto PAD1 a través de un único hilo. Las resistencias R1 y R2 forman un divisor de tensión. Como la corriente proveniente de nuestro cuerpo es muy pequeña, se entiende que R2 sea de un valor elevado como el de 10 Megohm para conseguir maximizar la tensión

VCC

1

2

C1 10p

IC1 = 40106 080057 - 11

en los extremos de R2, de modo que dicha tensión pueda ser detectada en el terminal 1 de entrada de la puerta IC1.A. La resistencia R1 ha sido añadida para evitar que la energía de las descargas electrostáticas (ESD) pueda dañar la entrada de la puerta inversora. Una ESD puede ocurrir cuando estamos cargados con una cierta can-

tidad de energía electrostática provocada al andar sobre el parquet con zapatos de suela de caucho. Podemos incrementar la sensibilidad del detector realizando experimentos con valores más bajos para R1, tales como 1 kΩ, y un tamaño de la placa metálica más pequeño. El valor de la resistencia R3 de “pull-up” se calcula para que la corriente a través del diodo LED1 esté por debajo de su valor máximo en continua. Los modelos más habituales de diodos LED tienen este valor en 20 mA. El circuito sigue funcionando si retiramos el diodo LED1 y dejamos la resistencia de “pull-up” R3 conectada al terminal 2 de salida y conectamos una entrada de un microcontrolador directamente a este terminal 2. Sin embargo, deberemos verifi car que el microcontrolador tiene una débil resistencia de “pull-up” (por ejemplo, a +V DD) en su línea del puerto. (080057-I)


5/6/08 23:57:51

noticias


Fuentes de alimentación ATX industriales de 180 a 300 W

Las nuevas unidades de la serie ZWX se presentan con tres años de garantía Lambda anuncia la serie ZWX de fuentes de alimentación de conmutación ‘open frame’ ATX con salida múltiple que ha sido diseñada para aplicaciones de informática industrial, como servidores, ordenadores y equipos de emisión. La serie ZWX se compone de tres unidades (ZWX180, ZWX240 y ZWX300) que son ideales para aplicaciones que requieran ventilación por con-

vección y estén promediadas a 90, 120 y 150 W, respectivamente. No obstante, con ventilación forzada a 0.85 m³ / min (300 cfm), los picos de ratio de potencia pueden alcanzar los 180, 240 y 300 W, respectivamente. Las fuentes de alimentación ZWX de Lambda ofrecen los cinco voltajes estándares necesarios para ordenadores industriales high-end, incluyendo +3.3, +5, +12, -12 y +5 V (standby). Además, la unidad ZWS300 incluye una sexta salida +12 V para soportar periféricos adicionales. Estos nuevos modelos, que no necesitan carga mínima en las salidas, poseen una eficiencia típica de hasta el 84%, superior a la de cualquier fuente de alimentación ATX del mercado.

Computer Vision Principios y Práctica

Todas las unidades aceptan un amplio rango de entrada de 85 a 264 VAC y de 47 a 63 Hz. La nueva serie cumple la especificación ATX SFX de 12 V para ordenadores, al mismo tiempo que ofrece elevada fiabilidad para equipos industriales y profesionales. A diferencia de otras fuentes de alimentación ATX usadas en aplicaciones de consumo, las unidades ZWX sólo miden 36 mm de altura y, por lo tanto, se pueden montar en cierres 1U. Además, al no integrar ventiladores, dotan de la máxima flexibilidad al diseñador de sistema en la distribución y los planes de ventilación. El amplio rango de temperatura se sitúa entre -10 y +70 °C, con operación de carga del 100% a +50 °C, y las características se completan con corrección de factor de potencia, control remoto on / off y protección ante elevación de corriente y tensión.

