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Julio y Agosto 2012 Nº 385/386 8,50 e

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El nombre y el logo de Microchip, PIC, dsPIC y MPLAB son marcas registradas de Microchip Technology Inc. en EE.UU. y en otros países. Las restantes marcas citadas pertenecen a sus respectivas compañías.© 2012, Microchip Technology Incorporated. Todos los derechos reservados. ME1020Spa/04.12

MPLAB® X IDE es el paquete de herramientas gratuito e integrado para los más de 900 microcontroladores PIC®, controladores de señal digital dsPIC® y dispositivos de memoria de 8, 16 y 32 bit de Microchip. El MPLAB X se basa en la plataforma NetBeans de código abierto, se ejecuta bajo Windows® OS, MAC® OS y Linux, y es compatible con numerosas herramientas de terceros, así como con numerosos complementos de NetBeans.

MPLAB Los compiladores MPLAB XC ayudan a aumentar la velocidad del código de cualquier microcontrolador PIC® o controlador de señal digital dsPIC® como en un 30% y disminuyen el tamaño del código en alrededor del 35%. Estos nuevos compiladores permiten a los diseñadores la posibilidad de escoger entre niveles de optimización de código Gratuita, Estándar o Profesional para desarrollo de 8, 16 o 32 bit, o bien un único paquete de compilador C que ofrece soporte a todos los microcontroladores y controladores de señal digital de Microchip.

El conjunto de herramientas de Microchip formado por compiladores y depuradores/programadores se integra de modo natural en el entorno de desarrollo MPLAB® X, que es universal, multiplataforma y de código abierto, acortando así el período de aprendizaje y la inversión en herramientas.

¡Pruebe MPLAB X hoy mismo! www.microchip.com/get/eumplabx

Plataforma de desarrollo unificada para 8, 16 y 32 bit con el MPLAB® X IDE de Microchip

EMPIECE A DESARROLLAR HOY MISMODescargue una copia gratuita de MPLAB X y escoja uno de estos nuevos compiladores C: MPLAB XC8 para microcontroladores de 8 bit MPLAB XC16 para microcontroladores y DSC de 16 bit MPLAB XC32 para microcontroladores de 32 bit MPLAB XC Suite para los más de 900 microcontroladores PIC y DSC dsPIC.

así como con numerosos complementos de NetBeans.

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El conjunto de herramientas de Microchip

depuradores/programadores se integra de modo natural en el entorno de desarrollo MPLAB® X, que es universal, multiplataforma y de código abierto, acortando así el período de aprendizaje y la inversión en herramientas.

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Volumen 33 nº 385/386 Julio y Agosto 2012

90 TAPIR: Detector de E-smog96 Tarjeta de control USB99 Simulador de Pt100100 Tengo que alimentar el USB 102 Fuente de alimentación de indicador de incendios104 Contador de Equipo ‘ON’ para un máximo de 68 años108 Amplificador/atenuadoruniversalparamedición

SUMARIO

probar

medir

compartir33 Ley de Ohm75 Consejos sobre componentes114 Audión de dos transistores116 ¡Lamismaplacavuelvealacarga!118 Proyección láser con Arduino120 Mini-estroboscopio136 Espantador de garzas138 Tiny-brújula

76 Higrómetro ATM1880 Display de 7 segmentos de bajo consumo81 Disyuntor con MOSFET83 Inversordetensióncon55586 Multi-herramienta AVR

preSeNtaciÓN Y artÍcULoS pLUS!6 Colofón9 Noticias14 Elektor Projects16 El Ecosistema RL78 de Renesas 58 Contador de largos para nadadores68 El Laberinto del Electrónico Perdido70 Arduino en Marcha (1a)85 Hackea la pista122 EUC PentaHexadoku144 Próximo Número


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18 Adiós al standby21 LED ruidosos22 Faro LED trasero de bicicleta24 ATtiny inalámbrico26 Interruptor de paso por cero28 Oscilador LED-LDR en anillo 30 Arranquesuave31 Cuentavueltasparahacerpunto

46 LCD @ Arduino48 Mutis50 Convertidordetensióndeuntransistor50 Refrescador de baterías52 Diseño de placas Elex en LochMaster54 Controlador de tira de LED124 GeeWhiz,unConversorGPIBaUSB130 16 Formas para Encender nuestra Alimentación AC

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34 Lámparasolarverde34 DriverparaLEDdepotencia36 Protección CC Para Cajas38 ConversióndeLuzdeBicicletadeBombillaaLED40 Placa de Ajuste para Operacionales EZ-SMD42 Ymellevouna43 Oscilador LC ajustable por potenciómetro44 MedidorderadiactividadFET


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ELEKTOR

Nuestro equipo

Editor: Eduardo Corral ([email protected])

Redacción Internacional: Harry Baggen, Thijs Beckers, Jan Buiting, Jens Nickel, Clemens Valens

Equipo de diseño: Christian Vossen (dir.), Thijs Beckers, Ton Giesberts, Luc Lemmens, Raymond Vermeulen, Jan Visser

Diseño gráfico y preimpresión: Giel Dols, David Márquez, Jeanine Opreij, Mart Schroijen

Director online: Carlo van Nistelrooy

Director de marca: Wisse Hettinga ([email protected])

Director general: Don Akkermans

Volumen 33, Número 385/386, Julio-agosto 2012 Depósito Legal: GU.3-1980 31 de Diciembre de 2006ISSN 0211-397X

Elektor International Media Spain, S.L.Jerez de los Caballeros, 228042 Madrid - España.Tel.: 91 110 93 95 - Fax: 91 110 93 96Web: www.elektor.es E-mail: [email protected]

Dirección Postal:Apartado de Correos 62011 - 28042 Madrid - España.

Cuenta corriente:Número: 2100 1135 64 0200152440Entidad: La CaixaIBAN: ES79 2100 1135 6402 0015 2440BIC: CAIXESBBMoneda: Euro

Derechos de autorLos circuitos descritos en esta revista son exclusivamente para uso doméstico. Los derechos de autor de todos los gráficos, fotografías, diseños de circuitos impresos, circuitos integrados programados, discos, CD-ROM’s, portadores de software y los textos de los artículos publicados en nuestros libros y revis-tas (que no sean anuncios de terceros) están registrados por Elektor International Media BV y no pueden ser reproducidos o difundidos de ninguna forma ni por ningún medio, incluidas fotocopias, escaneos o grabaciones, parcial o totalmente sin

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South AfricaJohan Dijk+27 78 2330 694 / +31 6 109 31 926j.dijk @elektor.com

ChinaCees Baay+86 21 6445 [email protected]

Nuestras redes

Tech the Future explora las soluciones para un futuro sostenible suministradas por la

tecnología, la creatividad y la ciencia.


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ELEKTOR

la previa autorización escrita del Editor. También será preciso disponer del citado permiso antes de almacenar cualquier parte de esta publicación en sistemas de recuperación de cualquier naturaleza. Los circuitos, dispositivos, componentes, etc., des-critos en esta revista pueden estar protegidos bajo patente. El Editor no acepta responsabilidad alguna en ausencia de identi-ficación de la citada patente(s) u otra protección. La presenta-ción de diseños o artículos implica que el Editor está autoriza-do a modificar los textos y los diseños presentados y a utilizar los contenidos en otras publicaciones y actividades de Elektor

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Elektor es editado por Elektor International Media B.V.Sede social: Allee, 1 – 6141 AV Limbricht, The Netherlands

Impreso por Senefelder Misset – Doetinchem, The Netherlands

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Eurocircuits www.elektorpcbservice.com/ . . . . . . . . . . . . . . 79

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Microchip www.microchip.com/ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

MikroElektronika www.mikroe.com . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 y 45

National Instruments www.ni.com/es. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Green RL78 Design Challenge www.circuitcellar.com/RenesasRL78Challenge . . . . 29

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EDITORIAL

ELEKTORÍZATEPorsupuesto,tambiénherecibidodevezencuandolatigazosdelareddeACdo-méstica.Sinembargo,loquemásmeimpactófueelexplosivocortocircuitoqueseprodujocuandosemecayóunallavefijaentrelosterminalesdeunbateríadecoche.Lallavevirtualmentedesaparecióymismanosquedaronparalizadastemporalmente.Baja tensión - ¡muchísimos amperios puestos en libertad con una tremenda fuerza explosiva!

Apartirdeentonceslapalabra“tensión”tuvounsignificadototalmentediferenteparami…esoes,lavidareal.

Mis recuerdos de estos acontecimientos electrizantes han sido impulsados por algunas cosasexcitantesqueestánpasandoenElektor.HacepocohemoslanzadosuavementeunanuevawebparanuestrossociosPlusycolaboradoresinvitados.Laweb,www.elektor-projects.com,esunaespeciedeversión ‘envivo’de la revista.Enella,seencuentrandesde lasprimerasvagas ideashastaqueestádisponibleunprototipofuncional, todo ello con el lema: Elektorízate.

EsperamosquenuestrosmiembrosseElektoricen,estoes:iniciarunnuevoproyecto,probarunanuevatecnología,empezaryterminarunproyectoconlaayudadeElektor,participar en un juego o en un concurso – tenemos los planes en nuestros escritorios.

Elektorizarsesignificatambiéncompartirtusproyectosconotros.SiloseditoresdeElektoryelpersonaldellaboratorioestánafavordetupropuesta,sepondránencon-tactocontigoparalapublicacióndelproyectoenlarevista.Así,tusideasyproyectospueden realmente generar dinero.

Vemos en esta edición doble de Julio y Agosto una oportunidad de oro para inundarte deproyectoseideas.Yporquesabemosqueamuchosdevosotrososgustaconservar,archivareinclusolocalizarenEbaynuestrasedicionesdeverano,estavezhemoshe-cho lo posible por poner en ella tanta calidad como hemos podido.

Diviertey…Elektorízate

Wisse Hettinga

PDLa última vez que me “electrifiqué” fue durante una grabación para la edición de Junio de 2012. Cada mes hago un pequeño video de presentación de los temas principales de la nueva edición, y sí, esta vez - en mi entusiasmo al manejarlo - ¡toque la pista que lleva la tensión de 160 V del tubo Nixie! Puedes verlo (y oírlo) en www.youtube.com/elektorim.

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NOTICIAS

Los controladores de motor BLDC de próxima generación para automoción de Melexis aportan la solución de un solo chip LIN-Ready para motores y accionadores BLDC

Melexis anuncia hoy la Familia de IC de próxi-ma generación para control de motor BLDC ba-sada en sensor y sin sensor para aplicaciones deautomoción.LanuevafamiliadeICsigueelconcepto de integración básica MLX81200 que tanto éxito ha tenido. Esta novedosa familiade ICs de controlador combina el regulador de voltaje,LIN-Transceptor,MCU,EEPROM,Flash,RAM,Pre-ControladorFETyvariosbloquesdecircuito especiales para el control de motor BLDC altamente eficiente de un solo IC. Losclientes pueden realizar un diseño de PCB muy pequeño con una lista de materiales absoluta-mente mínima para crear accionadores simples osofisticados.LanuevafamiliadeICconsisteen4miembrosbásicos: MLX81205, MLX81207, MLX81210 y MLX81215.Cadaunoestádisponibleenconfi-guraciones de memoria diferentes y en opcio-nes de paquete diferentes. La familia de IC tie-neproteccióndecargade45Vyserácalificadade acuerdo con el Grado 0 de AEC-Q100 para el soporte de aplicaciones de automoción de altas temperaturas.Los MLX81205/07/10/15 son de un solo chip por so-luciones de paquete (Sistema en un solo chip). Esto aporta a los clientes una lista de materiales mínima reduciendo los costes de IC y del sistema.SimilaralMLX81200,lanuevafamiliadeICsoportalos algoritmos de control sin sensor TruSense paten-tados por Melexis en HW y SW para motores BLDC de arranque y propulsión, en construcciones diferentes deunmodofiablebajocondicionesdecargadesco-nocidasparaunaaltavariedaddinámicaenvelocidad.Puedenaplicarsediferentesperfilesdeformadeondade corriente (bloque, trapezoidal, sinusoidal) para un rendimientodelmotoróptimoyenergéticamenteefi-ciente.Melexis también introduce en esta familia de IC una solución para el control de aumento y disminución de corriente en la conmutación de Transistor de Poten-cia,permitiendoalosclientesoptimizarensoftwareelcomportamiento de EMC, así como la disipación térmi-ca de los Transistores de Potencia durante el proceso de conmutación.Thomas Freitag, Director de Línea de Productos de Melexis, dijo: “Melexis trata, con el control de aumen-toydisminucióndecorriente,variosproblemasdelos

diseñadores de electrónica y mecatrónica, que sólo tienen un espacio de PCB muy limitado disponible para resolverlosproblemasdecaloryEMC.”LafamiliadeICvadirigidaalosmotoresBLDCdefun-cionamiento permanente que encontramos normal-menteenvariasaplicacionesdeautomoción.Algunosde los ejemplos son las bombas de combustible, las bombasdeagua,lasbombasdeaceite,losventilado-resderefrigeracióndelmotor,losventiladoresHVACylosventiladoresderefrigeracióndebatería,dondesonimportantesunaaltaeficienciaenergéticayuncostereducido del sistema. El concepto de la familia de IC permite diseños de plataforma, de modo que se logra una alta reutilización en SW y HW discreto.

