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LA REVISTA INTERNACIONAL DE ELECTRONICA Y ORDENADORES Nº 296 4 €

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1980

19961996EneroFebrero

MarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembre

Diciembre

Todas las revistasdel año 1996 en CD

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Nuestra amiga la BATERÍANuestra amiga la BATERÍACARGADORESCARGADORES– por tipo– por tipo– sobre USB– sobre USB

Controlador de Relé BiestableControlador de Relé Biestable

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RedacciónVIDELEC, S.L.

DirecciónEduardo CorralColaboradoresJose Mª Villoch, Pablo de la Muñoza, Andrés Ferrer,José Muñoz Carmona.

Coordinación EditorialIberoa Espamer, S.L.DirecciónDaniel Ripoll

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Delegación CataluñaAD PRESS, S.L. Director:Isidro Ángel IglesiasPublicidad:Verónica BoadaComte d’Urgell, 165-167, B-1º-3ª 08036 BarcelonaTel.: +34 93 451 89 07 - Fax: +34 93 451 83 23email: [email protected]

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Depósito legal: GU.3-1980ISSN 0211-397X31/Enero/2.005

Reservados todos los derechos de edición.Se prohíbe la reproducción total o parcial del contenido de este número,ya sea por medio electrónico o mecánico de fotocopia, grabación u otrosistema de reproducción, sin la autorización expresa del editor.Las opiniones expresadas a lo largo de los distintos artículos, así como elcontenido de los mismos, son responsabilidad exclusiva de los autores.Así mismo, del contenido de los mensajes publicitarios son responsablesúnicamente los anunciantes.Copyright=1996 Segment BV

Montajes de Proyectos16 Tabla de Cocina : Sorprender al Oído42 Comenzar Aquí:

- Carga de Baterías a Través de USB.

- Atenuador LED de 30 mA.

44 Termómetro de Interior48 Preselector Automático60 Filtros de Supresión de Ruido

Articulos Informativos6 ABC de las Baterías Recargables

32 Controlador de Relé Biestable36 Adiós a la Familia 16’,

¡Bienvenida la PIC18F! (2)50 Termoelementos54 Baterías de Ácido de Plomo Selladas66 PICXEX18 y PICWin870 Acercándonos a su Muerte

Regulares20 Noticias31 Ojeada al próximo número39 EPS53 PCB59 Libros65 Nuevos Libros

Contenido

Nº 296ENERO 2004

6 16

La principal fuerza de empuje para el desarrollo de lasbaterías ha sido el “boom” de los equipos portátilescomo teléfonos móviles, ordenadores portátiles,cámaras de vídeo y reproductores MP3. El resultado:demandas diferentes de clientes con sus tipos debaterías y sus métodos de carga asociados. Por todoesto se impone hacer un repaso general de este tema.

Este mes invitamos a todos los aficionados a la seriede “mesa de cocina” a construir una ilusión acústicaclásica que ha desconcertado a psicólogos yneurólogos durante décadas. Aunque el mini-proyectoque presentamos se construye con un puñado decomponentes baratos, producirá un efecto y unosresultados sorprendentes.

ABC de las BateríasRecargables

Sorprender al Oído

32 60

Aunque los relés biestables tienensignificativas ventajas, su utilidadse limita a aplicaciones específicas,probablemente porque su usopráctico requiere algo más deatención a los detalles del diseñoque los relés clásicos. Sinembargo, esto puede cambiar conla introducción de un controladoren circuito integrado de Quasinil.

En el artículo dividido en trespartes para el amplificador finalClariTy 2 x 300W, no sedescribieron los múltiples filtrosde entrada - salida. En esteartículo remediamos este hecho.Los circuitos que se describenaquí pueden proporcionarexcelentes resultados con otrosdiseños.

70

¿Qué podemos hacer con las toneladasde equipos electrónicos y componentesexcedentes, defectuosos o dañados?Muy pronto los vertederos de basuraya no serán una opción viable. En el2006, la legislación europea sobre elcampo de la electrónica y laelectricidad llegará con toda su fuerza.En Norteamérica, los distintos estadosestán proponiendo leyes para tratar losproblemas relacionados con losdesechos electrónicos. Estas medidasreflejan un problema oculto y creciente.Nos informa Chris Bayliss.

Controlador deRelé Biestable

Filtros deSupresión de Ruido

Acercándonos a su Muerte

ABC DE LAS BATEpor Gert Helles, Maxim Integrated Products Inc., Hadsten, Dinamarca

Nunca, hasta ahora, se habían usado tanto las baterías. En laactualidad, las baterías son cada vez más pequeñas y ligeras,almacenando más y más energía por unidad de volumen. La prin-cipal fuerza que ha impulsado el desarrollo de las baterías hasido el boom de los equipos portátiles como teléfonos móviles,ordenadores portátiles, cámaras de vídeo y reproductores MP3.

elektor6

Fundamentos, trampas y recomendaciones

La introducción general siguiente versa sobre los métodosde carga y las tecnologías de baterías actuales, y tienecomo objetivo llegar a entender mejor el uso de las bate-rías en los dispositivos portátiles. Esta introducción incluyeconocer con más detalle la química de las baterías deníquel – cadmio (NiCd), las de níquel – metal – hidruro(NiMH) y las de Ión – Litio (Li+). Este artículo también des-cribe un producto para la protección de las baterías deIón – Litio de una única célula y las de Litio – Polímero.

Definición de una bateríaLa concepción de una batería como un sistemas de alma-cenamiento de energía supone una definición queincluye también volantes de motor y resortes de tiempo,por ejemplo. Sin embargo, en el contexto de la tecnolo-gía moderna, las baterías se utilizan normalmente enequipos portátiles, en sistemas químicos auto-contenidosque producen energía eléctrica.Las baterías desechables (denominadas no recargables océlulas primarias) proporcionan electricidad a partir deuna reacción química que transforma permanentemente lacélula. Cuando una célula primaria se descarga, quedaen un estado químico permanente e irreversible. Por elcontrario, las baterías recargables, también denominadascélulas secundarias, pueden recargarse mediante un car-gador después de haberse descargado por la aplicacióncorrespondiente. Normalmente la corriente de carga o dedescarga se expresa (en Amperios) como un múltiplo de lacapacidad asociada (llamada la relación C). Por ejemplo,una corriente de descarga de C/10, para una batería eti-quetada con 1 Amperio-hora (1 Ah) equivale a 1 Ah / 10= 100 mA. La capacidad asociada a la célula o a la bate-ría (en Ah o en mAh) es la cantidad de electricidad que sepuede almacenar (producir) cuando está totalmente car-gada bajo las condiciones especificadas. Por todo esto, la

energía total de una batería equivale a su capacidad mul-tiplicada por su tensión, lo que da como resultado unamedida de vatios-hora.

Definición de las prestaciones deuna bateríaTanto la química como el diseño de una célula de unabatería limitan la corriente que ésta puede proporcionar.Excepto los factores prácticos que limitan las prestacio-nes, una batería podría producir una corriente infinita,aunque tan sólo fuese de manera breve. El principalimpedimento para conseguir una corriente infinita es lareacción básica de la química interna del diseño de lacélula y la zona sobre la que tienen lugar dichas reaccio-nes químicas. Algunas células tienen la capacidad inhe-rente de producir altas corriente. Por ejemplo, unapequeña célula de níquel-cadmio produce suficientecorriente para fundir metales e iniciar fuegos, sinembargo, otras baterías sólo pueden producir unapequeña corriente.El efecto neto de todos los factores químicos y mecánicosen una batería puede expresarse como un único factormatemático denominado resistencia interna equivalente.Disminuyendo la resistencia interna se pueden obtenercorrientes más elevadas.Ninguna batería almacena la energía para siempre, demanera inevitable, en la célula se producen reaccionesquímicas que hacen que se degrade lentamente, lo queproduce la degradación también en la carga almace-nada en la batería. La relación de la capacidad de labatería con su peso (o tamaño) se denomina densidad dealmacenamiento de una batería. Una alta densidad dealmacenamiento posibilita el almacenamiento de másenergía en una célula de un tamaño o peso determinado.

La Tabla 1 presenta un listado de la tensión nominal yla densidad de almacenamiento (expresado en vatios-horas por kilogramo de peso, o Wh/kg) para la mayorparte de la química utilizada en el almacenamiento debaterías para ordenadores personales y teléfonos móvi-les. La Tabla 2 contiene una comparación rápida dedatos que permite a los diseñadores elegir el mejor tipode célula para una aplicación en particular (hay quehacer señalar que las células de NiCd pronto estaránprohibidas).

Así pues, ¿por qué no utilizar siempre células secunda-rias si las células primarias y las secundarias tienen elmismo propósito? La respuesta es que las células secun-darias tienen una serie de inconvenientes:– Prácticamente todas las células secundarias pierden su

carga eléctrica relativamente pronto, a través de proce-sos de auto-descarga.

– Las células secundarias deben recargarse antes de usarse.– Las baterías secundarias proporcionan menos energía

ante el mismo volumen y peso.

Carga de las bateríasUna batería recargable nueva o un paquete de baterías(varias baterías en un único paquete) nuevo no es unagarantía de que estén totalmente cargadas. De hecho, lomás seguro es que estén prácticamente descargadas. Porlo tanto, lo primero que tendremos que hacer es cargarla batería o el paquete de baterías, de acuerdo con lasindicaciones del fabricante, que dependerán de la quí-mica específica utilizada.Cada operación de carga sobre la batería aplica unatensión y una corriente en una secuencia que dependede la química interna de la batería. Por todo esto, si nosfijamos en la química interna de la célula de la batería,nos revelará ciertos requerimientos que el cargador utili-zado y el algoritmo de carga deberán cumplir. Los térmi-nos utilizados más comúnmente en el proceso de cargade una batería son los de corriente constante (CC), utili-zados para las células de NiCd y NiMH, y corrienteconstante/tensión constante (CC/CV), aplicado a lascélulas de ión-litio y a las de polímero de litio (ver Figu-ras 1 a 6). La Tabla 3 agrupa las técnicas de cargausadas más frecuentemente hoy día, así como los pará-metros asociados por cada tipo de célula. Los métodosutilizados determinan el momento, muy importante, de"fin de carga" y, por lo tanto, se muestran, de maneraseparada, en la Tabla 4.

Carga de las células de Níquel-CadmioLas células de NiCd se cargan al aplicarles unacorriente constante en el rango de 0,05 C hasta más de1 C. Algunos cargadores de bajo coste terminan en el

elektor 7

ERÍAS RECARGABLESTabla 1. Valores de Densidad de Almacenamiento.

Tipo de Célula TensiónNominal

Densidad deAlmacenamiento (Típica)

Ácido de Plomo 2.1 voltios 30 Wh/kg

Níquel Cadmio 1.2 voltios 40 to 60 Wh/kg

Níquel Metal Hidruro 1.2 voltios 60 to 80 Wh/kg

Ión Litio Circular 3.6 voltios 90 to 100 Wh/kg

Ión Litio de Prisma 3.6 voltios 100 to 110 Wh/kg

Ión Litio Polímero 3.6 voltios 130 to 150 Wh/kg

Tabla 2. Comparación Rápida de Características.

Atributo Níquel-Cadmio

NíquelMetal Hidruro

Ión-Litio

Densidad deenergía Bajo Medio Alto

EnergíaAlmacenada Bajo Medio Medio

Ciclo de Vida Alto Alto Alto

Coste Bajo Medio Alto

Seguridad Alto Alto Medio

Medio Ambiente Bajo Medio Medio

0 15040365 - 11

t [h]

UB

UBICH

ICH

0 6...8040365 - 12

t [h]

UBUBICH

ICH

Figura 1. Corriente de cargasemi-constante, utili-zada principal-mente en aplicacio-nes como duchas,teléfonos sin hilos yjuguetes.

Figura 2. La carga controladapor tiempo se utilizaprincipalmente enaplicaciones comoordenadores portá-tiles, equipos sinhilos y teléfonosmóviles.

proceso de carga haciendo una medida de la tempera-tura absoluta de la célula. Aunque este método es muysencillo y barato, la finalización del proceso de cargano es muy precisa. Una opción bastante mejor es la determinar el proceso de carga cuando la condición decarga completa se indica por medio de una caída detensión. Así, el fenómeno de - ΔV es más útil para car-gar células de NiCd de 0,5 C o superior. La detección

de final de carga - ΔV puede combinarse también conla medida de la temperatura de la batería, ya que lascélulas viejas y las células no adaptadas pueden reduciresta diferencia de tensión.También podemos alcanzar una detección de final decarga más precisa realizando una comprobación de larelación del incremento de temperatura (dT/dt), dondeeste método de detección de carga es más aceptablepara la batería que el método de corte a una tempera-tura fijada. La terminación del proceso de carga basadaen una combinación de los sistemas de corte - ΔV yΔT/dt, proporciona un ciclo de vida más largo para lasbaterías, al mismo tiempo que se evita la posibilidad desobrecarga.Un proceso de carga rápida mejora la eficiencia de lapropia carga. Con una característica de carga de 1 C,la eficiencia está próxima al 1,1 (91 %), y el tiempo decarga para un paquete descargado será algo superiora más de una hora. Cuando aplicamos una caracterís-tica de carga de 0,1 C, la eficiencia cae hasta el 1,4(71 %), con un tiempo de carga próximo a las 14horas.

elektor8

Tabla 3. Métodos de Carga de Baterías

Química Método de Carga Prestaciones

Nº determi-nales

TiempodeCarga

Corrientede Carga

Corriente deGoteo

Nivel deCarga alFin de laCarga

Figura

Base deNíquel(NiCd yNiMH)

Corriente de Cargasemiconstante

Sistema más típico. Sencillo y de bajo coste

2 15 horas 0.1 C mA — — 1

CargaControladaporTemporizador

Más fiable que el sistemade corriente semiconstante. Relativamente sencillo yde bajo coste

2 6-8horas 0.2 C mA

1/20-1/30 CmA

Aprox.120% 2

Corte deCarga - ΔV Más popular y complejo. 2 1-2

horas 0.5-1 C mA1/20-1/30 CmA

Aprox.110-120% 3

Corte de CargaDT / dt

Más costoso pero se evitala sobrecarga, alargándo-se su ciclo de vida com-parado con el de otras

3 or 4 1-2horas > 1 C mA

1/20-1/30 CmA

Aprox.100-110% 4

Carga deGoteo

Sencillo y de bajo coste.Aplicable para cargascontinuadas.

2 15 horas 0.1 C mA — — 5

Base deLitio

CorrienteConstante– TensiónConstante(CCCV)

No recomendado parasistemas de control decarga de red para baterí-as de NiCd y NiMH.Método de carga que haprevalecido para las bate-rías de Ión Litio yPolímero de Litio.Diseño del cargador rela-tivamente complejo.

2 1-3horas 1C mA — Aprox.

100% 6

Tabla 4. Detección de “Fin de Carga”Química NiCd NiMH Li+

Carga Corrienteconstante

Corrienteconstante

Corriente cons-tante / Tensiónconstante

Detección deCargaCompleta

–ΔV/dt y/oΔT/dt

ΔV/dt = 0y/o ΔT/dt

Icarga = p. Ej. 0,03 Cy/o tiempo

Como la eficiencia de carga más aceptada para unabatería de NiCd está próxima al 100 %, prácticamentetoda la energía se absorbe durante el 70 % inicial deltiempo de carga, con lo que la batería permanece fría.Los cargadores ultra-rápidos usan este fenómeno paracargar una batería al 70 % de su nivel en pocos minu-tos, aplicando corrientes iguales a varias veces la rela-

ción de carga C, sin llegar a calentarse. Por encima del70 % de la carga, el proceso continúa a una relaciónmás baja hasta que la batería se considera totalmentecargada. En ciertas ocasiones, podemos alcanzar elmáximo de la batería aplicando una corriente de cargade "goteo" en el rango de los 0,02 C a los 0,1 C.

Carga de las células deNíquel–Metal HidruroAunque similares a los cargadores de baterías de NiCd,los cargadores de baterías de NiMH utilizan el métodode ΔT/dt, el cual es, de lejos, el mejor método para car-gar células de NiMH. La disminución de la tensión de finde carga para las baterías de NiMH es muy pequeña ypara pequeñas relaciones de carga (por debajo de 0,5C, dependiendo de la temperatura) puede que no se pro-duzca ningún decremento en dicha tensión.Las nuevas baterías de NiMH pueden mostrar falsos picosal principio del ciclo de carga, lo que puede producirque el cargador termine el proceso de carga de maneraprematura. Sin embargo, el método de terminación de finde carga por detección de - DV, prácticamente nos ase-gura una sobrecarga sobre las baterías con lo que, a suvez, se limita el número de cargas y descargas posiblesantes de que la batería tenga un fallo.Parece ser que no existen algoritmos – dV / dt disponi-bles y que trabajen bien para realizar el ciclo de cargade baterías NiMH bajo todas las condiciones, es decir,con baterías nuevas o viejas, calientes o frías, y total-mente cargadas o parcialmente descargas. Por estarazón, nunca deberemos cargar una batería de NiMHcon un cargador para una batería de NiCd , a menosque dicho cargador utilice el método dT / dt para la ter-minación del proceso de fin de carga. Como las célulasde NiMH no absorben bien una sobrecarga, el ciclo decarga por goteo debe ser más lento (en torno al 0,05 C)que el recomendado para las células de NiCd.Los procesos de carga lentos para una batería de NiMHson bastante difíciles, sino imposibles, ya que los perfilesde tensión y de temperatura asociados con la relación decarga C de 0,1 C a 0,3 C, no proporcionan una preci-sión suficiente, con lo que se da una indicación ambiguadel estado de carga completa. Por lo tanto, los cargado-res lentos deben estar relacionados con un temporizadorpara indicar cuándo debería haberse terminado el ciclode carga. Por todo esto, para conseguir cargar completa-mente una batería de NiMH, deberemos aplicar unacarga rápida de, aproximadamente, 1 C (o con una rela-ción especificada por el fabricante de la batería), almismo tiempo que se hace una monitorización tanto de latensión (ΔV = 0) como de la temperatura (dT / dt), paradeterminar cuándo debe concluir el proceso de carga.

Carga de las células de Ión–Litio yLitio-PolímeroMientras que los cargadores de baterías basados enníquel son dispositivos con limitación de corriente, loscargadores para las baterías de Ión-Litio limitan tanto la

elektor10

0 1...2

-ΔV

040365 - 13t [h]

UB UBICH

ICH

0 3015040365 - 15

t [h]

UBUBICH

ICH

0 1...2040365 - 14

t [h]

UBUBICH

T

T

ICH

0 31040365 - 16

t [h]

UB

UB CV

ICH

ICH

Figura 3. El proceso de carga

se termina por mediode la tensión de corte– DV, en aplicaciones

como ordenadoresportátiles, terminalesde datos, equipos sin

hilos y teléfonosmóviles.

Figura 4. El proceso de cargaconcluye por medio

de la tensión decorte – dT/dt, en

aplicaciones comoherramientas de

potencia y herra-mientas eléctricas.

Figura 5. Este tipo de

cargador debaterías se utiliza

en aplicacionescomo luces de

emergencia, lucesindicadoras ymemorias de

almacenamiento.

Figura 6. El procesode carga con

tensión constantey/o corriente

constante se utilizaen aplicacionescomo teléfonos

móviles, equipos sinhilos y ordenadores

personalesportátiles.

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tensión como la corriente. Las primeras células de Ión-Litio tenían una tensión de carga nominal limitada a4,10 V/célula. Una mayor tensión significa una mayorcapacidad, por lo que ha sido posible conseguir una ten-sión mayor de 4,2 V gracias a la mezcla añadida deaditivos químicos. Las células de Ión-Litio más modernastienen una tensión típica de carga de 4,20 V, dentro deuna tolerancia de ± 0,05 V/célula.

La carga completa se consigue una vez que la tensiónfinal ha alcanzado el umbral de tensión y la corriente decarga ha caído por debajo de 0,03 C, lo que se corres-ponde, aproximadamente, con el 3% de la corriente decarga Icarga (ver Figura 6). El tiempo que utilizan lamayoría de los cargadores para alcanzar la carga com-pleta está en torno a las tres horas, aunque algunos car-gadores lineales dicen que pueden conseguir cargar una

elektor12

Debido a la sobre-carga (o a la sobre-descarga), unacélula de Ión-Litio puede llegar a explotar y causar dañoa las personas, por lo que es preciso observar una mayorseguridad en lo que se refiere al manejo y almacena-miento de este tipo de células. Como resultado de esto,los paquetes comerciales de baterías de Ión-Litio contie-nen un circuito de protección como el DS 2720 (verFigura A), el cual proporciona todas las funciones deseguridad electrónicas requeridas para aplicaciones queconllevan el proceso de carga de las baterías de Ión-Litio,es decir, protección de las baterías durante el proceso decarga, protección del circuito contra excesos en el flujode corriente y alargar en lo posible el tiempo de vida dela batería, limitando el nivel de agotamiento de la célula.

El circuito integrado DS 2720 controla el camino de con-ducción para las corrientes de carga y descarga, utilizandocomponentes externos de conmutación como transistoresMOSFET de canal-n de potencia de bajo coste. La bombade carga interna de 9 V de este circuito integrado propor-ciona un control en el “lateral alto” de los transistores MOS-FET de canal-n externos, que proporcionan una resistenciainterna de conducción más baja que los mismos transistoresFET equivalentes, trabajando en un circuito de protecciónmás utilizado de tipo “lateral bajo”. En la actualidad, laresistencia de conducción de los transistores FET disminuyea medida que las baterías de descargan (ver Figura B).

El circuito integrado DS 2720 nos permite controlar los tran-sistores FET externos del interfaz de datos o los de unaentrada dedicada, con lo que se eliminan los controles deconmutación de potencia redundantes que, de otra manera,serían necesarios en un sistema de baterías recargables deIón-Litio. A pesar de su interfaz de un único hilo, el circuitointegrado DS 2720 proporciona el sistema receptor conacceso de lectura y escritura a los registros de control y deestado, a los registros de instrumentación y a los datosalmacenados de propósito general. Una dirección de redde 64 bits, programada en fábrica, permite que el sistemareceptor direccione cada dispositivo de manera individual.

El circuito integrado DS 2720 proporciona dos tipos dememoria de usuario para almacenamiento de la informaciónde la batería, una memoria EEPROM y una memoriaEEPROM que se puede bloquear. La memoria EEPROM esuna verdadera memoria no volátil (NV) que contiene datos

importantes de la batería y que permanecen en dicha memo-ria sin verse afectados ante desgastes severos de la batería,cortocircuitos accidentales, o eventos ESD. Cuando la bateríaestá bloqueada, una memoria EEPROM que se puede blo-quear, se convierte en una memoria de sólo lectura (ROM)que proporciona una seguridad adicional para que no sepuedan cambiar los datos de la batería.

Figura B. La resistencia de protección de los FETs está controladapor el circuito integrado DS 2720 (modo “lateral alto”) y esinferior que la resistencia de funcionamiento de los FETs en elmodo tradicional de “lateral bajo”.

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2.530

40

50

3 3.5 4 4.5

040365 - 18Battery Voltage [Volts]

Protection FET Resistance

DS2720 using high-side NFETs

Rss

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[mΩ

]

Competitive Protector Solutionusing low-side NFETs

Figura A. Esquema eléctrico de una aplicación típica para elcircuito integrado DS 2720, de protección de células de litio.

Seguridad con las baterías de Ión–Litio.Conozcamos el CI DS 2720

batería de Ión-Litio en un tiempo próximo a una hora.Estos tipos de cargadores normalmente terminan el pro-ceso de carga cuando se ha alcanzado la tensión finalde la batería, es decir, los 4,2 V. Sin embargo, este pro-cedimiento solamente carga la batería al 70 % de sucapacidad.Una corriente de carga más elevada no se traduce en untiempo de carga mucho más corto. Una corriente decarga más elevada nos permite alcanzar más rápida-mente la tensión de pico, pero entonces la carga total dela batería tardará más en conseguirse. Como normaempírica, la carga final de la batería se alcanza en eldoble del tiempo necesario para llegar a la tensión ini-cial de carga.

Modos de protecciónSobre-tensiones: Si la tensión de la célula, quedebe establecerse a VDD, sobrepasa el umbral desobre-tensión, VOV, durante un período del tiemposuperior al retardo de sobre-tensión, tOVD, el circuitointegrado DS 2720 desconecta el transistor externo decarga y activa la bandera OV en el registro de protec-ción. El camino de descarga permanece abiertodurante el tiempo que dura la sobre-tensión. El transis-tor FET de carga se reactiva (a menos que sea blo-queado de nuevo por otra condición de protección)cuando la tensión en la célula cae por debajo delumbral de "habilitar carga" VCE, o cuando la descargaprovoca una condición de VDD – VPLS > VOC.

Tensiones Bajas: Si la tensión de la célula, quedebe establecerse a VDD, sobrepasa el umbral de ten-sión baja, VUV, durante un período de tiempo superioral retardo de tensión baja, tUVD, el circuito integradoDS 2720 (ver apartado correspondiente) desconecta yconecta los transistores FETs de carga externos yactiva la bandera OV en el registro de protección ypasa a trabajar en su modo de reposo. Una vez quela tensión de la célula sobrepasa el valor de VUV yque el cargador está presente, el circuito integradovuelve a conectar los transistores FETs de carga y des-carga.

Cortocircuitos: Si la tensión de la célula, que debeestablecerse a VDD, cae por debajo del umbral de ten-sión de agotamiento, VSC, durante un período del tiempode tSCD, el circuito integrado DS 2720 desconecta yconecta los transistores FETs de carga externos y activala bandera DOC en el registro de protección. El caminode la corriente, a través de los transistores de carga ydescarga, no queda establecido hasta que la tensión enPLS no supera en la diferencia de tensión VDD – VOC. Elcircuito integrado DS 2720 proporciona una corrientede prueba a través de la resistencia interna RTST (que vadesde VDD a PLS), para activar la señal PLS cuando latensión VDD pasa a superar la tensión VSC. Esta corrientede prueba permite que el circuito integrado DS 2720pueda detectar la retirada de la carga de baja impedan-cia que lo provoca. Además, también permite recuperarel camino de carga a través de RTST, desde PLS a VDD.

Sobre-corrientes: Si la tensión en los extremos de lostransistores FET de protección (VDD – VALS) es mayor quela tensión VOC durante un período de tiempo superior atOC, el circuito integrado DS 2720 desconecta los tran-sistores FET externos de carga y descarga y activa labandera DOC en el registro de protección. El camino dela corriente no se vuelve a establecer hasta que la ten-sión en el punto PLS no sobrepasa la diferencia de ten-sión VDD - VOC. El DS 2720 proporciona una corrientede prueba a través de la resistencia interna RTST (desdeVDD a PLS) para detectar la retirada de la carga de bajaimpedancia que lo provoca.

Sobretemperatura: Si la temperatura del circuitointegrado DS 2720 excede el valor de TMAX, estecomponente desconecta de manera inmediata lostransistores FET externos de carga y descarga. Lostransistores FET no vuelven a activarse de nuevo hastaque se cumplan las dos condiciones siguientes: la tem-peratura de la célula cae por debajo de TMAX, y sereinicia el bit OT.

Carga a bajas y altas temperaturas: Para realizaruna carga a temperatura ambiente hay que hacer algu-nos esfuerzos. Las baterías con base de níquel sólopodrían cargarse de manera rápida a temperaturas com-prendidas entre 10° y 30° C (50° y 86° F). Por debajode 5° C (41° F) y por encima de 45° C (113° F), laaceptación de carga de las baterías con base de níquelse ve reducida drásticamente. Las baterías de Ión-Litioofrecen unas prestaciones de carga relativamente bue-nas a lo largo de este rango de temperatura, pero pordebajo de 5° C (41° F) la relación de carga debe serinferior a 1 C.