Todas las fuentes de alimentación de la serie ZWS tienen una resistencia de aislamiento (salida a tierra a 500 VDC) de unos 100 MΩ a +25 °C y 70% de humedad relativa y cumplen los estándares de inmunidad EN61000-4-2, -3, -4, -5, -6, -8 y -11 y EMI EN55011 / EN5 5022-B Clase B. La corriente de fuga es inferior a 750 µA. Con una garantía de tres años, la serie ZWX también posee las aprobaciones UL / CSA / EN60950-1 y EN50178 (OV II) y se presenta con el marcado CE. Los arneses de cableado con conectores estándares de PC se encuentran disponibles de forma separada. Para más información: LAMBDA, S.A.S. E-mail: spain.lambda@ lambda-europe.com Web: www.lambda-europe.com

La visión por ordenador es probablemente la rama más interesante del procesamiento de imagen, y el número de aplicaciones en robótica, tecnología de automatización y control de calidad crece constantemente. Desafortunadamente, entrar en este área de investigación, todavía, no es tan sencillo. Aquellos que están interesados en ello, deben pasar primero por varios libros, publicaciones y librerías de software. Con este libro (en inglés), sin embargo, los primeros pasos son fáciles. Los contenidos teóricos son perfectamente entendibles y están complementados por muchos ejemplos prácticos. Entre otros temas, los siguientes se tratan en las secciones fundamentales del libro: Iluminación, óptica, tecnología de cámaras, estándares de transferencia y visión estereoscópica. La sección práctica facilita la aplicación eficiente de algoritmos, seguidos de muchas aplicaciones interesantes. 320 pages • ISBN 978-0-905705-71-2 • 42,50 �

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6/6/08 00:00:22


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Nuevos switches para control Gen 2 Estas soluciones de baja poten- selección y funcionalidad de conSoftware de desarrollo gratuito para microcontroladores AVR de 32 bit cia, pequeño encapsulado y ca- mutación PCIe con las novedosas especificaciones dispositivo racterísticas refuerzanmodelo Eclipse™,del haciendo El AVR32 Studio exclusivas ofrece soporte Para más información: Gen 2, incluyendo configuraciola expansión de PCI Express en para todos los productos y posible la incorporación de Anatronic S.A. nes flexibles de puerto (X1, X2, los mercados de telecomunica-numerosos plug-ins para ampliar herramientas ® X4 y X8), requerimientos de baja Tel: +34 913660159 ciones y redes Características Corporation, empresa la funcionalidad. Atmel sistemas de acontrol representada en España porem-como potencia (inferior 1.1 W),de míPLX Technology, Inc., ‘bug traking’ listas Anatronic, S.A., anuncia el versión, nima latencia (140 ns),ypequeño presa representada en España acción se (15 pueden añadir software AVR®32 Studio x 15 mm), aispor Anatronic, S.A., que, anunciade encapsulado mediante plug-ins de terceras pudiendo operar con toda la su nueva familia de de próxima lamiento de reloj de amplío esque dominios ayuda ade cadena de herramientas pectro que lo soporta generación de switchespara PCI Ex-compañías, el desarrollo de código de las mantener los objetivos de sus press (PCIe) que está destinada reloj dual y dos canales virtuales familias de microcontroladores proyectos, eliminar errores en a ofrecer conectividad Gen2 en (VC) por puerto para garantizar tos simultáneos a dos puertos) y AVR32 AP7 y UC3, se integra el código y reducir el tiempo de calidad servicio (QoS). Todas Asignación de Buffer Dinámico aplicaciones de control de altollegada al de mercado. con el AVR32 GNU e incluye características elemen- (incremento de rendimiento). beneficiándose software, que se son encuentra GCCrendimiento, para aplicaciones de deEsteestas tos críticos para lograr una co- Los switches Gen 2 ofrecen una las magníficas prestaciones de disponible gratuitamente construcción. PCIe exitosa en el pla- suite de diagnóstico de depurala familia de Gen 1. en nectividad www.atmel.com, detecta El Entorno dechipDesarrollo de control. actualizaciones Además, los swit- ción visionPAK con instrumentos La nueva gama de switches descarga Integrado AVR32 Studio posee dey no soporte un editor deGen código fuente con y ches PLX Genpara 2 (5 GTnuevos / s) son integrados de hardware y softcontrol 2 PCIe ExpressLaherramientas. gestión dede sintaxis soporte para compatiblesyen backward con el ware, como medición SerDes, ne™ PLX® yincluye tres chips:componentes GNU tool-chain para escribir depurar aplicaciones PCIe Gen 1 (2.5 Mb el / s) generación de paquetes, evaPEXy8618 (16 lanes y 16 puer-El estándar AVR32 también está disponible stand-alone y Linux. Puede tos), PEX 8614 (12 lanes y 12 para beneficiarse de esta tecno- luación de error y otras funciowww.atmel.com, junto con controlar completamente de mayor rendimiento. nes exclusivas para que diseñapuertos) y PEX 8608 (8 con lanes yen logía todas las herramientas de una versión Linux con puerto 8 puertos), todos ellos con con- Los elementos innovadores per- dores de sistema y fabricantes desarrollo, como la tarjeta 2.6.18. También existe un figuraciones especificadas por formancePAK™ integrados en aceleren la llegada de producSTK®1000, los kits de evaluación instalador Windows con AVR32 caday GNU switchtool-chain. poseen caracterís- tos al mercado. diseñadores de teleco-Studio EVK1100 / 1101,líderes el emulador ticas Read Pacing™ (asignación Las funciones performancePAK mkII municaciones JTAGICE y y redes. kit AVR32 ConGateway. estos tres nuevos dispositi- de ancho de banda inteligen- y visionPAK son soportadas por Network vos, PLX afianza su liderazgo El AVR32 Studio se basa en el en te), Dual Cast™ (envío de da- los kits más avanzados de de-