DisponibilidadEl primer miembro de la familia, el MLX81215 en QFN487x7 con sistemasdedesarrollode software,está disponible para clientes alfa. Los siguientes miembros de la familia, y una disponi-bilidad general para desarrollos en clientes, han sido planificadosparaqueesténlistosenlospróximosme-ses.

www.melexis.com


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ELEKTOR

RoboCup 2012

Durante la semana del 18 al 24 de Junio se está celebrando en Ciudad de México la RoboCup 2012, y Elektor está allí.Organizada por la RoboCup Federation y la Federación MexicanadeRobóticaconelobjetivodepotenciarlarobóticaylaInteligenciaArtificialofrecealosasisten-tesunretoformidabley,almismotiempo,atractivo.El desarrollo de un robot capaz de jugar al futbol, po-dría parecer en un primer momento un uso un tanto frívolodelatecnología,peronadamáslejosdelarea-lidad.Latecnologíainvolucradaencadaunodeestosmodelos es el producto de largas horas de trabajo, de investigaciónydecomplejosdesarrollosquedancomoresultado un robot autónomo plagado de microcontro-ladores, sensores, actuadores, mecánica,…En Elektor no podíamos dejar pasar esta oportunidad. Creemos que, resultados aparte, en este certamen hay

muchas cosas que seguro resultarán interesantes para nuestros lectores, Por ello, en colaboración con Com-plubot, cuyos miembros están haciendo las labores de reportero, os ofreceremos próximamente artículos, imágenes y comentarios sobre todo lo que estamos viendo.Complubot es una organización sin ánimo de lucro que tienecomoobjetivoladifusióndelatecnología,especial-mente de la robótica, entre los más pequeños. Una ardua laborquellevanacaboconnopocosesfuerzos.Puedesmás de ellos y de lo que hacen en complubot.org.

Electrónica sobre papel, plástico o tejido

Nace el clúster PEC4 para aglutinar a los agentes involucrados en el ámbito de los “printed electro-nics” y fomentar la investigación, el desarrollo y la formación especializada.Fundado en el 2008 por cuatro centros tecnológicos de Barcelona que trabajan en el ámbito de la electrónica impresa,elgrupoPEC4sehaconvertidoahoraenunclúster formado por el centro tecnológico CETEMMSA, el Centro Nacional de Microelectrónica del CSIC, IMB-DNM (CSIC), el Centro de Accesibilidad e Inteligencia AmbientaldeCataluña(CAIAC)yelCentrodeInvesti-gaciónenmetamaterialesparalainnovaciónentecno-logías electrónica y de comunicaciones (CIMITEC), los dosdelaUAB,yelPatronatodeInvestigacióndelaUAB(UniversidadAutónomadeBellaterra)El clúster nace para impulsar más esta tecnología y aglutinar,ademásdeloscentrosdeinvestigaciónmen-cionados, otras entidades del ámbito de la empresa en aspectosdeinnovaciónytransferenciadelconocimien-to,comosonelParquedeInvestigaciónUAB,laasocia-ción de industrias de electrónica SECARTYS y el Gremio delaIndustriaGráficaylaComunicacióndeCataluña.Laelectrónicaimpresaesunaformanuevayrevolucio-naria de la electrónica. Permite la impresión de disposi-tivoselectrónicosyfotónicospormediodelastécnicaspropiasdelasartesgráficas,comoporejemplo,lase-rigrafía o el inkjet, con la particularidad que se utilizan tintas conductas, aislantes o semi-conductores. El desa-rrollo de procesos que utilizan estas técnicas permitirá imprimir tanto componentes electrónicos presentes en

loscircuitosconvencionales,comocélulasfotovoltaicas,baterías,OLEDsysensoressobresoportesmuydiver-sos, como plásticos o papeles.Estatécnicaabrelaposibilidaddenuevasaplicaciones,comoporejemplo,pantallasflexibles,etiquetasyenva-ses inteligentes, cartelesdecorativosdinámicosounatapicería capaz de dar luz o de ser un sensor. Además, unagranventajadelatecnologíadeimpresiónparalafabricacióndedispositivoselectrónicosesquepermitereducir notablemente los costes de producción, ya que no necesita ninguna sala blanca como en microelectróni-cayunavezsedispongadeldiseñoproporcionadoporlaingeniería, únicamente se trata de imprimir en serie (en hojasoenrotativa)sobreelsoporteelegido,reducien-do el tiempo de fabricación y los costes. Los materia-les impresos son generalmente muy delgados, ligeros, flexiblesysepuedenintegrarenlíneasdeproduccióndeproductos impresos.Los miembros del grupo PEC4 cubren los diferentes as-pectos de la electrónica impresa y apuntan inicialmente al desarrollo de sensores impresos para aplicaciones biomé-dicas,dispositivosluminiscentessobretextilesycélulasso-laresflexiblesenelentornodelosambientesinteligentes.Además de los miembros que lo forman, PEC4 tiene el soporte de ACC1Ó (la Agencia catalana para la in-novaciónylatransferenciatecnológica)yparticipaenla OE-A (Organics Electronics Association) y en el pro-yecto europeo COLAE (Commercialising Organic and Large Area Electronics). www.cetemmsa.com


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NOTICIAS

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Sensor magnético robusto y de alta integración que incorpora componentes discretos de protección en el encapsulado del CIEl MLX90364 Triaxis® de Melexis es un sensor de posición de alta precisión que elimina la necesidad de incluir una placa de circuito impreso en los módulos de sensado.Estedispositivosebasaenunencapsuladodedoblemoldequeintegraeldispositivosemiconductor para sensado de posición con 12 bit de resolución así como los condensadores de desacoplo ne-cesarios para cubrir los exigentes requisitos en cuanto a descarga electrostática (ESD) y compatibilidad elec-tromagnética(EMC)propiosdelentornodelautomóvil.Una vez montado, este encapsulado de doble moldese puede soldar directamente a un conector o termi-nación robustos, para ser posteriormente impregnado o sobremoldeado. El encapsulado de doble molde elimina lanecesidaddeunaconfiguracióndeplacadecircuitoimpresoconvencional.Susclavijasespecialespermitenalcanzarmayoresnivelesdeprecisiónenelmontaje.Estedispositivosensorsepuedeutilizarenaplicacionesde sensado de posición lineal o rotatoria. Ofrece una fun-cionalidad de transferencia totalmente programable, mo-dos de salida seleccionables analógico y con modulación de anchura de impulso (PWM), diagnóstico de circuito abierto/corto circuito, diagnóstico incorporado, detección de subtensión y protección frente a sobretensión. Actual-menteseencuentraenfasededesarrollounaversiónapta

para SENT-SAE J2716. “El MLX90364 cubre la demanda, por parte de la in-dustriadelautomóvil,deunamayorro-bustez eléctrica, mecánica y ambiental”, destaca Vincent Hiligsmann, Director de

Marketing para Sensores en Melexis. “La combinación del encapsulado de doble molde y nuestra última generación deCIsensoresdeposiciónTriaxis®evitalavulnerabilidadasociada a menudo a la utilización de placas de circuito impresocuandosevenexpuestasaaltastemperaturasoelevadosnivelesdevibración.Graciasalmenornúmerode componentes y de uniones de soldadura, en un factor superior a 3, disminuye enormemente el riesgo de que se produzcan fallos. El montaje sin placa, junto con el sensa-do sin contacto, ofrece una solución totalmente optimiza-daparaofrecerunasprestacionesfiablesalargoplazo”.“MelexisyaestásuministrandosusoluciónNoPCBavariosproveedoresdenivel1delsectordelautomóvilentodoelmundo y con este anuncio lo pone a disposición de todo el mercado”, concluye. El MLX90364 está homologado según los estánda-res para automoción AEC-Q100 y Q200. Ha superado pruebas extremas de validación para comprobar surobustez, como largos períodos de exposición a tem-peraturas ambiente de hasta 170 ºC.www.melexis.com/nopcb

OSHWCon 2012

Tras el éxito cosechado en la edición del pasado año, ya está en marcha la segunda edición de las jornadas anuales OSHWCon 2012.OSHWCon es un encuentro anual de 3 días que tendrá lugar en el Centro de Formación Padre Piquer de Madrid durante los días 21, 22 y 23 de septiembre de 2012. EstáorganizadoporelcolectivoSynusiaencolabora-ción con el Departamento de Electrónica del Centro. El objetivodeestasjornadasesdifundirelusodelHard-wareLibreydepromocionarlaelectrónicaylafilosofíadel “Hazlo tú mismo”. OSHWCon 2011 fue todo un éxi-to,conunaltoniveldecalidadenlasponenciasyungran interés por parte de los más de 350 asistentes que acudieron a compartir sus conocimientos y a poner en común técnicas y proyectos basados en el conocimien-to libre. Todas las conferencias y talleres, así como gran parte de los materiales que se utilizaron en la pasada edición están disponibles en http://oshwcon.org/Durante estos 3 días se habrá charlas, talleres, mesas redondas, exposición de proyectos personales, concur-

sos, sala de “cacharreo”, y sobre todo un lugar de en-cuentroparaprofesionalesyaficionadosdelmundodelaelectrónica. La asistencia es libre y gratuita y está pen-sada para que nadie se quede fuera. Se programarán desdeactividadesdeiniciación,hastacharlasytalleresdealtonivel técnico.Toda la informaciónrelativaa laparticipación en OSHWCon 2012, ya sea como asistente, para proponer un taller o conferencia, o para presentar unproyectopersonal,estádisponibleenlaweb.Como en la edición anterior, contaremos con el apoyo y la participación de Elektor que, entre otras cosas, se encargarádedarvisibilidadaesteeventoatravésdelarevista,lawebyelboletínelectrónicosemanalEweekly.Estáistodos invitadosaparticipar.¡Osesperamoselfindesemanadel21al23deseptiembrede2012!Recuerdainscribirteenlawebsitienespensadoasistirya que las plazas son limitadas.


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ELEKTOR

Nuevos transductores de corriente HO de LEM programables por el usuario

LEM anuncia la serie HO de transductores de corrien-te, que establece una nue-va referencia en cuanto aprestaciones, programabi-lidad y facilidad de utiliza-

ción a los diseñadores de accionamientos de moto-reseinversoresdeúltimageneración.LaserieHOdetransductores de corriente en lazo abierto basados en ASIC ofrecen unas mejores prestaciones en aspectos comoderivatérmica,tiempoderespuesta,alimenta-ciónauxiliaryruidograciasalosavancestecnológicosen aplicaciones de electrónica de potencia.La serie HOdedispositivosenlazoabiertodeLEM,basa-da en la tecnología de sensado de corriente de efecto Hall, midecorrientesCA,CCodeimpulsosconunvalornomi-nal de 8, 15 o 25 ARMS, con un tiempo de respuesta de 2 a 6μs.Ambosparámetros,entreotros,sonprogramablespor el usuario mediante una sencilla secuencia de bits en serie generada por el microcontrolador host del sistema. Otros parámetros programables por el usuario son la ten-sión de referencia, los límites de detección de sobreco-rriente, el informe de fallos y el modo de bajo consumo.La serie ofrece una señal de salida por tensión analó-gica;enlamayoríadesistemasseconvertiráenunvalordigitalpormediodeunconvertidorA/Dquene-cesita una tensión de referencia. El diseñador puede

programar el transductor de la serie HO de LEM para suministrar una referencia de 0.5, 1.5, 1.65 o 2.5V medianteunapatilladedicada.Comoalternativa,sepuedeconfigurarlaserieHOpararealizarmedidasre-lativasaunareferenciaexterna.Para los modelos HO, LEM diseñó un circuito ASIC (application-specificintegratedcircuit)completamen-tenuevo.LaserieHOofreceunosvaloresdeoffsetyderivadegananciaeldobledebuenas(dentrodelrango de temperatura de -25 a +85ºC) que los trans-ductores de la generación anterior basados en ASIC y deefectoHallenlazoabierto.Lograunvalortípicodeprecisión del 1% y el 2,8% a +25°C y +85°, respecti-vamente,sinoffsetyconunaltoniveldeaislamientoentre los circuitos primario y de medida.Una función innovadorade laserieHOes ladetecciónprogramable de sobrecorriente, separada de la medida de corriente principal. Con un solo rango de medida (tan-to para detección como para medida), si el transductor debe detectar una sobrecorriente, por ejemplo a cinco veceselvalornominaldelfondodeescala,elrangodemedida se debe ampliar hasta el límite de la sobrecorrien-te, reduciendo así la precisión disponible dentro del rango nominal. La detección separada de sobrecorriente, con umbral programable, asegura que se mantenga la máxi-maresoluciónhastaelvalornominaldelfondodeescala.www.lem.com

Arduino en Elektor

David Cuartielles, co-diseñador de la plataforma Arduino, escribe en ElektorComenzandoenestaediciónespecialdeverano,con-tamoscon la colaboracióndeDavidCuartielles,queestá elaborando una serie de artículos dedicados a Ar-duino que iremos publicando en estas páginas a los largo de estos próximos meses.Hablar de lo que es Arduino, de su inmenso éxito, de loquehasupuestoanivelmundialodelaenormidadde seguidores que tiene es quizá un poco reiterati-vo,yaquelamayoríadeloslectoresdeElektorcono-cen sobradamente de lo que estamos hablando. Para aquellos que no lo conocen, o quieren saber más, os remito a una búsqueda en Internet. Loquetalvezseamenosconocidoesqueunodelosintervinientes en la creación de esta plataforma deaprendizaje,ymiembroactivodelArduinoTeam,sellamaDavidCuartielles;yloquequizámenosgenteaúnsepaesqueDavid,aunqueafincadoenSuecia,es

español, nacido en Zaragoza. David,ademásdesusqueha-ceresenlaUniversidaddeMal-mö, dedica gran parte de su tiempo a la difusión del hard-warelibreyalapromocióndeArduino a lo largo y ancho de este mundo. Gracias a esta incasable actividad, tuvimosla oportunidad de conocerle personalmente en una de sus visitasaMadrid,laOSHWCon2011,ytrasnopocasvicisitudes,conseguimosconvencerleparaquesacaraalgo de su escaso tiempo para participar en Elektor con artículos centrados en lo que el bien conoce: Ar-duino.Esperamos que sea una larga y fructífera colaboración y que sus artículos sean del agrado de nuestros lec-tores.