ConclusiónLos cargadores de NiMH pueden trabajar con bateríasde NiCd, pero no a la inversa, ya que los cargadoresdedicados a baterías de NiCd producirían una sobre-carga en una batería de NiMH. El ciclo de vida y lasprestaciones de las baterías con base de níquel puedemejorarse por medio de un proceso rápido de cargaque reduce el efecto memoria y la formación de crista-les internos. Las baterías con base de litio y base deníquel pueden trabajar con diferentes algoritmo decarga. Las baterías de Li+ necesitan un circuito de pro-tección que monitorice y proteja a los cargadores con-tra sobre-corrientes, cortocircuitos, tensiones demasiadoelevadas y tensiones demasiado bajas, así como de lastemperaturas excesivas. Debemos recordar que siemprese debe retirar una batería de su cargador cuando labatería no está siendo utilizada de manera regular yque es necesario realizar una carga total de la mismaantes de usarla.

(040365-1)

elektor14

Este mes invitamos a todos los aficionados a la serie de“mesa de cocina” a construir una ilusión acústica clásica queha desconcertado a psicólogos y neurólogos durantedécadas. Aunque el mini-proyecto que presentamos seconstruye con un puñado de componentes baratos, produciráun efecto y unos resultados sorprendentes.

SORPRENDERAL OÍDO

elektor 16

Rev. Thomas Scarborough

Tabla de Cocina

Experimentar una ilusión acústica

Este artículo de la variedad “hard-ware cero/gran fondo” encaja perfec-tamente en nuestra serie de mini pro-yectos “mesa de cocina”, dirigidos no

solamente a desarrollar habilidadeselectrónicas, sino a alentar la experi-mentación. Este mes, un simplicísimooscilador de dos tonos y dos fases

produce un efecto sorprendente, quegarantiza una buena cantidad deemoción y asombro en la clase defísica y electrónica.

En pocas palabrasUna sirena de dos tonos o conmuta-dor de octavas se escucha en unosauriculares estéreo. Para crear mejor

la ilusión que usted o su conejillo deindias experimentarán, los dos tonosestán separados una octava (un fac-tor dos en frecuencia) y alternando a

unos 4 Hz (250 ms). La sirena seescucha desfasada en cada auricular.De acuerdo con los libros de biología,cada oído debería escuchar una sirenade dos tonos. Sin embargo, lo que se per-cibe en realidad se describe mejor comoun efecto de ping-pong de dos tonos queparece saltar de un oído al otro. Portanto, ¿qué ha hecho el cerebro con lostonos perdidos? ¿Están siendo suprimi-dos? Para añadir más confusión, limítesea cambiar los auriculares de oído, y–dependiendo de la lateralidad de cadauno- parecerá que los tonos vuelven adonde estaban anteriormente. Sinembargo, no nos dejemos llevar y eche-mos una primera mirada a la electrónica.

El circuitoLa Figura 1 muestra un diagrama decircuito bajo en confusión y lleno desimplicidad. Dos osciladores, IC1.B eIC1.E están intermediados por IC1.Ce IC1.D respectivamente, para sonaren los auriculares. La frecuencia delos osciladores se modifica conmu-tando R2 y R5 dentro o fuera del

1 21

IC1.A

3 41

IC1.B

5 61

IC1.C

T1

BS170

R2

15k

R4

15k

C4

10μ25V

C2

100n

13 121

IC1.F

11 101

IC1.E

9 81

IC1.D

T2

BS170

R5

15k

R3

15k

C5

10μ25V

C3

100n

R1

100k

C1

10μ25V

IC1

14

7

C6

100μ25V

IC1 = 40106

R

L

040118 - 11

K1

+5V

BS170

D

G

S

Figura 1. Otro oscilador de dos tonos sincronizado, pues no espera hasta quehayas escuchado la salida por los auriculares.

para asegurarnos que los tonos que seoyen por cada canal coinciden el unocon el otro, cuanto más coincidan,mejor será el espejismo. El circuito estáalimentado por una fuente estable de5 Vdc, como una fuente de laboratorioque use un regulador 7805. El con-sumo de corriente no será mayor deunos pocos miliamperios.

ConstrucciónEl circuito puede construirse en unaplaca Veroboard, o si se quiere untoque de sofisticación, en el circuitoimpreso de la Figura 2. El layout de laspistas de la placa puede encontrarseen nuestra web, en el archivo número040118-1 en la sección de DescargasGratuitas, en el mes de publicación.Las placas ya preparadas puedenencargarse a PCBShop (Eurocircuits).

La construcción de la placa es un obs-táculo insalvable, siempre que se ciñaestrictamente al listado de partes ycomponentes del recuadro. Los com-ponentes con polaridad, como los cuatrocondensadores electrolíticos, los dosFETs y el CI 40106, deben colocarse dela manera correcta sin olvidar los 5 vol-tios de los hilos de alimentación.¡Atención!, este circuito no es aptopara uso médico o de investigación.Cuando se usen los auriculares, debentomarse todas las precauciones paraevitar daños al oído por excesivo nivelsonoro. Los experimentos aquí descri-tos no deben llevarse a cabo por per-sonas que sufran ataques o epilepsia.

(040118-1)

Para saber másMusical Illusions and Paradoxes, Diana Deutsch (1995).Mensajes en www.auditory.org

paralelo formado con R4 y R3, a tra-vés de T1 y T2. Estos dos FETs sonconectados y desconectados porturno, alternativamente (desfasados)por una onda cuadrada que genera eloscilador IC1.F y el inversor IC1.A.Puesto que la frecuencia de oscilaciónde IC1.B (IC1.E) se dobla cuando R2(R5) se inserta en el circuito por T1(T2), se consigue un salto en frecuen-cia regular de una octava.Aunque la mayoría de los FETs depotencia deberían ser apropiados paraT1 y T2, hemos optado por un FET depequeña señal tipo BS170 que tambiénconsigue una conmutación limpia yuna resistencia de “on” suficiente-mente baja en la unión drenador-fuente. En este circuito, el objetivodebe ser usar componentes sintoniza-dos para dispositivos que marquen lafrecuencia i.e., R2, R4, C2, R5, R3 y C3,

elektor 18

Figura 2. Plano de montaje de componentes del pequeño PCB diseñado para el proyecto. El layout de pistas puede encontrarseen nuestra web (descargas gratuitas).

040118-1

C1

C2

C3

C4

C5

C6

IC1

K1R1

R2

R3

R4

R5

T1

T2

TR

L0

+

040118-1

LISTADO DECOMPONENTESResistencias:R1 = 100kΩR2-R5 = 15kΩ

Condensadores:C1,C4,C5 = 10μF 25V, radial

C2,C3 = 100nFC6 = 100μF 25V radial

Semiconductores:T1,T2 = BS170IC1 = 40106

Varios:PCB no. 040118-1, disponible en la

PCBShop (EuroCircuits)

Efecto dicótico. Ilusión de la octava y lateralidadLa ilusión consiste en un intervalo de octava reproducido alto-bajo en un oído y bajo-alto en el otro. Es importante oírlo con auriculares, asíla señal llega bien separada a cada oído. ¿Dónde se oye el tono alto? Los diestros oyen principalmente el tono alto en el oído derecho y eltono bajo en el izquierdo. Para los diestros el efecto es el inverso. Para algunos, la ilusión no funciona bien. Ahora invierta los auriculares.¿Dónde se oye el tono alto ahora? La mayoría de la gente seguirá oyéndolo en el mismo oído, así que ¿cómo ha cambiado el tono alto decanal? Bien, no lo ha hecho, he ahí la ilusión. La secuencia alto-bajo se reproduce a cada uno en orden opuesto, sin embargo, un oído oye

“tono alto-silencio – tono alto – silencio” y el otro, “silencio – tono bajo – silencio – tono bajo”

Los detalles psicoacústicos de la ilusión aún no se comprenden completamente, pero Diana Deutsch fue lo suficientemente curiosa como paradescubrir el efecto en 1974. Deutsch hizo pública su investigación en el encuentro de la Acoustical Society de la primavera de 1974, y enNature, 1974, 251, 307-309. Investigaciones posteriores acercade los fundamentos de la ilusión de la octava aparecieron en elJournal of Experimental Psychology y en el Journal of theAcoustical Society of America (JASA).

Parece que la ilusión está correlacionada con lo que se conocecomo lateralización cerebral y que ciertas funciones se locali-zan en un hemisferio o en otro. Se ha descubierto asimismo,inicialmente por Paul Broca (un neurocirujano francés) en elsiglo XIX, que las personas diestras tienen las funciones del len-guaje en el hemisferio izquierdo, y las funciones espaciales enel hemisferio derecho. Mientras que las personas zurdas pue-den tener la misma lateralización que las diestras o en ocasio-nes la contraria. Investigaciones más recientes mediante escáne-res PET indican que la lateralización cerebral no es tan sencillay que el cerebro es una red altamente interconectada, conmuchas regiones activas o “encendidas” cuando se llevan acabo tareas complejas. ¡Esperemos que esto no incluya la lectu-ra de este artículo!

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

Edad . . . . . . . . . . . . . E-Mail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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elektor 20

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3M le ofrece su sistema deempalme óptico multifibra Fibr-lok 2600. El sistema se com-pone de un kit de empalmepara fibras ribbon o ribboni-zables y empalmes consumi-bles para 4, 8 y 12 fibras. Este sistema de empalmeóptico multifibra usa la mismatecnología probada en campodel Fibrlok simple para reali-zar empalmes múltiples defibra óptica de manera efi-ciente y permanente. Con estesistema, las fibras se puedenempalmar en menos de cincominutos (incluyendo prepara-ción: pelado, corte y ensam-blado de empalme), siendoideal para aplicaciones denueva construcción y repara-ción de cables.El sistema de empalme Fibrlok2600, realizado con materialtermoplástico inyectado con unelemento de aleación de alu-minio que sujeta las fibras. Sunivel de prestaciones ópticases similar al de Fibrlok simple. Además, su temperatura ope-

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Endicott Research Group,Inc. (ERG), nueva empresarepresentada en España porAnatronic, S.A., anuncia lagama más completa de inver-sores para alimentar displaysde cristal líquido (LCD) CCFL-backlit, que ofrece caracte-rísticas de flexibilidad y faci-lidad de integración a losdiseñadores de este tipo dedisplays. Los inversores CCFL destacanpor su compatibilidad entre losdiferentes modelos para hacerfrente a posibles cambios enlos diseños, potencia de salidade 3 a 80 W, amplio rango detemperatura operativa ysoporte de asistencia al cliente. ERG, que también ofrecesoluciones a medida, dis-

pone de un amplio rango deproductos open-frame paraalimentar lámparas (entreuna y dieciséis) e inversorescon encapsulados al vacío

para dotar de la máxima fia-bilidad.

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Sistema de empalme óptico multifibra Fibrlok 2600

El sistema Fibrlok 2600 es ideal para aplicaciones de nueva construcción y reparación de cable.

El CCFL-backlit ofrece flexibilidad y facilidad de

integración a los diseñadoresde displays LCD.

Fastrax Ltd., empresa repre-sentada en España por Ana-tronic, S.A., y Alltigo Inc.,anuncian la integración delreceptor GPS iTrax03 de Fas-trax en el Location Tag LT100de Alltigo. El Alltigo Location Tag LT100es un pequeño dispositivoelectrónico de localizaciónque hace posible la locali-zación global de una per-sona, vehículo o cualquierotro tipo de objeto en movi-miento con la máxima preci-sión. El LT100, que sólopesa 50 gramos, comunicasu localización y recibecomandos sobre una red detelefonía móvil GSM / GPRSvía TCP / IP o SMS. La tec-nología AAGPS (AdaptiveAssited GPS) permite el posi-

cionamiento incluso en entor-nos con restricciones en ladisponibilidad de señal desatélite. El Alltigo LT100 sepuede usar pa-ra cualquierp r o p ó s i t oque requieramon i t o r i za rlocal ización,velocidad, alti-tud u otros pará-metros de movi-miento. Algunos ejem-plos de utilización sonseguimiento de pacien-tes con Alzheimer oenfermedades similares,rastreo de mascotas de grantamaño, localización de flo-tas de vehículos, rastreo de lavelocidad a la que circula un

elektor 22


Hantronix, nueva empresarepresentada en España porAnatronic, S.A., anuncia unanueva incorporación a su líneade displays a colores, elHDM160GS16C (160x160),que ha sido diseñado para des-arrollar una pantalla de colorcon mejoras ópticas en un for-mato pequeño. Además, suconsumo de potencia ultrabajo, hace que este display seaideal para aplicaciones hand-held o alimentadas por batería. El nuevo display también des-taca por un ratio de contraste de45:1 con un ángulo de visión de110 ° (vertical), ±55 ° (horizon-tal) y rango de temperatura ope-rativa de 0 a +50 °C. El display opera a 3.3 V yrequiere muy poca potencia,incluyendo la iluminación tra-sera. La unidad se presentacon iluminación trasera de LEDblanco y pantalla táctil analó-gica opcional.

El HDM160GS16C es un dis-play con resolución 160x160,que sólo mide 62,5 x 77,4 x

8,1 mm en un encapsuladoque pesa 47.4 gramos.

El receptor GPS OEM Fastrax se integra en la etiqueta de localización personal de Alltigo

Nuevo LCD para aplicaciónesportátiles.

La tecnología AAGPS permite el posicionamiento

en entornos con restricciones en la disponibilidad de señal de satélite.

LCD a colores de elevado rendimiento para aplicaciones handheld

Infineon Technologies AG,empresa representada enEspaña por Anatronic, S.A.,anuncia el primer Driver deDiodo Láser inteligente (iLDD)de la industria para aplicacio-nes con transceptores ópticosSFF y SFP en sistemas de tele-comunicaciones y almacena-miento de datos. Esta solución monochip integrael Driver de Diodo Láser (LDD),el Amplificador Post (PA) y laUnidad de Diagnóstico (DU),que controla de forma inteli-gente el rendimiento de todoel módulo óptico sobre unrango de datos de 155 Mbpsa 4.25 Gbps. Por lo tanto, los fabricantes demódulos ópticos que usen estasolución monochip se puedenbeneficiar de una reducciónde coste, consumo de potenciay errores. El chip iLDD, que soportaratios de datos de 155 Mbpsa 4.25 Gbps, ofrece unalevada sensibilidad deentrada de 4 mV y es capazde dirigir láser VCSEL y edge-emitting.

El nuevo dispositivo es total-mente compatible con MSASFF-8472, opera con una ten-sión de alimentación de 2.85

a 3.63 V y tiene un consumode potencia de 200 mW. Además, el chip iLDD cumplecon los estándares Gigabit

Ethernet, Fibre Channel ySONET / SDH, convirtiéndoseen el complemento ideal paralos transceptores SFF y SFP.

elektor 24


vehículo y seguimiento deotros bienes o mercancías. El iTrax03 de Fastrax seencuentra entre los receptoresGPS de doce canales conmenor consumo del mercado.Esta característica amplía el

tiempo operativo de dispositivostelemáticos autónomos con bate-ría, un factor esencial en pro-ductos de negocios y recreativos.El receptor permite un rastreocontinuo con niveles de señalmuy bajos con soporte para ser-

vicios GPS asistidos (A-GPS). Diseñada para las condicionesmás demandadas, la tecnolo-gía Fastrax GPS ofrece losmáximos niveles de rendi-miento y fiabilidad, así comoTTFT. El módulo iTrax03 está

especialmente indicado parasistemas de rastreo de perso-nas y mercancías y pequeñosproductos alimentados porbatería, tales como teléfonosmóviles, ordenadores hand-held y accesorios deportivos.

AXIOMTEK Co., Ltd., em-presa representada en Españapor Anatronic, S.A., anunciala serie I-8700 de pasarelas dedatos entre RS-232/422/485 einterfaces Ethernet. Estas nuevas unidades actuali-zan los dispositivos existentes

al ‘mundo Ethernet’, ya que laserie ha sido diseñada contransparencia funcional y efi-ciencia para dispositivos decontrol remoto y monitoriza-ción vía Internet.La serie I-8700 ofrece múltiplespuertos serie RS-232/422/485

que pueden ser configuradosindividualmente en función delas necesidades de cada apli-cación. También soporta velo-cidades de transmisión dehasta 230 kbps, cumpliendocon la demanda de intercam-bios de elevada rapidez.

El nuevo producto no sólo pro-tege la inversión de hardwareactual, sino que también ga-rantiza futuras expansiones dered. Como la conversión deprotocolo es transparente,todos los dispositivos se puedenintegrar en una red Ethernet.

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Por lo tanto, la serie I-8700 sepuede usar en sistemas deseguridad, automatización defábricas, SCADA, transporte yotras muchas aplicaciones. Los usuarios pueden usarherramientas de Windowspara configurar la serie I-8700sin la necesidad de programasadicionales.

Endicott Research Group,Inc. (ERG), nueva empresarepresentada en España porAnatronic, S.A., anuncia lagama más amplia de inversoresopen frame para alimentar dis-plays, que destaca por su efi-ciencia (mínima pérdida depotencia) y facilidad de montaje. Los inversores CCFL openframe se caracterizan por unencapsulado estándar con des-arrollo off-the-shelf. Además, lacompañía ofrece diseños amedida para displays específi-cos, en los que se pueden inte-grar extras, como conectoresde entrada y salida integrados.

Los inversores CCFL, que se pre-sentan con un año de garantía,ofrecen versiones mono-lámpara

o multi-lámpara de elevadapotencia, así como modelos debajo perfil (8 mm de alto).

Estos inversores constituyen unasolución “Plug and Play” contransformadores encapsuladosy conectores I/O, pudiendo sercontrolados externamente.

ciones robóticas y redes indus-triales, así como drives demotor eléctrico de elevado ren-dimiento, siendo responsablede las tareas de proceso ycomunicación. Gracias a sus periféricos, losmicrocontroladores XC16xtambién se dirigen a otras apli-caciones de automoción e

Infineon TechnologiesAG, empresa representadaen España por Anatronic,S.A., anuncia la disponibili-dad de tres nuevos microcon-troladores de 16 bit paraaplicaciones de automocióne industriales y un microcon-trolador de 32 bit de su fami-lia TriCore para aplicaciones

industriales sensibles a loscostes. Los nuevos miembros de lafamilia XC16x de 16 bit ofre-cen una capacidad de memo-ria Flash de 256 Kbytes yhan sido diseñados para suuso en aplicaciones de segu-ridad en automoción, dondelos componentes electrónicos

están reemplazando a los dis-positivos mecánicos. Tambiénson idóneos donde un soft-ware complejo demandagrandes capacidades dememoria, como puede ser elcaso de la dirección asistidaelectrónica. El microcontrolador TC1100de 32 bit se dirige a aplica-

elektor 26


Inversores CCFL open frame para displays

Infineon aumenta la capacidad de memoria Flash de sus microcontroladores

La serie I-8700 ofrece múltiples puertos serie

RS-232/422/485 y se configura desde Windows.

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industriales, tales como el cua-dro de mandos o control demotor eléctrico. Infineon es uno de los pocosfabricantes de semiconducto-res en ofrecer productos quecumplan los requerimientosde calidad del sector deautomoción. Por lo tanto, lacompañía hace posible eldesarrollo de nuevas aplica-ciones, tales como cocheshíbridos, que pueden usar losperiféricos industriales y deautomoción en los motoreseléctricos.

Para más información:Anatronic, S.A.Tel: 913660159Fax: 913655095E-Mail: [email protected]

elektor 28


Los nuevos modelos de la serie XC16x ofrecen una capacidad de 256 Kbytes de memoria Flash.

Microtune, Inc., empresarepresentada en España porIbérica de Componentes,S.A., introduce el amplifica-dor AM / FM monochipMT1120, que ha sido dise-ñado específicamente para suintegración en antenas mon-tadas en vehículos. En com-paración con amplificadoresconvencionales, el nuevoMT1120 ofrece mejoras enfuncionalidad y prestacionesen un formato en miniatura alos proveedores de sistemasamplificadores.El MT1120 integra, en unsolo dispositivo, amplificadorFM, amplificador AM y fun-ciones de control de ganan-cia automática (AGC) paralas bandas FM y AM. Elnuevo dispositivo amplificala señal de radio, compen-sando el rendimiento redu-cido de las antenas monta-das en el techo o las lunasdel automóvil. El nuevo amplificador ofreceuna gran capacidad de ges-

IC amplificador para sistemas con antena integrada

El nuevo chip AM / FM mejora la recepción de audio en vehículos.

tión de señal y prestaciones debajo ruido. Estas característi-cas, combinadas con sus fun-ciones AGC integradas, mejo-ran la funcionalidad de campoy el rendimiento bajo condi-ciones difíciles de recepción,tales como las provocadas porseñales débiles o sobrecargas. El mayor grado de integra-ción, un tamaño muy pe-

queño y unas prestacionessuperiores contribuyen aaumentar la eficiencia del sis-tema y reducir el coste de lasolución RF. El MT1120 ha sido desarro-llado para sistemas mono-antena, pero también estáindicado para sistemas condiversidad de antenas, dondese requieren múltiples amplifi-

cadores para soportar variasantenas.Además, la flexibilidad deaplicación del MT1120 per-mite a los proveedores de sis-tema optimizar las estructurasde antena con diferentes con-figuraciones de radio. El MT1120 también está dise-ñado para cumplir con lasespecificaciones de los princi-

pales fabricantes de coches detodo el mundo, haciendo posi-ble el soporte de sistemas deradio de automoción en losmercados globales.

Para más información:Ibérica de Componentes, S.A.Tel: 916587320/Fax: 916531019www.ibercom.netE-mail: [email protected]

elektor 29

cias noticias noticias noticias noticias noticias noti

Brand-Rex, empresa distri-buida en España por CMA-TIC, S.L., anuncia su tecladode control SMARTPatch que,conectado a un escáner, per-mite al técnico realizar loscambios de cableado reales insitu en procesos de cambio deenlace. Cuando se envía una tarea aun escáner, se activa el LED“En espera” del teclado decontrol, lo que indica que hayuna tarea de enlace espe-rando ponerse en parcha. Eltécnico puede iniciar entoncesel proceso de cambio deenlace desde el teclado decontrol. Los LED pertinentes delos paneles de conexiones seencienden, de forma secuen-cial, para guiar al técnicodurante el proceso.La exploración manual de losLED in situ permite al técnico

ver las conexiones del panelen el bastidor, usando elteclado de control manual.Cuando se enciende un LEDde puerto, se ilumina el LED dela conexión correspondiente,dando al técnico una indica-ción visual de las conexionesdel latiguillo de conexión. El uso de LED elimina elriesgo de errores de cone-xión, ya que no se apaganhasta que sus puertos respec-tivos han sido conectadoscorrectamente. Por lo tanto, el teclado de con-trol proporciona una visibili-dad sin precedentes en tiemporeal de las conexiones deenlace y el sistema de cable-ado, dotando de la gestión dered más completa.

OPTRONICS, empresa comer-cializada en España porCMATIC, S.L., ha lanzadouna nueva gama de converso-res de medios 10/100BASE-Tx a 100BASE-Fx/Sx. Estosdispositivos han sido redise-ñados para cumplir con lasnecesidades actuales del mer-cado y simplificar la conver-sión de cobre a fibra.Las nuevas unidades tienenuna fuente de alimentación

integrada, que utiliza unacarga de potencia estándarpara permitir que el conversorse conecte a tomas decorriente o salidas de SAI, enfunción de las necesidades decada aplicación. Fabricadas con una carcasade aluminio resistente, estasunidades de conversión sonmuy rugerizados y se compor-tan como una ‘pantalla’ anteel ruido externo.

Existen tres diseños básicos:una unidad normal pararedes de datos multimododuplex, tres conversoresmonomodo duplex long haulcapaces de dirigir señalesentre 20 y 60 kilómetros, yun grupo de unidades mono-modo long haul que sólorequieren una fibra paratransmitir y recibir señales,doblando así la capacidadde la fibra.

Estos conversores son unasolución económica paraconectar edificios o sitiosremotos de una red. La mayorparte del coste de incorporaruna conexión de fibra a la redse gasta en el reemplazo deun switch de cobre por unoque incorpore puerto de fibra.Con los conversores demedios OPTRONICS, sólo senecesita conectarlos al switchde cobre, lo que supone un

Teclado de control SMARTPatch

Conversor de medios

Permite realizar cambios decableado in situ.

Kontron AG ha equipado suCar-PC CV-Server con el pro-cesador Intel Pentium M, partede la tecnología Intel MobileCentrino. El ordenador ‘dirigi-ble’, que sirve como base deaplicaciones comerciales envehículos por carreteras y víasférreas, ahora se presenta conel Intel Pentium M de 1.4 GHzo el Pentium III en versiones de400 y 700 MHz. Como las CPU están montadasen módulos intercambiables,se pueden emplazar con faci-lidad posteriormente en losnuevos procesadores de supe-riores prestaciones. El rendi-miento de los procesadoresPentium M de 1.4 GHz essimilar al de los dispositivos de2.4 GHz de la clase Pentium4, pero consumen muchamenos energía. El servidor CV cumple losestándares de mayor calidadpara uso en vehículos, ya queposee la aprobación e1 y, enpruebas del Highway TruckStandard, ha demostrado sucompatibilidad electromagné-tica, así como su resistencia dechoque y vibración

La fuente de alimentación DCpermite la conexión directa deuna batería de coche de 12 Vo de camión de 24 V (rango11 a 32 V). Durante unasubida (carga de depósito) o

bajada de tensión (proceso dearranque), el sistema se separaautomáticamente del voltajede entrada con el objetivo deproteger los componentes elec-trónicos del PC.

La fuente de alimentación inin-terrumpida suministra energíaal PC y todos los dispositivosUSB conectados. Opcional-mente, el CV-Server tambiénpuede alimentar un dispositivo

ahorro considerable. Muchosswitches modernos tienen unpuerto de fibra actualizable,pero el coste del módulo defibra también es superior aluso de conversores de mediosOPTRONICS.Las nuevas unidades utilizanWave Division Multiplexing(WDM) para poder operarcon anchos de banda de fibramonomodo de 1310 y 1550nm en la transmisión y recep-ción de señales. Con un coste muy reducido,estos conversores de mediosson una solución eficiente yeconómica para ampliar lacapacidad de una red de fibrasin gastos adicionales.

elektor 30


Estos dispositivos han sido diseñados para

simplificar la conversión de cobre a fibra.

El CV-Server ahora se presenta con el procesador Pentium M Power.

PC Car con fuente de alimentación ininterrumpida

Para más información:CMATIC, S.L.Eduardo Torroja, 18, nave 828820 Coslada – MadridTel: 916726508Fax: 916727112E-mail: [email protected]: www.cmatic.net

externo, como un módeminalámbrico o display, vía unasalida de voltaje. Cada versión CV-Server hasido diseñada para que todoslos componentes de ensam-blaje, mecanismos y firmwareoperen bajo condicionesextremas. Un disco duro deautomoción de 2.5”, con 20GB y especificado para unrango de temperatura de -20a +70 °C, funcionan como unmedio de almacenamientointegrado para el sistemaoperativo, software de apli-cación y datos. Un rango de temperatura entre-40 y +85 °C se cubre con eldisco Flash EIDE. Componen-tes adicionales, tales comoosciladores, bobinas, conden-

sadores y la tarjeta base, hansido diseñados para lograruna operación segura en todoel sistema con un rango de -20a +60 °C. Los componentes con ele-

vado ratio de fallos, como losventiladores, no se empleanen el CV-Server. A pesar de laCPU Intel Pentium M de ele-vado rendimiento, el CV-Ser-ver es, por lo tanto, un sis-tema sin ventiladores, ya quesu procesador se monta direc-tamente en un encapsuladode aluminio, ofreciendo dosfunciones al mismo tiempo:distribución óptima del calory protección de polvo deacuerdo con IP50. El CV-Server comunica me-diante cuatro puertos serie,

seis puertos USB y un inter-face LAN. Con el objetivo dehacer que las interconexionessean adecuadas para losautomóviles, el CV-Server lasune en pocas tomas,pudiendo ser montadas sin lanecesidad de herramientas.Además, una salida CRT ana-lógica está lista para el dis-play y otra se puede añadirpara conectar una segundapantalla.Kontron ofrece un monitorcomo opción. El CV-Display esuna pantalla táctil de 7” conuna resolución de 800 x 480píxeles, que convierte losdatos en imágenes medianteel controlador gráfico Intel855 integrado y comparte 32MByte de memoria de vídeo.