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sarrollo de software y hardware (SDK / RDK). Esta combinación respalda todos los switches Gen 2 y acelera los diseños del cliente al fusionar silicio de test con una utilidad GUI para gestión de chip, programación EEPROM, monitorización de rendimiento y otras herramientas. Para más información: Anatronic S.A. Tel: +34 913660159 Fax: +34 913655095 E-mail: [email protected] Web: http://www. anatronic.com

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03/2008 - elektor, electronics worldwide


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PRÓXIMO NÚMERO

INFORMACIÓN Y MERCADO

Estación de control DCC DCC (Digital Command Control) es un estándar abierto para el control de sistemas de modelismo ferroviario cada vez más popular. En la edición de septiembre de 2008 describimos un sistema de control DCC de construcción “casera” basado en la placa ARMee de Elektor (2005) ampliada con una placa E/S dedicada. El proyecto es compatible con distintos programas de control de trenes DCC y la combinación de software y hardware permite el control de una gran maqueta de tren.

Adaptador USB-CAN Este adaptador USB a CAN está basado en el microcontrolador de 16 bits MB90F532 con 128 kBytes de memoria Flash y 4 kB de RAM. El controlador es accesible a través de un software open-source que se puede ampliar al gusto de cada uno mediante plugins. El software es válido tanto para Windows como para Linux. El controlador USB es el ya familiar FT232 de FDTI. Los datos CAN pueden leerse del adaptador utilizando Tiny-CAN View u otros programas CAN como CANopen Device Monitor o CAN-Report.

Curso de BASCOM-AVR Este curso es el punto de partida perfecto para todo aquel que desee escribir código para micros de la familia ATMega, así como programar estos dispositivos. El curso y el Bascom-AVR te permiten llevar a cabo tus propios proyectos.

Artículos y contenidos de la revista sujetos a modificaciones, por favor consulte www.elektor.es

RECUERDA QUE ESPERAMOS tus ideas, diseños o comentarios, que serán publicados en “Cartas de los lectores” “Como os hemos comentado en las últimas ediciones de Elekto r, en esta nueva etapa queremos hacer una revista más próxima a sus lectores, dejando más espacios abiertos en los que podáis comunicaros con nosotros. Así, en estas páginas publicaremos vuestras dudas e intentaremos responderlas de la forma mas clara y concisa posible. Si quieres hacernos alguna pregunta, o tienes alguna duda que resolver sobre los artículos que hemos publicado, envíanos un correo electrónico a la dirección [email protected]. Te contestaremos y lo publicaremos en estas páginas. ”

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Elektor en la web

¡Visita la web de Elektor España!