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farnell.com element14.comwww.farnell.comfarnell.com element14.comwww.element14.com/eagle www.microchip.com

Desde el 1 de mayo hasta el 31 de agosto de 2012

Concurso de Diseño utilizando EAGLE

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¿Tienes una gran idea para una tarjeta de circuito impreso?¿Deseas ganar un DELL Alienware M17xr3, una licencia profesional de EAGLE, o el equipo de desarrollo DV164037 & DM163022-1 de Microchip? ¡Tienes la oportunidad de ganar y participar en el concurso de diseño utilizando EAGLE patrocinado por Microchip y alojado en elemento14!

Para tener la posibilidad de ganar, incluye un MCU o DSC de Microchip en tu diseño hecho con la versión 6 de EAGLE, describe su proyecto en una página, haz una captura de pantalla de tu dispositivo y ponlo en www.element14.com/eagle-competition

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Encontrará las condiciones de participación en www.element14.com/eagle-competition

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Elektor 7/8-201214

ELEKTOR

¡Sé un Experto, Tendrás tu Recompensa!Presentando orgullosamente los

enlaweb

El modo de trabajo

El modo de trabajo de Elektor Projects es sen-

cillo. Todo comienza introduciendo un proyec-

toounapropuestaqueserásometidaalvoto

deotrosmiembros.Siunanuevaentradaatraemuchosvo

tososi

los profesionales técnicos de Elektor creen que el tema es de un interés particular, la pro-

puestaseráconvertidaaEnProgreso(“In Progress”), loquesignificaqueesu

nproyectoregistrado.Elobje-

tivodeunproyectoregistradoesalcanzarsufinalización,e

sdecir,serpublicadoenlarevistaElektory/oterminadoe

nunproducto

quepuedeservendidoenlatienda“enlínea”deElektor.U

navezqueelproyectohafinalizado,estransferidoanues

troarchivode

Proyectos Acabados (“Finished Projects”), donde permanecerán disponibles para futuros pedidos.

A principios del mes de mayo, Elektor lanzó discretamente su nueva marca de experiencia enlínea, llamada “Elektor Projects” (Proyectos de Elektor).Estanuevapáginawebestápensadaparaser una plataforma de proyectos electrónicos para nuestros lectores, los miembros de Elektor. El sitio nos permiteleersobreproyectos,votarlaspropuestasdeproyectos que nos gusten, y contribuir en proyectos similares. Pero esto no es todo. Elektor Projects

tambiénestápensadaparaalmacenaractividadesparaloslectores,comojuegos,diseños,desafíos y proyectos de comunidades en las que también podéis participar. Y aquí no acaba todo,claroqueno,¡vamosaproporcionarostodoslosmediosparadaroslaoportunidaddehacerdineroconvuestrapasión!


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15Elektor 7/8-2012

COMMUNITY

Vota y sera elegidoOtrabuenamaneradeparticiparactivamenteenElektor Projectsesvotandoporlaentradadelpro-yectoqueosguste.Paravotar,bienvamoslapá-gina de Inicio (“Home”) o a la página de la lista de propuestas.Tambiénpodemosdarunvotonegativosobre una entrada cuando creamos que es demasia-dopobre.Cadamiembropuedevotar,positivaone-gativamente,unavezporcadaproyecto.Así,nuncaseráposiblesobre-votarnuestrospropiosproyectos,colocandocientosdevotossobreelmismo.Porotrolado, es posible crear un “seguimiento” sobre un pro-yecto usando el medio social habitual.

Saca más a tu pasión, ¡Elektorízate!Elektor Projects es más que algo para "conseguir proyectos". Si vuestroproyectoavanzacorrectamente,podemosofrecerosuncontratoparaqueescribáisenlarevistaElektor.Asíes,po-déisllegaraserunautorpagado.OtraposibilidadesladecolocarlosfrutosdevuestroesfuerzoparasuventaenlatiendadeElektor(“ElektorShop”)yconseguirhacerdinerodevuestrohobby.Yaúnhaymás.EnElektorsiempreestamosalace-chodelagentecontalento.Muéstranostusdotesyconocimientosdeproyectos,contribuciones,desafíosyserásavisado.¡Seunexpertoytendrásturecompensa!

Participa y serás avisadoPodéis contribuir en los proyectos en todas las fases: Propues-ta, En Progreso o Acabado. Simplemente bastará con pulsar sobre el enlace “CreateContribution”,alfinaldelapáginadelproyecto.Tambiénesposibleañadirun comentario a la contribución. De esta manera mantendremos relacionada la in-formación, agrupándola sin molestar la página principal del proyecto. Cuando nos unimosaunproyectorecibimosmensajesdenotificacióncadavezqueelproyec-to ha sido actualizado. Por supuesto, siempre podemos borrarnos de un proyecto.

Crea y compartePara introducir un proyecto o una propuesta, basta con pulsar sobre la caja roja "Iniciar Nuestro Proyecto" ("Start-your-Pro-

ject"), accesiblesdesdecadapágina.Porfavor,proporcionaduntítuloclaroyprecisoquepermitaalrestodelosmiembros

entender rápidamente de qué se trata. La caja de descripción nos permite

proporcionar una corta descripción, pero también introducir el informe de

un proyecto acabado. Cuanta más información proporcionemos, más opor-tunidades tendremos de desper-tar el interés de otros. Después de pulsar sobre el botón “Submit” nuestraentradaserávalidadayotros miembros podrán comenzar avotarporelproyecto.Podemoseditarloabriendonuevamentelapágina creada para el proyecto.

Los laboratorios

de Elektor te respaldarán

Unavezqueelproyectohasi

dopromovidoalasituación

de En Progreso, es el momento de ponerse en marcha. Se-

ñalarqueescrucialvolcaruna

buenaimagencabecerade

vuestroproyecto.Sinella

nunca aparecerá en la ga-

lería de la página de Inicio

(“Home”). Si os encontráis

con problemas podéis pre-

guntar a otros miembros

para que os ayuden y, por

supuesto, pedir ayuda de

soporte a los laboratorios de

Elektor.Sivuestroproyecto

atrae a muchos seguidores,

Elektor puede daros su apo-

yo, si lo necesitáis, para me-

jorarvuestrasposibilidades

de acabar el proyecto de un

modo exitoso.


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Elektor 7/8-201216

¿Recordáis los años 80? Pelo largo, brillantina, ropa de tonos pastel y música electrónica. Pero, ¿que hay sobre el desarrollo de los microcontroladores (MCUs)? Leyendo libros de carac-terísticas y manuales de programas, trabajando con enormes herramientas en líneas de comando y usando, como mucho, 4 KB de memoria. Si trabajabas con un sistema de última gene-ración,podíastenerbastantesuertesitrabajabasconlanuevatecnología llamada DRAM. Quizás nuestro lector sea demasia-dojovenpararecordarcómotrabajabanlosMCUsenlosaños80. Era algo pionero y dónde ibas abriendo camino. Cada byte contaba, tenías que saber lo que hacía cada bit y, si necesitabas una función, tenías que escribirla. Afortunadamente, los años 80 ya se han ido, excepto para algunas marcas que siguen aún en ello, pero que es un tópico de otros tiempos. Hoy día, los ingenieros quieren soluciones, reutilizarlas y, rápi-damente,finalizarlosdiseños.Unacompañíademicrocontro-ladores no puede contentarse con publicar unos pocos libros, desearalequipodediseñobuenasuerteyvuelvaenunosmesesparapedidosdeproducción.UnvendedordeMCUsdebe proporcionar un ecosistema para los controladores que ofreceydichoecosistemadebeserlosuficientementerobustoy ágil para adaptarse a las demandas de grandes y pequeños clientes. En Renesas es eso exactamente lo que hemos hecho. ElRL78esunextensoecosistemaquedaserviciotantodeentrenamiento como de soporte a nuestros socios. En los siguientespárrafostratamosalgunospuntosclavedeleco-sistema de Renesas que soporta, no solamente el RL78, sino todos los MCUs de Renesas.Entrenamiento. Nadie quiere tenerse que leer cientos de pá-ginas de un libro de características, ¿no es así? A no ser que estemosintentandocuraruncasogravedeinsomnio.Rene-sas proporciona un amplio rango de opciones para comenzar atrabajarconelRL78.Nuestraprimeraparadaesenwww.RenesasInteractive.com,queesnuestrapáginade“eLearning”.Funcionando 24 horas al día/siete días a la semana, Renesa-

sInteractivecontienecientosdecursossobretecnología,mi-crocontroladoresyherramientas.EsunaestupendavíaparaobtenerunavisióngeneraldeunMCU,unaspinceladassobrealguna tecnología o un análisis profundo sobre cómo funcionan algunos periféricos. Si preferimos disponer de más ayuda aún, Renesas y sus distribuidores ofrecen cursos en el país y en el propio trabajo constantemente, donde estos cursos personales puedenserdimensionadosanuestrasnecesidadesespecíficas.¿Necesitamos aún más? Cada dos años, Renesas alberga su conferenciaparadesarrolladoresoDevCon.Lasiguientesece-lebrará en octubre de 2012, en Orange County, California, USA. Esteevento,detresdíasymediodeduración,proporcionamásde 120 sesiones técnicas y de laboratorio de Renesas y de sus colaboradores, junto con grupos de expertos, discusiones y plantas de exhibición. Podéis obtener más información sobre DevCon2012enwww.RenesasDevCon.com.Soporte. Cuando lo necesitamos, lo tenemos. Renesas pro-porciona soporte desde sus FAEs de fábrica, FAEs de distribu-ción entrenados sobre productos de Renesas, un Centro de Aplicaciones,correoelectrónicodesoporteglobal,yvariosservicios“online”comonuestrosforosdesoportealacomu-nidad,enwww.RenesasRulz.com,loscualesalojancientosdeenlacesyconversaciones,asícomograndes“blogs”,comonuestro “Dr. Micro”, que proporciona interesantes bloques de tecnología de un modo regular. También está el canal You-Tube RenesasPresents, en www.youtube.com/RenesasPre-sents,condocenasdevídeosyunagranvariedaddetemas.Colaboradores. El SDK RL78/G13, usado en el Desafío de Energía Verde RL78, es la culminación del trabajo infatigable de muchos colaboradores de la Renesas Alliance, para dar soporteyofrecersolucionesquefacilitenlatareadeevalua-ción,desarrolloy,asuvez,ayudenalmercado.Laalianzadesociosycolaboradoresofreceproductosyserviciosquevandesdeprogramasypilasaserviciosdediseño,consulto-ríayproduccióncompleta“llaveenmano”.ParapodertenerunaideadelprogramaAllianceypodervertodosnuestros

El Ecosistema RL78 de Renesas Diseña con la potencia de los colaboradores

Rob Dautel (USA)

El tiempo que un producto tarde en salir al mercado (“time to market”) lo es todo. Cualquier microprocesador puede trabajar con bits, contener temporizadores, E/S serie, y otros periféricos. Las encuestas siguen mostrando que los ingenieros quieren programas, soluciones ysoporte,tantocomoelsilicio.EsteeselmotivoporelqueenRenesastrabajamosduroparallevaranuestrosclientesunEcosistemacompleto,ademásdeloúltimoenMCUs.


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17Elektor 7/8-2012

Inventar

Todo un laboratorio de electrónica en un solo dispositivo USBCon NI myDAQ, tu ordenador se convierte en el instrumento. Al instalar el controlador de hardware NI ELVISmx dispondrás de: Multímetro Digital, Osciloscopio, Generador de Funciones, Analizador Bode, Analizador de Señales Dinámicas, Generador de Forma de Onda Arbitraria, Generador de Salidas Digitales y Lector de Señales Digitales.

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asociados,entradenwww.renesas.com/alliance.Represen-tando tan sólo una fracción de los colaboradores totales de laRenesasAlliance,algunoshantomadoparteactivaenelDesafío de Energía Verde del RL78. Han sido estos colabora-dores quienes han ayudado a hacer que el Desafío de Energía VerdedelRL78seadivertidoyexcitante,conpremiosadi-cionales y regalos semanales. Podemos encontrar más infor-maciónsobreestoscolaboradoresenwww.circuitcellar.com/contests/renesasRL78challenge/sponsors.html.Aunqueyahemostocadovarios,aquítenemosotrosaspectosque dan soporte al ecosistema RL78 de Renesas y a otros MCUs.Osinvitamosaqueechéisunaojeadayhagáisusodeestosservicios.Nuestrovastoecosistemaestáaquíparaquéossirváisdeélydeseamosverdaderamentequedisfrutéisenla participación del Desafío de Energía Verde del RL78. Esta-mosexpectantesporverlosgrandesdiseñosqueestánsiendoconvertidosenrealidadparaelRL78.Porúltimo,vamosaserunpocodivertidosyaque,aligualquehemoscomenzadoconlos años 80, también acabaremos con los 80. A continuación

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podemos leer una línea de una canción de una de mis bandas favoritasdelos80.Seunodeloscincoprimerosenenviarmeun correo electrónico con el nombre de la banda y el título de lacanciónalaqueperteneceyteenviaréunRDKRL78/G13.Letradelacanción(Original):“howcanIexplain,whenthe-rearefewwordsIcanchoose?”(“¿Cómopuedoexplicarlocuando hay tan pocas palabras que puedo elegir?”).