La RAM es un módulo DDR-SDRAM de 256 o 512 MBytey 1 GByte. La utilización de los PC Carbasados en PC se recomiendacuando hay que implementarprogramas complejos o apli-caciones múltiples en una pla-taforma informática. Además,ofrecen la ventaja de usar unaarquitectura estandarizada.Linux, Windows 2000 y Win-dows XP ofrecen unas atracti-vas opciones de sistema ope-rativo.

Para más información:KONTRON Embedded Computers, AG.Gobelas, 2128023 MadridTel: 917102020Fax: 917102152

elektor 31

cias noticias noticias noticias noticias noticias noti

próximo número próximo número próximo númerpróximo mes en elektor

Medidor de distancia ultrasónico &galga de nivel de líquidoLa medición de distancias relativamente cortas en habitacionesu objetos mediante instrumentos electrónicos tiene algunas ven-tajas sobre las herramientas tradicionales, como el calibre.El circuito que presentamos aquí también es adecuado para lamedida del nivel de líquido en tanques y contenedores.

Sistemas de bus domésticoUn gran número de procesos dentro y alrededor de la casanos lleva a la automatización. Sin embargo, es necesario reali-zar previamente una infraestructura para poder conectar equi-pos y sensores a un PC central. En este artículo vamos a des-cribir un número de sistemas de bus profesional que existen enla actualidad y que nos dan varias opciones para la automati-zación de la casa.

Aunque los relés biestables tienen significativas ventajas, su utilidadse limita a aplicaciones específicas, probablemente porque su usopráctico requiere algo más de atención a los detalles del diseñoque los relés clásicos. Sin embargo, esto puede cambiar con laintroducción de un controlador en circuito integrado de Quasinil.

elektor 32

Por B. Chiron

sumo. En algunos casos el uso de un relé biestable per-mite simplificar un circuito.

Desventajas– En general, los circuitos controladores son algo más

complejos que con un relé clásico. Dependiendo deltipo de relé biestable, necesitaremos invertir el flujo decorriente o controlar sólo uno de los dos devanados. Siestamos buscando circuitos desmagnetizadores,entonces también será necesario limitar la corrientepara cumplir las especificaciones del fabricante.

– Para aprovechar el carácter biestable del relé, el con-trolador precisa tener un elemento temporizador enforma de una red RC o un CI con unos pocos elemen-tos pasivos a su alrededor.

– Si lo que buscamos es solamente un ahorro deenergía, entonces el carácter biestable puede trabajarcontra nosotros. Para permitir que el relé conmutecuando el voltaje de alimentación cae, debe reservarseuna pequeña cantidad de energía para el circuito quevigila el nivel de alimentación.

CONTROLADOR

Aparentemente, muchos fabricantes de relés biestableshan tenido éxito en simplificar sus productos, hasta elpunto que ya no es necesario un circuito desmagneti-zador, y una simple señal de conmutación hace el tra-bajo. En algunos casos, es posible realizar un circuitocontrolador con unos pocos componentes discretos. Eneste artículo mostramos los intríngulis del control de relésbiestables, analizamos algunos circuitos sencillos, men-cionamos los pros y los contras y, finalmente, introduci-mos los controladores dedicados tipo DRT5 y DRLT5.

Pros y contras de los relés biestablesVentajasLa principal ventaja de los relés biestables es evidente ala vista de su nombre: tan pronto como el relé conmuta,permanece en dicha posición sin consumir energía. Estacaracterística única tiene ciertas consecuencias: al noconsumir corriente, se produce menos calor, lo queimplica radiadores más pequeños, y la batería (recar-gable) ve considerablemente reducida su carga de con-

el relé conmuta, T1 se bloquea, cortando la corriente de labobina. Cuando la señal de control toma el nivel bajológico, ocurre lo mismo con T2 y la bobina RESET.

Ventajas– Es excelente para equipos que necesitan conectarse

incluso en caso de fallo o alimentación lenta en conec-tarse.

– Admisible para alimentación de 5 V.– No requiere condensador.

Desventajas– Un contacto del relé se sacrifica para el método de control.– El aislamiento establece exigencias más altas para el lay-

out de la placa.– Dependiendo del tipo de relé usado, el tiempo de con-

mutación del relé puede ser más corto que el tiempo deconmutación prescrito, por lo que aparece el riesgo deconmutación intermitente.

– La posición de los contactos en el apagado depende deltiempo de declive de la tensión de alimentación.

Adaptaciones– Añadir un buffer de energía a la fase de desconexión.– Añadir un puente rectificador para la variante de bobina única.– Retardar los contactos de conmutación para aumentar el

tiempo de conmutación.

Control de relé con condensador en serie(Figura 2)PrincipioCon una tensión de 12 V, C1 se carga, causando unacorriente momentánea a través de la bobina, con lo queel relé conmuta. Después, la corriente permanece limitadaa un nivel determinado por R1. Si la tensión de entradacae abruptamente a 0 V, el condensador se descarga através de la bobina del relé con una corriente invertida,causando que el relé cambie a estado de reset.

Ventajas– Estructura sencilla para aplicaciones con tensiones de

conmutación claramente definidas.

elektor 33

T1

T R

C

T R

C

Set Reset

T2

freerelay contact

usedrelay contact

control5V

+VDD

R1

R2

030367 - 11

Figura 1. Control derelé basado en unaconfiguraciónclásica de mantenerel contacto.

Clases de relés biestablesRelé biestable con dos bobinasEs el tipo que se encuentra normalmente. Cada bobina esresponsable de un cierto estado del relé. Algunos fabri-cantes indican que la conexión en serie de las dos bobinaspermite controlar al relé como si sólo tuviera una bobina.

Relé biestable con una bobinaSe encuentra con menos frecuencia, pero es más interesantesi se busca reducir significativamente el consumo de un cir-cuito. La bobina completa se usa para activar los contactos,en vez de usar la mitad de su longitud como en el caso deun relé de 2 bobinas. Con relés que requieran un circuito dedesmagnetización, ésta tiene que llevarse a cabo a través deun resistor especial. En general, invertir la corriente en unabobina es más complejo. Más adelante, en este mismoartículo, se muestra un circuito específico para este propósito.

Qué hay que tener en cuenta– Para empezar, hay una longitud de señal de control mínima,

que no debe confundirse con el tiempo de activación del relé.Estamos estudiando el tiempo necesario para que el relé cam-bie a su nueva posición y se mantenga en ese estado. Si estetiempo se especifica en las hojas de catálogo, se le llama nor-malmente “min. signal width” o “pulse length’. Si nos faltaeste dato, podemos usar las especificaciones ‘set time’ y ‘resettime’ y añadir un margen de seguridad.

– Voltaje mínimo de conmutación: ‘must operate voltage’ esel menor voltaje al que se garantiza que el relé conmute.Es esencial comprobar si el voltaje de control alcanzaeste nivel durante la duración mínima del pulso.

– Máximo voltaje de conmutación: exactamente igualque con un relé clásico, este voltaje no debe superarse.

– Con respecto a los índices de aislamiento y contacto,se aplica lo mismo que a los relés tradicionales. Si unrelé se usa como aislador para la seguridad eléctricade un circuito, entonces, una menor resistencia de labobina produce unas mejores propiedades aislantes.

– Distancia a otros relés: algunos fabricantes especificanla menor distancia a otros relés para minimizar las per-turbaciones mutuas.

– Tiempo de activación máximo: algunos relés no sopor-tan un control continuo, ya que han sido optimizadospara la duración del pulso únicamente. Con este tipode relés, debe prestarse una atención especial a definircon precisión el pulso de conmutación.

Algunos circuitos de control verdaderamente económicosControl de relé con retención por medio de con-tactos de conmutación (Figura 1)PrincipioCuando se aplica un nivel alto lógico, T1 conduce y lacorriente fluye a través de la bobina SET. Tan pronto como

DE RELÉ BIESTABLE

Desventajas– Pulsos cortos a la entrada pueden cargar o descargar

C1 sin que el relé conmute (por ejemplo, mientras la ali-mentación se conecta o desconecta).

– No funciona muy bien a tensiones de conmutación deexactamente 5 V.

Adaptaciones– Añadir un trigger Schmitt para tratar con tensiones de

alimentación que aumenten o decaigan lentamente.– Posible modificación para relés de 2 bobinas.– Posibilidad de añadir una entrada de control de energía.

El controlador DRT5La compañia Quasinil ofrece una serie de CI controladoresespecíficamente diseñados para controlar relés biestables.Los CI se describen mejor con algunos ejemplos. En elprimero de ellos, se explican las operaciones básicas,mientras que el segundo nos permite beneficiarnos de unade las características más interesantes y valiosas: el controlde baja energía. Un tercer ejemplo, finalmente, ilustra elcaso de niveles de conmutación garantizados.

Conmutación por nivel lógico (Figura 3)Con Vcc = 5 V y Cde = 5 V, el controlador conmuta elrelé a la posición ON (pulso de 10 ms). Cuando Cdevuelve a 0 V, se conmuta al estado OFF (pulso de 20ms). Hay que tener en cuenta que el controlador inten-tará conmutar el relé al estado OFF cuando Vcc caigapor debajo de unos 3,7 V. El éxito de esta operacióndepende totalmente de Vcc.

Ventajas– Sin aglomeraciones, sólo se necesita un componente.– Funciona bien con alimentación de 5 V.– No es necesario condensador.

Desventajas– Retarda ligeramente la señal de control (unos 20 ms).– Vcc no puede pasar de 5,5 V.– Si Vcc cae demasiado rápidamente, el relé puede no lle-

gar a tiempo al estado OFF.

Adaptaciones– También funciona con relés de 2 bobinas.– Un método simple de detección de tensión de alimentación

es conectar Cap and Code (aunque en ese caso, la ten-sión de alimentación debe disminuir muy lentamente).

Interruptor amanecer/anochecer (Figura 4)PrincipioLa corriente directa suministrada por las células solarescarga el condensador Cext. Cuando la tensión en Cextsupere los 4,4 V, el relé conmutará a ON. Cuando laintensidad luminosa disminuya, la tensión en Cap tam-bién caerá. Al llegar a un nivel de 3,7 V, el relé conmu-tará de nuevo a OFF

Ventajas– No requiere baterías.

elektor 34

030367 - 12

control12V / 0V

RS

D1 C1

R2

R1

T1

Figura 2. Excitaciónde relé usando un

condensador.

RS

H bridgeand

protection

DRT5-01mA-10ms

controllogic

logic5V 20mAVOH > 4.4V timer

YY ms

RXX

Vref1 Vref2

4

3

5

2

1

030367 - 13

R = 250 Ω ± 10%

tSET ≤ 10 ms at 3.7 V

tRESET ≤ 20 ms at 3.5 V

coil A

coil B

Cde

Cap

VCC > 4.4V

Figura 3.Conmutando con laayuda de una señal

lógica y un DTR5.

RS

H bridgeand

protection

DRL5-20mA-10ms

controllogictimer

YY ms

RXX

Vref1 Vref2

4

3

5

2

1

030367 - 14

R = 250 Ω ± 10%

2 cellsSOLEM

05/048/016



coil A

coil B

Cde

Cap

47kΩCext> 530μF

Figura 4. Unasimple conmutación.

Desventajas– Tiempos de carga y descarga relativamente largos

(aproximadamente 1 minuto asumiendo dos célulassolares expuestas a la luz diurna).

– Histéresis elevada: se requiere mucha más luz para con-mutar el relé a ON que a OFF.

Adaptaciones– Para condiciones de poca luz, use células solares que

suministren un voltaje más alto. Proteja el circuito con unregulador de tensión “low-drop” (LP2950CZ-5).

– Aunque la configuración puede usarse también con unrelé de 2 bobinas, esta opción es menos atractiva puestoque el condensador debe ser mayor y con ello, el tiempode carga.

– Este tipo de circuito (consumo típico de corriente 20 mA)representa una alternativa barata a una entrada conoptoacopladores. Dependiendo de la fuente y de la lon-gitud del cable, puede ser necesario proteger la entradaCde del controlador.

– Emplee un relé de potencia si se van a conmutar corri-entes elevadas.

Control de la alimentación en un dispositivoUSB (Figura 5)Cuando el PC se conecta, el condensador Cext se cargaa través de una resistencia de limitación de corriente.Una vez que la tensión del condensador ha subido a4,4 V, el relé sigue el estado del microcontrolador USB,conmutando a ON. Cuando el PC se apaga, el relévuelve a su estado inicial. De esta manera, la ali-mentación de un periférico se conmuta síncronamentecon el PC.

Ventajas– Se garantiza el estado OFF cuando el PC se apaga.

Desventajas– Ligero retardo en la señal de control (aprox. 20 ms).– La tensión de alimentación no debe pasar de 5,5 V.– El controlador es relativamente caro.

Adaptaciones– El relé del ejemplo es un relé de potencia, de ahí el valor

del condensador. Dependiendo de la potencia que hayaque conmutar, y el grado requerido de aislamiento,puede escogerse un relé pequeño. Un relé de bobinaúnica permite que se use un condensador menor.

– Si el periférico recibe la alimentación junto a la del PC,entonces no se requiere microcontrolador. Simplementese ha de conectar 5 V del conector USB a Cde y acoplaruna resistencia de 100 kΩ entre Cde y tierra.

Elección entre el DTR5 y el DRL5En los tres ejemplos anteriores, analizábamos algunosaspectos de estos nuevos CI controladores. La eleccióndel controlador está muy relacionada con la aplicación ycon el relé que haya que controlar. Más abajo hay unescueto análisis de los parámetros de estos controladoresy algunos consejos para elegir el adecuado.

DTR o DRL: El controlador DRL5 es adecuado paraequipos con tensión de alimentación o control mayor de4,75 V. Por el contrario, el DTR5 puede usarse con unatensión de alimentación menor, a partir de 4,4 V. Estadiferencia en las tensiones de alimentación también esrelevante en aplicaciones que usen un condensadorexterno.

Corriente máxima en la entrada de control: Esteparámetro es especialmente importante si el controladorse usa sin fuente de alimentación. En este caso, el con-densador Cext necesita cargarse a través de, digamos,una puerta lógica. Dependiendo de la corriente deseadao permitida, elegimos la versión con limitación de corri-ente a 1, 10, 20 ó 50 mA.

Control de la longitud del pulso: Este tiempo tieneque ser mayor que el ‘minimum switching time’ (tiempomínimo de conmutación) que requiere el relé. Los tiem-pos posibles son: 5, 10, 20, 30 ó 50 ms. El pulso deconmutación a OFF es el doble de largo, lo que permiteoptimizar el valor del condensador externo si es nece-sario.

¡Realmente útil!Comparados con las soluciones existentes, los contro-ladoresDRT5/DRL5 permiten controlar relés con corrientesmuchísimo más bajas, tienen en cuenta completamente lascaracterísticas de conmutación del relé y garantizan elestado del mismo cuando el equipo se apaga. Desgraci-adamente, la cara oscura de estos nuevos controladores essu relativamente elevado coste. Por supuesto, es de esperarque el precio disminuya conforme aumente la producción.En cualquier caso, estos nuevos dispositivos ofrecen a losdiseñadores electrónicos más opciones para circuitos en losque el consumo de energía es una consideración funda-mental, como todos los nuevos equipos diseñados para seralimentados con baterías o células solares.

Puede encontrarse más información acerca de estos com-ponentes en la página web de Quasinil.

http://www.quasinil.comy especialmente esta dirección

http://20gp.ovh.net/~quasinil/drivers_eng.htm(030367-1)

elektor 35

S

R

H bridgeand

protection

DRL5-20mA-30ms

controllogic

μC forUSB

decoding timerYY ms

RXX

Vref1 Vref2

4

3

5

2

1

030367 - 15

Rbob = 42 Ω ± 10%



BobA

BobB

Cde

Cap

Vcap5V USB

0V USB

Vcap

Cext> 9340μF

Schottky

US

B p

rote

ctio

n

Figura 5.Conmutación deuna alimentacióninterna a on y off.

La serie de procesadores 18Fxx2 tiene una memoriaROM Flash de 16 ó 32 K. Sin embargo, cadainstrucción de programa tarda al menos una palabra(es decir, dos bytes), así, en términos del número delíneas de código de programa que debemos escribir,estamos hablando de un máximo de 8 ó 16 K. Comoconsecuencia de ello, en términos de programación,sólo podemos tener acceso a las posiciones dememoria ROM numeradas.

elektor 36

ADIÓS A LA FAMILIA 16’, Parte 2: ROM (memoria de programa) y consulta de grandes

Ron Coates

Si miramos la ventana donde vemos la memoria de pro-grama para un micro de la serie 16F, vemos que ladirección se incrementa de uno en uno a cada línea, esdecir, 0000, 0001, 0002, etc. Este mismo código en un18F nos daría un programa donde cada línea se incre-menta de dos en dos, es decir, 0000, 0002, 0004, etc.Esto no es importante en un funcionamiento normal deeventos, pero cuando nos referimos a la consulta detablas, sí puede serlo.La totalidad de la memoria ROM es completamentelineal y no hay problemas con las instrucciones CALL yGOTO, no importa cuál sea la longitud del programa.

Consulta de tablasUno de los motivos por los cuales los procesadores PIChan sido muy criticados en el pasado es que era muydifícil de implementar para la consulta de tablas deuna longitud razonable. Sin embargo, una de lascaracterísticas más útiles de la serie ’18 es que virtual-mente pueden escribirse tablas de consulta de cual-quier longitud, dependiendo de la cantidad de memo-ria ROM Flash disponible.En este punto resulta interesante profundizar sobrecómo podemos implementar una tabla de consulta enla serie ’16, lo que en la jerga de Microchip seconoce como ‘la computación de un goto’ y requiereque el programador prepare la tabla de consultacomo si de una subrutina se tratara, comenzando conel comando añadir al valor del contador de pro-grama el valor del registro W. Éste será seguido poruna lista de valores que serán retornados. Para usarla tabla nos aseguraremos que el valor que hay enW es la posición requerida de la tabla antes de lla-mar a la subrutina. Después de la subrutina, el pro-grama principal debería tener el valor consultado enel registro W.El siguiente ejemplo nos devolverá la velocidad máximaa la que puede trabajar un driver en el momento queestá ejecutando una tarea determinada, llamando a lasubrutina SPEED:

SPEED ADDWF PCLRETLW 0xFFRETLW 0x0ARETLW 0x20RETLW 0x3CRETLW 0x50

Si el programa principal tuviera el valor del momento(1, 2, 3 ó 4) en W, la llamada siguiente a esta subru-tina debería producir un salto en el programa a lalínea que corresponde a la tarea y retornar la veloci-

elektor 37

dad máxima como un número hexadecimal. Observeque la primera línea de la tabla corresponde a un valorW de 0. Debido a que en este ejemplo no deberíamoshaber usado nunca el valor cero, insertaremos un valorficticio de (FF).La limitación del valor superior es que el valor en Wsólo puede variar entre 00 y FF (o lo que es lo mismoentre 0 y 255 en decimal), de manera que sólo pode-mos tener 256 líneas en la tabla. Si necesitamos unatabla mayor que ésta, tendremos que dividirla en256 trozos de líneas y usar cálculos adicionales paraasegurarnos la consulta de la posición exacta. Estáclaro que para valores de varios miles, esto no espráctico.El método descrito anteriormente puede usarse para laserie de micro ’18, siendo todavía útil para tablas cor-tas. Sin embargo, ahora la situación es incluso peor,porque el contador de programa sólo reconoce núme-ros. Esto significa que si W contiene 0 ó 1 no hay dife-rencia y el programa saltará a la primera línea de latabla (0xFF en el ejemplo superior). Para que el pro-grama de arriba trabaje de forma correcta con un 18F,necesitaríamos valores de 2, 4, 6 y 8 en el registro W.Esto también significa que la longitud máxima de nues-tra tabla es de sólo 128. Si necesitamos utilizar tablas mayores, deberemos usarun método alternativo, el cual se describe con detalle enla sección 5 de las hojas de características, pero sólohay principios generales. El programador puede usar cualquier cantidad deFlash ROM disponible como una tabla de consulta (oseries de tablas de consulta). Así, si estamos usandoun chip con 32 K de ROM y sólo necesitamos 4 Kpara el programa (recordar que esto sería equivalentea unas dos mil líneas de código), los 28 K restantesestarían disponibles como espacio para una tabla deconsulta.Éste es un importante paso adelante y puede signifi-car que las aplicaciones usadas anteriormente que uti-lizan una EPROM externa para almacenar datos pue-den sustituirse por aplicaciones con un simple inte-grado, ahorrando en complejidad, tamaño y, porsupuesto, coste. También hay chips mayores que el 18F que disponende hasta 128 K de ROM. Para obtener la últimainformación puede consultar la página web deMicrochip.La habilidad para direccionar esta cantidad de espa-cio depende de la tabla de punteros. Hay tres deellos, TBLPTRU (Table Pointer Upper) de los cuales sóloestán disponibles 5 bits, TBLPTRH (Table Pointer High)y TBLPTRL (Table Pointer Low). Se usan junto con estospara formar una dirección de 21 bits de longitud, la

¡BIENVENIDA LA PIC18F!es tablas

cual permite acceder hasta 2 megabytes. En la prác-tica, con los procesadores de los que estamoshablando, TBLPTRU se puede dejar a 0 porque losdieciséis bits de los otros punteros son más que sufi-ciente para direccionar la cantidad de memoria ROMdisponible.Durante el funcionamiento normal del programa esastablas se pueden leer y escribir, por lo que debemostener cuidado con la configuración de los punteros, yaque es perfectamente posible sobre-escribir nuestrocódigo de programa.Ahora vamos a ver cómo obtener un dato en esastablas. Llegados a este punto las hojas de característi-cas enmudecen. Lo que no puede hacerse es escri-birlo con el programa, el camino para hacerlo es conel goto computado. Podemos ir a la ventana de lamemoria del programa en MPLAB y corregir directa-mente los valores, lo cual puede ser de una gran utili-dad para propósitos de depuración. Sin embargo, nohay forma de salvar esas correcciones y tan prontocomo salgamos del editor, la información se perderá.En cualquier caso, si tenemos una tabla de 8 Kbytesserá difícil que podamos meter todos los valores amano.Hay dos formas de hacer esto, aunque es posible quealgunos lectores puedan sugerir otra. Como ejemplo,tomaremos los valores de un instrumento musical desonido muestreado, por ejemplo, un piano. Sería normalusar un PC para manipular y almacenar datos de estetipo, así que asumiremos que la tabla que queremosmeter en el PIC está residente como si fuera un fichero ennuestro PC.Si podemos escribir un programa adecuado para elPC, el puerto paralelo o serie se podría usar para des-cargar el fichero. Los PICs de los que estamoshablando incorporan una USART (Universal Synchro-nous/Asynchronous Receiver Transmitter) la cual puedeconfigurarse fácilmente para comunicarse con unainterface RS232 de un PC.Si entre nuestras habilidades no está la programacióndel PC, un método alternativo es usar un programadorde EPROM para transferir la información a unaEPROM, y después escribir un programa en el PIC paratransferir la información desde la EPROM a la memoriadel PIC. Esto es bastante amplio, lo cual significa quetenemos que programar el código (usando un progra-mador PICSTART o algún equivalente) y después trans-ferir el PIC a una placa, lo cual se hace para transferirdatos desde la EPROM al PIC, antes de usar el PIC enla tarjeta de aplicación.

Transferencia de una aplicación16F existenteEn la página 1 de las hojas de características del18FXX2 se afirma de manera muy optimista que elcódigo fuente del 18F es compatible con el set de ins-trucciones del 16C. Esto podría hacernos pensar que todo lo que tene-mos que hacer es coger una aplicación existente,cambiar las referencias del modelo de micro y queentonces todo funcionará perfectamente. En reali-dad, si hacemos esto saldrá una gran lista de men-sajes de error, pero tranquilos, será bastante fácilcorregirlos.Lo primero de todo, el registro de estado, que corres-ponde a los bits RP0 y RP1, los cuales fueron usadospara la conmutación de banco en el 16F, no existen.Tendremos ciertas referencias a ellos para configurar los

puertos de I/O con los registros TRIS. Por tanto, todaslas referencias a ellos se deben borrar.Por otra parte, si nuestro programa original utilizadirecciones indexadas se producirá otro problema,ya que tendremos ciertas referencias a los registrosFSR. Ahora tenemos tres registros FSR etiquetadoscomo FSR0, FSR1 y FSR2, y cada uno de estos tieneun byte bajo y un byte alto. Así que todas las referen-cias a FSR se tienen que cambiar a FSR0L. Un pro-blema similar ocurrirá con las referencias al registroINDF. Esto se puede sortear rápidamente usando‘buscar y sustituir’, facilidad que nos proporciona eleditor.Por último, si las opciones de nuestro CONFIG estánembebidas en el código fuente, también se mostraráncomo si fuese un error. Las opciones del CONFIGpara la serie 18F son completamente diferentes enformato a las de la serie 16F y lo mejor es borrartodas las del programa del 16F y comenzar de nuevousando el 18F, haciéndolo con el fichero INCLUDEcomo guía.Los errores de sintaxis se pueden eliminar de formarápida. Por ello, es importante revisar la estructura delprograma para darnos cuenta también de las importan-tes ventajas que nos proporcionan estos nuevos circuitosintegrados.

Un vistazo más allá: el DSPHasta el comienzo de este año, la serie 18F era la quetenía el procesador más potente de todos los de la casaMicrochip. Lo cual en este momento no es cierto, ya queapenas unos meses después se han introducido en elmercado una serie de dsPIC. Estos disponen de un com-pleto procesador de 16 bits, el cual también incorporacaracterísticas como las que podemos encontrar sólo enlos DSPs –Procesadores Digitales de Señal-. Como siem-pre, en Elektor tenemos la primicia en información sobretecnología electrónica.

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CONDICIONES GENERALES

Los circuitos impresos, carátulas autoadhesivas, ROMs, PALs, GALs, microcontroladores y disquetes que apa-recen en las páginas de ELEKTOR se encuentran a disposición de los lectores que lo requieran. Para solicitar-los es necesario utilizar el cupón de pedido que se encuentra en las páginas anexas.Este mismo cupón también puede utilizarse para efectuar pedidos de los libros de la colección de ELEKTOR (enversión original inglesa).- Los items marcados con un asterisco (*) tienen una vigencia limitada y su disponibilidad solo puede garanti-zarse durante un cierto periodo de tiempo. - Los items que no se encuentran en esta lista no están disponibles.- Los diseños de circuitos impresos se encuentran en las páginas centrales de la Revista. En ocasiones y porlimitación de espacio no se garantiza la publicación de todos los circuitos. En estos casos los lectores interesa-dos pueden solicitar los diseños, utilizando el mismo cupón de pedido y les serán enviados a su domicilio con-tra reembolso de 500 pts. (incluidos gastos de envio).- Los EPROMs, GALs, PALs, (E)PLDs, PICs y otros microcontroladores se suministrarán ya programados.Los precios y las descripciones de los diferentes productos estan sujetos a cambios. La editorial se reserva elderecho de modificar los precios sin necesidad de notificación previa. Los precios y las descripciones incluidasen la presente edición anulan los publicados en los anteriores números de la Revista.