Anímate a visitar nuestra web ahora mismo, hay infinidad de novedades y contenido: •Mi Elektor •Productos •Búsqueda mejorada •Artículos •Tienda 7-8/2008 - elektor, electronics worldwide

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•Foro •Preguntas frecuentes •Suscripciones •Noticias 129

7/6/08 11:14:04

Alphasudoku - Cambiar de rompecabezas Creador del puzzle: Claude Ghyselen

Para el número “especial” de este año no os podíamos proponer otro tipo de “sudoku” que aquel al que normalmente no estáis acostumbrados. Así pues, aquí tenéis nuestro Alphasudoku, un híbrido de alphadoku y de sudoku, un modelo con el que, sin duda, nuestros lectores no se han encontrado todavía. ¿Por qué no puedes ser el ganador de un estupendo E-blocks Starter Kit Professional o el de uno de los tres bonos que Elektor pone en juego? Las instrucciones para la resolución de este puzzle son las de un sudoku clásico (con algunas modificaciones). Nuestro Alphasudoku que, para sus casillas de 25 x 25, utiliza las cifras del 1 al 9 + las letras de la A a la P (con la O incluida, y con la ausencia del 0 en las cifras), es de hecho un alphadoku (de 16 x 16) en el que están implicados 9 sudokus clásicos (de 9 x 9) – que utilizan las cifras del 1 al 9. Deberemos rellenar el diagrama de 25 x 25 casillas de modo que todas las cifras del 1 al 9 y las letras de la A a la P sólo sean

D 5 1 I 2 9 H 4 6 9 O M E H B J 7 6 7 P G H N A K 1 8 5 2 3 1 C P G

E G 2 6 8 A L 9 J P K 1 C L B G 8 3 I F P P N 4 A 2 D G I J E H O I A M J 2 F M 5 6 D J A O 3

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I O 9 H F L 2 K 7 B N 4 D J P K G A M A B J E F M B A C N F 5

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K 8 6 C L I M G 6 C 2 3 G 1 E D 3 7 5 1 4 G I 8 5 9 M P N

¿Donde enviar? Enviad vuestra respuesta (las seis cifras de la sección en gris) por correo electrónico, fax o correo ordinario, antes del 1 de septiembre de 2008 a: Elektor International Media Spain, s.l. Apartado de Correos 73 08870 Sitges (Barcelona) Fax: +34 933969358 o por correo electrónico a [email protected] Asunto: hexadoku 7-2008 Se excluye cualquier recurso de este juego, de la misma manera que lo son el personal de Elektor International Media y su familia. (080463-I)

4 1 4 5

C F

1 C

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E O

utilizadas una única vez en cada fila, columna y cuadrado de 5x5 casillas (identificadas por una línea de color). ¡Debemos poner especial atención en respetar los sudokus implicados! Ciertas cifras ya han sido colocadas en el puzzle, definiendo así su situación de partida. Los 9 sudokus han sido dibujados con un fondo de color ocre. La solución de este puzzle os permitirá ganar interesantes premios. Sólo basta con que enviéis la serie de 6 cifras marcadas en color gris. Haremos un sorteo entre las respuestas correctas que nos hayan sido enviadas y el afortunado recibirá un E-blocks Starter Kit Professional de un valor de 365,75 €. Además también sorteamos 3 bonos de Elektor de un valor de 50 € cada uno. ¡Haced trabajar vuestras neuronas!