(120295)

El desafío de Energía Verde de Elektor/Circuit del RL78 de Cellar/ están enwww.circuitcellar.com/contests/renesasRL78challenge

Rob Dautel, Sr. Manager of Ecosystems en Renesas Electronics America, tiene más de 24 añosdeexperienciaenhardware,softwareydiseño ASIC. Es un experto en audio digital, control industrial y herramientas de desar-rollo. “Habla” 22 lenguajes de programación diferentes. ([email protected]).


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Elektor 7/8-201218

En los últimos 40 años, el tema del ahorro energético no ha perdido actu-alidad. La opinión pública, los políticos y los expertos han puesto en el punto de mira a los grandes derrochadores, y últimamente se ha centrado la atenci-ón en aquellas cosas cuya presencia es masivaygeneranmuchogasto.Traslaprohibición de las bombillas normales y la normativa de clases energéticaspara casi todos los aparatos en la Unión Europea,finalmenteletocaelturnoalos consumos en standby y sus máxi-mos permitidos, los cuales tienen que ver con las fuentes de alimentaciónpequeñas.Existeuntipodedispositivodel cual hay millones y está presente prácticamente en casi todos los hoga-res, que se encuentra conectado todo el día, y que sorprendentemente no habremos pensado en él: el teléfono fijo.Nuestro autor es de los que piensan que no tiene sentido desperdiciar la energía, ya que la mayor parte del tiempo los teléfonos fijos modernosse limitan a esperar por una llamada, pero su fuente de alimentación está tirando la energía las 24 horas del día.

Esto se cumple siempre, a menos que tengamos una antigüedad como el “FeTAp 61” [1] o el “W48” [2], más antiguo aún, que cuando no están en funcionamientosedesactivanporcompleto. Según las consideraciones del autor, un circuito de ahorro ener-gético debería cumplir con lo siguien-te: en standby su consumo debería ser 0. Aparte, el circuito debería ser

Y ahora pasemos al circuito: la ten-sióndelallamadaatraviesaC1ysedirige al puente rectificador forma-do por D1 a D4, y posteriormente (a travésdelbufferC2)alrelébiestableRE1.Latensiónderedvaalafuente

de alimentación del teléfono, y ésta (así como el circuito de ahorro ener-gético) empieza a funcionar, suena la llamada y todo transcurre con norma-lidad. Si queremos llamar nosotros, pulsamos S1 y a partir de entonces tendremos la tensión en CC entre los terminales “a” y “b” de la línea telefó-nica gracias a RE1. Entonces ya pode-mos telefonear.

lo más económico posible, y que in-corpore preferiblemente una forma de apagarlo.

Yahoraporfin,¿tenemosyacuriosidadpor saber cómo el autor lo ha soluci-

onado? La pregunta está en cómo un circuito sin corriente es capaz de detec-tar que un teléfono está en uso. Esto puede hacerse, y realmente no resulta tan complicado. El operador telefónico emite una tensión en AC de hasta 60 V como señal de llamada por una línea analógica, y si llamamos por nuestra cuenta en los terminales circula una corriente continua.

Adiós al standbyUweReiser(Alemania)

Teléfono sin corriente de standby


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19Elektor 7/8-2012

Inventar

Hemos de aclarar cómo detecta el cir-cuitodeahorroquelaconversaciónhaterminado, o ni siquiera hemos cogido la llamada. Primero está el timer IC2 (que ya está implementado en el “Fe-TAp 61”); está conectado como mo-noestable. Tras pasar los 30 segundos fijados mediante R1 y C3 se activala segunda bobina de RE2; el relé se desconecta y tanto el teléfono como el circuito de ahorro entran en modo de consumo cero. Esta acción resulta perfecta cuando no se responde una llamada.Perolasconversacionesnor-malmente duran más de medio minu-to, y lógicamente lo que no queremos es tener que estar continuamente re-armando S1.

Ahora entra en juego el optoacoplador IC1, que está en serie con el indicador deLEDsyelpuenterectificadorD5aD8 en la línea del teléfono. La corriente circulaatravésdedichosLEDshastaque colguemos el teléfono. Durante la conversación,C3seconectaamasayla salidade IC2estaráanivel “alto”.Tan sólo 30 segundos después se de-sconectarántodoslosdispositivos.El relé y el optoacoplador ofrecen una buena separación entre la baja tensión del teléfono y la de red. En cuanto al relé biestable sólo hemos de hacer una observación, ambas bobinas tienenconexiones separadas (o sea, cuatro). D9, debido a la baja tensión, ha de ser rojo. Se ilumina mientras el altavoz

esté activo. Durante la conversación,el circuito de ahorro energético requie-re algo de energía adicional. Gracias a que el transformador es de 0,5 W y a su sencilla y barata electrónica, ésta sóloesdeunospocosmilivatiosmás,y el ahorro obtenido en los tiempos en los que no se utiliza lo compensa con creces.Comopuedeverseenlafotodelpro-totipo y el esquema de montaje, se ha desarrollado una tarjeta Elektor [3] para este pequeño dispositivo deahorro energético. Ya que incluye com-ponentes SMD, su montaje resulta bastante sencillo. En ambos conecto-res RJ11 pueden utilizarse de cuatro o seis pines. La tarjeta, albergada en

400V

C1

1u5

D1

1234

K1

1234

K2

JP1

JP2

JP3

S1

D4D3

D2

63V

C2

10u

D5

D8D7

D6

K3

K4

D9

OUT3

THR6

DIS7

TR2

R4

CV5

81

IC2

NE555

1 2 3 45678

RE1DE2AL2

R1

1M

40V

C3

22u

D10

C4

10n

R2

1k5

D11

+12V

C11

10n

C9

10nC12

10n

C10

10n

40V

C7

100u

1 3

2

IC378L12

C8

100n63V

C6

1u

+12V

TR1

2x 6V/ 2x 0VA25

230115

115

+12V

C5

100n

L

L'

N

N'

N'L'

12

54

6

IC1

CNY17

AC12

1

2

12

D1 - D8, D12 - D15 = 1N4004

D12

D15D14

D13JP4

D10 = 1N4148

091046 - 11


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Elektor 7/8-201220

mos los primeros intentos de llamada y otras tantas más. Los teléfonos con contestador automático integrado (que no funcio-nen con casete) tampoco son lo más óptimo, ya que sin corriente no pueden grabar mensajes en la memoria, aparte de ter-minar dañando la batería, con lo que el circuito de ahorro energético no ti-ene ningún sentido.

(091046)

[1]http://de.wikipedia.org/wiki/Fernspre-chtischapparat

[2]http://de.wikipedia.org/wiki/W48

[3]www.elektor.es/091046/Una última cosa sobre los teléfonos:

algunos de ellos tardan entre 10 y 15 segundos en encenderse. Los de este tipo no son aptos, o quizá perda-

una carcasa, se conec-ta entre el teléfono y la clavijadelapared.Medi-ante los puentes J1 a J3 podemos configurar queel circuito se haga cargo de las líneas de los pines 1 y 4, o 2 y 3. Los tres puentes han de tener la misma posición (la 1 o la 2). Como transformador hemos utilizado uno con dos bobinados primarios de 115 V. De esta manera podemos seleccionar con J4 si queremos que funci-one a 115 o a 230 V. Para 115 V, los puentes deben estar en la posición exte-rior. Para 230 V el puente se sitúa en el medio. Por definición, no es posiblecolocar los tres puentes a lavez (=cortocircuito).Siutilizamosun transformador con un sólo bobinado primario no será necesario utilizar pu-entes de cable.

LISTA DE MATERIALESResistencias:R1=1MΩR2=1k5

Condensadores:C1=1µ5/400V,MKT,RM

15/22,5/27,5 mmC2=10µF/63V,radial,RM2,5mm,

ø 6,3 mmC3=22µF/40V,radial,RM2,5mm,

ø 6,3 mmC4=10nF,RM5/7,5mmC5,C8=100nF,RM5/7,5mmC6=1µF/63V,radial,RM2,5mm,ø

6,3 mmC7=100µF/40V,RM2,5mm,ø

8,5 mmC9,C10,C11,C12=10nF,cerámico,

RM 5 mm

Semiconductores:D1aD8,D12aD15=1N4004D9=LED,rojo

D10=1N4148D11=LED,verde

IC1=CNY17(DIP6)IC2=NE555(DIP8)IC3=LM78L12

Varios:K1,K2=RJ-11,paramontajeentar-jeta (4 o 6 pines)K3,K4=clemadetornillosde2pi-nes, para montaje en tarjeta, RM 7,5 mmJP1aJP3=conectorde3pinesSIL,RM 2,54 mm, + jumperJP4=1puentedecablepara230Vo2puentespara115V(vertexto)RE1=DE2a-L2-12VPanasonic,2 contactos normalmente abier-tos de 8 A/250 VAC, 2 bobinas de 720Ω/12V,biestableS1=pulsador,1contactonormalmen-te abierto, 1 ATR1=AVB0,5/2/6,2x115Vprima-

rio, 2 x 6 V secundario, 0,5 VATarjeta#091046(véase[3])


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21Elektor 7/8-2012

Inventar

Actualmente se pueden comprar muchos LED inteli-gentes diferentes. Estos LED parpadean o funden de un color a otro lenta o rápida-mente y con combinaciones de colores diferentes. Espe-cialmente los LED que pro-ducen un efecto de fundido entre colores diferentes, los llamados‘rainbow’LED,sonperfectamente aptos para una aplicación alternativa.Producen bonitos y comple-jos sonidos cuando se con-ectan según el esquema que aquí proponemos.El divisor de tensiónR1/P1limita la corriente de los LED y tiene una gran influenciasobre el sonido producido. Se puede configurar grosomodounvalorentre100Ωy100kΩ.Esto es lo que se ha hecho en el esque-ma con la ayuda de la resistencia y un potenciómetro, pero quien quiera algo muy sencillo puede suprimir el poten-ciómetro y experimentar un poco con

nF para poder oír el sonido completo. Para un sonido más ‘fuerte’, puedes

incrementar el valor de C2hastaporejemplo1µFóin-cluso10µF.C1seencargade que no haya ninguna ten-sión continua en la salida.La tensión de alimentación delcircuitopuedevariaren-tre unos 4 y 10 V (depen-diendodelvalordeR1ydelcondensador electrolítico utilizado). Asegúrate de ba-jar primero el volumen porcompleto a la hora de conec-tarelcircuitoaunamplifica-dor. La amplitud de la señal desalidapuedevariarfuer-temente.

(120261)

Enlaces WebVideo de demostración: http://youtu.

be/z_aOeCGBZlk

VersiónconotrosLEDy4,7µFpara C2: http://youtu.be/vbITTveORRA

la resistencia en serie R1. El circuito ya funciona con un único LED, pero la adi-

ción de más LED genera unos sonidos más interesantes porque entonces los LED tienen que ‘luchar’ por la energía.C2 funciona especialmente junto con laresistenciaR2comofiltrodebandabaja.Empiezaconunvalordeunos10

LED ruidososComplejo efecto acústico generado de forma sencilla

Ralph Willekes (Bélgica)

K112

R1100R

P1

100k

R2

10k

R3

10k

C122u

16V

D1 D2 D3

120261 - 11

K2

C2

1u

LISTA DE MATERIALESResistencias:R1=100ΩR2,R3=10kΩP1=100kΩ

Condensadores:C1=22µF/16VC2=vertexto

Semiconductores:D1...D3=rainbowLED,preferiblementedevariostipos

Varios:1 Placa Elex

K1

K2


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Elektor 7/8-201222

Equipar una bicicleta con un faro trasero que permanece encendido, con la “bici” detenida, es, a la vez, útil e interesante, sobre todo cuando se hace con un circuito tan sencillo como éste.

La idea es clara y la solución luminosa:

partimosdeunrectificador,ungrancondensador de muy alta capacidad y un LED de gran luminosidad.Larectificacióndelatensiónalternadela

dínamo (G1 en el esquema), se confía a cuatro diodos,más baratos que un puente rectificador

único. Un único super-condensador de 1 faradio, deltipoGoldCap,permite,unavezcargadotrasal-

gunos golpes de pedal, mantener el LED D3 encendido en la parte

trasera, durante más de cinco minutos. Antes de interesar-

nos en el funcionamiento de este LED, echemos una

ojeada al súper-condensador en cuyos extremos la tensión

rectificada no debe superar laespecificadaenlatensiónindi-

cada por el fabricante, es decir, 5,5 V. Es un diodo zéner de 5V6

el que se encarga del recorte para obtener la tensión continúa. No tene-

mos que temer que la intensidad de corriente proporcionada por una dínamo de bicicleta pueda dañar este componente, capaz de disipar una potencia de 3 W. Si tene-

mos dudas, podemos optar por un condensador cuya tensión defuncionamientoseamáselevada,porejemploelmodeloDK-6R3D105T de Elna America (que podemos encontrar en Digi-Key) y que, como su referencia indica, soporta 6,3 V. Otraventajadeestemodeloessuresistenciaserie,másbaja

Faro LED trasero de bicicletaUn super-LED y 10 componentes lo mantienen encendido durante 5 min

La idea es clara, la solución luminosa

Si hubiese un concurso del cir-

cuito más modesto de este número, este

montaje tendría todas las posibili-

dades. Es por eso que se ha mantenido aquí, ya que Elektor ha publicado ya dos o tres variantesmás elaboradas, pero no necesaria-mente me-

jores. Esta ver-sión es auste-ra pero se mantiene durante cinco minutos. También propor-ciona un pretexto excelente para (intentar) interesar en la

electrónicaajóvenesque,posiblemente,sóloseancapacesde coger el soldador. Si lo consiguen, descubrirán nociones fundamentales como la rectificación, la estabilización, lafuente de corriente constante… pero no les asustemos con eso por el momento.