FORMA DE ENVIO

Los pedidos serán enviados por correo a la dirección indicada en el cupón de las páginas anexas. Además loslectores pueden formular pedidos por teléfono llamando al número 91 327 37 97 de lunes a viernes en horariode 9,30 a 14 h y de 16 a 19 h. Fuera de este horario existe un contestador telefónico preparado para recogerlas demandas. Los gastos de envio serán abonados por el comprador, tal como se indica en el cupón.

FORMA DE PAGO

Todos los pedidos deberán venir acompañados por el pago, que incluirá los gastos de envio, tal como se indi-có anteriormente.El pago puede realizarse mediante cheque conformado de cualquier banco residente en territorio español, giropostal anticipado, tarjeta VISA (en este caso debe indicarse la fecha de caducidad, domicilio del propietario dela tarjeta y firma del mismo).Nunca se deberá enviar dinero en metálico con el pedido. Los cheques y los giros postales deben ser nominati-vos a la orden de VIDELEC S.L.

SUSCRIPCIONES A LA REVISTA Y EJEMPLARES ATRASADOS

Las suscripciones o pedido de números atrasados, si se encuentran disponibles, se realizarán a LARPRESS, C/La Forja, nº 27 - 28850 Torrejón de Ardoz (Madrid). Telf: 91 677 70 75, Fax: 91 676 76 65. E-mail:[email protected] precios de ejemplares atrasados son de 3,60 € más gastos de envio.

COMPONENTES UTILIZADOS EN LOS PROYECTOS

Todos los componentes utilizados en los proyectos ofrecidos en las páginas de la Revista se encuentran gene-ralmente disponibles en cualquier establecimiento especializado o a través de los anunciantes de este ejemplar.Si existiera alguna dificultad especial con la obtención de alguna de las partes, se indicará la fuente de suminis-tro en el mismo artículo. Lógicamente los proveedores indicados no son exclusivos y cualquier lector podráoptar por su suministrador habitual.

CONDICIONES GENERALES DE VENTA

Plazo de entrega: El plazo normal será de 2-3 semanas desde la recepción del pedido. No obstante no pode-mos garantizar el cumplimiento de este periodo para la totalidad de los pedidos.Devoluciones: Aquellos envios que se encuentren defectuosos o con la falta de alguno de los componentespodrán ser devueltos para su reposición, solicitando previamente nuestro consentimiento mediante llamadatelefónica al número (91) 3273797 en horario de oficina. En este caso la persona que llame recibirá un númerode devolución que deberá hacer constar al devolver el material en un lugar bien visible. En este caso correrápor nuestra cuenta el gasto de envio de la devolución, debiéndolo hacer así constar el remitente en su oficinapostal. A continuación se le enviará nuevamente el pedido solicitado sin ningún gasto para el solicitante.En cualquiera de los casos anteriores, solo se admitirán las devoluciones en un plazo de tiempo de 14 diascontados a partir de la fecha de envio del pedido.Patentes: Algunos de los circuitos o proyectos publicados pueden estar protegidos mediante patente, tanto enla Revista como en los libros técnicos. La editorial LARPRESS no aceptará ninguna responsabilidad derivadade la utilización inadecuada de tales proyectos o circuitos para fines distintos de los meramente personales.Copyright: Todos los dibujos, fotografias, artículos, circuitos impresos, circuitos integrados programados, dis-quetes y cualquier otro tipo de software publicados en libros y revistas están protegidos por un Copyright y nopueden ser reproducidos o transmitidos, en parte o en su totalidad, en ninguna forma ni por ningún medio,incluyendo fotocopiado o grabación de datos, sin el permiso previo por escrito de Editorial LARPRESS. No obstante, los diseños de circuitos impresos si pueden ser utilizados para uso personal y privado, sin nece-sidad de obtener un permiso previo.Limitación de responsabilidad: Todos los materiales suministrados a los lectores cumplen la NormativaInternacional en cuanto a seguridad de componentes electrónicos y deberán ser utilizados y manipuladossegún las reglas universalmente aceptadas para este tipo de productos. Por tanto ni la editorial LARPRESS, nila empresa suministradora de los materiales a los lectores se hacen responsables de ningún daño producidopos la inadecuada manipulación de los materiales enviados.

CONSULTORIO TECNICO

Existe un Consultorio técnico telefónico gratuito a disposición de todos los lectores. Este sevicio se prestatodos los lunes y martes laborables en horario de 17 a 19 h.El número de teléfono para consultas es el 91 375 02 70.

Código Precio(€)

E296 ENERO 2005Filtros de Supresión de Ruido :

- PCB 030217-3 25,00

E295 DICIEMBRE 2004Amplificador de Clase T de 2 x 300 W ClariTy:

- PCB 030217-2 30,00

E294 NOVIEMBRE 2004Amplificador Clase-T 2x300 W:

- Placa amplificador con SMD premontado; núcleos para L1 y L2 030217-91 59,00

Dado rodante:- Set de PCB’S (6 caras) 040248-1 26,00- Disco, código fuente y hex 040248-11 9,00- AT89C2051-12PI, programado 040248-41 16,00

Cuchillo del Ejercito Suizo:- Set de PCB’S: MCU, RS232, USB 030448-1 17,71- Set de discos (a+b), todo el software del proyecto 030448-11 12,12- AT89S8252-24PC, programado 030448-41 48,00

E293 OCTUBRE 2004Analizador R/C:

- Disco, PIC código fuente 030178-11 9,12- PIC16F627-4/CP, programado 030178-41 19,00

Convertidor USB Controlado a través de HTML:- Disco, programas ejemplo 044034-11 9,12

E292 SEPTIEMBRE 2004Micro Servidor Web con placa MSC1210:

- Placa microprocesador, ensamblada y comprobada 030060-91 119,00- Placa de expansión de red, ensamblada y comprobada 044026-91 78,00- Paquete combinado (incluyendo 030060-91 + 044026-91 y todos los artículos) 044026-92 195,00- Placa de expansión de red, sólo PCB 044026-1 20,00

E291 AGOSTO 2004Multi Programador:

- PCB 020336-1 16,45- Disco, firmware y código fuente 020336-11 9,12

Pocket Pong:- Disco, software PIC 030320-11 9,12

Router de vías:- PCB 030403-1 20,19- Disco, software PC Y PIC 030403-11 9,12- PIC16F877-20/P, programado 030403-41 40,02

Operador Silencioso:- Disco, PIC software 030209-11 9,12- PIC16F84-10P, programado 030209-41 27,41

E290 JULIO 2004Diseño de Nuestro Propio Circuito Impreso:

- PCB 030385-1 29,00

Preamplificador de Gama Alta Controlado Digitalmente (2):- PCB placa principal 020046-1 16,00- PCB placa de relés 020046-2 14,00- PCB placa de alimentación 020046-3 12,50- Disco 020046-11 9,00- PIC18LF452-I/L, programado 020046-41 52,00

Medidor de Velocidad y Dirección del Viento:- Disco, software del proyecto 030371-11 9,00- PIC16F871, programado 030371-41 33,00

E289 JUNIO 2004Construya su Propio Receptor DRM:

- PCB 020148-1 16,00- Disco, proyecto ejemplo 020148-11 9,12

Caja De Música y el Sonido de Pandora:- PCB 030402-1 20,00- Disco, código fuente y hex 030402-11 9,12- PIC16F871/P, programado 030402-41 38,50

Explorador de VHF de Banda Baja:- PCB 020416-1 16,50

E288 MAYO 2004Construya su Propio Receptor DRM:

- PCB 030365-1 17,00- Disco, programa DRM.exe 030365-11 9,00

Cerradura Codificada:- PCB 020434-1 14,40- Disco, código fuente y hex 020434-11 9,00- PIC16F84A-4P, programado 020434-41 27,41

Multicanal Seguro para Modelos Controlados por Radio:- Disco, código fuente 020382-11 9,00- AT89C52-24JI, programado 020382-41 16,24

Medidor de Frecuencia Multifunción:- PCB 030136-1 17,50- Disco, software del proyecto 030136-11 9,00- AT90S2313-10PC, programado 030136-41 15,00

ENERO 2005

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E287 ABRIL 2004Reloj Digital con Alarma:

- Disco, PIC código fuente y hex 030096-11 9,11- PIC16F84-04/P, programado 030096-41 28,36

iAccess:- Disco set, código fuente y control 020163-11 14,02- AT89S8252-12PC, programado 020163-41 25,94

Sencillo Inversor de Tensión de 12V a 230V:- PCB 020435-1 16,00

Conmutador Controlado por Tacto:- Disco, PIC código fuente 030214-11 9,12- PIC12C508A04/S08, programado 030214-41 11,49

E286 MARZO 2004Placa flash 64-K 80C552:

- PCB 030042-1 17,45- Disco, misc. software del proyecto 030042-11 9,12- 29F010, programado 030042-21 18,66- GAL 16V8D15QP, programado 030042-31 11,38

Registrador Climático:- PCB 030076-1 14,44- Disco, software Windows 030076-11 9,12

Codificador FMS para Simulador de Vuelo:- PCB 030066-1 19,03- 87LPC767BN, programado 030066-11 31,74

Ruleta a Diodos Led:- PCB 030168-1 33,00- Disco, código fuente y hex 030168-11 9,12- 89C2051-12PC, programado 030168-41 15,02

E285 FEBRERO 2004Receptor de Control Remoto en FM:

- PCB 034044-1 19,00

Cronómetro de Proyectos:- Disco, códigos fuente y objeto 020350-11 9,12- PIC16F84-10P, programado 020350-41 24,52

Descubriendo el motor paso a paso (II):- Disco, código fuente 020127-11 9,12

Generador de Reloj Universal:- Disco, código fuente 020395-11 9,12

Enlace RS232 sin hilos:- PCB 030204-1 16,24

E284 ENERO 2004Contador de revoluciones para modelos de radio-control:

- PCB 024111-1 33,00- Disco, código fuente y hex 024111-11 9,00- 89C2051-12PC, programado 024111-41 16,00

Visualizador de Texto con Desplazamiento:- Disco, código fuente y hex 020407-11 9,00

Conversor USB analógico:- PCB 020374-1 14,00- Disco, códigos hex y software Windows 020374-11 9,00- PIC16C765, programado 020374-41 25,00

E283 DICIEMBRE 2003Generador de Señal de RF con DDS:

- PCB, generador 020299-1 22,00- PCB, control/alimentación 020299-2 23,00- AT90S8515 8PC, programado 020299-41 57,00

Detector de metal por inducción balanceada:- PCB 020290-1 17,00

E282 NOVIEMBRE 2003Generador de imágenes ATV:

- Disco, código fuente y hex 020295-11 9,12- AT90S8515-8PC, programado 020295-41 28,37- AT90S1200-12PC, programado 020295-42 25,70

Nombre

Domicilio

C.P.

Tel. Fax Fecha

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

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

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

❏ Giro postal. Cuenta Postal (BBVA)

Nº 0182-4919-74-0202708815

❏ Fecha de caducidad:

Número de tarjeta:

Firma:

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

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

Sub-totalGastos envioTotal

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Los precios y las descripciones están sujetas acambio. La editorial se reserva el derecho de cam-biar los precios sin notificación previa. Los pre-cios y las descripciones aquí indicadas anulan lasde los anteriores números de la revista.

3

CUPON DE PEDIDO

Código Precio(€)

Código Precio(€)

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es servicio lectores servicio lectores servicio lectore

Unidad de conmutación complementaria para modelismo R/C:- PCB 020126-1 19,00- Disco, código fuente y hex 020126-11 10,00- PIC16C712-041/SO, programado 020126-41 32,00

Sistema de Desarrollo AVRee:- PCB 020351-1 27,36- Disco, programas ejemplo 020351-11 10,00

Caja de conmutación con efectos de guitarra:- PCB 020181-1 27,00

Temporizador Inteligente para Ventilador:- Disco, software del proyecto 020170-11 10,00- MSP430F1121, programado 020170-41 23,50

Sustitución del SAA3049:- PCB 020085-1 27,00- Disco, código fuente y hex 020085-11 10,00- 87LPC764BN, programado 020085-41 20,60

Desplazamiento de luces bicolor:- PCB, controlador 010134-1 17,00- PCB, placa LED 010134-2 22,00- Disco, software del proyecto 010134-11 10,00- AT89C2051-12PC, programado 010134-41 15,00

E275 ABRIL 2003Analizador Lógico 20/40 MHz:

- PCB 020032-1 32,00- Disco, programa demostración 020032-11 10,00- AT90S8515-8PC, programado 020032-41 31,28

Sistema de Altavoces Activo (II):- PCB 020054-2 16,46

Medidor de Capacidad con Escala Automática:- PCB 020144-1 15,00- Disco, código fuente y hex 020144-11 10,00- PIC16F84A-20/P, programado 020144-41 32,00

Reloj de arena electrónico:- PCB 020036-1 38,00- Disco, software del proyecto 020036-11 10,00- PIC16F84A-04/P, programado 020036-41 32,00

E274 MARZO 2003Sistema de altavoces activo (I):

- PCB 020054-1 16,00

Lanzador de Dado RPG Electrónico:- PCB 020005-1 23,00- Disco, código fuente 020005-11 11,14- AT90S4433-8PC, programado 020005-41 70,24

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

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

E273 FEBRERO 2003Interface CompactFlash para sistemas de microcontrolador:

- PCB 020133-1 12,00- Disco, código fuente de la demo 020133-11 10,00

Bus DCI:- PCB, conversor 010113-1 17,00- PCB, terminal 010113-2 25,00- Disco, software del proyecto and código fuente 010113-11 10,00- AT90S8515-8PC, programado 010113-41 43,00

Ampliación de líneas y ADC:- Disco, programas BASCOM-51 020307-11 10,00

Dispositivo de bloqueo programable para números de teléfono:- PCB 020106-1 25,00- Disco, software del proyecto 020106-11 10,00- AT89C2051-1, programado 020106-41 13,00

Codec de audio USB con S/PDIF:- PCB 020178-1 22,00

E272 ENERO 2003Emulador de EPROM:

- PCB 024066-1 18,50- Disco, listado JEDEC GAL 024066-11 10,00- GAL 16V89, programado 024066-31 10,00

Linterna a LED:- Disco, software del proyecto 012019-11 10,00- PIC12C672-04/SM, programado 012019-41 40,00

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

Monitorizador telefónico de bebé:- PCB 012016-1 20,00- Disco, código fuente y hex 012016-11 10,00- AT90S1313-10PC, programado 012016-41 21,00

Adaptador para Diagnóstico de Vehículo:- PCB 020138-1 18,50

Interruptor remoto mediante teléfono DTMF:- PCB 020294-1 22,00- Disco, software del proyecto 020294-11 9,12- PIC16F84A-20/P, programado 020294-41 27,50

Display de Cristal Líquido con Bus I2C:- PCB 030060-2 14,00

PICProg 2003:- PCB 010202-1 17,00- Disco, software Windows 010202-11 9,12- PIC16F874-20/P, programado 010202-41 44,00

Central de Medida de Precisión (2):- Placa ensamblada y comprobada 030060-91 68,00

Preamplificador a válvulas (I):- PCB, placa amplificador 020383-1 22,00- PCB, placa alimentación 020383-2 21,00- PCB, placa I/O 020383-3 19,00

E281 OCTUBRE 2003Mini Generador de Carta de Ajuste:

- Disco, código fuente 020403-11 9,46

Selector de Disco Duro:- PCB 034050-1 18,33

Herramienta de Programación para el ATtiny 15:- PCB 030030-1 14,60- Disco, software del proyecto 030030-11 9,46

Amplificador de coche en puente cuádruple:- PCB 034039-1 16,79

E280 SEPTIEMBRE 2003Adición de un destello:

- Disco, código fuente y hex 020293-11 9,29- PIC12C509A-04/SM, programado 020293-41 14,33

Programador AT90S2313:- PCB 034036-1 17,50

Mini display para texto en movimiento:- Disco, código fuente 020365-11 10,00

Control Remoto de Luz con Regulador de Intensidad:- Disco, código fuente y hex 020337-11 9,46- AT89C2051-12, programado 020337-41 12,09

E279 AGOSTO 2003Tenis TV con AVR:

- PCB principal 030026-1 15,40- PCB pulsadores 030026-2 16,70- Disco, código fuente AVR 030026-11 9,46- AT908515, programado 030026-41 29,43

Agenda electrónica de bolsillo:- Disco, software PC y controlador 020308-11 9,46- AT90S2313-10PCprogramado 020308-41 24,40

Controlador LCD de bajo coste (ii):- PCB 020114-1 16,79- Disco, software del proyecto 020114-11 9,46

Control de luz nocturna:- Disco, código fuente y hex 020115-11 9,46- AT90S2313-10PC, programado 020115-41 24,89

Tarjeta de desarrollo XA Universal (II):- PCB 010103-1 25,55- Disco, código GAL, EPROM, XADEV 010103-11 9,46- EPROM IC8, 27C256-90, programado 010103-21 19,36- EPROM IC9, 27C256-90, programado 010103-22 19,36- GAL 16V8, programado 010103-31 9,30

E278 JULIO 2003Temporizador descendente:

- Disco, código fuente y hex 020296-11 9,40- AT90S1200, programado 020296-41 26,00

Grabador de audio USB:- Disco, código EPROM 012013-11 9,40- EPROM 27C512, programado 012013-21 28,00

Amplificador Final a Válvulas (2):- Placa amplificador (1 canal) 020071-1 28,40- Placa fuente alimentación 020071-2 18,80

E277 JUNIO 2003Controlador de luces de discoteca de 8 canales:

- PCB 010131-1 25,34- 87C750 or 87C71, programado 010131-4 44,70

Pico PLC:- PCB 010059-1 36,00- Disco, programa de test 010059-11 9,00

Simple chip para Control de Tono:- PCB 020054-4 21,00

E276 MAYO 2003Fuente de Alimentación Conmutada de 17 V/10 A:

- PCB 020054-3 19,40

Código Precio(€)

Código Precio(€)

elektor 42

quí comenzar aquí comenzar aquí comenzar aquí come

En la actualidad, cualquier orde-nador tiene varios puertos USB,los cuales han pasado a realizarnormalmente las tareas que antesrealizaba el bus RS 232. Loscables USB tienen diferentesconectores en cada uno de susextremos para evitar una cone-xión incorrecta. La Figura 1muestra los diferentes modelos deconectores receptores que se uti-lizan en los equipos periféricos.Una conexión USB tan sólo tienecuatro líneas, que están formadaspor una línea de datos en cadadirección, una línea de masa yuna línea de alimentación. La líneade alimentación puede usarsepara alimentar los dispositivos peri-féricos. El equipo que aloja elconector USB (un ordenador o unordenador portátil), puede pro-porcionar un máximo de 500 mApara cada puerto USB. Un dispo-sitivo repartidor (“hub”) con su pro-pia fuente de alimentación puedeproporcionar la misma cantidadde corriente por cada puerto, peroese mismo dispositivos alimentadopor el propio bus USB solamentepuede dar una unidad de cargapor puerto. Por otro lado, elequipo que proporciona la salidaUSB (“host”) solamente suministrauna corriente de 500 mA despuésde que se haya establecido unacomunicación con el dispositivo

USB conectado. Inmediatamentedespués de que se haya estable-cido una conexión con el disposi-tivo USB (sin que se haya recono-cido dicho dispositivo por mediode su controlador), el dispositivo nopuede dar más de 100 mA decorriente sobre el bus. El equipo“host” no permite que el dispositivoUSB suministre la máxima corrientede 500 mA hasta que la fase deidentificación ("enumeración") ha-ya sido completada.En la actualidad los dispositivosmás sencillos no necesitan estaenumeración, siempre y cuandoaseguren que no van a consumirmás de 100 mA del propio bus.Esto se puede aprovechar senci-llamente para obtener unapequeña corriente del puerto USBsin causar ningún problema alordenador. Algunos ejemplos deesto pueden ser pequeñas lámpa-ras y ventiladores con cables USBque se venden actualmente parausarlos con ordenadores portáti-les. Estos componentes hacen unmal uso de este puerto USB.Esta corriente de 100 mA tambiénpuede emplearse para cargar unpar de baterías cuando no dispo-nemos de un cargador real amano. Es muy fácil de hacer, comopodemos ver en la Figura 2. Essuficiente disponer de un diodo yuna resistencia para poder cargar

dos células AA o AAA conectadasen serie, o bien dos células deNiCd o de NiMH. Este procesopuede llevarnos un cierto tiempo,ya que estamos limitados a unacorriente de 100 mA, pero en uncaso de emergencia es una solu-ción perfectamente válida.Los valores de los componentespara el circuito están pensadospara que la tensión de alimenta-ción de la línea USB tenga unvalor nominal de + 5 V y un valormínimo de + 4,5 V. El diodo se uti-liza para protección, de maneraque se evite el daño del puertoUSB si las baterías se han conec-tado en el sentido equivocado. Laresistencia R1 ha sido dimensio-nada para una corriente de, apro-ximadamente, 90 mA, a través dedos células de NiCd o de NiMH.Estas células pueden manejar estacorriente durante días hasta elfinal, sin llegar a estar sobrecar-gadas, pero también significa queno pueden estar totalmente carga-das en sólo unas pocas horas.Pero, de nuevo volvemos a decir,que esta solución está pensadapara casos en que no haya otrasolución.

Productos profesionalesVarios fabricantes de semicon-ductores acaban de desarrollarproductos especiales para cargar

baterías utilizando un puerto USB.Algunos de ellos han sido pensa-dos para cargar baterías de Ión-Litio, pero esto no tiene un interésparticular para circuitos domésti-cos, debido a la dificultad deobtener este tipo de baterías.La casa Maxim han desarrolladouna idea para alimentar un cir-cuito a partir de una única célulade NiMH que puede ser recar-gada a partir de un puerto USB.En la Figura 3 podemos ver estediseño que utiliza dos circuitosintegrados de la casa Maxim. ElMAX 1692 (U1) es un convertidorDC/DC descendente con una limi-tación de corriente. Este circuitocarga las células de NiMH (B1) apartir de la línea de alimentacióndel puerto USB con una corrientede carga comprendida entre 300y 400 mA. Aunque el convertidorno es una verdadera fuente decorriente, es suficientemente bueno(incluso con una célula cortocir-cuitada) para cargar de maneraefectiva la batería. La ventaja deutilizar un convertidor DC/DC esque el consumo de corriente en elpuerto USB es de tan sólo 150mA cuando la célula de NiMHestá siendo cargada con unacorriente de 400 mA. Esto dejauna corriente de 350 mA para ali-mentar directamente el dispositivoconectado, además de la

Carga de Bateríasa Través de USBHarry Baggen

Además de la posibilidad de conectar y des-conectar un equipo a un ordenador mientraséste está funcionando, el bus USB incluyeuna línea de alimentación integrada y puedeproporcionar una cierta cantidad de energíaa los dispositivos conectados. Esto se puedeaprovechar fácilmente en el proceso decarga de una batería, cuando verdadera-mente no disponemos de un cargador real.

Figura 4. El circuitointegrado LM 3525 dela casa NacionalSemiconductor proporciona una solución sencilla parala protección de puertos USB receptorescontra sobrecargas.

Figura 1. Los dos tipos de conectores USB utilizados de manera máscomún en los puertos USB de los dispositivos periféricos.

elektor 43

nzar aquí comenzar aquí comenzar aquí comenzar aquí

Figura 3. Este diseño, que propone la casa Maxim, utiliza dos converso-res DC/DC para cargar una célula de NiMH y alimentar el circuitoconectado con una tensión de alimentación de, al menos, 3,3 V.

corriente de carga. El segundo cir-cuito integrado, U2, es un conver-tidor DC/DC amplificador (unMAX 1722) que transforma la ten-sión proveniente de una únicabatería recargable a una tensiónde 3,3 V. Cuando se está car-gando la batería este convertidorestá inhabilitado y la tensión desalida es de + 4,7 V (derivadosde la línea de alimentación delpuerto USB a través del diodoD1). La desventaja del circuito decarga de la Figura 3 es la ausenciade protección contra sobrecargas,por lo que el usuario deberá des-conectar de manera manual el cir-cuito del puerto USB cuando labatería esté totalmente cargada.

ProtecciónLas especificaciones del bus USBno dejan claramente definidas lasbases en lo referente a la protec-ción de los puertos USB. Algunosfabricantes de ordenadores pro-porcionan los correspondientes cir-cuitos electrónicos de limitación

para cada puerto, mientras queotros solamente ofrecen sencillosfusibles a los circuitos de la placa.Por lo tanto, es posible llegar a"fundir" un puerto USB si intenta-mos obtener demasiada corrientedel mismo. La casa National Semi-conductors ha desarrollado un cir-cuito integrado especial que pro-tege los puertos de los equipos“host” contra corrientes de salidaexcesivas. En la Figura 4 se mues-tra el diagrama de bloques de estecircuito integrado (un LM 3525).Tan pronto como la tensión desalida cae más de 100 mV con res-pecto a la tensión de alimentaciónde entrada, la corriente de salidase limita a 1 A por el transistor FETde potencia interno. Incluso consencillos circuitos de carga como elque se muestra en la Figura 1, esuna buena idea incluir un circuitointegrado LM 3525 entre el conec-tor USB y el circuito de carga, demanera que se evite cualquierdaño al ordenador o al portátil.

(040374-1)

Figura 2. Podemos cargarfácilmente dos baterías deNiCd o de NiMH conectadasen serie utilizando tan sólo undiodo y una resistencia.

nas variará durante la mayor partedel recorrido del mismo y tendráuna variación muy fuerte al final delrecorrido de dicho potenciómetro.El mejor método para controlareste problema es el de alimentarel diodo LED a partir de unafuente de corriente con un rangode ajuste que vaya desde el 0% al100%. El circuito que se muestraen esta imagen es un buen ejem-plo de ello. Se ha utilizado undiodo LED (D1) de baja corrientepara generar una tensión de refe-rencia que será almacenada poruna mitad del circuito integradoLM 358. Así, la fuente de corrienteactual que alimenta el diodo LEDestá construida alrededor delsegundo amplificador operacionaldel circuito integradoEl potenciómetro permite que lacorriente de salida pueda ajustarsecon la resistencia R2 actuandocomo sensor de corriente y que lacaída de tensión en la resistenciasea la misma que la obtenida conel potenciómetro. Utilizando la leyOhms encontramos que la máximacorriente a través de la resistenciaR2 alcanza un valor próximo a los29 mA (ILED = 1,6 V / 56 Ω).Si fuese necesario, la corrientepodría adaptarse para trabajarcon los diodos LED. Así, por ejem-plo, con la resistencia R2 = 82 Ωse obtiene una corriente de 20mA, mientras que con un valor de

R2 = 150 Ω, la corriente pasa aser de 10 mA.También es posible conectar variosdiodos LEDs en serie. La tensióntotal disponible para los diodosLEDs viene determinada por lacaída de tensión a través de laresistencia serie y del amplificadoroperacional y, por supuesto, la ten-sión de alimentación. De estemodo, el número más elevado dediodos LEDs que podemos conec-tar sería ULEDtotal = Ubatt – 5,1. Enprincipio, es posible incrementar latensión de alimentación hasta 30V de forma que se pueda conectarun mayor número de diodos LEDsen serie, sin embargo, esto obligaa que se tenga que incrementar elvalor de la resistencia serie R1para poder evitar una posiblesobrecarga sobre el diodo LED debaja corriente utilizado en el cir-cuito de referencia de tensión.Si estamos pensando realizarexperimentos con un número dediodos LED mayor (digamos queestán configurados en “arrays”),la máxima carga que se puedecolocar sobre los amplificadoresoperacionales puede convertirseen un problema. La versión DIPdel circuito integrado LM 358puede llegar a disipar hasta untotal de 230 mW. La potencia Pse calcula a través de la fórmula:P = Ubatt – 1.6 – ULED,total ∞ ILED,max

(040154-1)

Atenuador LEDde 30 mAEberhard Haug

Si nuestros lectores ya han inten-tado atenuar la luz de un diodoLED con un potenciómetro, yasabrán que la aproximación no fun-

ciona demasiado bien. Al igualque sucede con los diodos ordina-rios, las características de tensión ycorriente de los diodos LED dejande ser bastante lineales. El resul-tado es que, dependiendo delpotenciómetro que configura laintensidad de brillo del diodo LED,la intensidad de dicho diodo ape-

Añadiendo un convertidor A/D y algunos LEDs discretos a estechip sensor de temperatura se consigue un termómetro sencillo.Esta aplicación ensambla un termómetro de interior preciso yestable que muestra la temperatura con una resolución de 1º C.