M A 5 9 3 N 8 2 7 7 E H O N F 3 9 1 8 K

8 9 5 G J L H O D P C 3 6 4 7 O 8 4 N F K

Los ganadores La solución del Hexadoku del número 336 (mayo) es: 36815 El ganador del E-blocks Starter Kit Professional es: JUAN JOSÉ HERNÁNDEZ CASCALES Los 3 bonos de Elektor de un valor de 50 € cada uno van para: PEDRO GAMBÓN MAQUEDA, RICARDO CALVENTE PÉREZ Y ARTURO AZCONA GARCÍA ¡Enhorabuena a los premiados!

P D J B D L F B 6 O I J C 9 A O

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A 2 9 P C H F I 7 K 4

P 1 J M 6 L


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FORMULARIO DE SUSCRIPCIÓN Y FORMA DE PAGO Recorta y envía este cupón o copia del mismo debidamente relleno a: Elektor International Media Spain, S.L. CIF: B64401961 C/ Salavador Olivella, 17 – Local 79 A - 08870 Sitges (Barcelona) (Oferta válida únicamente en españa)

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deseo suscribirme a la revista ELEKTOR, por el período de un año. La suscripción incluye 11 ejemplares (incluido el DOBLE de Julio/Agosto) 11 ejemplares + CD al precio de 67,50E

11 ejemplares al precio de 57,50E

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333_083_Suscrip+Boletin.indd 080463-ES Sudoku.indd 131 83

9/2/08 6/6/08 00:07:12 00:15:09

TIENDA

LIBROS, CD-ROMS, KITS Y MÓDULOS

Pisando Fuerte ¡Un mundo de electrónica en una única tienda!

Principios y Práctica

Computer Vision La visión por ordenador es probablemente la rama más interesante del procesamiento de imagen, y el número de aplicaciones en robótica, tecnología de automatización y control de calidad crece constantemente. Desafortunadamente, entrar en este área de investigación, todavía, no es tan sencillo. Aquellos que están interesados en ello, deben pasar primero por varios libros, publicaciones y librerías de software. Con este libro (en inglés), sin embargo, los primeros pasos son fáciles. Los contenidos teóricos son perfectamente entendibles y están complementados por muchos ejemplos prácticos.

320 pages • ISBN 978-0-905705-71-2 • 42,50 �

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Linux Embebido

Diseña tu propio centro de control con Linux Embebido en un PC

Alarma silenciosa, poetry box, zumbador nocturno y más

PIC Microcontrollers Este libro (en inglés) práctico cubre una serie de excitantes y divertidos Fully elaborated electronics projects proyectos con microcontroladores PIC. Podemos

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construir más de 50 proyectos para nuesThepropio present tenth of the popular tro uso. Lasedition explicaciones claras, ‘30x Circuits’eléctricos series of books once again los esquemas y las imágenes de

Si quieres controlar tu casa, hoy en día tienes muchas posibilidades. Pero este libro no trata sobre

contains a comprehensive varietyhacen of circada proyecto de forma ordenada,

X10, Zigbee, Z-wave o cualquier otro de los muchos sistemas que se puedes adquirir hoy. Este libro

cuits, sub-circuits, tipsdivertida. and tricksLa and deque sea una actividad infor-

(en inglés) trata sobre un sistema hecho por ti mismo con material reciclado. El sistema principal

sign ideas for de electronics. Among many mación técnica fondo de cada proyecto

descrito en el libro reutiliza un antiguo PC, un conjunto de tres enchufes de red radiocontrolados y

other inspiring the following catexplica por qué topics, el proyecto ha sido con-

una cámara web USB, todo ello unido al Linux – que se puede obtener de forma gratuita. El libro

well manera, presentedincluyendo in this book: fiegories guradoare de esta su

te introducirá en los conceptos básicos sobre la instalación del entorno Linux – incluido un entorno

test y&sus measurement; RF (radio);Inclucomuso hojas de características.