Henri Dutoit (Francia)


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23Elektor 7/8-2012

Inventar

queladelmodelodePanasonicprobadopornosotros(30Ωenlugarde50Ω),graciasalocual,sutensiónenplenacargaseráunpocomáselevada.Sobreunatensiónalternade6V/50 Hz, hemos obtenido sobre el condensador GoldCap una ondulación residual de 0,76 V y una tensión continúa de 4,8 V.T1 y los dos componentes asociados, R2 y el LED D1, forman una fuente de corriente constante. Incluso cuando el súper-condensador está descargado, aseguran al potente LED D3 una luminosidad estable. Éste debe soportar una corriente continuade,almenos,20mA.Estaintensidadvienedeter-minadaporelvalordeR1.LatablaadjuntadaunaideadelaevolucióneneltiempodelatensiónenlosextremosdeR1,después de la parada de la bicicleta. Al cabo de seis minutos, latensiónsehavenidoabajocompletamenteylaintensidaddecorrienteenelLEDsóloesel5%desuvalornominal.

Para facilitar la realización de este circuito, proponemos su montaje sobre un circuito de experimentación.

¡Atención!Noolvidemosrealizarelcorteenlaprimerapistade arriba, ya que sin dicho corte, ¡la tensión alterna reinará sobreT1yD3!

(110473)

D7

D5D4

D6

D2

5V63W

C1

1F5V5GoldCap

R2

1k3

R1

47R

D1

T1

BC547B

D3

G11N4004

4x

110473 - 11

LISTA DE MATERIALESResistencias:R1=47ΩR2=1k2

Condensadores:C1=1F5,5Vp.ej.PanasonicEECF5R5H105

Semiconductores:D1=LEDrojohabitual(Vf=1,7V)D2=zéner5,6V/3VD3=LEDrojodealtaluminosidad,p.ej.

MCL034URC (Imax≥20mA)D4aD7=1N4004T1=BC547BCircuito de experimentación I ELEX

Parada UR1

0 1 V

2 min 0,5 V

3,5 min 0,25 V

4,5 min 0,1 V

6 min 0,05 V


63414

Elektor 7/8-201224

En muchas aplicaciones sería muy práctico poder controlar algo de for-ma inalámbrica. Este circuito muestra cómo puede utilizarse un microcontro-

lador ATtiny gracias a un set de módu-los emisor y receptor de Conrad para activarydesactivarundispositivoadi-stancia. Si fuera necesario, el proyec-to puede ampliarse fácilmente a otros comandos.

de encendido, y en una “A” para la de apagado. El mensaje de control se en-víaatravésdelasalidaPD1(TXD)delATtiny,invertidamedianteT1,yfinal-mente se dirige al módulo emisor de Conrad.Elinversoresnecesarioyaquepor defecto la salida TXD trabaja con

lógicaanivelalto, inclusocuandonoseenvíanmensajes.Yaqueelmóduloemisor está funcionando siempre que tenga una señal en la entrada, esto evitaqueenvíeseñalessinmás,aun-que no sean datos. El oscilador de cu-

Para mostrar su funcionamiento, el dis-positivoacontrolarseráunLEDenlaparte receptora. En la parte emisora, los interruptoresS1yS2sirvenparaencenderlo y apagarlo (esquema de circuito de la izquierda). Al pulsar uno de estos botones, se pondrá la corre-

spondiente entrada del microcontrola-dor(PD3oPD4)amasa.Elsoftwaredel microcontrolador detectará esta entrada y la traducirá a mensaje de control. En nuestro caso, dicho men-saje consiste en una “E” para la señal

ATtiny inalámbrico

Jürgen Stannieder (Alemania)

ATTINY2313

PA0/X1PA1/X2

IC1PB6

PD3

PB1PB0

PD2PB5

PB7

PB3

PD0/RXDPD1

PD6PD5PD4

PA2

PB4

PB2

VCC

GND10

20

1918

1312

14151617

11987

1

54

236

X1

X1 = 3.6864MHz

C1

33p

C2

33p

C3

100n

D1

R4

470R

R210k

MOD1

RX

T1

BC547

R1

4k7

+5V

ANT1

R3

10k

110296 - 12

ATTINY2313

PA0/X1PA1/X2

IC1PB6

PD3

PB1PB0

PD2PB5

PB7

PB3

PD0PD1/TXD

PD6PD5PD4

PA2

PB4

PB2

VCC

GND10

20

1918

1312

14151617

11987

1

54

236

X1

X1 = 3.6864MHz

C1

33p

C2

33p

C3

100n

D1

R3

470R

R210k

S1

ON

C4

100n

C5

100n

S2

OFF

MOD1

TX T1

BC547

R1

4k7

+5V

ANT1

110296 - 11

Productos y servicios de Elektor•Microcontrolador ATtiny2313

(programado)

• Emisor: 110296-41

• Receptor: 110296-42

• Tarjeta de experimentos ELEX-1

• Descargagratuitadelsoftware

Todos los productos y descargas, disponiblesenlawebdeesteartículo:www.elektor.es/110296

El autor ha conseguido transmitir señales en su casa a una distancia de 12 metros.


63414

25Elektor 7/8-2012

Inventar

arzoX1sirvecomorelojparaelmicro-controlador y genera una frecuencia de 3,6864 MHz, con la que se obtiene una tasa de transferencia de 9600 a 76800 baudios. En este caso el microcontrola-dor funciona a 9600 baudios, de modo que el módulo de radio también pueda trabajar a esta tasa. En el circuito se ha incluido el LED D1 junto con su re-sistencia en serie, para comprobar que el microcontrolador responde a la ent-rada. Éste se enciende al pulsar uno de los dos botones.En la parte receptora (esquema de cir-cuito de la izquierda) la señal pasa del móduloreceptordevueltaalmicrocon-trolador, donde se procesa la informa-ción recibida correspondientemente. Yaquelaseñalseinvirtiópreviamente,antesdeserenviada,elinversorT1dela parte receptora deshace esto. El soft-waredelmicrocontroladorleelaseñalde la entrada PD0 (RXD). Dependiendo de si el circuito recibe una “E” o una “A”, el microcontrolador enciende o apaga el LED D1. Aquí el microcontrolador ob-tiene su señal del reloj del cuarzo X1 a una frecuencia de 3,6864 MHz.Como módulos para este proyecto he-mos utilizado el emisor y el receptor del set de radio de Conrad [1] a 433 MHz. Como nota, un consejo para el monta-je: las antenas en los módulos emisor yreceptordelossetsvienencorrecta-mente dimensionadas de fábrica y no deben cambiarse en la medida de lo posible. En cualquier caso, el montaje esrelativamentesencillo,loscircuitospueden colocarse fácilmente en el cen-trodeunatarjetaELEX1cortada(verfotos y esquemas). El autor ha conse-guido transmitir señales en su casa, a una distancia de 12 metros.

(110296)

[1]www.conrad.de/ce/de/product/130428/

EmisorResistencias:R1=4k7R2=10kΩR3=470Ω

Condensadores:C1,C2=33pFC3,C4,C5=100nF,MKT,5mm

Semiconductores:LED1=5mm,rojoT1=BC547C,TO-92IC1=ATtiny2313DIP-20(disponible

programado, 110296-41)

Varios:X1=osciladordecuarzoa

3,6864 MHz HS49/SS1,S2=pulsador,porejemplo

B3F-1000TX=móduloemisordelsetderadioa

433 MHz AM, Conrad 130428Zócalo DIP-20Tarjeta ELEX-1 (1/2)

ReceptorResistencias:R1=4k7R2=10kΩR3=10kΩR4=470Ω

Condensadores:C1,C2=33pFC3=100nFMKT,5mm

Semiconductores:LED1=5mm,rojoT1=BC547C,TO-92IC1=ATtiny2313DIP-20(disponible

programado, 110296-42)

Varios:X1=osciladordecuarzoa

3,6864 MHz HS49/SRX=móduloreceptordelsetderadio

a 433 MHz AM, Conrad 130428Zócalo DIP-20Tarjeta ELEX-1 (1/2)


63414

Elektor 7/8-201226

Paraconmutarcargasinductivas,comomotores, válvulas o (electro) imanesconectados a la red, suelen utilizarse a menudo relés o contactores. Y como siempre ocurre con las inductancias, al desconectarlas saltan chispas en los contactos,quereducensuvidaútilsino se toman las medidas adecuadas. Junto con las cargas en los contactos, las altas tensiones a altas frecuencias también sonmotivo de preocupaciónrespectoalanormativadecompatibi-lidad electromagnética. La medida tí-pica ante dichas interferencias son los llamados snubber, circuitos serie RC conectado en paralelo con el contacto. La energía almacenada en la inductan-ciaseconvierteencalorgraciasala/sresistencia/senserie.LosvaloresmáscomunessonR=1a100ΩyC=10a 1000 nF.Los contactos pueden activarse encualquier momento, y si esto ocurre con lamáxima corriente, se provocauna reacción contraria en la inductan-cia especialmente alta. No obstante, los contactos modernos implementa-dos con tiristores o triacs son capaces deconmutarcargasreactivascasienelpaso por cero de la tensión, o sea, en el máximo de corriente. Por ello, aquí también hará falta un snubber.Los snubbers no siempre están exen-tosdeproblemas.A travésde la redRC, con el contacto abierto, siempre circula corriente, lo cual no es que sea demasiado ecológico. Con pequeñas cargas como válvulas y C’s grandesbastaría para mantener la propia car-gaactiva,locualciertamentenoesloque queremos. Ahora, si incrementa-mos la impedancia de la red RC, con

grandes inductancias será menosefectivaeliminandotransitorios.Pero existen soluciones en las que los problemas descritos con cargas inductivasquedan apartados. En principio el truco es simple: las cargas induc-tivashandedesconectarsecuan-do la corriente es mínima, es decir, cuando ésta atraviesael paso por cero, y no cuan-do lo hace la tensión. Sin corriente que circule, la in-ductancia no tendrá energía almacenada a la que el snu-bber tenga que enfrentarse. En este caso podemos prescindir casi por completo del circuito RC. Eso es lo que pensó el autor cuando se

Interruptor de paso por ceroPara cargas inductivasMatthias Haselberger (Alemania)

B1W06M

C1

10u

C3

10u

R1

100R

R3

47k

R4

47k

R6

220R

R582k

R22k2

R7180R

R922k

T3

BC546A

T4

BC546AT5

BC546A

R868R

PC817

IC14

3

1

2

D3

1N4007

D2

1N4004

D1

1N4004

C2

10u

D4

13V

K11

2

K22

1

K3

JP12

1

T2

BC546A

T1

IRG4BC30

100270 - 11

KDPbF

L

N

230V50Hz

+5V

TTL

GND


63414

27Elektor 7/8-2012

Inventar

puso a desarrollar un relé electrónico que se desconecte cuando la corrien-te pasa por cero.

El circuito funciona de este modo: la parte de potencia consiste en un puen-te rectificadorB1, en laque lapartede tensión continua puede cortocircui-

tarse con el IGBT T1 me-diante el shunt en

D1 y D2. Esta par-

te reem-plaza a un

TRIAC convencio-nal. Su puerta se con-

trola desde el colector de T3. T3 a su vez está operado por el

optoacoplador así como el detector de paso por cero formado por D1, D2 y T2.

Con las cargas desconectadas no cir-cula corriente y T2 entra en corte, ac-tivándoseT3ycerrándoseasuvezT1.Unnivel “alto”entradaTTLhacequeconduzca el fototransistor en IC1. Se-guidamente se cortocircuita la tensión BE en T3, T3 entra en corte y T1 en

conducción.Lacargaseactivaráinme-diatamente.Aladesactivacióndelacargalesigue:sielnivelenlaentradaTTLes“bajo”,entonces el fototransistor entra en cor-te. T3 puede conducir, pero sólo cuan-do T2 se cierra. T2 está en corte sólo en el paso por cero de la corriente de la carga, cuando no hay caída de tensión entre D1 y D2. La carga permanece ac-tivatiempodespuésdetenerunnivel“bajo” en la entrada TTL, no importa cuánto, hasta que la corriente de la

carga es realmente (casi) cero. Justo lo que queríamos.El autor ha realizado una simulación delcircuitoconelsoftwareMultisim11

de National Instruments (NI). El dia-grama resultante confirmael funcio-namiento correcto del circuito para cargas inductivas. CH1 muestra latensión en el colector de T1 y CH2 en el emisor de T1, que corresponde con la de la base de T2 y por lo tanto con la corriente que circula. En CH3 podemos verlatensióndecontrolenlapuertade T1. El desplazamiento de fase de la corriente respecto de la tensión en estasimulación tieneunvalorde20°.Lasimulaciónsirveparaconfirmar

las mediciones reales del autor. Si queremos comprender la simulación, podemos descargar el archivo “Ele-ktor3_10.ms11”delapáginawebde

CH1

CH2

CH3 5ms/Div

LISTA DE MATERIALESResistencias:R1=100ΩR2=2k2R3,R4=47kΩR5=82k,1%,0,6

W/350 V (Vishay MRS25000C8202FCTOO)

R6=220ΩR7=180ΩR8=68ΩR9=22kΩ

Condensadores:C1,C3=10µF/100V,20%,

RM 2,5 mm, ø 6,3 mm

C2=10µF/63V,axial, 10 x 4,5 mm

Semiconductores:D1,D2=1N4004D3=1N4007D4=BZX79-C13(13V/0,5W)

B1=WO6M,600V/1,5AT1=IRG4BC30KDPbFT2aT5=BC546AIC1=PC817(vertexto)

Varios:Tarjeta#100270(véase[1])JP1=Tirade2pinesconpuenteK1,K2=Clemade2contactos,paso7,5 mmK3=Clemade3contactos,paso5mm

Conmutando sin “snubber”


63414

Elektor 7/8-201228

para corrientes de hasta 1 A, para una carga conectada a 230 VA. En este rango de potencia no es necesario utilizar un disipador para T1. Para co-rrientes mayores no basta únicamente con colocar diodos “más gordos”. En este caso las pistas de la tarjeta de-berán ser mayores según la corriente que circule por ellas, B1 dimensionado debidamente y T1 refrigerado si fuera necesario.