TERMÓMETRO DE INTERIOR

elektor 44

Gregor Kleine

El MAX6610 de MAXIM es relativa-mente nuevo en el campo de los chipsde medida de temperatura. El chiptiene una referencia de tensión incor-porada y una salida analógica escaladapara simplificar la integración con unconvertidor A/D de 8 ó 10 bits. Un sen-cillo termómetro de interior no requierenormalmente tanta precisión, y nosarriesgamos a que nos acusen de“matar mosquitos a cañonazos”, peroel chip es muy versátil, y esta aplica-ción nos proporciona una introducción

muy útil a varias características del dis-positivo. Más adelante ofrecemos másinformación sobre este dispositivo.El diagrama de bloques completo deltermómetro de interior se muestra en laFigura 1. El sensor de temperatura deprecisión MAX6610 saca una señal ana-lógica que es linealmente proporcional ala temperatura. El convertidor A/D de 8bits MAX152 convierte la señal en unvalor digital. El decodificador sólo usacinco bits del byte de salida para ali-mentar un sólo LED que indica la tem-

peratura. Finalmente se usan dos mono-estables (monoflops) para generar todaslas señales de sincronismo para contro-lar eventos en el circuito. El primero pro-duce la señal de conversión para el con-vertidor A/D, mientras el segundo con-trola un MOSFET de la línea dealimentación para mantener tensión enel circuito durante el proceso de medida.Después de un periodo ajustable, apa-gue el termómetro, presionando breve-mente S1 para activar el circuito y ver latemperatura durante unos segundos.

Una mirada más afondo

La Figura 2 muestra el diagrama com-pleto del circuito del termómetrodoméstico. El IC1 contiene el elementosensor de temperatura y puede usarseen un rango de – 40 a + 125º C. El sen-sor contiene una referencia interna, porlo que no requiere ninguna calibracióny está diseñado para interconectarse aun convertidor analógico/digital (A/D).Emite un voltaje de referencia de 2,560V por el pin 5. El pin 4 es la salida ana-lógica TEMP, el nivel de voltaje en elpin es proporcional a la temperatura. Sise utiliza un convertidor A-D de 8 bitspara obtener un valor digital, cada cam-bio de bit corresponde exactamente auna variación de 1º C. Con un VREF de2,560 V y un convertidor A-D de 8 bits,cada cambio de bit en la salida corres-ponde a un cambio en la entrada de 10mV. IC1 produce una señal de salidacon una característica de 10 mV/K conun offset de continua de 0,750 V. El vol-taje VTEMP se obtiene de la ecuación:

VTEMP = 750 mV + T ∞ 10 mV

(with T in °C)

La Tabla 1 muestra la salida de unconvertidor A-D representada convalores decimales (dec), hexadeci-males (hex) y binarios (bin).El sensor se usará para la temperaturadel recinto, por tanto no será necesa-rio mostrar el rango completo de tem-peraturas. La Tabla 1 muestra quesólo necesitamos mirar los últimos 5bits menos significativos de la salidadel ADC si el rango de temperaturasdel display está limitado desde + 5º C(0101 0000) hasta + 36° C (0111 1111).La codificación entre esas temperatu-ras no se repite. La Tabla 2 lista losvalores digitales de la salida para tem-peraturas en dicho rango.

Cada grado se representa por un únicoLED de forma que el total de 32 LEDses necesario si se va a establecer elrango de temperaturas de 32 grados.Es necesario un decodificador de 4 a 16para decodificar los bits D1 a D4 a par-tir de la salida IC2. El bit menos signi-ficativo, D0, se utiliza para conmutarentre los transistores T3 o T4, lo cualcontrola las dos columnas de 8 LEDs.T4 conduce cuando la salida de D0 esbaja, mientras que T3 lo hace cuandoD0 es alta. De esta manera se producela función de un decodificador de 5 a32 canales. Sólo se encenderá uno delos LEDs verdes al mismo tiempo, conlo que la limitación de corriente encada columna puede llevarse a cabopor un solo resistor (R6 y R7).

A pesar de que la decodificación esválida para establecer un rango de tem-peraturas de 32º C, se puede reducirsimplemente con omitir cualquiera delos LEDs que no son necesarios. El dia-grama del circuito muestra solo 15 LEDsajustados para establecer un rangodesde + 15º hasta + 29 º C. Se puedeelegir cualquier otro rango mientrasesté comprendido entre + 5º y + 36 º C.

Muestreo de temperaturaEl convertidor de 8 bits A-D MAX152(IC2) operando con una alimentaciónde + 3 V se utiliza para digitalizar lasalida analógica del voltaje del IC1. Un0 lógico en la entrada de lectura (RD,

elektor 45

PrecisionTemperature

Sensor8-BitADC

5-BitDecoder

BargraphLED

Display

Timing & Control

030441 - 11

Start

Figura 1. Diagrama de bloques del termómetro de habitación.

Tabla 1. Correlación entre temperatura, voltaje del sensor de salida yvalor digitalizado de la medida.

Temperatura VTEMP ADCdez ADChex ADCbin

–40 °C 0.350 V 35 23 0010 0011

–20 °C 0.550 V 55 37 0011 0111

–10 °C 0.650 V 65 41 0100 0001

–5 °C 0.700 V 70 46 0100 0110

0 °C 0.750 V 75 4B 0100 1011

+5 °C 0.800 V 80 50 0101 0000

+10 °C 0.850 V 85 55 0101 0101

+15°C 0.900 V 90 5A 0101 1010

+20 °C 0.950 V 95 5F 0101 1111

+25 °C 1.000 V 100 64 0110 0100

+30 °C 1.050 V 105 69 0110 1001

+35 °C 1.100 V 110 6E 0110 1110

+40 °C 1.150 V 115 73 0111 0011

+50 °C 1.250 V 125 7D 0111 1101

+80 °C 1.550 V 155 9B 1001 1011

+100 °C 1.750 V 175 AF 1010 1111

+125 °C 2.000 V 200 C8 1100 1000

pin 8) y en Chip Select (CS, pin 13) con-figura el IC2 en modo stand-alone deforma que un pulso en la entrada WR(pin 6) hará que el convertidor empiecea muestrear el voltaje analógico de laentrada y saque su valor digital. Eldato digital es válido aproximada-mente 2 μs después de que se alcanceel umbral de tensión en el pulso deWR. La Figura 3 muestra el diagramatemporal correspondiente a los puntosde test numerados en el circuito.Pulsando S1 se arranca el circuito yempieza el proceso de medida de tem-peratura. El monoestable IC4.B pro-porciona el pulso WR al convertidorA/D, pero el inicio de este pulso seretrasa (T1 ≈ 500 μs) por C3 y R9 a finde permitir que el sensor de tempera-tura (IC1) se estabilice antes de que susalida sea muestreada. La anchura delpulso WR (T2 ≈ 1 μs) está gobernadapor R10 y C2. El tiempo de conversión(T3) de IC2 es aproximadamente de 2μs, de forma que las señales de salidapara el decodificador (IC3) y los tran-sistores T3/T4 serán estables despuésde un tiempo total de T1 + T2 + T3(503 μs). Este período de tiempo es tancorto que cualquier LED que se encen-diese de forma incorrecta en estetiempo pasaría desapercibido.

elektor 46

74HCT154

X / Y

IC323

22

21

19

17

16

15

14

13

11

10

20

18

10

11

12

13

14

15

24

12

9

&

1

2

3

4

5

6

7

8

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

4

2

3

D1 D2

D3 D4

D5 D6

D7 D8

D9

D10 D11

D12 D13

D14 D15

+21°C +22°C

+23°C +24C

+25°C +26°C

+27°C +28°C

+29°C

+15°C +16°C

+17°C +18°C

+19C +20°C

+30°C

+31°C +32°C

+33°C +34°C

+35°C +36°C

+5°C +6°C

+7°C +8°C

+9°C +10°C

+11°C +12°C

+13°C +14°C

R6

33

Ω R7

33

Ω

T3

BC850

T4

BC860

R4

10k

R5

10k

+3V

+3V+3V

C10

100n

C9

100n

C8

4μ7

C7

1n

C6

1n

+3V

C5

100n

RCX CX

≥1

2 1

4

3

R

6

75

RCXCX

≥1

1415

12

13

R

10

9 11

MAX152

PWRDWN

VREF–

VREF+

IC2

MODE

GND

VDD

VSS

INTVIN

20

10 19

D0

D1

D3

D2

14D4

15D5

17D7

16D6

RD

CS1311

12

WR

18 2

3

5

4

9

8

1

6

7C3

100n

R9

22

k

R10

1k

5

R3

10

k

C2

1n

C1

220μ

+3V+3V

+3V

T2

BC850

R2

10k

R1

10

k

S D

G

T1

BSP171P

S1

+3V

MAX6610IC1

REF

SHDNTEMP

4

5

2 6

13

BT1

3V

CR2477 IC4

16

8

+3V

IC4 = 74HC4538

2V56

030441 - 12

IC4.A IC4.B

4

2

3

1

C4

100n

R8

47

0Ω

Figura 2. Diagrama del circuito con los puntos de test y los niveles de voltaje.

D

BSP171P

D

G S

EB

4F

C

BSP171P

EB

4F

C

BC860

EB

2F

C

BC850

Tabla 2. Valores digitalizados de temperatura en el rango de medida.

Temperatura VTEMP ADCbin T3 / T4 IC3

+5 °C 0.800 V 0101 0000 T4 Q8

+6 °C 0.810 V 0101 0001 T3 Q8

+7 °C 0.820 V 0101 0010 T4 Q9

+8 °C 0.830 V 0101 0011 T3 Q9

... ... ... ... ...

+17 °C 0.920 V 0101 1100 T4 Q14

+18 °C 0.930 V 0101 1101 T3 Q14

+19 °C 0.940 V 0101 1110 T4 Q15

+20 °C 0.950 V 0101 1111 T3 Q15

+21 °C 0.960 V 0110 0000 T4 Q0

+22 °C 0.970 V 0110 0001 T3 Q0

+23 °C 0.980 V 0110 0010 T4 Q1

+24 °C 0.990 V 0110 0011 T3 Q1

+25 °C 1.000 V 0110 0100 T4 Q2

+26 °C 1.010 V 0110 0101 T3 Q2

.... ... ... ... ...

+31 °C 1.060 V 0110 1010 T4 Q5

+32 °C 1.070 V 0110 1011 T3 Q5

+33 °C 1.080 V 0110 1100 T4 Q6

+34 °C 1.090 V 0110 1101 T3 Q6

+35 °C 1.100 V 0110 1110 T4 Q7

+36 °C 1.110 V 0110 1111 T3 Q7

El disparo del monoestable IC4 tam-bién puede producirse por la redC3/R9 durante el encendido, gene-rando un pulso de 3 segundos (pin 10)para conmutar el transistor T2 y elMOSFET T1. El MOSFET está conec-tado en paralelo con S1, de forma queel botón de pulsado puede soltarse yencargándose el monoestable IC4.Ade que el circuito permanezca alimen-tado durante aproximadamente 3segundos. La resistencia R8 descargala alimentación al final del períodotemporal a fin de asegurar que el vol-taje de alimentación caiga a 0 con lasuficiente rapidez cuando el circuito seapague (Imagen 3). Al final del perí-odo de medida de los 3 segundos lasalida invertida de IC4.A (pin 9) bas-culará a alto y la carga residual en laalimentación se descargará a través

de R8. Con esto se consigue que el cir-cuito esté listo relativamente prontopara tomar otra nueva lectura de tem-

peratura, después de que se completecada ciclo de medida.

(030441-1)

elektor 47

Figura 3. Formas de onda temporales en los puntos de test del circuito.

Perfil del autorGregor Kleine (41) ha sido ingeniero de desarrollo en una empresade equipos de test de Munich durante los últimos 10 años. En laactualidad se dedica a diseñar equipos generadores de señal parael espectro de radiofrecuencia hasta los 6 GHz, utilizados principal-mente para el test de TV digital. Se graduó en la UniversidadTécnica de Aachen en 1989. Ha sido colaborador de Elektor tantocon artículos analógicos como digitales durante los últimos 20 añosy ha escrito varios artículos informativos sobre tecnología de comu-nicaciones, incluyendo TV digital, ADR, ADSL, UMTS y Bluetooth.

Sensor de temperatura de precisiónEl MAX6610/MAX6611 es un sensor de temperatura con voltajede referencia incluido. La salida digital se escala de manera con-veniente, de forma que cuando se conecta a un convertidor A/Dde 8 bits el LSB de la salida es equivalente a un cambio de tempe-ratura de 1º C. Con un convertidor A/D de 10 bits el LSB de sali-da es equivalente a un cambio de temperatura de 0,25º C. La sali-da de referencia tiene un coeficiente de temperatura prioritario, uncircuito de corrección de temperatura y resistencias de lámina del-gada recortadas por láser que resultan en un coeficiente máximode temperatura de 50 ppm / º C y una precisión inicial del ± 0,5%. Durante el funcionamiento normal el consumo máximo decorriente es de 250 μA, que se reduce a 1 μA en modo de apaga-do. El rango de alimentación varía de 4,5 a 5,5 V para elMAX6611 y de 3,0 a 5,5 V para el MAX6610. El voltaje de refe-rencia de salida del MAX6610/MAX6611 puede usarlo cualquierconversor A/D externo. Es capaz de proporcionar un máximo de1 mA con una carga capacitiva de 1 μF. El voltaje de referenciaha sido escogido de forma que si se utiliza un convertidor A-D de8 bits cada cambio de valor de la salida digital representa uncambio de 10 mV del voltaje analógico de entrada. Un converti-dor A-D de 10 bits proporcionará mayor resolución, de forma queahora cada salto de la salida se corresponderá con un cambio de2,5 mV de la entrada analógica.

La temperatura analógica de salida es una función lineal de latemperatura del chip:

VTEMP = 1.2 V + (T°C ∞ 16 mV/°C) [MAX6611)

VTEMP = 0.75 V + (T°C ∞ 10 mV/°C) [MAX6610)

La pendiente de la tensión de salida es de VREF/256 por º C (16mV/ º C para el MAX6611 y 10 mV/ º C para el MAX6610).Tanto el MAX6610 como el MAX6611 tienen una entrada activaa nivel bajo de apagado (SHDN). En este modo de funcionamien-to el voltaje de referencia se conecta a tierra a través de unaresistencia de 150 kΩ y la salida TEMP se coloca en estado dealta impedancia. En este modo el consumo de corriente es inferiora 1 μA. SHDN deberá conectarse a VCC si esta característica noes necesaria.

En caso de utilizar el MAX6610/MAX6611 para medir la tem-peratura de un componente activo, por ejemplo, el chip deberámontarse lo más cerca posible o sobre dicho componente. Existebuena comunicación termal entre el sensor de temperatura den-tro del chip y sus pinesexternos, lo cual aseguraque el dispositivo mediráde forma correcta la tem-peratura de la PCB en laque se monte.

El MAX6610/6611 es undispositivo de bajo consu-mo de forma que el efectode auto-calentamiento pro-ducido por su propia disi-pación de potencia es des-preciable.

PWRDWN1

WR2

D0 ... D4

t1 ≈ 500μs

t4 ≈ 3s030441 - 13

t3 ≈ 2μs

t2 ≈ 1μs

Data Invalid Data Valid3

Pin 9, IC4.A 4

MAX6610TEMPERATURE VOLTAGE

vs. TEMPERATURE

TEMPERATURE (°C)

TEM

PERA

TURE

VOL

TAGE

(V)

1109565 80-10 5 20 35 50-25

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

0-40 125

043005 - 11

Un receptor controlado pormedio de un ordenador esmuy útil, especialmente siel receptor es un receptorDRM, ya que esto nosfacilita la tarea delocalizar nuestrasestaciones favoritas. Sinembargo, esta ventajadesaparece si sólodisponemos de unpreselector manual ytenemos que sintonizar la antena a mano: en este caso lo quenuestros lectores necesitan es un Preselector Automático.

Con un receptor controlado por un PLLlas cosas son mucho más sencillas. Latensión de sintonía del PLL puedeusarse simultáneamente para contro-lar la primera etapa de RF. En lugar deutilizar tan sólo un diodo varicap sehan utilizado dos. Si se usa una sinto-nía DDS entonces, aunque tengamosmejor pureza de fase, lo cual es unaventaja decisiva en aplicaciones DRM,no disponemos de tensión de sintoníapara la primera etapa. Por lo tanto, loque se necesita es un circuito paragenerar la tensión de sintonía ade-cuada de manera automática.

Filtro de seguimientoy engancheEl circuito se podría ver como un tipode PLL pasivo. Más que un osciladorde seguimiento, aquí tenemos un cir-cuito resonante de seguimiento. Lafrecuencia de resonancia del circuitose genera de manera que siga la fre-cuencia de la señal de control.En el centro del circuito de segui-miento tenemos un circuito integradomezclador, (IC1) NE 612, que es utili-zado como un detector de fase. El NE612 ya fue usado de una manera simi-

lar por Pert Baars, el autor del articulo“Detector de FM con AlineamientoLibre”, publicado en el número de Sep-tiembre de 2001 en Elektor Electronics.La señal de control de entrada se puedetomar, por ejemplo, directamente delterminal VFO, en el anillo TUF-1 delmezclador, en el receptor DRM. Estaseñal va directamente a la entrada delmezclador (terminal 1) del circuito inte-grado NE 612, así como la entrada deloscilador (terminal 6) lo hace a travésdel circuito resonante sintonizado porun diodo varicap (L1 y D2). A la salidadel mezclador tenemos disponible una

NE612

IC1

OUTA

OUTB

INA

INB

OSC OSC

1

2 5

67

4

8

3

T1

J310

R6

47

0Ω

R1

1k

L2

2μH5

C10

30p

C8

100n

C9

100n

R4

33k

R5

33k

C7

100n

C4

100n

+5V

K2ANT

K1VFO

C6

100n

K3RX

D1

BB112

D2

BB112

L1

1μH8

C2

22p

C3

100n

2

3

1

IC2.A8

4

LM358

C11

100n

C1

100n

R3

1M

R2

1k

C5

47n

+12V

040236 - 11

/12

PRESELECTOR AUTOpara nuestro receptor DRM

elektor 48

Burkhard Kainka

tensión DC como diferencia de señal, lacual lleva la información de la pérdidade fase entre la señal directa y la señalacoplada a través del circuito resonante.A la frecuencia resonante, la diferenciade fase y, por lo tanto, la tensión dife-rencial, es cero.El lazo de control del amplificador cons-truido alrededor del circuito integradoIC2.A, controla la frecuencia de reso-nancia de manera que sigue la frecuen-cia del VFO. De esta manera, la tensiónde salida sigue automáticamente estafrecuencia. El resultado final es quetenemos a la salida del amplificadoroperacional una tensión de sintonía quevaría desde, aproximadamente, 1 V a5,7 MHz, hasta 7 V a 16 MHz. Estosvalores se obtienen con un diodo de sin-tonía BB112 para D2 y una bobina fijade 1,8 μH para L1. El circuito resonantenecesita estar fuertemente cargado poruna resistencia de 1 KW (R1) para evi-tar la oscilación del lazo de control.El segundo diodo varicap (D1) recibe lamisma tensión de control y, de estamanera, sintoniza de forma automáticael circuito resonante de la primera etapaformado por la bobina L2 y el condensa-dor C10. Al igual que sucede en cual-quier receptor superheterodino, no esfácil alcanzar el seguimiento óptimoentre el oscilador y el circuito deentrada. La frecuencia recibida siempreestá 455 kHz por debajo de la frecuenciadel oscilador. La bobina L2 , presente enel circuito de entrada, es una inductan-cia de sintonía y puede ajustarse parauna sensibilidad más en el límite inferiordel rango de sintonía. Se puede hacer unajuste similar para el límite superior delrango de sintonía, utilizando un con-densador ajustable en C10. Esto debe-ría llevarnos a obtener un buen segui-miento en la zona central del rango desintonía. Nuestro prototipo trabajó sinningún problema en toda la bandadesde los 5 MHz hasta los 16 MHz.La primera etapa amplificadora pro-piamente dicha es un seguidor de

fuente JFET construido alrededor deltransistor T1. En lugar del modeloJ310, se puede utilizar un transistor deltipo BF 245. El circuito resonante tansólo está ligeramente cargado. Laganancia de tensión viene determi-nada por la relación de transformaciónentre la entrada de antena y el circuitoresonante. En nuestro prototipo hemosutilizado 15 vueltas de hilo de cobreesmaltado de 0,3 mm sobre un núcleode ferrita con un diámetro de 5 mm. Latoma de la antena se realizó en la ter-cera vuelta.El diodo varicap BB 112 tiene unacapacidad de unos 500 pF para unatensión de sintonía de 1 V. Se puedenconseguir valores más elevados redu-ciendo algo más la tensión, llegandoprácticamente a los 0 V. La desventajade hacer esto es que el factor Q del cir-cuito desciende rápidamente. En lapráctica, la sintonía se realiza sin pro-blemas en la banda de 75 m, de estemodo podemos recibir la estación DRMa 3.995 KHz. En este caso, la tensiónde sintonía es tan sólo de unos 0,1 V.

Consejos y advertencias

Los diodos varicap a la frecuencia deAM no son fáciles de obtener. Así, eldiodo varicap BB 112 se puede obte-ner de la casa Geist Electtronic enAlemania y, desde la tienda on-line, larevista alemana Funkamateur. Igual-mente válido es el diodo de doble sin-tonía del tipo BB 313 y el equivalenteKV 1270NT, de la casa Toko. La mayo-ría de los diodos varicap para AMsiguen estando disponibles aún en elmercado, parece como si fuesensobrantes de un stock, sin embargoaún deben fabricarlos en algún lugar(presumiblemente en China) ya que,si no fuese así, no dispondríamos dereceptores de onda media, onda largay onda corta basados en un PLL. Es

muy probable que exista una canti-dad considerablemente mayor deradios estropeadas de las que se tirancada año que la demanda que existede diodos varicap para receptoresdomésticos: algunos minutos con unsoldador pueden probar algo muyimportante; veáse, por ejemplo, lapágina web www.bkainka.debas-tel99.htm (en Alemania).Por último, una breve nota de cómoutilizar un preamplificador sintonizadode manera automática. En la mayoríade los casos, un receptor DRM trabajaperfectamente sin necesidad de dispo-ner de una preselección. Tan sólo enalgunos casos la relación señal/ruido(SNR) se mejora de manera significa-tiva al realizar una preselección. Estedispositivo es, por supuesto, especial-mente útil cuando hay interferenciassobre la frecuencia imagenSin embargo, en modo AM hay unamejora significativamente importante.Cada decibelio de atenuación en la fre-cuencia imagen puede reducir lasinterferencias también en 1 dB. Porejemplo, las transmisiones del ORFaustriaco en la banda de los 6.155 KHz,a menudo puede sufrir interferenciasfuertes de transmisiones SSB prove-nientes de potentes estaciones en labanda de los 40 m. El preselector auto-mático soluciona este problema total-mente. El efecto es incluso más mar-cado cuando tratamos de captar emi-soras de aficionados entre una grancantidad de programas de radiodifu-sión. En este caso es esencial disponerde un preamplificador sintonizado.Con un pequeño esfuerzo extra puedeañadirse una segunda etapa de prese-lección para conseguir un mayorrechazo a la frecuencia imagen. Pode-mos utilizar bien un filtro paso/bandasintonizable de dos etapas, o añadir uncircuito de sintonía después del ampli-ficador, es decir, entre el condensadorC11 y el conector de salida.

(040236-1)

OMÁTICO

elektor 49

TERMOELEMEN

El funcionamiento de los termoelementos se basa en elefecto Seebeck: una diferencia de temperatura a lo largode un cable causa que los electrones libres se muevan.La cantidad de desplazamiento de carga depende de laspropiedades eléctricas del cable.Como se ilustra en la Figura 1, la energía térmica seaplica a los electrones que se mueven normalmente en elinterior de una estructura cristalina. La energía aplicadaprovoca que los electrones se muevan más rápido, yeventualmente se difundan desde el extremo más calientehacia el más frío. Allí pierden velocidad, liberando suenergía. Puesto que los electrones se concentran en el

elektor 50

Los ingenieros de diseño aprecian el uso de termoelementoscuando se trata de tomar lecturas en rangos de temperaturarealmente amplios. Existen circuitos integrados modernos queactúan como interfaces de sensor para un microcontrolador.

extremo frío, se forma un electrodo negativo con res-pecto al extremo caliente. Al mismo tiempo, se estableceun campo eléctrico que mantiene un equilibrio dinámicoentre los electrones existentes.Si debe medirse la tensión entre el extremo frío y el caliente,tendrá que conectarse al extremo caliente un conductor quetambién esté expuesto a los cambios de temperatura. Si estesegundo conductor tiene las mismas propiedades eléctricasque el primero, entonces no aparecerá ningún voltaje entrelos puntos de densidad de carga. Sin embargo, si se usandos conductores diferentes, existe una tensión entre los dosextremos “fríos” que depende de la diferencia de tempera-tura y de las propiedades eléctricas de ambos conductores.En el montaje de prueba de la Figura 2, no puedemedirse un nivel absoluto de termovoltaje, sólo nivelesdiferenciales. Para determinar la temperatura en el puntode medida, la temperatura en la terminal de conexióntiene que ser conocida y constante. Los valores de la hojade catálogo como “termovoltaje a 200º C” siempre serelaciona con una comparación al termovoltaje a 0º C.Si el extremo del termoelemento está a una temperaturadesconocida (y alejado de la electrónica de medida) tieneextenderse hasta el área de temperatura conocida (puntode comparación) usando un conductor compensador espe-cial. El problema surge cuando se mide el termovoltajeusando un instrumento cuyos terminales son de un materialdistinto. Esto crea dos termoelementos adicionales quedeben compensarse, bien manteniendo el punto de compa-ración a una temperatura conocida, bien realizando unacorrección apropiada en los terminales del instrumento.