de desarrollo software – y cómo podemos utilizarlo como un centro de control. El libro también te

puters andde peripherals; audio todos & video; so después haber construido los

puede guiar a través del necesario proceso de instalación y configuración de un servidor web, que

hobby andeste modelling; microcontrollers; proyectos, libro no servirá como una

será el interfaz con tu centro de control. Todo el software necesario para el centro de control está

home garden; etcetera. guía de&referencia muy válida a mantener

indicado en el libro y estará disponible para su descarga en la página web de Elektor.

cerca de nuestro PC. 432 pages • ISBN 978-0-905705-69-9

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Hasta hace poco, estos “supercomponen-

Un servidor de automatización doméstica

tes” estaban prácticamente reservados a los especialistas de las compañías de alta tecnología. Esto está cambiando ahora, también gracias al módulo FPGA de Elektor. La combinación del módulo con la placa de prototipos es una perfecta introducción a las FPGAs. Las nueves lecciones del curso en CD-ROM son una guía paso a paso al mundo de la tecnología de las FPGA (Field Programmable Gate Array) Los contenidos cubiertos no solo incluyen la lógica digital y los sistemas de bus, también se construye un servidor web basado en FPGA, un multímetro de 4 canales y un controlador USB. El CD contiene también los diseños de las placas de circuito

de bojo coste basado en un microcontro-

SAPS-400

lador Freescale Coldfire de 32-bit. El pro-

(Junio 2008)

abierto y usando el potente sistema de de-

Las fuentes de alimentación conmutadas son famosas por su eficiencia, pero también por la notoria complejidad de su diseño, en comparación con su predecesora la fuente lineal. Con la SAPS-400, ofrecemos un módulo potente y con salidas simétricas ajustables, ideal para amplificadores potentes y ligeros, que requiere una cuarta parte del espacio ocupado por una unidad comparable de diseño convencional.

impreso en formato pdf, un manual de

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yecto ha sido diseñado pensado en código sarrollo Coldfire y el software gratuito CodeWarrior de Freescale. DigiButler activa aparatos eléctricos dentro y alrededor de la casa, aceptando ordenes de encendido y apagado desde un teléfono WAP, a través de una red Ethernet o mediante una página web en una determinada dirección IP y con un acceso completamente seguro. Kit de componentes incluyendo placa de circuito impreso con componentes SMD montados, microcontrolador programado, todos los componentes y el CD-ROM que contiene los dos artículos publicados, la documentación TBLCF, hojas de características, notas de aplicación y el código fuente

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Elektor 2007 El CD-ROM “volumen anual” se encuentra entre los productos más populares de Elektor. Este CD contiene todos los artí-

Elektor International Media Spain, s.l.

culos publicados en la revista Elektor du-

Apartado de Correos 73

rante el año 2007 en formato PDF. En él encontramos los 11 ejemplares com-

08870 Sitges (Barcelona)

(Mayo 2008) Programar una pantalla gráfica es ligeramente más difícil que programar un display de texto. Nuestra placa mini microcontroladora está compuesta por un nuevo modulo display-on-glass y un microcontrolador Renesas M16C de altas prestaciones.

pletos en formato digital tal y como se

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publicaron en la edición impresa. Los

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ensamblada, y el microcontrolador está

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precargado con un intérprete TinyBasic

artículos no están guardados en ficheros independiente, por lo que aparecen dentro de la revista en la que se publicaron, y podemos localizarlos fácilmente en los

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La placa está disponible completamente

para simplificar el desarrollo de aplicaciones gráficas, incluso para novatos.