(100270)

Enlaces[1]www.elektor.es/100270

[2]www.ni.com/multisim

altatensión.ParaIC1enprincipiosirvecualquier optoacoplador, ya que no se conmutaagrandesvelocidades.

Se ha desarrollado una tarjeta para este proyecto, y ya que sólo se utilizan componentes tradicionales tampoco es que sea un trabajo complejo. La tarjeta puede obtenerse en Elektor, o bien fabricarla nosotros mismos gra-cias al diseño en formato PDF, que pueden descargarse gratuitamente [1]. Ya que se trata de un circuito para funcionar conectado a la red, lógica-mente hemos de tomar todas las pre-cauciones de seguridad necesarias. Debido a que los diodos utilizados son del tipo 1N4004, el circuito es apto

Elektor [1] para este circuito. Dispo-nemosdeunaversióndeevaluacióndelsoftwareMultisimenNI[2].Algunos detalles más sobre el circuito: R1 se encarga de que la tensión en la base de T2 en el paso por cero de la corriente realmente sea cero. D4 limita UCE de T2 y T3 así como UGE de T1 avaloresseguros.Puedensernecesa-rios C1 o bien JP1 cerrado para cargas con baja componente inductiva, paraajustar el tiempo de corte de T2 y por lo tanto T1 de modo que sea cuando se da realmente el paso por cero. Para T1 es preferible utilizar un IGBT debi-do al gran umbral de conmutación de la tensión de la puerta, para este cir-cuito es mejor el de los MOSFETs de

Oscilador LED-LDR en anillo ¿Puede diseñarse un oscilador utilizando sólo LEDs blancos y fotorre-sistencias (LDR)? Sólo que-ríavolveraprobar. Para ello, busqué una LDR con una resistencia relativamentebajadel tipo PGM5516 con entre 5y10kΩa10lx.Elcircuitosemontacomo un oscilador en anillo. Cada LED se encarga de iluminar la LDR de al lado(verelesquemadelcircuito).El primer test (sin los condensadores)

no dio resultado. Pensé que la propia inercia de las LDRs

bastaría para iniciar sin más las oscilaciones. Pero con

unosciloscopiovimosquenosemovíanada.Los condensadores electrolíticos de 220µFdieronelresultadoesperado.Eloscilador funciona entre 3 y 9 V. La fre-

cuencia se incrementa con la tensión. A 3 V debería estar muy oscuro, y sólo

tiene sentido si buscamos un determi-nado efecto. El límite inferior está en unos 2,7 V y 0,9 mA, pero en este caso la luz ambiente de la habitación hace de interferencia.

(120321)

R2D1C1

220u

R1

1k

R4D2C2

220u

R3

1k

R6D3C3

220u25V 25V 25V

R5

1k

BT1

3...9V

LDR LDR LDR

120321 - 11

Por Burkhard Kainka (Alemania)


63414

In association with Elektor and Circuit Cellar

For complete details, visit

www.circuitcellar.com/RenesasRL78Challenge

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Participation in Weekly Challenges and receipt of partner prizes is not a factor in selecting winners for the Cash Grand Prize from Renesas. See website for complete rules and details. Void where prohibited by law.

Naamloos-7 1 24-05-12 11:14


63414

Elektor 7/8-201230

Este circuito es único en su especie: “¡Cómonosemeocurrióantes!”.Prácticamente todo electrónico se ha enfrenta-do a este pro-blema antes, tener que limi-tar la corrien-te de arranque de cargas grandes. Antiguamente esto se solucionaba mediante una potente resistencias en serie, corto-circuitando tras el arranque un fusible durante unos milisegundos, mediante un contactor normalmente abierto (o un relé, y algo de electrónica de acom-pañamiento). Esto funciona, pero es electromecánico y por ello no se libra del desgaste, ni resulta especialmente pequeño, que digamos. Hoy en día po-

demos construir un circuito con micro-controlador, midiendo la tensión de ali-mentación en una entrada analógica y retardando el arranque de un triac, que cortocircuita la resistencia en serie. Esto también funciona, pero quizá es “matar moscas a cañonazos”.ElseñorKrügersesirviódesulógica,concibiendo un circuito electrónico mi-nimalista, que aparte de resultar fácil de comprender cómo funciona, sor-prende por su sencillez. La solución más simple hubiera sido un triac, cuya puerta se controlase por una red RC con diodo, pero lamentablemente un triac con control unipolar tiene distinta sen-sibilidadparalassemiondaspositivaynegativa.Enelarranque,podríaocurrir

de de las tolerancias de los propios componentes, y puede ser fácilmen-te de unos cientos de milisegundos. R3 debe ser de 5 W, ya que tiene que

soportar un pulso de energía térmica considerable.El autor ha utilizado circuitos (pre-vios)deestetipocomoarranquesua-

veparabombillas,lascualesessabi-do que tienen una baja resistencia en frío.Cuandoutilizamosunconvertidorde tensión de Camping de 12 V CC a 230 V CA, pueden aparecer corrien-tes de arranque que podrían dañar un convertidorinclusode300W,utilizan-do tan sólo una bombilla de 100 W. Los transformadores grandes también generan potentes picos de corrien-te cuando se desconectan acciden-talmente debido a la magnetización remanente de saturación. El circuito puede utilizarse con los componentes dados, y los valores son aptos paracargas de hasta 230 VA. Para corrien-tes mayores se necesitan diodos más potentes y un tiristor de potencia, que

que se pasaran por alto una o más semion-das negativas, locual con cargas in-

ductivascomotransformadoresnose-ríademasiadodivertido,sesobrecarga-ríanyocurriríaloquequeríamosevitarrealmente, que se quemara el fusible.

Por esta razón, el autor optó por la segundavariantemássimple,lacuales segura. El principio es igual al del circuito con el triac, pero en lugar de ésteseutilizauntiristorenconfigu-ración para tensión continua, a modo de puente rectificador. Por ahora setrataba de esto. Un tiristor tiene una ventajaprincipalrespectodeuntriac,y es que la corriente de control ne-cesaria es considerablemente menor. El componente propuesto, el TIC106, se dispara normalmente con una co-rrientedepuertade60µA.R1yR2tendrán por lo tanto una resistencia relativamentealta.Estasresistenciasdeterminan, junto con C1, el retardo en el arranque, cuyo valor depen-

Arranque suaveJürgen Krüger (Alemania)

K1

230V AC(115V AC)

1

2

K22

1

RL

D1

D2

D3

D4

R3

390R

R1

910k

R2

(150k)

69k C1

100u35V

TH1

TIC106S

D1 ... D4 = 1N4004

L

N

110339 - 11

Pequeño circuito – gran resultado


63414

31Elektor 7/8-2012

Inventar

ha de disipar bien el calor. En estas modificaciones hemos de tener encuenta que los tiristores para corrien-tesmásgrandessenecesitanasuvezcorrientes mayores de disparo, con lo que también habría que dimensio-nar R1 y R2 más pequeñas, y C1 más grande. Claro que también podemos

utilizar lógica de control especial, pero no haría justicia a la elegante sencillez conceptual de este circuito. R3 ha de ajustarse según cada aplicación y la corriente de arranque requerida.

Ynodebemosolvidar:elcircuitoestápensado para ser conectado directa-

mentealared,a230V-¡Peligro!Hande tenerse en cuenta las distancias de seguridad y contar con el aislamiento correspondiente. A la hora de probarlo, ¡se debe trabajar con la máxima pre-caución!

(110339)

Hay que contar mucho cuando se hace punto, de tal modo que sabes exacta-mente cuántas vueltas has hecho ycuántas te quedan por hacer. Claro que

•ConlateclaS2seguardaelestadoactual del contador en la memoria EPROM del microcontrolador.

•ConlateclaS3sereseteaelcontadory la memoria.

Con el interruptor S4 se conecta y des-conecta el aparatito. Después de con-

puedes tomar nota con lápiz y papel, pero es más divertido una varianteelectrónica con microcontrolador.El contador tiene las siguientes opcio-nes:

•ConlateclaS1seincrementaelcon-tador con 1.

Cuentavueltas para hacer puntoMarianvanHal(Holanda)


63414

LISTA DE MATERIALESResistencias:R1...R7,R14=330ΩR8...R13=10kΩ

Condensadores:C1=47µF/16VC2,C3=100nF

Semiconductores:D1=LEDrojo,5mmDisplay=KW3-561-CSA(LuckyLight)o3

display de siete segmentos (CC) sueltosT1...T3=BC547IC1=PIC16F628A

Varios:S1...S3=pulsadorS4=interruptordeslizantePila de 9 V con clip de conexiónPlaca de pruebas

Elektor 7/8-201232

ectarloapareceeneldisplayel valorguardado en memoria.El display y la función de contar se des-conectan después de 5 a 10 segundos para ahorrar batería. Se ha añadido un LED para indicar que el circuito está en uso, también con el display desconec-tado. Se optó por un regulador de ten-sión de caída baja, el LP2950, para que una pila de 9 V dure el máximo tiempo posible. El corazón del circuito está formado por un PIC 16F628A. Desde el PIC se controla de forma multiplexada las tres cifras del LED display (una ver-sión con cátodo común). El softwareestá escrito en PICBasic de Proton y se puede adaptar fácilmente si se de-sea. Puesto que la autora del circuito se inició recientemente en la program-ación de microcontroladores, (aún) no se ha utilizado un temporizador o una interrupciónenelsoftware.Apesardeello, el display se desconecta pasado un tiempo, pero esto se ha conseguido exclusivamentemediantesoftware.El circuito se ha construido sobre una placa de pruebas estándar, la colocación

Enlaces Web

[1] www.abacom-online.de/uk/html/lochmaster.html

[2] www.elektor.es/120253

de los componentes se ha creado con el programa Lochmaster de Abacom [1].Losficherosbasic,asmyhexsepuedendescargar gratuitamente desde [2].

(120253)

LD1

5

2

74

CC CC CC

11

1 E

G

10F

D

BC

A

12 9 8

PIC16F

IC1

628ARA5RA4

RA1RA0

RA2

RA3

RB0RB1RB2RB3RB4RB5RB6RB7RA6

RA7

VDD

VSS

1817

13121110

14

1516

1

3

9876

2

4

5

R1330R

R2330R

R3330R

R4330R

R5330R

R6330R

R7330R

R910k

T3

BC547T1

BC547

T2

BC547

R810k

R1010k

IC2LP2950

C1

22u16V

C2

100n

C3

100n

S4

S1

R11

10k

S2

R12

10k

S3

+1 SAVE RESET

R13

10k

D1

R14

330R

+9V

120253 - 11

UB

LUCKY LIGHTKW3-561CSA


63414

33Elektor 7/8-2012

LEY DE OHMTres personajes famosos juntos en una ecuación… ¿vesalgúnparecidoentreellos?

Alessandro Volta

André-Marie Ampère Georg Simon Ohm


63414

Elektor 7/8-201234

Para alimentar LEDs de potencia se necesita una fuente de alimentación adecuada, si queremos garantizar la vidaútilhemosdeasegurarnosdequese esté suministrando una corriente defuncionamientoconstante(yevitarpérdidas innecesarias en la resistencia en serie debido a una tensión constan-te).Paraalcanzarunabuenaeficienciaes imprescindible el uso de reguladores conmutados. Adicionalmente, también necesitaremos un regulador pero no trabajando a tensión constante, sino a corriente de salida constante.Tras estas consideraciones, el autor comenzó a desarrollar una linterna

puede alcanzar rendimientos de hasta el 90 % (dependiendo de la tensión de entrada). Según el diagrama de la hoja de datos [1] su frecuencia de conmu-taciónesdeunos170kHzconunva-lorde82kΩparaR1.Resultaesencialpara lograrunaaltaeficienciautilizarun integrado que requiera una baja caí-da de tensión en el shunt, a la hora de determinar la corriente que circula por el LED. Ya que en este integrado bas-taunacaídade100mV,alvalorfijadode68mΩenR2circulanmásomenos1,5 A. Este dimensionamiento, utiliza-do por el autor, es apto para el LED de Cree utilizado. Con esta corriente, en D2 debemos utilizar un ejemplar de 5 W de potencia por lo menos.

de LEDs cuya eficiencia fuera espe-cialmentealta.Conelfindeobteneruna buena duración, resulta lógico utilizar baterías potentes, y que luego podamos reducir la luminosidad y con ello el consumo de los LEDs, cuando no sea necesario el uso de toda la po-tencia. Por ello, el autor pensó en una función de regulación, implementada digitalmente, es decir, mediante PWM y que no tuviera prácticamente pér-didas.Comopuedeverseenelcircuito,he-mos optado por un regulador conmuta-doLT3518,unconvertidorBuck/Boostoptimizado para el funcionamiento con LEDs, y que puede operar como reduc-tor.Enestaconfiguración,elintegrado

Driver para LED de potenciaMichael Hölzl (Alemania)

El ahorro energético es

un tema de rotunda actuali-dad. Mi pregunta de par-tida era: ¿cuánta corriente

(ya sea mu-cha o poca)

hacía falta para alimentar un LED?

Las pruebas con un LED de potenciaverdede1Wmuestranque

to muestra nuestra pequeña lámpara solar,¡verdeenambossentidos!