átomos

040077 - 11aelectrones libres

040077 - 11b

040077 - 11cNi

NiCr

V

Figura 1. En un conductor,los electrones de valenciaestán igualmente distribuidos(a), pero se difunden haciael extremo frío cuando secalienta el conductor por unextremo (b). Si dosconductores de diferentesmateriales se conectan en losextremos calientes, loselectrones libres crean unadiferencia de potencial alconcentrarse en el lado frío.

a

b

c

Procesado sencillo con el MAX6675

NTOSTermoelementosLa tensión creada por el efecto termoeléctrico es muypequeña, de sólo unos pocos milivoltios por grado Kel-vin, dependiendo del metal o de la aleación. Por ello, lostermoelementos no se usan para medidas en el rango de- 30 a + 50º C, puesto que la diferencia de temperaturaes demasiado pequeña para proporcionar una señal fia-ble. Consecuentemente, los termoelementos se usan típi-camente para medidas de hasta 1.000º C. De la multitud de combinaciones de metales y aleaciones,se han seleccionado unas pocas y su voltaje serie se haplasmado en el estándar DIN EN 60584 (los tipos L y Uestán obsoletos y han sido reemplazados por los J y T).Los tipos de elemento difieren en la temperatura máximay sus características se muestran en la Figura 3. La tem-peratura máxima es el valor más alto al cual la toleranciase mantiene. Bajo la denominación “definido hasta” seencuentra la temperatura más alta a la que el termovol-taje cumple con el estándar. Con los termopares listados,el primer material siempre es el terminal positivo.Como puede verse en las curvas de respuesta, la tensiónsuministrada por los termoelementos no es una funciónperfectamente lineal con la temperatura aplicada. Si serequieren lecturas verdaderamente precisas, entonces esnecesario un circuito linealizador específicamente dise-ñado para cada tipo de elemento. La Figura 4 muestra que para un elemento K, la desvia-ción máxima de la función lineal no es mayor de 0,5º Ka 750º C. Si puede vivir con un error tan pequeño, enun rango de medida relativamente estrecho, entonces noes necesario un complicado circuito de linealización.

Procesamiento de los valoresEn una anterior publicación: “Termómetros rápidos y pre-cisos” (Elektor Enero 1992), ya proponíamos una aplica-ción con termoelementos. En dicho circuito, la compensa-ción del punto de comparación se trataba con elementosdiscretos. Actualmente, la industria de los semiconducto-res proporciona convertidores completos y dedicados enun chip. Un ejemplo es el MAX6675, un convertidor A/Dde 12 bits con interfaz SPI (y control complementario) yun amplificador de medida diferencial con supresión deruido frente a él. El diagrama interno (Figura 4) tambiénrevela un diodo de compensación que captura la tempe-ratura en el punto de comparación y así proporciona lacorrección necesaria del valor medido.El MAX6675 está preparado para medir temperaturasentre 0 y 1.023,75º C y es capaz de compensar tempera-turas del punto de comparación de - 20º C a + 85º C. Estoda lugar a la impresionante resolución de 0,25º C. En com-paración, otro chip de esta serie, el MAX7774, con 10 bitsde resolución, alcanza una resolución de 1º C.

SPIFinalmente, el convertidor A/D digitaliza el valor medido“limpio”, lo serializa y queda listo para ser usado por unmicrocontrolador (sólo lectura). El protocolo SPI es extrema-

damente simple y proporciona un word de 16-bit en res-puesta a una señal de reloj. No es necesario decir muchoacerca de los sincronismos, en Internet hay montones de lite-ratura sobre el protocolo. La Figura 5 muestra la estructurade la palabra de 16 bit. Una secuencia de ceros en lasposiciones 3 (LSB) hasta la 14 (MSB) significa una tempera-tura de 0º C, mientras que doce unos indican 1.023,75º C,que es sencillamente un valor bastante incómodo.

elektor 51

compensaciónterminal

terminal deconexión

compensaciónlineas

termoelemento040077 - 12

-250-20

0

20

40

60

80

250 750 1250temperature [°C]

ther

moc

oupl

e vo

ltag

e [m

V]

Pt10Rh-Pt S

1750

040077 - 13

2250

Pt30Rh-Pt6Rh B

Pt13Rh-Pt R

NiCr-CuNi EFe-CuNi J

NiCr-Ni KNiCrSi-NiSi N

S1

S3

S2

T-

REFERENCEVOLTAGE

1

040077 - 14GND

ADC

300kΩ

300kΩ

30kΩ

1MΩ

20pF

COLD-JUNCTIONCOMPENSATION

DIODES5

S4

DIGITALCONTROLLER

SCK

SO7

5

4

VCC

A1 A2

6CS

T+

3

2

0.1μF

30kΩ

MAX6675

Figura 2. Estructurade un termoele-mento con unaunión de medida encaliente y una uniónde comparación enfrío. Un cable decompensación per-mite que el punto decomparación estéseparado del puntode conexión.

Figura 3. Termovol-tajes de un ciertonúmero de metalesy aleaciones están-dar.

Figura 4. Diagramainterno delMAX6675.

El Bit 2 tiene una función especial. Su valor normalmentees bajo, pero toma el valor alto cuando la entrada deltermopar está abierto, por ejemplo, como resultado deun fallo en el cable. Sin embargo, esto sólo funcionacuando la entrada T está conectada a tierra (tan cercacomo sea posible de la conexión de tierra).

Uso prácticoA number of requirements should be fulfilled in order toachieve maximum accuracy.

– Evitar el auto-calentamiento del MAX6675, proporcio-nando ventilación suficiente y grandes planos de tierra.

– Cuanto más grueso es el cable que se usa para el ter-moelemento y la línea de compensación, menor es elriesgo de que los valores medidos resulten falseadospor la resistencia del hilo.

– Aunque no pueda evitarse usar un termoelemento del-gado, debe usarse un hilo de compensación grueso.

– Debe evitarse la tensión mecánica en el cable y el ele-mento.

– Usaremos cable de pares con conexiones largas al ter-moelemento.

– Evite los cambios bruscos de temperatura.

– Los usuarios prestarán atención a la máxima tempera-tura especificada para el termoelemento, así como elvalor mucho menor de la línea de compensación.

– La carga mecánica debe proporcionarla la aplicación.

– A pesar de usar un amplificador de bajo ruido dentrodel MAX6675, el termoelemento, todos los cables yconexiones, deben mantenerse lejos de fuentes deruido eléctrico.

(040077-1)

Para obtener más información puede leer las hojasde características del integrado MAX6675 que puededescargar en formato PDF de la página

http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX6675.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/T._J._Seebeck

elektor 52

BITDUMMYSIGN BIT

12-BITTEMPERATURE READING

THERMOCOUPLEINPUT

DEVICEID

STATE

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

040077 - 15

0

0 MSB LSB 0Three-state

Figura 5. Estructurade la palabra de 16

bits que propor-ciona el MAX6675.

Thomas JohannSeebeck

Thomas Johann Seebeck nació el9 de abril de 1770 en Reval,actualmente Tallinn, capital deEstonia, en el seno de una acau-dalada familia de comerciantes.Su padre, de origen alemán,impuso al joven Thomas Johannestudiar medicina en las universi-dades de Berlín y Gotinga. En1802 se graduó como doctor enmedicina y aunque ejerció enGotinga, Seebeck decidió cam-biar al estudio de la física,campo en el que se le conocepor sus experimentos, más quepor su práctica como médico.

Principalmente autodidacta, y un “estudiante libre”, viajó aJena, Bayreuth y Nuremberg, donde profundizó sus conoci-mientos de física. Conoció a Johann Wolfgang von Goethe yse unió a su trabajo en la (anti-Newtoniana) teoría del colory luz coloreada.

Seebeck investigó el efecto térmico de los diferentes coloresdel espectro de la luz solar. En el año 1808 fue el primeroque produjo amalgama de potasio y notó la susceptibilidadal color del óxido de plata hidratado (un precursor de lafotografía en color). El mismo año, Seebeck observó las pro-piedades magnéticas del níquel y el cobalto. Unos pocosaños más tarde, en 1818, descubrió la actividad óptica (rota-ción del área polarizada) de las disoluciones de azúcar.Entonces regresó a Berlín, donde investigó la magnetización

eléctrica del hierro y el acero. En el año 1821, Seebeck des-cubrió el efecto termoeléctrico y dos años más tarde propusoun tratado sobre el voltaje termoeléctrico, así como los frutosde su investigación en ‘Magnetic Polarization of Metals andOres by Temperature Difference. Proceedings of the PrussianAcademy of Sciences’. Seebeck continuó trabajando en laAcademia de Berlín durante los siguientes 13 años. Murió enBerlín el 10 de diciembre del año 1831.

Elementos Tª máxima Definido para Terminalpositivo

J: Fe-CuNi 750 °C 1,200 °C negro

T: Cu-CuNi 350 °C 400 °C marrón

K: NiCr-Ni 1,200 °C 1,370 °C verde

E: NiCr-CuNi 900 °C 1,000 °C violeta

N: NiCrSi-NiSi 1,200 °C 1,300 °C lila

S: Pt10Rh-Pt 1,600 °C 1,540 °C naranja

R: Pt13Rh-Pt 1,600 °C 1,760 °C naranja

B: Pt30Rh-Pt6Rh 1,700 °C 1,820 °C –

elektor 53

resos circuitos impresos circuitos impresos circuitos i

Todos los circuitos están a tamaño real (100%) excepto indicación en contra.

040118-1

Sorprender al Oído (040118-1)

(C) E

LEK

TOR

03

02

17

-3

(C) E

LEK

TOR

03

02

17

-3

(C) ELEKTOR

(C) E

LEK

TOR

030217-3 03

02

17

-3

Filtros de Supresión de Ruido (040311-1)

BATERÍAS DE ÁCIDO D

Las baterías de ácido de plomo aún forman parte esencial delos sistemas de alimentación internos de automóviles,motocicletas, barcos y caravanas, en su nueva forma, con unelectrolito fijado y su envoltorio sellado. Esta veteranatecnología de baterías (¡inventada en 1850!) es ahora másversátil que nunca.

elektor 54

Las baterías selladas con un electrolito fijado hanestado en producción durante más de 40 años. El elec-trolito (ácido sulfúrico diluido) se fija utilizando gel delsilicio (gel de plomo, o baterías secas) o una materiade fibra de cristal (AGM o tecnología de "materia decristal absorbida”). Esto permite que el oxígeno pro-ducido en el electrodo positivo, cuando la batería estásobrecargada, se difunda hacia el polo negativodonde puede recombinarse en agua. Este ciclo derecombinación hace que la batería no emita práctica-mente nada en forma de gases y, por lo tanto, puedainstalarse sobre un envoltorio sellado. Para evitar larotura en el caso de que la presión llegue a serdemasiado elevada, las células (como sucede en lamayoría de las baterías selladas) están equipadas con

válvulas de seguridad que se cierran automáticamente.La combinación de un electrolito fijado y un encapsu-lado sellado, permite el funcionamiento de dichasbaterías en cualquier orientación (aunque las bateríasAGM no deben cargarse con la cara superior haciaabajo). Las ventajas más importantes de las bateríasde ácido de plomo selladas, además de su bajo pre-cio, son su baja autodescarga, su sencillo método decarga y su larga vida, especialmente cuando se car-gan de manera continua. Aunque los principios básicos de funcionamiento de lasbaterías de ácido de plomo selladas no han cambiado,los distintos desarrollos a lo largo de los años hanmejorado las características de estas baterías en lo quese refiere a:

Las baterías SLA aún pisan fuerte

DE PLOMO SELLADAS- Comportamiento cuando se producen sobrecargas.- Sensibilidad relativamente baja a fuertes descargas.- Tiempo de vida.- Capacidad específica.- Ciclo de vida.- Proceso de carga más rápido.- Corriente de salida.

Fabricantes como Yuasa, Panasonic ySonnenschein/Exide ofrecen varios rangos de bateríasoptimizadas para una (o más) aplicaciones diferentes.Así, por ejemplo, hay baterías disponibles optimizadaspara una vida larga, diseñadas para trabajar al menosdurante 20 años y 1.500 ciclos. Las áreas de apli-cación más importantes de hoy día son las fuentes dealimentación de emergencia de distintos tipos (porejemplo, para sistemas de alarma, equipamientos IT,iluminación, y dispositivos médicos), vehículos eléctri-cos (tales como cochecitos de golf y sillas de ruedaseléctricas), motores de arranque eléctricos, sistemas dealimentación equipados en los barcos, caravanas yplaneadores y, por último, aunque no menos impor-tante, sistemas de alimentación solar que son indepen-dientes de la tensión de red..

Tensión, corriente y capacidadEl estado de carga de una batería de ácido de plomose puede determinar realizando una medida de sutensión sin carga. La Figura 1 muestra los valorestípicos para baterías selladas de 6 y 12 V. La figuratambién indica la precisión que se puede esperarusando esta medida: la tensión varía desde unos 2,2V para una célula totalmente cargada, hasta una ten-sión de 1,9 V para una célula descargada. Estos val-ores son válidos para temperatura ambiente (20° C).Si la batería ha sido cargada o descargada reciente-mente, estos valores pueden ser respectivamente másaltos y/o más bajos. La capacidad útil C de unabatería de ácido de plomo sellada, medida en Ampe-rios - Hora (Ah), depende en gran medida de la corri-ente de descarga. Cuanto más pequeña sea la corri-ente de descarga, menor será la pérdida de energíadurante la descarga y, por tanto, más alta será lacapacidad. Por esta razón, la corriente de descargaestá calculada en CA, indicando la corriente comouna fracción de la capacidad C nominal. Por ejem-plo, una capacidad C de C/10 (o lo que es igual,0,1 CA) para una batería de 1 Ah, significa que lacapacidad dada es válida para una corriente dedescarga de 0,1 A (100 mA). En este caso, la capaci-dad también puede estar escrita como C10 (capaci-dad para 10 horas de descarga). Las capacidadesnominales de las baterías de ácido de plomo se indi-can de acuerdo al estándar DIN alemán y se danpara una descarga de 20 horas (por ejemplo, a 0,05CA) y con una tensión final de descarga de 1,75 Vpor célula.

CargaEn principio, las baterías de ácido de plomo selladasse pueden cargar a una tensión constante. La máximatensión de carga que se puede utilizar depende de latemperatura y es muy importante que esta tensión nose supere durante el proceso de carga. La Figura 2muestra la relación entre la temperatura y la tensiónpara dos regímenes de carga diferentes. El valor másalto se utiliza para un funcionamiento normal (cíclico),mientras que el valor más bajo se usa cuando labatería se carga con el método de "goteo", paramantener sus condiciones durante un gran periodo detiempo. En funcionamiento de reposo una tensión quetan sólo sea algo superior a dicha tensión límite, ten-drá un impacto negativo en la vida de la batería y,por lo tanto, si la temperatura de funcionamiento no

elektor 55

05.0

040352 - 11

5.5

6.0

6.5

7.0

10.0

11.0

12.0

13.0

14.0

20 40

12-Vbatteries

6-Vbatteries

60 80

at 20 °C

100

available capacity [%]te

rmin

al v

olta

ge (n

o lo

ad)

Figura 1. Relaciónentre la tensión decircuito abiertomedida y lacapacidadremanente.

040352 - 13

4030201002.1

2.3

2.5

2.7

temperature [ °C]

normal float charge

typical cyclic recharge

char

ging

vol

tage

[V/c

ell] Figura 2. Tensión de

carga (por célula)en relación con latemperatura paraun ciclo de carga(arriba) y para unacarga por goteo(abajo).

040352 - 12

60504030201000.1

1

10

100

temperature [°C]

life

[yea

rs]

Figura 3. Efecto dela temperaturasobre la vida de labatería conprocesos de cargacontinua a unatensión constante de2,275 V por célula.

va a ser constante es esencial que se utilice un cir-cuito de carga compensado en temperatura. En laFigura 3 se muestra lo que sucede si la tensión decarga no se ajusta para seguir los cambios de temper-atura.El proceso de carga a una tensión constante es muysencillo. Puede usarse cualquier fuente de ali-mentación regulada, con la única condición de que sutensión de salida pueda configurarse al valor cor-recto. A temperatura ambiente (20° C), el valor másadecuado es de 2,45 V (digamos que entre 2,4 y 2,5V) por célula, para un proceso de carga cíclico nor-mal. Para un proceso de carga por "goteo", el valoradecuado es de 2,275 V (digamos que entre 2,25 y2,3 V) por célula. Las células no deben cargarsedurante demasiado tiempo a tensiones elevadas. Paradeterminar cuándo detener el proceso de cargapuede usarse el criterio de verificar el momento enque la corriente de carga, la cual cae continuamentedurante las primeras horas del proceso de carga,alcanza el valor de 0,07 CA (o menos) y se mantienesin cambiar durante más de tres horas. Si no se utilizaeste método de prueba, el proceso de carga contro-lado en tiempo debe estar limitado a un máximo deentre 16 y 20 horas.La corriente de carga inicial se determina por laresistencia interna (o, si se dispone de ella, por la cor-riente limite) de la tensión de alimentación. El alcanzarla corriente máxima inicial no reduce el tiempo decarga mucho más de lo que se pudiese esperar. LaFigura 4 muestra cómo cambia la corriente de carga

elektor 56

040352 - 14

201816864 141210200

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

charging time [hrs]

capa

city

[%C

]

040352 - 15

1200 140010008006004002000

120

80

40

100

60

20

0

no. of cycles

ambient temperature = 20°C - 25°C

capa

city

[% C

]

100%discharging

depth

50%discharging

depth

30%discharging

depth

040352 - 16

5432100

40

80

20

60

100

120

years

continuous charging = 2.25 to 2.3V/cellambient temperature = 20°C - 22°C

capa

city

[%

C]

LM317

IC1

R1

220

�

R2

1k8

500 �

P1

1N4148C1

100n

C2

100n

LM317T

adj.ver texto

adj.

+ 3V +13V6

max. 1A5

UOUT

040352 - 17

*

*

*

*

Valores típicos(Todos los datos de tensiones son por célula y a 20° C)

Tensiones de Carga Recomendadas:

2.45 V (2.4 V to 2.5 V) para un proceso de carga normal

2.275 V (2.25 V to 2.3 V) para un proceso de cargapor “goteo”.

Límite de Corriente Recomendado:

0.25 CA a 0.4 CA

Tiempo de Carga Máximo (carga normal):

16 h a 20 h

Tensión Final de Descarga:

1.75 V

Tensión de Circuito Abierto:

2.2 V (cargada)

2.1 V (a mitad de carga)

1.9 V (descargada)

Figura 4.Comportamiento de

carga con unatensión constante de2,275 V por célula

para cuatroconfiguraciones de

corriente límitediferentes.

Figura 5. Efecto dela profundidad de

descarga en la vidade la batería en un

funcionamientocíclico.

Figura 6. Caídatípica de la

capacidad en unfuncionamiento de

carga por goteo.

Figura 7. Este sencillo circuitocumple con las prin-cipales recomenda-ciones de los fabri-

cantes para la cargade baterías de ácido

de plomo selladas.

cuando la tensión de carga se establece a 2,275 V uti-lizando 4 configuraciones de corriente límite difer-entes. La corriente de carga (en amperios) se muestraen el eje vertical como un porcentaje de la capacidadde la batería C10. Si la capacidad C10 es, por ejem-plo, de 1 Ah, tendremos que considerar las corrientesiniciales desde 450 mA (o el 45% de C10), bajandohasta los 100 mA (el 10% de C10). La figura muestraque la corriente limite inicial solamente circula en elprincipio del ciclo de carga. A continuación, la corri-ente cae de manera exponencial, casi hasta 0, al finaldel proceso de carga. Los fabricantes recomiendanque los valores límites de la corriente inicial estén en elrango comprendido entre 0,25 y 0,4 CA. Es mejor evi-tar los valores superiores a 0,5 CA, ya que de esamanera preservaremos la vida de la batería.

Vida de la bateríaLa vida de la batería depende en gran medida de laprofundidad de la descarga, expresada como un por-centaje de la capacidad nominal. La Figura 5 nos dauna idea del efecto del funcionamiento cíclico en lavida de una batería. Para alcanzar el máximo denúmero de ciclos útiles es mejor elegir una batería conuna capacidad mayor, de manera que la profundidadde la descarga sea reducida. Aunque la profundidadde la descarga es el factor principal, la temperaturatambién tiene su efecto en la vida de la batería. Sedeben evitar temperaturas de funcionamiento porencima de 50° C y con temperaturas por debajo de –

15° C se produce una caída significativa de la capaci-dad. Realizar el proceso de carga a una tensióndemasiado elevada o durante demasiado tiempo, ter-minará dañando la batería.La temperatura y la tensión de carga son los princi-pales factores que afectan a la vida de la batería en unfuncionamiento de carga continuada. La Figura 6 nosmuestra las prestaciones típicas de este caso, donde el60% de la capacidad de la batería aún permanecedisponible después de cinco años de uso. El nivel del60% se considera la marca límite que indica la vida útilde la batería en aplicaciones industriales.Además de los factores mencionados anteriormente, laconstrucción de la batería también afecta a su vida.Por ejemplo, en funcionamiento de reposo, la pequeñacorriente de carga que influye continuamente hace quelas láminas de los contactos lleguen a ser cada vezmás delgadas. Las baterías con láminas más robustastienen una vida considerablemente más larga en estetipo de uso. También existen baterías disponibles quehan sido optimizadas para el ciclo de vida. En laspáginas web de los fabricantes podemos encontrar lasespecificaciones exactas de distintos rangos debaterías (ver lista).Si no recargamos una batería después de un procesode descarga profundo también tiene un efecto nega-tivo sobre la misma. Las baterías de ácido de plomoselladas no deben dejarse en un estado de descargaprofundo durante más de algunos días y, por lo tanto,deben recargarse tan pronto como sea posible. Lacapacidad de descarga profunda de una batería

elektor 57

Baterías Gel y Plomo-AGMLas baterías de ácido de plomo convencionales tienen algunas desven-tajas decisivas: están rellenas con sustancias altamente ácidas y, por lotanto, son líquidos peligrosos que pueden vertirse en el entornomedioambiental, no solamente cuando la caja de la batería se rompe,sino también cuando no se colocan de manera correcta. Además, estasbaterías también están marcadas por un alto grado de autodescarga ypor un número limitado de ciclos de carga. Esto puede ser intolerablepara una batería de arranque de un vehículo, pero si la batería se uti-liza para alimentar la fuente de alimentación de un vehículo (y por lotanto está sujeta a ciclos completos de carga, incluyendo descargasprofundas), estas baterías protestarán generando grandes cantidadesde sulfatos.

Con lo que acabamos de decir anteriormente, no debe sorprendernosver baterías de ácido de plomo con electrolito fijado en aplicacionescomo sistemas de alimentación interrumpida (UPS) y sistemas solares.Estas variantes de baterías están selladas y libres de mantenimiento, porlo que no será fácil verter su contenido. La generación de sulfatospuede ocurrir en contadas ocasiones, ya que estas baterías están libresde ácido sulfúrico, debido a que este ácido es "capturado" por la masa de gel interno. El efecto de autodescarga esmucho más pequeño aunque se deben de seguir muy de cerca las instrucciones de los procesos de carga. Por desgracia,las baterías de ácido de plomo selladas (SLA) consiguen una densidad de energía considerablemente más baja que suscompañeras de ácido líquido, lo que las convierte en elementos inadecuados para su uso en baterías de arranque devehículos.

Aparte de la también conocida tecnología de gel de plomo, existe otro método de fijar el electrolítico en una batería deácido de plomo: el tipo AGM. Las siglas AGM vienen del inglés “absorbent glass mat” (es decir, “materia de cristalabsorbente”), una capa separada y presionada entre los electrodos. La construcción de una batería AGM se muestraprácticamente en la ilustración adjunta (fuente: Hawker). La acción de la capilaridad de la materia provoca que el elec-trolítico se absorba totalmente, evitando que se mueva libremente dentro de la batería. Las baterías AGM típicamenteproporcionan mayores corrientes que las del tipo gel y también son más baratas. En contrapartida, estas baterías estánmarcadas por el residuo del electrolito, así como por su peor comportamiento en la disipación de calor a altas temperat-uras, por lo que las baterías AGM pueden llegar a secarse.

indica si dicha batería aceptará una carga de nuevo(y cómo de rápido lo hará), una vez que ha sidodescargada durante un largo período de tiempo. Lasbaterías modernas del tipo AGM aceptan una cargarelativamente rápida después de un mes en un estadode descarga profundo y, en consecuencia, vuelven asus características de carga normal. Para evitar laposibilidad de dejar las baterías descargadas duranteuna gran cantidad de tiempo, deben almacenarse enel estado de carga completa. Se recomienda realizaruna recarga cuando la tensión en circuito abierto dela batería alcance el valor de 2,1 V por célula, ten-sión que se corresponde a una autodescarga del 50%de la capacidad nominal. Una batería sana a temper-atura ambiente se descarga tan lentamente que estevalor sólo se alcanzará después de unos 18 meses. Auna temperatura de 30° C dicha batería tardará unosnueve meses en alcanzar la mitad de su capacidad, ya 40° C tardará tan sólo unos 4,5 meses. A temperat-uras inferiores (por debajo de los – 15° C), la cargase pierde incluso más lentamente que a la temper-atura ambiente. La baja autodescarga y la larga vidade almacenamiento asociada, junto con la larga vidade funcionamiento en reposo, son las ventajas másimportantes de las baterías de ácido de plomo sell-adas sobre las otras tecnologías de baterías.

En la prácticaLa mayoría de los fabricantes de baterías recomiendahacer la carga utilizando una tensión constante y unalimitación de corriente, siempre con compensación detemperatura. En la Figura 7 se muestra un sencillocircuito de carga que satisface estas recomendaciones.Se utiliza un circuito integrado LM 317 como regu-lador de tensión y dispone de una limitación de corri-ente de 1,5 A. Para asegurar que la tensión de cargase mantiene al nivel seleccionado por el potenciómetroP1, la tensión a la entrada del integrado LM 317 debemantenerse al menos 3 V por encima de la tensión desalida. La tensión de entrada puede proporcionarla unadaptador de tensión de red (aunque no esté regu-lado), a partir de una tensión de alimentación debarco de 14 V. Esta última opción solamente es ade-cuada si la batería que va a ser cargada no contienemás de 4 células.La tensión de carga se selecciona utilizando el poten-ciómetro P1 al valor óptimo, según el número de célu-las, el tipo de batería (ver los datos del fabricante) y eltipo de carga (normal o de goteo). La tensión la salidadel cargador debe verificarse utilizando un multímetrodigital con la batería desconectada. El rango de ten-siones ofrecidas por el ajuste del potenciómetro P1 sepuede modificar, si fuese necesario, cambiando laresistencia R2 hasta que se adapte al número de célu-las presente en la batería.Si el proceso de carga va a realizarse siempre a temper-atura ambiente, los diodos de compensación de temper-atura situados entre R2 y P1 (mostrados entre puntos) sepueden evitar. En caso contrario será necesario encon-trar qué coeficiente de temperatura (TC) recomienda elfabricantes para dicha compensación. Un valor de TC en

el rango comprendido entre – 2 mV/°C y – 5 mV/°C sepuede conseguir utilizando nuestro circuito, tal y como seindica a continuación.Insertaremos tantos diodos 1N4148 en serie en laresistencia R2 y el potenciómetro P1 como célulashaya en la batería, de manera que demos un TC de –2 mV/°C: para una batería de 12 V esto significa quetendremos que colocar 6 diodos. Si doblamos elnúmero de diodos a 12, el valor de TC se incremen-tará hasta los – 4 mV/°C. Con nueve diodos el valorserá de – 3 mV/°C. Como podemos ver la compen-sación de temperatura se puede ajustar fácilmente var-iando el número de diodos. Para poder corregir lacaída de tensión a través de los diodos, el valor de laresistencia R2 se debe disminuir unos 120 Ω por cadadiodo que se ha añadido.