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Kits y Módulos

Todos los artículos publicados en 2007

Más Información en la nueva página web de Elektor:

133 05-06-2008 12:46:53 6/6/08 00:01:55

LIBROS, CD-ROMS, KITS Y MÓDULOS

Marzo 2008 (Nº 333) Analizador I2C 070600-1 ...... Circuito Impreso .............................................................................. 22,50 070600-41 .... Microcontrolador programado ........................................................ 27,50 Registrador de Datos 070745-1 ...... Circuito Impreso .............................................................................. 22,50 070745-41 .... Microcontrolador programado ........................................................ 27,50 070745-71 .... Kit compuesto por: circuito Impreso, microcontrolador programado y display ......................................... 99,00 ECIO PLC 070786-1 ...... Circuito Impreso .............................................................................. 22,50 070786-71 .... Kit compuesto por: circuito impreso, módulo ECIO y resto de componentes ............................................ 105,00 Febrero 2008 (Nº 332) RGB LED Mood Lighting 070892-1 ...... Placa de circuito impreso ............................................ ver www.elektor.es 070892-2 ...... Placa de circuito impreso ............................................ ver www.elektor.es 070892-3 ...... Placa de circuito impreso ............................................ ver www.elektor.es 070892-41 .... Microcontrolador programado .................................... ver www.elektor.es Luz Ambiente para monitor de PC 070491-1 ...... Placa de circuito impreso ................................................................ 29,95 070491-2 ...... Placa de circuito impreso .................................................................. 6,95 Flash en anillo con LED 070612-41 .... Controlador Pragramado ............................................................... 14,50 070612-81 .... Software en CD-ROM ........................................................................ 7,50 Luz ambiente TV 070487-1 ...... Placa de circuito impreso ................................................................ 29,95 070487-41 .... Microcontrolador programado ........................................................ 17,50 070487-42 .... Microcontrolador programado ........................................................ 14,50 070487-81 .... Software en CD-ROM ....................................................................... 7,50 Explorador CAN 060201-1 ...... Placa de circuito impreso, MCP2515 and MCP2551SN .. ver www.elektor.es 060201-Wx ... Manual de fuentes de Prueba y Error .......................... ver www.elektor.es

1

PIC Microcontrollers

2

Computer Vision

3

Visual Basic for Electronics Engineering Applications

4

Microcontroller Basics

5

309 Circuits

1

Curso FPGA en 9 capítulos

2

Elektor 2007

3

ECD 4

4

Ethernet Toolbox

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USB Toolbox

1

DigiButler

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La Radio por Internet de Elektor

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Abril 2008 (Nº 334) La Radio por Internet de Elektor 071081-71 .... Circuito impreso con SMD montados ............................................. 159,00 ATM18: el proyecto AVR de Elektor y CC² 071035-91 .... Placa, parcialmente montada, módulo controlador ATM18s ............. 9,95 071035-92 .... Placa, parcialmente montada ATM18-Testboard ............................. 37,50 080083-71 .... Placa con SMD montados y todos los componentes ......................... 32,00 Oscilador de Barrido 070951-41 .... Microcontrolador programado ...........................................................7,50

CD-ROMs Libros Books

Mayo 2008 (Nº 335) LCD – 2 hilos 071035-93 .... Placa con SMD montados, todos los componentes y conectores . ...... 29,95 Display Ordenador 070827-91 .... Placa montada en caja .................................................................. 105,00 DigiButler (2) 071102-1 ...... Placa de circuito impreso con SMD pre montados y microcontrolador sin grabar ............................................................ 24,00 071102-71 .... Kit incluyendo: CD-ROM, Placa con SMD premontados, microcontrolador programado ....................................................... 39,00 071102-81 ... Software en CD-ROM ......................................................................... 7,50 Programador Elektor AVRprog 080083-71 ... Placa con SMD montados y todos con cables .................................... 32,00 Contador Tiny 070954-1 ...... Placa de circuito impreso ................................................................. 14,95 070954-41 ... Microcontrolador programado .......................................................... 9,95

Los más vendidos

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Junio 2008 (Nº 336) Precio (€) Serpiente térmica 070122-41 .... PIC18F2550, programado .............................................................. 16,50 SAPS-400 070827-91 .... Placa de circuito impreso, ensamblada y comprobada, montada en un perfil de aluminio en U ........................................................ 199,00 Cable serie USB a TTL 080213-71 .... Cable conversor de USB a TTL.......................................................... 19,95

Kits y Módulos

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