(120323)

basta con unos pocos microamperios paraobtenerunbrillovisible.En mi cajón de sastre tenía un conden-sador de 0,47 faradios que permitía una tensión de hasta 5,5 V. Mientras el LED estuviera encendido, ¿cuántotiempolellevaríaalcondensadordes-cargarse suministrando 1 microampe-rio a 1 V? Un cálculo rápido dio como resultado 470.000, o sea, unos cinco días.Unvalorquenoestánadamal:siuti-lizamos este condensador como bu-ffer de energía de una lámpara solar, podremos lograr algunos microampe-rios más, con lo que la lámpara esta-ría encendida día y noche. Ahora, lo único que necesitamos es una célula solar adecuada. El esquema del circui-

Lámpara solar verdeVon Burkhard Kainka (D)

Solar

5V

D1

1N4148

C1

0F475V5

GoldCap

R110k

D2

120323 - 11


63414

35Elektor 7/8-2012

Diseñar

IC1 tiene otra característica ideal para esta aplicación: una señal PWM-en su pin 7 hará que actúe como regulador en el LED conectado según la corres-pondiente relación pulso/pausa. Lógi-camente, la frecuencia del PWM ha de ser menor que la de conmutación. La señal PWM la proporciona IC2, un ge-nerador PWM controlado por tensión LTC6992[2].Elfactordeservicioseregula mediante una tensión de 0 a 1 V en la entrada MOD del pin 1. La resistencia conectada en el pin 3 de-termina la frecuencia del reloj interno enelintegradosegúnlafórmulaf=1MHz*50kΩ/R3.Con680kΩparaR3obtenemos aproximadamente 73,5 kHz. Para controlar IC1 es demasia-do. Mediante la tensión en el pin 4, generadaeneldivisordeR4yR5,seestableceelpre-escalado,cuyovalorabarcade1a16.384.Segúnlosva-lores dados tendremos un factor de 64, lo cual resulta en una frecuencia del PWM de aproximadamente 1.150 Hz. Si queremos realmente disponer deunfactordeservicioentre0yel100 %, tendremos que utilizar un integradodeltipoLTC6992-1.Lava-riante “-4” resulta especialmente in-

teresante, pues cubre un margen del 5 al 100 %.Para que el factor de servicio y porlo tanto la luminosidad del LED no se reduzca con el tiempo, siendo depen-diente de la tensión de la batería, la tensión de control del potenciómetro P1 en IC3 se ha estabilizado a 1,24 V. Con la resistencia R7 se reduce la ten-sión del potenciómetro a 1 V, lo cual corresponde exactamente con el rango de entrada del LTC6992.Todos los condensadores han de ser cerámicos a ser posible, junto con otras buenas características, tienen la ventajadesubajaresistenciaenserie(ESR). Como dieléctrico lo ideal es el X5R o el X7R (los condensadores con una “Y” gozan de un coeficiente detemperatura muy bajo).La tensión de alimentación está limi-tada a la máxima de funcionamiento de IC2, es decir, 5,5 V. El autor ha uti-lizado cuatro baterías NiMH en serie, cuya tensión es apta. A una tensión de alimentación entre 4,5 y 5,5 V hemos de utilizar un LED que pueda operar a tensiones <4 V. No deben conectarse varioschipsenunsólodriverenserie,pues con los LEDs de >5 W no será

suficiente. Estos LEDsrequieren una tensión de alimentación determina-da, o sea, más baterías en serie, limitando no obstante la alimentación para IC2 (por ejemplo mediante un regulador de tensión a 5 V), y es-tando R4 conectado na-

turalmente a esta tensión más redu-cida.Terminemos con un consejo a la hora de soldar. Para el LT3518, la tarjeta in-corpora un “Exposed Thermal Pad”, el cual ha de soldarse en la cara poste-rior del integrado. El autor ha podido comprobar que el “Exposed Pad” de la tarjeta es bastante grande, y sobresa-le del integrado. Al montarlo, es mejor soldar primero el pad en la parte pos-terior del integrado. Posteriormente calentamoselpadconelsoldador;fi-nalmente calentamos también el borde exterior, colocando y alineando el in-tegrado. Después podremos soldar los pines. El autor ha diseñado una tarjeta dedoblecapa,cuyosarchivosdeCAD(Target) pueden descargarse desde la páginawebdeElektor[4].

(120201)

[1]www.linear.com/product/LT3518

[2]www.linear.com/product/LTC6992

[3]www.ti.com/product/tlv431

[4]www.elektor.es/120201

IC3

REF

TLV431

4V5...5V

2C

3A

1

LTC6992-1

IC2OUTMOD

GND

SET DIV

V+

1

2

6

5

3 4

LT3518

IC1

CTRLTGENVREF

SHDN

SYNC

ISP

GND

VINISN

PWM

SW

13

17

15

12

SW 16

11

TG 14

VC

RT

FB10

SS

1

8

39

2

7

4

5

6

R6

3k3

R3

680k

R7

2k4

R5

280k

R4

1M

R1

82k

C2

100n

C5

100n

C1

100n

T1

SI9424

R268mR

P1

10k

D2

L1

15uH

C4

10u

D1

SK56CBT1

S1

C3

10u

63V

63V

120201 - 11


63414

Elektor 7/8-201236

JEstoyconstruyéndomeunamplificadorde clase A single ended con MOSFET, compuesto de dos bloques monofóni-cos, para el que no quiero condensa-doresdeconexiónentreelamplificador

de desconexión de la caja en caso de presencia de una tensión continúa de ± 1 VDC, con un LM358.

•Se ocupa, de forma diferida, de lacaja aproximadamente 5 segundos después de la conexión a alimenta-cióndelamplificador,conun555.

y su caja. Por lo tanto necesitaba un montaje que protegiera la caja contra las tensiones continuas. A dicho monta-je le he dado una doble función:

•proteccióncontracorrientecontinua(CC)bajolaformadeundispositivo

Protección CC Para CajasAndré Aguila (Ouagadougou, Burkina Faso)

B1

B80C1500

OUT3

THR6

DIS7

TR2

R4

CV5

81

IC1

NE555

1 3

2

IC37812

1 3

2IC4

7912

40V

C11

100u

C9

220n

C7

100n

40V

C12

100u

C10

220n

C8

100n

+12V

K1

-12V

-12V

C13

10n

C15

10n

C16

10n

C14

10n

0

C3

10n

R2

10k

C2

470n25V

C1

47u

R1

100k

13

2IC2A

4

8

R7

390k

R9

390k

R8

56k

IC2 = LM358

75

6IC2B

D4

D5

D6

D3

D8

R10

680R

R310k

T1

BC557

R4

22k

0W5

D15V1C4

2u2

R6470k

0W5

D25V1

C5

100n

C6

100n

-12V

+12V

P1100k

R5

10k T2

2N1711

RE1D7

-12V

+12V

-12V

IC2

+12V

outputamplifier

D3...D7 = 1N4004

24V

2x15...22VAC

120263 - 11


63414

37Elektor 7/8-2012

Diseñar

Me he inspirado en diferentes ideas re-cogidas en Internet pero creo que, bajo esta forma, este circuito no existe en ninguna parte. Para un sistema esté-reo,evidentemente,necesitaremosuncircuitodeprotecciónporcadavía.

Laseñaldesalidadelamplificadordeaudio, sin condensador de salida, se aplica, por un lado, a uno de los con-tactos del relé Re1, abierto en reposo, y, por otro lado, ataca al detector de tensión continua formado por una red integradora RC y por comparadores cuya salida ataca a la etapa de control del relé y a un LED de testigo.La red R6/C4 es un filtro paso bajoque atenúa fuertemente la señal de audio pero que dejara pasar una po-

sible componente continua, positivaonegativa,enlosextremosdeldoblecomparador IC2a e IC2b, a los que los diodos D1 y D2 protegen de tensiones demasiadoelevadas.

La salida de IC2a pasa de +12 V a –12 V cuando el potencial sobre su entrada negativaes superioralde laentradapositiva,mientrasquelasalidadeIC2bpasa de +12 V a –12 V cuando la ten-siónsobresuentradapositivasehaceinferior a la tensión de su entrada ne-gativa.LosvaloresdelasresistenciasdeldivisordetensiónR7,R8yR9,fijanlos umbrales de detección de tensión continúa en torno a +1 V para IC2a y –1 V para IC2b.

Paradesactivarelrelétrasladeteccióndeununatensióncontinua,positivaonegativa,nosquedacombinarlassa-lidas del LM358. Como dichas salidas

no son de colector abierto, los diodos D4 y D6 forman una función “OR” que evita el cortocircuito. En efecto, enpresencia de una tensión continúa po-sitivaalasalidadelamplificador,eslasalida de IC2a la que pasa de +12 V a–12Vydesactivaelrelé,bloquean-do T2, mientras que la salida de IC2b queda a + 12 V. En presencia de una tensióncontinuanegativaalaentradade nuestro circuito de protección, las funciones de las salidas de IC2a e IC2b seinvierten.

El transistorT1 invierteelnivelde lasalida del 555, montado como monoes-table,quepermaneceanivelalto(eneste caso, a masa) durante unos 5 s, después de la conexión a alimentación.

Así pues, T1 está bloqueado ya que su base está a la misma tensión que su emisor, con lo que también bloquea a T2,porloqueelreléestádesactivado.Al término de la temporización, la sali-dadel555vuelveaserde–12V,conloqueT1seactivayelreléseactivatambién por medio de T2.

He hecho numerosas pruebas y he pro-badodiversostiposderelésparaelegirun modelo de calidad para cajas acús-ticas, alimentado con 24 V y el montaje me ha dado una satisfacción total. El potenciómetro P1 permite ajustar el umbraldeactivacióndelreléelegidoenfunción de la resistencia de su bobina. Laeleccióndel2N1711paraT2vienejustificada,tantoporsudisponibilidadcomoporsugananciamáselevadaquela del de un BD139, por ejemplo. No os preocupéis si se calienta, su unión soporta hasta los 175 °C.

La protección se alimenta por la ten-sión de red, por medio de dos regu-ladores simétricos (IC2 e IC4), que tenemos que equipar con pequeños disipadores si la tensión en el secun-dario del transformador es elevada.Teóricamente, dicha tensión estará comprendida entre 12 V y 25 V, pero, teniendo en cuenta las fluctuacionesde la tensión de red, es más prudente limitar dicha tensión a un margen de entre 15 V y 22 V.

Como la potencia pedida al transfor-mador es modesta (unos 3 VA serían suficientes),serecomiendautilizaruntransformador bastante pequeño para permitir el montaje del circuito de pro-tección en la caja protegida.

Hay que señalar que el 555 esta ali-mentado entre el terminal de “cero” central (que es su línea de alimenta-ciónpositiva)ylatensiónde–12V.

El elegir un modelo LED de baja co-rriente para D8 permitirá ahorrar una decena de mA, al menos cuando este LED esté encendido. En este caso, el valordeR10pasade600Ωa4k7,parareducir la corriente a 2 mA ¡en lugar de15mA!

En el momento de hacer las pruebas, debemos considerar que, mientras que la entrada del circuito de protección esté abierta, los dos amplificadoresoperacionales no reciben corriente de polarización.Asípues,paraverificarelfuncionamientoesconvenienteaplicaruna fuente de tensión continua.

(120263)

Me he inspirado en diferentes ideas recogidas en Internet pero creo que, bajo esta forma, este circuito no existe en ninguna parte.


63414

Elektor 7/8-201238

Elektor está por todo el mundo, co-menzando desde Holanda. Lo mismo sucede con las bicicletas, que son in-clusomásviejas.AlolargodelarutaN60 E20 de Åland Islands (echad un vistazo),AndersGustafssonnosescri-bió: «Estoy cansado de las luces de mi bicicleta. Cojo la bicicleta para ir a tra-bajar cada mañana y con las baterías cargadas la luz es aceptable. El proble-ma es que las baterías se descargan bastante rápidamente por lo que me estuve preguntando cómo sería conuna bombilla LED. La bombilla original, una Osram PR2 2,4 V 0,5 A, produce unos 10 lm. Una Cree XP-E D debería producir unos 114 lm con 350 mA. He optado por una corriente ligeramente más baja, de 320 mA, para alimentar el LED desde un conmutador de co-rriente constante, que producirá una corriente constante con una tensión de batería de hasta 1,5 V. Para conseguir la salida que quería, he utilizado una lente Khatod KLCP 20CR con un ángulo de 6 grados».

Aquí hemos utilizado el modo de co-rriente constante y hemos alimentado elconversorcondosbateríasde1,5Vpara obtener una corriente de LED que se mantiene remarcablemente estable alrededor de los 320 mA.

LosvaloresdeR2yR3,enfuncióndela tensión de salida, se han estableci-do para una Vout=4,64V,usandolafórmula:

= −R R V2 31.263

1out

Además de un esquema eléctrico de unsencilloconversor/elevadordeten-sión, basado en el circuito integrado (CI) LT1618 de Linear Technology [1], Anders ha incluido amablemente unas pocas fotografías de su luz de bicicle-ta reprocesada. Con la frecuencia fi-jada, el conmutador de corriente está dimensionado para funcionar con una tensión de entrada comprendida entre 1,6 V y 18 V. Su alta frecuencia de con-mutación, de 1,4 MHz, permite el uso de pequeñas bobinas y condensadores.