(040352-1)

Direcciones de Internet de Interés:http://www.yuasabatteries.com

http://www.networkpower.exide.com/

http://www.batterypoweronline.com/

http://www.panasonic.com/industrial/battery/

http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/chem/seal/index.html

elektor 58

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elektor 60

FILTROS DE SUPRESIÓNTon Giesberts

En el artículo dividido en tres partes para el amplificador finalClariTy 2 x 300W, no se describieronlos múltiples filtrosde entrada - salida.En este artículoremediamos estehecho. Los circuitosque se describenaquí pueden proporcionar excelentes resultadoscon otros diseños.

En amplificadores como el diseño Cla-riTy (Elektor, Junio, Septiembre y Ocu-bre del 2004) se presentan corrientesmuy altas a frecuencias relativamentealtas. En tales situaciones, es reco-mendable tomar medidas para supri-mir las señales de interferencia (inter-ferencias electromagnéticas o EMIpara abreviar). Esto puede conseguirseusando filtros adicionales para lasconexiones con el mundo exterior. Paraun amplificador, son necesarios trestipos de filtro, que se usan, respectiva-mente, para las conexiones con losaltavoces, las señales de entrada, y laconexión de 230 V de alimentación.En el caso de las entradas y las conexio-nes de los altavoces, habitualmente sefiltran sólo las corrientes interferentesque comparten dos conductores (señaly tierra), lo que se llama “supresión delmodo común”. Esto causa el mínimoefecto sobre el espectro de audio. En lasentradas del amplificador de 2*300W,por ejemplo, está claro que sólo puedehaber interferencias de modo común.Esto es porque en las entradas del CITA3030 del amplificador existe unaetapa de ganancia analógica, y no hayduda de que la interferencia surge direc-tamente de la fuente de señal.Otro factor es que aquí las salidas delos altavoces tienen cargas de muy bajaimpedancia, lo que quiere decir quepueden existir corrientes muy grandes.Sin embargo, los filtros que ya estánpresentes en la placa del circuito delamplificador ClariTy sólo suprimen laseñal PWM. Tal señal interferente lo espuramente de modo diferencial.En el caso de este amplificador, lainterferencia de modo común surgeprincipalmente del amplificador comoun todo. Así, esta interferencia se daen todas sus conexiones. Esto quieredecir que deben usarse filtros sepa-rados para suprimir la interferenciade modo común; y en el caso de losaltavoces para reducir la EMI.Como un amplificador PWM tambiéncarga su alimentación con una señal“desagradable”, es interesante usaruna combinación de supresión demodo común y modo diferencial para

el filtro de alimentación. Esto puedeimplementarse fácilmente arrollando labobina del filtro de una forma especial.En los filtros aquí descritos se usannúcleos toroidales. Esto minimiza elacoplamiento inductivo con los com-ponentes cercanos. Otra ventaja deusar núcleos toroidales es que permi-ten arrollar inductores que sólo gene-ran inductancia para señales de modocomún. Por ahora, debería estar claroque los inductores para el filtro de ali-mentación deben arrollarse de maneradiferente a los de los altavoces.

Filtro de entradaComencemos por el principio: laentrada. En la práctica, está claro apartir de medidas hechas con un ana-lizador de audio de precisión que unfiltro de entrada robusto puede pro-porcionar beneficios considerables.Sin este filtro, las medidas hechas conel amplificador ClariTy eran inesta-bles y en la práctica, inútiles. El filtro de entrada (Figura 1) propor-ciona aislamiento en modo comúnentre la señal fuente y el amplificador.Además de esto, se incluyen conden-sadores para supresión del modocomún como precaución. Preferimos nousar condensadores cerámicos en laruta de la señal en aplicaciones deaudio, pero en este caso, están presen-tes en paralelo con la salida del pream-plificador de audio. Si el preamplifica-dor tiene una impedancia de salidabaja, el efecto en la calidad del sonidoserá despreciable. Los dos canales semantienen completamente separadosen la placa del circuito, así que el tra-yecto completo de la señal entre el pre-amplificador y el amplificador final per-manece separado para los dos canales.Las dos tomas de tierra deben conec-tarse juntas en un sólo punto al poten-cial neutro de la fuente de alimentaciónanalógica. El filtro también evita queaparezcan bucles de tierra. El inductorusa un núcleo toroidal muy pequeño(de dimensiones 10 x 4 mm), que tienedos bobinados, cada uno de un pocomás de una sola vuelta. En la práctica,

esto demuestra ser más que adecuado(para nuestra aplicación). Dos trozoscortos (pero suficientemente largos) dehilo de cobre esmaltado de 5 mm dediámetro se pasan a través del centrodel núcleo toroidal y se arrollan juntas(bifilar) alrededor del núcleo en un sólobucle. El otro extremo emerge así en lacara opuesta del núcleo. Esto propor-ciona una autoinductancia del doble de14 μH y una inductancia de pérdidas demenos de 10 nH. La inductancia de pér-didas es el inductor virtual que contri-buye al efecto de modo diferencial delfiltro. Por cierto, es complicado medir lainductancia de pérdidas.A partir del valor de 14 μH, aparente-mente, cada bobinado se comportacomo si tuviera casi dos vueltas. Estopuede deberse al hecho de que deacuerdo con la hoja de catálogo, el valordel factor de AL para este núcleo toroi-dal es de 3470 nH. Puede calcularlousted mismo usando la fórmula L = N2

x AL (donde N es el número de vueltas).Igual que para los filtros descritos másadelante, se ha diseñado una placa decircuito impreso para este filtro. Labobina debería colocarse verticalmenteen la placa del circuito, y sus terminalesapretarse bien y soldarse a la placa delcircuito bajo tensión. Esto evita lanecesidad de asegurarlo más. La dis-posición de los componentes (Figura2) y su imagen (Figura 1) muestranclaramente lo que se pretende. Se pue-den acoplar también zócalos de anclajea la placa del circuito. La placa debefijarse firmemente en su sitio usandolos cinco orificios de montaje.Las conexiones marcadas con las fle-chas de “salida” y símbolos de tierradeben conectarse a los amplificadoresusando cable apantallado de audio debuena calidad. El pin entre estas cone-xiones debe estar conectado a la arma-dura a través de la ruta más corta. Estopuede hacerse acoplando una arandelacon puntos de soldadura a uno de lostornillos de acople. En el dimensiona-miento de los condensadores, la consi-deración principal fue la carga capaci-tiva del preamplificador. Con este filtroes sólo de 880 pF (C1 + C3 + C5).

elektor 61

Para ClariTy y otrosamplificadores finalesN DE RUIDO

elektor

K2

C2

390p

L2TL10/6/4-3E5

C6

390p

C7

100p

C8

100p

K1

C1

390p

L1TL10/6/4-3E5

C3

390pC5

100p

C4

100p

AMP IN

040311 - 11

( 1 )

( 1 )

( 1 )

( 1 )

( A )

62

(C) ELEKTOR

030217-3

(C) ELEKTOR

030217-3

(C) ELEKTOR

(C) ELEKTOR

030217-3030217-3

C1

C9

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

L3 L4

C2

C3

C4C5

C6

C7C8

C17

C18

C19 C20K1K2K3

K4

L1L2

L5R1

R2

R3 R4

T

T

(B)030217-3LS-

LS-

LS+

LS+

T

(C)030217-3LS-

LS-LS+

LS+

AMPAMP

~~

~

(D)030217-3

~

TT

(A)

03

02

17

-3

Listado decomponentesResistencias:R1,R2 = 470kΩR3,R4 = Varistor 275 V (modelo Epcos

SIOV-S20K275, Farnell # 580-284)

Condensadores:C1,C2,C3,C6 = 390pFC4,C5,C7,C8 = 100pFC9,C10,C13,C14 = 1nF 400V,

separación de pines 5 ó 7,5 mm

C11,C12,C15,C16 = 10nF 400V,separación de pines 5 ó 7,5 mm

C17,C18 = 10nF 275 VAC, Clase X2,separación de pines 15 mm

C19,C20 = 100nF 275 VAC, Clase X2,separación de pines 15 mm

Bobinas:L1,L2 = 2 x 2 x 1 vueltas (bifilar), 0,5 mm

diámetro (SWG26), hilo de cobreesmaltado en núcleo Ferroxcube modeloTL10/6/4-3E5 (Farnell # 305-6960)

L3,L4 = 2 x 18 vueltas (bifilar), 1,5 mmdiámetro (SWG16), hilo de cobreesmaltado en núcleo Ferroxcube modeloTX36/23/15-3E25 (Farnell # 305-7021)

L5 = 2 x 16 vueltas, 1,5 mm diámetro(SWG16), hilo de cobre esmaltado ennúcleo TN36/23/15-3E5 (Farnell # 305-7010)

Varios:K1,K2 = conector de PCB para cable plano

(modelo T-709G de Monacor/Monarch)K3 = conector de 3 vías para PCB,

separación de pines 7,5 mmK4 = 2- way PCB terminal block,

separación de pines 7,5 mm8 x espadines (fast-on), montaje mount,

3 mm para atornillarPCB, código de pedido 030217-1 (ver

Servicio de Lectores)

Figura 1. El filtro de entrada suprime tanto las señales de modo común como las de modo diferencial. Préstese especial atencióna como las bobinas deben arrollarse y emplazarse. Los layout de las pistas de cobre son de nuestra página web.

Figura 2. Se ha diseñado una sola placa de circuito impreso para todos los filtros. Las partes de los filtros del altavoz estántrazadas como imágenes especulares la una de la otra.

Filtro de alimentación

La entrada de la fuente de alimentaciónaporta, naturalmente, una segundaentrada. Aquí elegimos un diseño con-vencional (Figura 3) donde hemosusado el mayor núcleo posible (en tér-minos de disponibilidad), lo que pro-duce una elevada carga capacitiva, asícomo un alta inductancia. Para el filtrode alimentación, la inductancia nor-malmente decrece al aumentar la impe-dancia de la carga (para las mismasdimensiones) Al usar un núcleo de grantamaño (36 mm de diámetro exterior)con un hilo de 1,5 mm de diámetro arro-llado en una única capa (lo que incre-menta la máxima corriente permitida),obtenemos un filtro que puede mane-jar fácilmente cargas de hasta 1.000 VA

La bobina tiene dos bobinados idén-ticos, que están bien acoplados, peroseparados. La separación es impor-tante debido al voltaje de alimenta-ción, conectado entre los dos bobina-dos. Para un acoplamiento mayorhemos seleccionado un núcleo dematerial 3E5. Éste tiene una alta per-meabilidad, el factor AL para labobina no es menor de 11.400 nH.

Los dos bobinados están enrolladosfuertemente al núcleo. Esto requiereuna cierta fuerza, puesto que estamosusando hilo de cobre de 1,5 mm y debedejarse un espacio de al menos 3 mmentre los bobinados enfrentados (paraaislamiento de Clase 1). Si no puedeconseguirse esto, reduciremos cadabobinado en una vuelta. Nótese quelos dos bobinados deben ser idénticos,dentro de lo posible. Esto previene la

prematura saturación del núcleo.Con 16 vueltas por bobinado, tendre-mos dos arrollamientos con unaautoinductancia de un poco más de 3mH ±30 % (que es también la autoin-ductancia de la bobina para señalesde modo común) y una inductanciade fugas de alrededor de 15 μH.El filtro también contiene dos robus-tos varistores que proporcionan pro-tección adicional contra perturbacio-nes aleatorias de la alimentación(transitorios), aunque no protegen delos transitorios de modo común.Las resistencias R1 y R2 aseguran quelos condensadores se descargan rápi-damente si no hay tensión de alimen-tación (y después de que ésta se des-conecte), lo que impide que existanvoltajes peligrosos en el conector dealimentación. Por seguridad usaremosseparadores de plástico para montar laplaca del circuito y mantener un espa-cio suficiente entre las pistas de laplaca y las conexiones que sobresalenen la cara de las soldaduras y las par-tes metálicas de la caja. Para un dispo-sitivo de Clase 1, una separación de 3mm sería suficiente en un principio,pero se recomienda que sea de 6 mm. Puesto que la bobina está fijada conbastante seguridad a la placa del cir-cuito por sus cuatro pines, no se precisaninguna sujeción mecánica adicional.Sin embargo, si considera necesaria unasujeción mecánica, se provee un orificioen la placa del circuito en la mitad de labobina. Nos aseguraremos de usar sola-mente componentes de plástico encualquier tipo de sujeción, para evitarque se modifique la impedancia de lasbobinas. El layout de la placa de circuitoimpreso se muestra en la Figura 3.

Los condensadores C19 y C20 formanparte de la red de supresión del modocomún, pero dada la baja impedanciadel suministro de energía y de la redde alimentación, tienen menos efectoque los condensadores C17 y C18,que proporcionan eliminación delmodo común. Estos dos condensado-res están configurados en paralelopara señales de modo común, así queconstituyen un condensador de 20 nF,que junto a la autoinductancia de L5forman un filtro LC.La impedancia del amplificador paraseñales en modo común depende prin-cipalmente de la capacidad parásitaentre el bobinado primario y el secun-dario del transformador de alimentación(así como la impedancia del cableadodentro de la caja), y es bastante alta. Los valores de C17 y C18 no puedenincrementarse fácilmente, puesto quegeneran también corrientes de fugahacia tierra cuando el filtro está conec-tado a la tensión de alimentación (a tra-vés de uno de los dos condensadores,dependiendo de a cual esté conectadoel vivo del conector de alimentación).El carril de tierra del filtro está conec-tado a la caja junto a la conexión detierra del conector de entrada de ali-mentación.

Filtro del altavozEn contraste con el filtro de alimenta-ción, las bobinas para los filtros del alta-voz (Figura 4) están arrolladas deforma bifilar (ver Figura 5) Por consi-guiente, se deben arrollar dos pedazosde alambre de cobre de 1,5 mm alnúcleo al mismo tiempo, lo que suponeejercer aún más fuerza.

elektor 63

Figura 3. El filtro de alimentación esun diseño bastante convencional, y aligual que el filtro de entrada, suprimetanto las señales de modo común,como las de modo diferencial. Porseguridad, los devanados de labobina deben estar tan separadoscomo sea posible.

C19

100n

L5TN36/23/15-3E5

C20

100n

C17

10n

C18

10n

( 16 )

( 16 )

R1

47

0k

R2

47

0k

R3

S20K275

R4

S20K275

K3K4

040311 - 14

C17...C20 = 275VAC/X2( D )

El bobinado bifilar asegura un exce-lente acoplamiento entre los dos bobi-nados y provoca que la impedancia defugas sea muy pequeña. Tiene quetenerse en cuenta que por los hilos dela bobina pueden fluir corrientes depico de alrededor de 20 A. Si los bobi-nados no son idénticos, la bobina sesaturará y el filtro será ineficaz.

Naturalmente, el uso de estos filtrosincrementa ligeramente la impedanciade salida del amplificador. Se usanconectores de “lengüeta plana”para lasconexiones, debido a las corrientespotencialmente elevadas. Esto tambiénhace posible conectar pines a la placadel circuito usando terminales de cone-xión (espadines), lo cual ayuda a evitaruna cierta cantidad de resistencia decontacto. Otra posibilidad es soldar lospines directamente al lado de cobre.Aquí hemos seleccionado un material3E25 para el núcleo que tiene un pocomenos de permeabilidad que el 3E5,pero que puede usarse en un rangomás amplio de frecuencias y es menospropenso a la saturación (aunque estono importa si la bobina se arrollacorrectamente). El núcleo seleccionadotiene las mismas dimensiones que elusado en el filtro de alimentación.Puesto que aquí no es necesario nin-gún aislamiento especial entre los dosdevanados (aunque los hilos de cobredeben llevar una gruesa capa deesmalte) es posible añadir dos vueltascon más facilidad. Los dos devanadosde 18 vueltas de hilo de 1,5 mmesmaltado proporcionan una bobinacon una autoinductancia de aproxi-madamente 2 x 2,4 mH ± 25 % y una

inductancia de fugas de sólo 2 μH.Nos aseguraremos de dejar los pinesde los bobinados de la longitud sufi-ciente como para que se puedan aco-plar adecuadamente en la placa del cir-cuito. Esto requiere un poco de cuidadoen el “corte y prueba”. La bobina estásujeta bastante firmemente a la placapor sus tres pines, pero se recomiendausar una pequeña hoja de plástico ytornillos de plástico para asegurarla ala placa del circuito. Estos filtros debenemplazarse lo más cerca posible de lassalidas del amplificador.

A continuación debemos hacer uncomentario sobre los condensadores.C1, C12, C15 y C16 están destinados,en realidad, a filtrar la interferencia deRF (en modo diferencial), no tienen nin-gún efecto sobre señales en modocomún. Sin embargo, están conectadasen paralelo a la salida del amplificador,así que se han elegido de un valor bas-tante pequeño para minimizar suefecto. Estos incrementan la capacidaddel filtro en menos de un 10%.

También hay otros condensadores enel filtro que proporcionan supresiónde modo común: C9, C13 y C14. Sonefectivos en serie para señales demodo diferencial, así que puedenignorarse en la práctica para dichasseñales. Para señales de modocomún, en cambio, son efectivos enparalelo y proporcionan una capaci-dad de 2 nF. La unión de C9 / C10 yC13 / C14 debe conectarse a la caja.Si usa nuestro diseño de circuitoimpreso, asegúrese de prestar atencióna la polarización de los filtros para apli-

caciones de dos canales, puesto queson opuestos para cada uno. Para apli-caciones estéreo, hacer un cambio defases en las salidas no parece obvio,pero si el amplificador se usa en modopuente, es esencial asegurar que lasfases son las correctas. Por esto, las pla-cas del circuito de los dos canales estándiseñadas como simétricas respecto aun plano la una de la otra, así que lasconexiones equivalentes están muyjuntas y en el mismo lado de la placa.

Cables del altavozFinalmente, no debemos olvidar elcableado. En general, los cables cons-tituyen excelentes antenas con unaimpedancia en modo común de apro-ximadamente 150 W. En particular,con las señales moduladas por anchode pulso procedentes de nuestroamplificador, se puede culpar a loscables de una parte significativa de lainterferencia radiada a los alrededores.

La manera más sencilla de contrarres-tar esto consiste en reducir la distan-cia entre los altavoces y el amplifica-dor todo lo que sea posible. Otra posi-bilidad es poner un par de núcleos deferrita sobre los cables (en el extremodel amplificador), lo que incrementarála impedancia del modo común en unfactor de varios cientos. Otra opción esponer los cables del altavoz dentro depantallas de metal conectadas a lacaja del amplificador.Se pueden acoplar núcleos de ferritade diferentes tamaños a los otroscables (alimentación y cables de señalde entrada). (040311-1)

elektor 64

C11

10n

L3TX36/23/15-3E25

C12

10n

C9

1n

C10

1n

( 18 )

( 18 )

AMP

LS+

LS–

LS+

LS–

040311 - 12

( B )

C15

10n

L4TX36/23/15-3E25

C16

10n

C13

1n

C14

1n

( 18 )

( 18 )

AMP

LS+

LS–

LS+

LS–

040311 - 13

( C )

Figura 4. El filtro de salida para las señales del altavoz está diseñadoespecíficamente para proporcionar supresión del modo común.

Figura 5. Las bobinas están arrolladas de forma bifilar.

elektor 65

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Internet. Edición 2005Por Ana Martos Rubio ISBN 84-415-1791-6384 páginasEditorial AnayaMultimedia

La increíble aventura deCosme Romerales con In-ternet.Internet. Edición 2005 paraTorpes es otro nuevo librode la colección “Informáti-ca para Torpes”. El resulta-do de esta colección sonlos mejores libros quejamás se han escrito paraayudar a dar los primerospasos con un ordenadorpersonal. La colección está dirigida atodas aquellas personas queencuentran difícil aprenderinformática, ya sea por fal-ta de tiempo, por su “te-mor” ante los ordenadores,o por la obligación deaprender a manejar el orde-nador personal. Para conse-guir este fin, ANAYA MUL-TIMEDIA ha reunido a losmejores autores españolesy ha diseñado una didácti-ca muy eficaz, capaz deenseñar informática a cual-quier persona, incluso aquienes no tienen ningúninterés por aprender ydeben hacerlo.

Con este libro, el lector ob-tendrá de una forma ame-na y divertida, todos losconocimientos necesariossobre Internet. Para des-dramatizar el contenido,eliminando así cualquiertipo de animadversiónhacia la informática, sehan añadido toques delmejor humor. Y, finalmen-te, los libros están ilustra-dos por uno de los mejoreshumoristas gráficos denuestro país: Antonio Fra-guas “FORGES”, creando aCosme Romerales, un hon-rado oficinista que setransmuta en un superhé-roe informático llamadoMEGATORPE.

OpenGL Por Richard S. Wright,Benjamin Lipchak ISBN 84-415-1794-01.104 páginasEditorial AnayaMultimedia

El uso de las aplicacionespara dibujar gráficos 3D entiempo real se ha estanda-rizado en áreas tan diver-sas como los juegos inter-activos, películas y simula-ciones, hasta la visualiza-ción de datos para usoscientíficos, médicos y co-

merciales. En este sentido,OpenGL constituye una delas interfaces de progra-mación más recomenda-das en este campo por suexcelente estabilidad yrendimiento. Con esta obra se familiari-zará con los elementosbásicos de la programa-ción de gráficos 3D conOpenGL, aprendiendo aconstruir un programa queuse OpenGL, establecer elentorno de interpretación3D y a crear objetos bási-cos así como a aplicarlesluces y sombras y muchomás. El lector encontrará ade-más toda la informaciónespecífica que necesitedependiendo del sistemaoperativo con el que traba-je, y a medida que avanceen el uso de esta API gráfi-ca irá profundizando en elconocimiento de sus opcio-nes avanzadas y los distin-tos efectos especiales quepermite. Incluye CD-ROM con losejemplos desarrollados a lolargo del libro así comodiversas herramientas deutilidad.

Architectural Desktop 2005Por Fernando MontañoLa Cruz, Milton Chanes ISBN 84-415-1784-3448 páginasEditorial AnayaMultimediaEl mundo del CAD se haespecializado en áreas muyconcretas del diseño. Laarquitectura se ha vistomuy beneficiada con pro-gramas específicos pensa-dos para diseñar, modelar ydibujar planos técnicos.Architectural Desktop es la

solución de Autodesk parala arquitectura con utilida-des propias para concebirel edificio como un todoque alberga toda la infor-mación técnica para suconstrucción (estructura,instalaciones, alzados, sec-ciones e inclusive el mode-lo tridimensional). Este libro tiene como obje-to dar al lector una visiónpanorámica de las herra-mientas que el profesionalde la arquitectura utiliza ensu trabajo diario. Comienzacon un vistazo rápido a lasherramientas básicas deAutoCAD que se utilizanen ADT, para posteriormen-te pasar a conocer todos loselementos básicos del pro-grama. A través de ejerci-cios y ejemplos prácticos ellector podrá adquirir unasólida base para el uso de laaplicación. Desde la página Web deAnaya Multimedia se po-drán descargar, de formagratuita, los ejercicios, ejem-plos y vídeos que se handiseñado para complemen-tar la información del libro.Además, podrá descargarcapítulos adicionales dedi-cados a Viz Render y su vin-culación con ArchitecturalDesktop.

PICXEX18 Y PICWEste artículo describe el desarrollo de un sistema operativomultitarea para la familia de microcontroladores PIC 18xxxde la casa Microchip. Los requerimientos de código y dememoria RAM son mínimos y la idea básica muy sencilla,pero puede simplificar considerablemente la implementaciónde una aplicación sobre estos microcontroladores.

elektor 66

Lourens le Grange [email protected]

A la hora de crear nuestras aplicaciones será muchomás fácil si realizamos sus especificaciones, su diseño,la escritura de su código y su depuración, separando suestructura en elementos funcionales, también denomina-dos tareas. La estructura de un programa se realiza paramanejar tareas y podría tener una imagen similar a la dela Figura 1.En este caso, nuestro "sistema operativo" no es nadamás que un par de instrucciones CALL, con una instruc-ción GOTO MAIN al final del mismo. La instrucciónCALL activa la tarea y la propia tarea debe cooperar eje-cutando una instrucción RETURN para pasar de nuevo elcontrol al sistema operativo. Lo que acabamos de expli-car se podría hacer para algunas aplicaciones máspequeñas, pero para las funciones/tareas más usualesse requiere que nuestra aplicación tenga alguna manerade control sobre su propia ejecución y la de otras tareas.Por ejemplo, la tarea de un escáner podría ser la de

monitorizar continuamente una serie de pulsadores.Cuando uno de estos pulsadores se ha activado, la tareaasociada se activará por medio de la tarea principal delescáner. Otra alternativa sería que una secuencia (tarea)podría ejecutar uno (o varios) de sus pasos y, a continua-ción, proceder al siguiente paso (acción de código), unavez que se ha cumplido una condición en particular.Está claro que necesitaremos más de una instrucciónRETURN para que el escáner y la secuencia de tareasanteriormente mencionada puedan incorporarse en unsistema. Las tareas que gestionan las teclas del escánernecesitan activar una de las tareas que "duermen" (con-mutadores en OFF), mientras que la secuencia de tareasdebe tener la habilidad de modificar su propio punto deentrada para que solamente una sección particular decódigo (por ejemplo, el paso activo y su criterio) se eje-cute en cada momento. El punto de entrada de una tareaes la posición de memoria en la que el código deberácomenzar a ejecutarse cuando el sistema operativo paseel control a dicha tarea.

Funcionalidad del PICXEX18En el PIC XEX18 se han proporcionado una serie de fun-ciones en forma de macros que el programador utilizaráen su código de tareas.

XexTaskON TaskNrCon esta macro el usuario puede activar cualquier tareadentro de la aplicación. También puede usarse en laforma de código externo a una tarea. Por ejemplo, unarutina de servicios de interrupción puede iniciar unatarea.

XexTaskOFF TaskNrEsta macro permite al usuario desactivar cualquier tareade la aplicación. También puede emplearse por cual-quier otro código.

Inicialización

040149 - 11

Tarea1

Tarea2

Tarea3

Inicio

Principal

Figura 1. Estructura de un

programa básicopara la

implementación deuna aplicación que

está dividida en treselementos

funcionales o tareas.

XexTaskExitEs una macro utilizada en una tarea para pasar denuevo el control al sistema operativo.

XexSetEPoint TaskNr, EPointModifica el punto de entrada de una tarea y puedeusarse con cualquier código.

XexEPNext TaskNrColoca el punto de entrada de una tarea en la siguienteinstrucción. Solamente puede usarse en el código de latarea en la que se está modificando su propio punto deentrada.En la Figura 1 el “código de activación de una tarea”del sistema operativo es tan sólo una instrucción CALLTASK_X. Este código tendrá que ampliarse. En primerlugar, necesitamos añadir una pequeña prueba para evi-tar que otra tarea externa sea activada si ya está desac-tivada. En segundo lugar, debemos ser capaces de cam-biar el punto de entrada de una tarea durante el tiempode ejecución, en cuyo caso no podremos utilizar una ins-trucción CALL, ya que la dirección de destino de dichainstrucción se fija en el tiempo de ensamblado.La prueba de ON/OFF para una tarea se implementaasignando una variable de bit a cada CYCLE TASK, elcual, si está activado, nos indica que la tarea está enel estado activo. Para poder modificar el punto deentrada de una tarea se utiliza la facilidad de los PIC18 para colocar una dirección en su pila de retorno,de esta manera, el código de activación CYCLE TASKlo primero que necesita es verificar la banderaON/OFF de la tarea y, si está activada, obtener elvalor del actual punto de entrada de la tarea, colo-carlo en la pila de retorno y ejecutar la instrucciónRETURN.Para cada CYCLE TASK se han reservado 3 bytes dememoria RAM. El primer byte mantiene el estado de labandera ON/OFF en su bit <7>, y los siguientes dosbytes el valor del punto de entrada de la tarea actual.Posteriormente el diseño de la aplicación se puede sim-plificar añadiendo a nuestro sistema operativo la capaci-dad de ejecutar las tareas en función de los tiemposseleccionados. Esto permite al programador concentrarseen el código de una tarea sin tener que preocuparse decómo se va a realizar el tiempo de ejecución de dichocódigo o contar con los mecanismos que regulan la eje-cución de dicho código.El sistema operativo PIC EXE18 permite trabajar con 8TIME TASK (Tiempos de Tareas), pudiendo configurar lavelocidad de ejecución de cada tarea en tiempo deensamblado, dentro del fichero xextask1.def. Como sutiempo de ejecución depende del tiempo en el que estatarea no puede ser activada o desactivada por el usua-rio y puesto que sus puntos de entrada no pueden modifi-carse, el PIC EXE18 utiliza una instrucción CALL para

activar una TIME TASK. Esto está permitido para unúnico mecanismo de activación, es decir, si la banderaON/OFF de la tarea está activada, la instrucción CALLllamará al código de la tarea. Para devolver el control alsistema operativo, el programador utiliza la macro Xex-RaskExit, dentro del código de la tarea. Si nos fijamos enel código actual de esta macro, nos daremos cuenta queuna instrucción RETURN hará el mismo trabajo. El uso deuna macro es sencillamente una manera más fácil deindicar en nuestro código dónde está el punto de salidade la tarea.

elektor 67

WIN8 Sistema operativo y monitorpara Microcontroladores PIC

Inicialización

040149 - 12

Tarea1

Solicitud de tarea

TIEMPO?

Tarea 2 activa?

Tarea2

PRINCIPAL01

Activar Tarea 2

Tarea3

Inicio

PRINCIPAL00

Tarea Tiempo1

040149 - 13

Tarea Tiempo2 Activado

Bit de solicitud

de TAREA TIEMPO 7?

Tarea Tiempo7

TAREA TIEMPO 7

Desactiva Bit de solicitud de TAREA

TIEMPO 7

Tarea Tiempo8

PRINCIPAL01

Retorno

Figura 2. Bucle del LazoPrincipal de la tareadel PIC XEX18 quemuestra como laverificación de lasolicitud de laTAREA TIEMPO(TIME TASK) serealiza antes de quela TAREA CICLO(CYCLE TASK) estéactivada.

Figura 3. El sistemaoperativo ejecutaráuna instrucciónCALL MAIN01 siningún Bit desolicitud de TAREATIEMPO se haactivado. MAIN01activará todas lasTAREAS TIEMPOque tengan el Bit desolicitud activado.

Ahora nos podemos centrar en describir las bases delsistema operativo multitarea PIC XEX18, tomando comoreferencia la Figura 2. Antes de activar un CYCLE TASK(Ciclo de Tarea), se realiza una verificación para deter-minar si existe alguna TIME TASK (Tarea de Tiempos) adi-cional que esté esperando a ser ejecutada. Si es así, elcontrol se pasa (con una instrucción CALL MAIN01) alcódigo de la Figura 3.

En esta situación, aquellas TIME TASKS que tenganactivados sus Task Request Bits (Bits de Solicitud deTarea) serán ejecutadas. El final de la lista de TIMETASK es una instrucción RETURN, que nos devolverásobre el lazo CYCLE TASK de la Figura 2, de maneraque la ejecución del CYCLE TASK continúe desdedonde se dejó.Como podemos ver en la Figura 2, allí se verifica la soli-citud de ejecutar el TIME TASK entre las ejecuciones delos CYCLE TASK. Por ello es importante que los CYCLETASK no retengan el control de la CPU durante untiempo superior a los 5 ms. Un PIC trabajando a unavelocidad modesta de 8 MHz puede ejecutar una grancantidad de código en 5 ms. Una subrutina de asigna-ción de tiempos dentro del PIC XEX18 controla la activa-ción del TIME TASK, configurando los Task Request Bitsen los momentos que se requiere.Para que la subrutina de asignación de tiempos puedafuncionar correctamente, nuestro código debe estar pro-visto de una rutina de temporización que haga una lla-mada CALL a la subrutina de asignación de tiemposcada 10 ms.La Figura 4 nos proporciona las bases de una rutinapara el servicio temporizador de interrupción (el cualserá nuestro código), y que contiene una llamada a lasubrutina SCHED00. Se dispone de las siguientes velo-cidades de atención (en ms) para las tareas de tiem-pos:

10, 20, 40, 50, 100 y 200.

El planificador de la tarea de tiempos usa una tabla debúsqueda de 20 entradas para almacenar la informa-ción de los tiempos de las tareas. Cada 10 ms la rutinadel planificador busca la siguiente entrada en esta tabla

elektor 68

10 ms ?

SCHED00

Reiniciar Temporizador

Interrupción del temporizador

040149 - 14

Tarea Tiempo 1

Generador de Pulso

Pulso, 0Cuenta (16)

PasoNr (8)

Sierra (8)

Cero, 0

Contador

SecuenciaGenerador de Rampa

Tarea Tiempo 2

Tarea Ciclo 1

Tarea Ciclo 2

040149 - 15

Paso 1

Paso 2

Paso 3

Figura 4. Para planificar la

TAREA TIEMPO delPIC XEX18 como

una función, elusuario debe conse-

guir crear unarutina que ejecute

una instrucciónCALL SCHED00

cada 10 ms.

Figura 5. Diagrama funcional

de una aplicaciónejemplo, una

combinación degenerador de pulso

y rampa.

Figura 6. El programa

monitor PicWin8 enacción. En este caso

se muestra laversión “Fuzzy”

(aún bajodesarrollo).

��

��

��

��

040149 - 16

DescargasGratuitasTodos los ficheros para elPICXEX18 y programa dedemostración Pulse/Ramp.

Ejecutable del PICWin8 yguía de usuario.

Nombre del fichero:040149-11.zip

www.elektor-electronics.co.uk/dl/dl.htm,

y realiza una función OR con la posición de memoriaRAM donde se alojan los 8 bits de solicitud de las Tareasde Tiempo (8 TIME TASK) . Las entradas en la tabla debúsqueda son generadas en el momento del ensamble,utilizando la información almacenada en el fichero “xex-task1.def”.En el código fuente para el PIC XEX18 se encuentranalmacenados los 3 ficheros siguientes:

Xextask1.defXex18tsk.macXex18mak.asm

Xextask1.defEste es el único fichero que requiere modificaciones y seutiliza para definir lo siguiente:Número de Ciclos de Tareas (CYCLE TASK).Etiqueta de inicio de cada Tarea de Tiempo (TIME TASK).Velocidad de ejecución de cada Tarea de Tiempo (TIMETASK).Tiempo de encaminamiento para cada Tarea de Tiempo(TIME TASK).

Xex18tsk.macCódigo fuente para las macros de control de tareas.

Xex18mak.asmEste fichero contiene el código para el PIC XEX18.Cuando se ensambla este fichero se generan los buclesdel Ciclo de Tareas (CYCLE TASK), los de las Tareas deTiempo (TIME TASK) y la tabla de asignación de tiempos.

Uso del PICXEX18El archivo 040149-11.zip, que nuestros lectorespueden descargar de manera gratuita de nuestrapágina web, contiene todos los ficheros con el códigofuente requerido para la siguiente aplicación ejemplo,que permite demostrar el uso del PIC XEX18. Paragenerar el fichero .HEX correspondiente, simplementetendremos que ensamblar el fichero ELECTOR.ASMutilizando el programa ensamblador MPSAM de lacasa Microchip. El último fichero contiene las directi-vas que incluyen los otros ficheros requeridos. La apli-cación contiene dos Ciclos de Tareas y dos Tareas deTiempo.

Time Task 1 (Tarea de Tiempo 1), es un generador depulsos. Esta tarea generará un pulso de un bit, “Pulse,0”,a una velocidad de un pulso cada 400 ms.

Time Task 2 (Tarea de Tiempo 2), es un generador dediente de sierra. Esta tarea producirá que el byte “Saw”(Sierra) genere una rampa de hasta 2.550 ms, hastaalcanzar un valor de 255 y, posteriormente, volver alvalor 0. Cada vez que se vuelve al valor 0, el bit“Zero,0” se activa (volverá a ponerse a nivel bajo en elpaso activo de la secuencia).

Cycle Task 1 (Ciclo de Tarea 1), es un contador de pul-sos. A cada flanco de subida del bit “Pulso,0” se incre-mentará el valor del contador “Count” en un 16-bit.

Cycle Task 2 (Ciclo de Tarea 2), es una secuenciacon tres pasos. La secuencia permanecerá en un pasohasta que el bit “Zero,0” se active. Este bit seráborrado y la secuencia avanzará hasta el siguiente

paso. Cuando estemos en el tercer paso y el bit“Zero,0” se active, la secuencia volverá de nuevo alpaso número uno. El byte “StepNr” indica el númerodel paso actual en el que nos encontramos. Una vezque hemos ensamblado esta aplicación, puede verifi-carse ejecutando y utilizando el simulador MPLAB.Para comprobar que las dos tareas de tiempo se hanejecutado realmente a las velocidades requeridas de200 ms y 40 ms, utilizaremos un punto de ruptura enel punto de inicio de las tareas PULSE_GEN yRAMP_GEN, y la función de vigilancia Stop deMPLAB se encargará de informarnos de cuánto setarda entre ejecuciones. Esta aplicación fue progra-mada sobre un PIC 18F452 que trabajaba a una velo-cidad de 8 MHz.

PICWin8Cuando verificamos una aplicación donde hay muypocas cosas que estén sucediendo al mismo tiempo,es muy útil comprobar cuál es el comportamiento delas diferentes señales. En el fichero ELECTOR.ASM,justo después de seleccionar la configuración de losbits, encontraremos una sentencia para configurar lavariable del ensamblador “PicWin”. Esta sentencia seutiliza para incluir el código ensamblador para unarutina de servicio de interrupción de la UART, demanera que se maneje el intercambio de datos conuna utilidad en el ordenador para monitorizar ymodificar variables en el PIC. La Figura 6 nos mues-tra la captura de la pantalla del programa monitorPicWin en acción, donde podemos ver las trazas delas cuatro variables de nuestra aplicación, las cuales,como podemos comprobar, funcionan según se harequerido.

El programa monitor “PicWin”dispone de las siguientesprestaciones:– Aplicación VB6– Velocidad de datos a 9.600 baudios (fija).– Puede mostrar y trazar hasta 6 valores de manera

simultánea– Dispone de 54 campos suministrados para comandos

(modificando las asignaciones de la memoria RAM delPIC).

– Cada trazador puede almacenar 800 muestras. Enpantalla sólo se presentan 400 muestras con barra dedesplazamiento.

– Tipos de datos: bit, byte, palabra y punto flotante.– Velocidad de búsqueda ajustable.– Prestaciones: La captura de pantalla muestra cuatro tra-

zas buscadas en 87 ms. Cada traza ha sido desplazadapara tener una mejor visión de lo que está sucediendo.

En el fichero zip de este proyecto se incluye un ficherode texto donde podemos encontrar una guía de usuarioy las instrucciones de configuración para el programamonitor PicWin. ¡Feliz Captura!

(040149-1)

elektor 69

ACERCÁNDONOS AChris Bayliss

En 2006, la legislación Europea sobre el campo de laelectrónica y la electricidad llegará con toda su fuerza. EnNorteamérica, los distintos estados están proponiendo leyesque traten los problemas relacionados con los desechoselectrónicos. Estas medidas reflejan un problema oculto ycreciente.

elektor 70

Muchos aficionados a la electrónica que recientementese hayan planteado reparar uno de sus equipos domés-ticos habrán comprobado que, probablemente, sea másbarato deshacerse de él y sustituirlo que arreglarlo. Sinembargo, muchos equipos de los que están en el mer-cado aún están en buen funcionamiento al final de superíodo de vida. El consumidor de electrónica barata seenfrenta a un dilema: el deseo de tener la última tecno-logía le lleva a dejar como productos obsoletos a losque aún funcionan correctamente. En la raíz de esteproblema están los fabricantes, que han comenzado asustituir sus propias y viejas tecnologías y productos auna velocidad insostenible. La Unión Europea estimaque el 4% de los desechos domésticos están constituidospor productos eléctricos y electrónicos, número que seincrementa a una velocidad preocupante, entre el 16%y el 28% cada cinco años.Según las estadísticas y las organizaciones verdes, estonos podría llevar a un futuro bastante deprimente. Sinembargo, existe un movimiento para aprovechar el pro-blema de los desechos electrónicos, basado en una acti-tud y creatividad positiva, que ha dado como resultadonuevas soluciones.

Es todo lo que nos rodeaUna montaña potencial de residuos electrónicos nosrodea en nuestras casas y oficinas. La diferencia entrereconocer el problema de los desechos electrónicos yactuar al respecto es el de rodearnos con productosque no han sido diseñados para ser reparados o retira-dos de manera eficiente y segura.

Sustancias y métodosLas sustancias más comunes que podemos encontrar enlos desechos electrónicos y eléctricos incluyen elementoscomo el cadmio, placas de circuito impreso, mercurio,plomo y bromo. El volumen total y la toxicidad de estosmateriales hacen que los vertederos ya no sean unaopción. Después de retirar el pequeño porcentaje de sus-tancias buenas y reciclables, nos queda una gran canti-dad de equipos rebajados de precio que han quedadoobsoletos y/o que serán de segunda mano. Si queremosevitar los vertederos de basura, el único método que serequiere es el de reciclar.

El reciclaje de un producto electrónico implica redu-cirlo a elementos más pequeños para convertirlos denuevo en componentes útiles o materiales puros. Estopuede hacerse mediante uno o dos métodos, un des-mantelamiento manual o un desmantelamiento destruc-tivo. Para hacernos una idea, el desmantelamientodestructivo implica que los productos deben pasar através de una "picadora" industrial. Los granos que seproducen son fundidos y los materiales puros separa-dos para su nueva utilización. Si consideramos la toxi-

cidad de algunos de los materiales implicados en eldesmantelamiento destructivo no tenemos más quepensar que es un método bastante crudo. Una grancantidad del desmantelamiento destructivo se realizaen los países del este, donde el coste de la mano deobra es bastante bajo y las leyes con respecto almedio ambiente son bastante más flexibles. Irónica-mente, muchos de estos países venden los materialespuros recuperados a los países que le han exportadosus basuras. Una solución más "verde" y más econó-mica puede ser la de realizar un desmantelamientomanual.

elektor 71

A SU MUERTESoluciones paralos excedenteselectrónicos

Figura 1. Estudiante de laUniversidad CIDAde Johannesburgo.Ordenadoresdonados por laAsociación deAyuda Internacionalal Ordenador.

Figura 2. Imagen promocionalde la caja deherramientasIZM/EE (InstitutoFraunhofer).

Y si no está roto...En la electrónica de una gran cantidad de productosexiste un período de prueba inicial que podría serconsiderado como una prueba de calidad, similar ala de los componentes que acaban de salir de la líneade producción. El tiempo de vida útil de muchos delos componentes que están presentes en los desechoselectrónicos tiene una vida más larga que la del pro-ducto sobre el que están montados. En teoría, loscomponentes recogidos podrían usarse en nuevos pro-ductos. La investigación sugiere que mientras que nose consiga, al menos de manera teórica, existe unabarrera psicológica a nivel del fabricante y del consu-midor de utilizar estos componentes recogidos en nue-vos productos.

Identificación de Dato Electrónico(EDL)Los investigadores de herramientas de potencia del fabri-cante Bosch han sugerido un dispositivo que podría ayu-dar a superar el miedo anteriormente explicado (casinatural), se denomina Identificación de Dato Electrónico(EDL, del inglés Electronic Data Logging).

El EDL graba información general en modo de horasde vida de los productos, y más específicamente, lahistoria de funcionamiento de los componentes. En teo-ría, esta información podría ser reutilizada por laagencia de reciclado a través de una "puerta verde"presente en el dispositivo, donde estarían identificadaslas partes reutilizables, que serían recogidas e incor-poradas directamente en los nuevos productos. Laposible implementación con éxito del EDL en el futuro,volvió promover el reciclado de más componentes. Sila recogida de material ofrece una oportunidad paraun futuro más verde en la electrónica, ¿cómo podríarealizarse?Las operaciones de recogida de material actuales serealizan bien de manera manual o utilizando robots. Eldesmantelamiento manual implica la aplicación de calorpara retirar los componentes de las placas donde estánsoldados, por lo que se traduce en una operación muylaboriosa. Se han habilitado organizaciones caritativasy sin ánimo de lucro para reciclar los viejos equiposelectrónicos para buenas causas. Un ejemplo de ello esla asociación de Ayuda al Ordenador que recuperaordenadores de empresas donantes y los distribuyenpara causas mejores en el mundo del desarrollo (verFigura 1).

En Europa del Este, muchas organizaciones caritati-vas también han tenido éxito a la hora de crear fun-daciones que van aumentando y que se dedican a laventa de teléfonos móviles reciclados o reacondicio-nados. El coste de este trabajo mañoso requeridopara la realización de este tipo de tareas, ha demos-trado la existencia de una barrera que se ha exten-dido a los elementos comerciales recogidos. Estohace que la opción de la recogida por medio de

elektor 72

PAPER DISC 25GB

040217- 63 040217- 62

Disco Rayo AzulDVD

Punto del rayo100% 20%

Capa de Protección0.6mm

1.2mm 1.2mm

040217 - 66

0.1mm

Apertura Numérica0.60 0.85

Longitud de onda del Láser650nm 450nm

Luz LLuz Láserser

Capa de Protección

Cara Reflectiva

Substrato Plástico

040217 - 67

Figura 3. Reproductor de

Rayo Azul; disco de25 GB; vista trasera

y delantera deldisco. (Sony)

Figura 4. (a) Característicascomparativas deldisco DVD y del

disco de Rayo Azul.(b). Estructura del

disco de Rayo Azul.

a

b

robots sea más atractiva. Para ser más eficientes congrandes cantidades del mismo producto, los roboshan sido programados para desmantelar cada nuevoproducto que se han encontrado. Esto puede hacerque el desmantelamiento de pequeñas cantidades oproductos electrónicos aislados se convierta en unatarea poco práctica. La búsqueda de un método via-ble, desde el punto de vista comercial, para desman-telar grandes cantidades de pequeños y variados ele-mentos electrónicos desechados podría considerarsela llave mágica de la emergente industria de los des-echos electrónicos.

Una alternativa: ADSMComo suele suceder con todos los grandes problemas,sorprendentemente ha aparecido una solución muysencilla. Un equipo de la universidad Brunel del ReinoUnido ha desarrollado un producto que se desmantelaa sí mismo. El método, conocido como "desmantela-miento activo utilizando materiales inteligentes"(ADSM, del inglés Active Disassembly Usin SmartMaterials), implica la incorporación de activadores ycomponentes hechos a partir de metales y plásticosinteligentes. Ante determinados valores, predefinidos anterior-mente, de temperatura de funcionamiento y tempera-tura ambiente, estos materiales cambian de forma.Así, estos materiales "inteligentes" integrados en unproducto electrónico, producirían el desmantela-miento del producto sólo mediante la aplicación decalor, sin coste adicional de trabajos o requerimien-tos de robótica y programación: las pequeñas piezasse contraen y simplemente caen del producto. Unactivador colocado cuidadosamente en el materialinteligente haría que éste se volviese elástico y seexpandiese, permitiendo abrir una caja, por ejemplo.Los componentes internos se liberarían del elementosuperior y estarían listos para una sencilla retirada.Los productos que se pueden desmantelar a sí mis-mos ofrecen un futuro excitante para el reciclado.Asumiendo que la mayoría de los fabricantes eligenel uso de materiales inteligentes, podría hacerse posi-ble el reciclado de grandes cantidades de desechoselectrónicos aislados. El desmantelamiento automá-tico ofrece una solución barata y evitaría netamenteel gran coste del desmantelamiento destructivo y deldesmantelamiento con robots.

Diseño para dejar menos desechosEl Instituto de Fraunhofer ha desarrollado un producto,en la forma de programa, que ayuda a los diseñado-res electrónicos. El programa, basado en la caja deherramientas IZM/EE (ver Figura 2), permite que losdiseñadores electrónicos puedan investigar unaamplia gama de áreas, que van desde la toxicidad yla posibilidad de reciclado de un diseño, hasta áreasmás abstractas como la energía requerida para pro-ducir el material original, e incluso la energía consu-mida por el producto. En el futuro, los diseñadoreselectrónicos podrán integrar complejos elementos

elektor 73

Concentración del Lugar de

Trabajo (MAK)

Rango de Material Ecológico (unidad de masa por punto)

Clasificación de la Polución

(WGK)

TPI/unidad de masa

0040217 - 68

100

Declaración de sustancias (Frases-R)

Proyección en Escala Numérica y Agregación

040217 - 69

MAX

NR_MAK

NR

NMat.

ER fR

OverlapList

Proyección a la Escala

EstándarAgragación

Valores de Entrada

Valores Estándar

Evaluación de Materiales en la Escala Estándar

Adaptación

fMAK

fWGK

NMAKEMAK

MAXNWGK

NR_WGK

EWGKTPI

Potencial Tóxico

Incineración de desechos domésticos

Pirólisis

Shredder

100%

Fundición – CU: Límites de Materiales

IZM-RPI: Indicador de Potencial de Reciclado

PCB ensamblada: material contenido

Fundición de CU

Fundición de Fe

Refinado de Metales Preciosos

PCB Ensamblada

Protección

Cu33%

Fe24%

Al4%

Ag0.01%

Inert10%

Co0.01%

Zn6%

Sn2%

Sb0.1%

Duro &Thermoplasts

13%

Po 0.1%

Pb 0.1%

040217 - 72

Plastic (FR)0.01%

Ni0.1%

Pt

Pd

Au

Ag

Cu

Pb Zn Sn N Fe Al

Mn

Pla

stic

s

Iner

t

PC

B

PC

T Br Cl F

Hg

Cd

Sb Li

Radioactive

Máximo tecnológico

Máximo económico

Figura 5. El programaIndicador dePotencial Tóxico(TPI) permitecalcular la toxicidadde un productodurante la etapa dediseño de dichoproducto (InstitutoFraunhofer).

Figura 6. Una descripciónmás profunda delproceso de cálculodel TPI (InstitutoFraunhofer).

Figura 7. Ejemplo delprograma TPI enacción (InstitutoFraunhofer).

Figura 8. La utilidad delprograma Indicadorde Potencial deReciclado (RPI), de lacaja de herramientasIZM/EE, permitecalcular las partesdel materialreciclable de unproducto de unaetapa anterior(Instituto Fraunhofer).

“verdes" en la etapa de diseño con sólo pulsar unbotón. Pensando de manera más creativa en la etapa dediseño, se dispone de un gran potencial, tanto paracrear un ciclo de vida del producto limpio, como paraproporcionar al consumidor las nuevas tecnologíasdeseables. La casa Sony ha demostrado reciente-mente este hecho con su disco Rayo Azul (ver Figura3). El nuevo disco, formado por un 51 % de papel,proporciona una mayor capacidad de almacena-miento de datos que la tecnología DVD existente eneste momento (ver Figura 4), ofreciendo la oportuni-dad de una producción masiva de elementos recicla-dos. Al final de su ciclo de trabajo, el producto puedeser sencillamente desmantelado y reciclado con loque se ofrece una solución "verde" a la vida del pro-ducto, al mismo tiempo que se mejora la seguridadde los datos.El tratamiento de los desechos electrónicos de maneraefectiva, tanto en la fase de diseño como en la fase devida del producto, podría considerarse como una polí-tica de seguridad futura para la industria de la electró-nica. La Unión Europea ya ha calculado que sepodrían crear unos 10.500 nuevos puestos de trabajoen el proceso de reciclado de los desechos electróni-cos. Para los consumidores electrónicos y los aficiona-dos a la electrónica el futuro no solamente parece sermás "verde", sino que podría verse también comoalgo más innovador dentro de las nuevas tecnologíasemergentes. Es probable que los pioneros "verdes" enla electrónica de hoy día lideren el mercado demañana.

Mirando al EsteLas nuevas tecnología ADSM y EDL ofrecen solucionespioneras que utilizan la tecnología disponible. Toda estatecnología aún requiere un ingrediente esencial: la ima-ginación. Si queremos ver la gestión de los desechoselectrónicos en acción tan sólo tenemos que volver nues-tra mirada hacia el corazón de la electrónica, Japón.En el año 2001 Japón ya integró sus leyes de reci-clado para la electrónica de aplicación doméstica.Estas leyes de reciclado tan sólo cubren cuatro tiposde aplicaciones: unidades de aire acondicionado, tele-visiones, frigoríficos y lavadoras. En aquellos momen-tos estos cuatro campos proporcionaban unas cantida-des bastante significativas en los desechos de los con-sumidores japoneses.En la actualidad, los consumidores pueden devolversus viejos aparatos al vendedor de sus nuevas com-pras, independientemente de la marca elegida. El ven-dedor traslada el equipo utilizado hacia la empresade reciclado. Cada producto devuelto es etiquetado ysu historia de reciclado grabada y almacenadadurante tres años. Esto proporciona a las compañíasuna perspectiva única del ciclo de vida del producto yproporciona una imagen global del proceso de reci-clado. Para el consumidor final los productos devueltosse pueden seguir a través de páginas web, donde sedispone de información referente al lugar donde elproducto ha sido reciclado. Si esto parece demasiado

bueno para ser cierto esperen a leer el siguientematiz: el consumidor japonés cubre el coste del trans-porte y reciclado de los desechos.

Y al Oeste de nuevo...La absorción del coste del reciclado del productopuede que no sea una opción popular en el consumi-dor europeo. Evitar añadir costes significa volver aldibujo de la placa y pensar sobre el proceso dediseño. Todos los productos electrónicos comienzan suvida como un diseño. Una parte integral de este diseñoes el ciclo de vida del producto. Tradicionalmente, elciclo de vida de un producto electrónico finaliza en elconsumidor. La legislación y la responsabilidad socialcorporativa hacen ahora que los fabricantes se fijen enel impacto del producto desde su proceso de fabrica-ción hasta recogida final del producto. Para realizar eltrabajo de reciclado electrónico es necesario que todaslas partes de la industria se vean involucradas. Demanera más realista, no todas las empresas tienen losfondos o recursos disponibles para gastar tiempo enbuscar y dar soluciones al proceso de reciclado y a latoxicidad de sus productos. Sin embargo, en los añosmás recientes se han desarrollado programas de orde-nador enfocados a trabajar con estos problemas. Algu-nos ejemplos de estos programas incluyen unidadesadicionales de la caja de herramientas IZM/EE del Ins-tituto Fraunhofer: el Indicador Potencial de Toxicidad(TPI, del inglés Toxic Potential Indicator) (ver Figuras5, 6 y 7) y el Indicador Potencial de Reciclado (RPI,del inglés Recycling Potential Indicator) (ver Figura 8).Justo antes de imprimir este artículo, el Instituto Fraun-hofer nos indicó amablemente que existe una versiónde actualización y ampliación de la caja de herramien-tas IZM/EE, así como su documentación, para finalesde este año.

(040217-1)

Direcciones de Interés en Internet[1] http://europa.eu.int/scadplus/leg/en/lvb/l21210.htm[2] www.ban.org[3] www.computer-aid.org[4] www.brunel.ac.uk/research/adsm/home.html[5] www.matsushita.co.jp/environment/en/metec/index.html[6] www.pb.izm.fhg.de/ee/070_services/75_toolbox/

010_Einleitung.html[7] www.blu-raydisc-official.org/[8] www.electronicsrecycling.org http://www.icer.org.uk/

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