Conversión de Luz de Bicicleta de Bombilla a LEDAnders Gustafsson (Finlandia)

LT1618EMSPBF

IC1SHDN

IADJ

GND

ISNISPVIN

VC

SW

FB

10

1

5

39 2

7

8

4

C1

1u

C3

1u

C2

100n

L1

10uH

D1

MBR0520

R10R15

R2

332k

R3

124k

V_IN V_OUT

GND_OUTGND_IN

100879 - 11

BATT LED


63414

39Elektor 7/8-2012

Inventar

la cual es bastante arbitraria, aunque te-nemos que tener en cuenta que hay que establecer algunos valores absolutosmáximos. Seguro que la corriente cons-

tante deseada de unos 320 mA es prio-ritaria cuando queremos alimentar un LED “al máximo”. Con el terminal IADJ (4)delcircuitointegradollevadoamasa,

la tensión nominal de detección de co-rriente es de 50 mV (que aparecen entre los terminales ISP e ISN). En este caso, tenemos una corriente constante de

= =I V A0.050.15

0.33

que es correcta para alimentar el LED Cree y producir un haz de luz muy bri-llante en la oscuridad de Åland Islands y alrededores, incluso si las baterías están algo agotadas.¡Teóricamente! Por ello, los Labora-torios de Elektor han probado el con-versor,hanmedidosusprestacionesyhan creado una tabla con los resulta-dos seleccionados. Como conclusión, el circuito hace un buen trabajo cuando se alimenta con dos pilas secas (fuente

0.0ms 0.1ms 0.2ms 0.3ms 0.4ms 0.5ms 0.6ms 0.7ms 0.8ms 0.9ms 1.0ms0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8(V(out)*I(D2))/(V(in)*-I(V1))

(V(out)*I(D2))/(V(in)*-I(V1)): (500.045µs,839.718m)

VIN = 3.0V

0.0ms 0.1ms 0.2ms 0.3ms 0.4ms 0.5ms 0.6ms 0.7ms 0.8ms 0.9ms 1.0ms-200m

-100m

0m

100m

200m

300m

400m

500m

600m

700m

800m

900m(V(out)*I(D2))/(V(in)*-I(V1))

(V(out)*I(D2))/(V(in)*-I(V1)): (499.895µs,685.036m)

VIN = 1.8V

Prestaciones de Medidas

Fuente [V] Fuente [A] Vout [V] Iout [mA] Eficiencia (%)

1.3 0 1.3 -

||

1.7 0.45 2.89 -

1.8 0.71 2.95 329 75.9

||

2.3 0.62 3.03 323 68.9

||

2.8 0.45 3.03 320 76.9

||

3.2 0.38 3.03 321 80.0


63414

Elektor 7/8-201240

=3,0V)o condospilas recargables(fuente=2,4V).Mientrasmayorseala corriente impresa orgullosamente en las baterías, mayor será la intensidad de brillo de nuestro LED. A continua-ción decidimos colocar la respuesta de arranquedelconversoratravésdela

aplicación de simulación LTSpice, espe-cíficamenteconlatensiónmásbajadeVin(1,8V)yasuvalornominal(3.0V),como a menudo encontramos en estos conversores, no consiguen arrancarcuando las pilas están casi agotadas. El comportamiento de arranque del

oscilador de 1,4 MHz en el LT1618 se puedeverenambasimágenes.Como el espacio es una limitación im-portante en el faro de la “bici”, se ha optado por usar componentes SMD en lugar de componentes de taladro pasante, obviamente. Con ello se haconseguido diseñar una pequeña placa de circuito impreso para este proyecto. Si hacemos pruebas con el circuito en nuestro banco de pruebas, no debe-mosolvidarponerunradiadoralLEDque, seguro, “morirá” sin él. Incluso tampoco sería una mala idea colocar un radiador con forma de U para los componentes con encapsulado TO3.

(100879)

Enlaces en Internet1. http://cds.linear.com/docs/

Datasheet/1618fas.pdf

LISTA DE MATERIALESResistenciasR1=0.15Ω,encapsulado1206R2=332kΩ,encapsulado0805R3=124kΩ,encapsulado0805

CondensadoresC1,C3=1µFX5R,encapsulado0805C2=100nFX5R,encapsulado0805

InductorL1=10µH,7,3x5mm,porejemplo,TT

Electronics HM7610100LFJTR

SemiconductoresD1=MBR050IC1=LT1618EMS(LinearTechnology)

VariosPCB#100879-1enwww.elektorpcbser-vice.com

Placa de Ajuste para Operacionales EZ-SMDCuando se trabaja con proyectos elec-trónicos que contienen uno o más amplificadores operacionales, las re-sistencias y condensadores asociados

a menudo tienen que ser intercambia-dosparapodermodificar,optimizaroajustar el comportamiento del circuito. Hacer esto es bastante sencillo cuando se usan componentes SMD (Disposi-tivos de Montaje Superficial), por lo

que estos pequeños componentes sue-len ser los preferidos en lugar de los “viejos” dispositivos de taladro pas-ante. Las resistencias Mini-MELF son especialmente poco exigentes en este proyecto.

Dietmar Schröder (Alemania)


63414

41Elektor 7/8-2012

Inventar

Para ser capaces de ensamblar rápi-damente un circuito que contiene un amplificadoroperacional,sehadesar-rollado una placa de circuito impreso universal realmente versátil que esideal para componentes SMD con en-capsulado ‘1206’. Ha sido diseñada para aceptar un cuádruple operacion-al SOIC-14, como el omnipresente TL074. Se ha dejado como una placa de una sola cara y bastante pequeña, por lo que puede ser creada fácilmente sobre un trozo de placa de circuito im-preso de cobre sin usar que haya en nuestro banco de trabajo. Podemos descargar gratuitamente de la página webdeElektor[1]unficheropdfconelduseño de las pistas de la placa.El ‘rutado’ de la placa se ha realizado de manera que raramente se necesita un hilo de conexión para completar elcircuitoconelquesevaaasociar.Hay algunos ‘pads’ extra universalespensados para los casos de mayor de-manda.Tambiénhayvariospuentesdesoldadura que pueden ser cortocircui-tados adecuadamente usando algo de estaño, si fuese necesario.Mirando el diseño de la placa, la mitad de la izquierda ha sido copiada y aparece como espejo en el lado derecho, con sólounaspocasmodificaciones,poresoel resultados es casi simétrico, excepto

por el condensador de desacoplo de la fuente de alimentación (marcado como “C”). Este condensador está conectado entre las líneasdepositivoynegativode alimentación (no desde la tensión de alimentación a masa, ya que esto podría inyectar un rizado de alimentación a la línea de masa).

Pon todo a mano para comenzar a tra-bajar, anota los componentes necesari-os en el esquema eléctrico (usando los colores de las ilustraciones impresas aquí), monta los componentes sobre la placa adecuadamente usando los com-ponentes que realmente necesitemos para nuestro diseño. Señalar que el es-quema eléctrico impreso aquí muestra

solo dos operacionales, es decir, la mi-tad del circuito real. El esquema eléc-trico también lo podemos descargar de [1], por lo que podemos imprimirlo y rellenarlosvaloresdeloscomponentestantas veces como deseemos, man-teniendo al día la documentación de nuestro proyecto.

No hay nada delicado en esto ni nada difícil con esta “herramienta de prototipa-do”universal,porloqueosrecomenda-mosquelaprobéisyverifiquéispersonal-mentequefuncionaalasmilmaravillascuando desarrollamos circuitos prácticos.

(110737)

Enlace en Internet [1]www.elektor.es/110737.

No hay nada complicado o difícil en esta ‘herramienta de prototipos’ universal.


63414

Elektor 7/8-201242

Que la electrónica puede ser algo muy divertido esalgo que todos los lectores de Elektor ya saben. Y el circuito presentado aquí lo demuestraunavezmás.Setrata de un pequeño juego electrónico para dos o más jugadores. Se trata de una báscula, en la que los pesos están representados por re-sistencias.Los jugadores ponen re-sistenciasenseriedevalordesconocido en la báscula electrónica, que consiste en doscablescurvos.El“con-trapeso” también lo pone uno de los jugadores, y se tratadeunvalorde resis-tencia desconocido. Tres LEDs de distintos colores indican el estado actual de la báscula. Las balanzas pueden estar poco carga-das (amarillo), en equili-brio (verde) o demasiadocargadas(rojo).Elobjetivodel juego es poner el mayor número de resistencias en la báscula electrónica antes de que se “sobrecargue”, es decir, se ilumine el LED rojo. Si uno de los jugadores con-sigue estar dentro del rango de equilibrio, que es relati-vamente pequeño, obten-drá puntos de bonus.El circuito consiste princi-palmente en un divisor detensión y tres amplificado-res operacionales que se utilizan como comparado-res. Mediante el interruptor

S1seactivalaalimentacióna 9 V y comienza el juego. Elprimerdivisordetensiónestá formado por las resis-tencias R4 y R5. A travésde la resistencia R4 pueden encontrarse ambos cables que actúan de báscula elec-trónica. Sin las resistencias Rx, el juego se inicia con una tensión Ux de 2,88 V. Si durante el juego se colocan más y más resistencias Rx entre ambos cables, estas forman una conexión en paralelo con R4. Cuantas más resistencias haya en la báscula electrónica, menor será la resistencia total en-tre las clemas de R4 y por lo tanto, mayor será la tensión enUx.EldivisordetensiónformadoporR1,R2yR3fijalas tensiones consideradas como límites de los compa-radores y de esta manera también los diferentes es-tados de la báscula. Con los valoresdadosenelcircuito,en U1 tendremos 4,4 V y en U2 4,6 V. Si Ux es menor de 4,4 V, entonces en la salida IC1.B tendremos la tensión de alimentación positiva.Por lo tanto, el LED amarillo indicará que la báscula aún está poco cargada. Si Ux es superior a 4,6 V, en la sa-lida de IC1.A tendremos la tensión de alimentación po-sitiva,conloqueelLEDrojoindicará que la báscula está sobrecargada.SielvalordeUx está entre 4,4 V y 4,6 V, la báscula se encontrará en estado de equilibrio, y

Y me llevo unaStefan Hoffmann (Alemania)

R5

4k7

R4

Rx

Rx

10k

120239 - 12


63414

43Elektor 7/8-2012

Diseñar

la tensiónen laentrada inversoradeIC1.Cserá0V.Eldivisordetensiónfor-madoporR10yR11fijalatensiónenlaentradanoinversoradeIC1.Ca2,81V; ésta se encarga de que en caso de estar la báscula en equilibrio, la salida de IC1.C tenga tensión de alimentación positivayelLEDverdeseilumine.EldivisordetensiónqueconstadeR8yR9divide la tensiónentre las salidasIC1.A y IC1.B a la mitad y la suministra enlaentradainversoradeIC1.C.Comoresultado,elLEDverdesóloseilumina-rá cuando la báscula esté en equilibrio.He aquí una propuesta de reglas de juego por parte del autor: al principio cada jugador recibe 10 resistencias, cuyas rayas de colores han sido pre-viamente cubiertas con un rotuladornegro(verlaimagen).Después,cadajugador pone por turnos una de sus re-sistencias en la báscula electrónica. Si se mantiene el LED amarillo, el jugador recibe 10 puntos, y le toca el turno al siguiente jugador. Si se ilumina el LED rojo, el jugador pierde sus puntos y termina la ronda. Si se enciende el LED verde,aestaresistenciaseleotorganotros 10 puntos y por lo tanto el ju-gador puede doblar su puntuación. En este caso también termina la ronda.

Si un jugador quiere abandonar antes de tiempo, la mitad de su puntuación puede repartirse entre el resto de ju-gadores según sus resistencias, o que sencillamente se quede con la mitad de sus puntos. Si con el siguiente jugador aún permanece encendido el LED ama-rillo, éste recibe 10 puntos de bonus, si seenciendeelLEDverde,doblarásupuntuación. Sin embargo, si se ilumina el LED rojo, perderá todos sus puntos.

Alfinaldecadarondalosjugadoresha-cen recuento de sus puntos. Cada una de éstas debe comenzarla un jugador, jugando idealmente tantas rondas comojugadores.Como“fichas”elau-tor recomienda 50 resistencias de 100 kΩ,5de47kΩ,3de33kΩy3de22kΩ.Cuantomásbajosseanlosvaloresde las resistencias de un juego, más rápido se terminará la ronda.

(120239)

Oscilador LC ajustable por potenciómetroBurkhard Kainka (Alemania)

BT19V

R4

10k

R5

4k7

S1

IC1.A

2

3

1

IC1.B

6

5

7

IC1.C9

108

R1

10k

R3

10k

R2

470R

R8

1k

R9

1k

R11

1k

R10

2k2

R6

330R

D1

R7

330R

D2

Rx Rx

R12

330R

D3

IC1 = LM324

4

11

120239 - 13

Ux

U2

U1

Itot2 Itot

Para ajustar un oscilador LC se nece-sitauncondensadorvariable.Cuandose trata de frecuencias bajas, inferio-res a los 100 kHz, nos gustaría dis-ponerdecondensadoresvariablesdevariosnanofaradios,perolamentable-mente no existe tal cosa. Pero en la

mayoría de los casos, ¡también nos sirveunpotenciómetro!El punto de partida era un oscilador con 2,9 mH (bobina desmontada de una bombilla de ahorro de energía) y 2,7 nF (imagen de arriba). Calculamos una frecuencia de resonancia de 56,9 kHz.El circuito funciona a una tensión de alimentación de 1 V, con lo que obte-

nemos un resonador de buena calidad. Si conectamos otros 10 nF en paralelo con el condensador, la frecuencia de resonancia resultante será de 26,2 kHz. La calidad será algo menor, por lo que habría que aumentar la ganan-cia. Como tensión de alimentación tendríamos que utilizar 2 V o incluso algo más. Podemos alternar entre am-


63414

Elektor 7/8-201244

mos reducir la resistencia del emisor o aumentar la tensión de alimentación.Nuestros experimentos muestran que la frecuencia pueda ajustarse hasta una relación máxima de 1:2. Con una mayordesviaciónentrelosvaloresdelos condensadores, la atenuación en el rango intermedio se hace demasia-do grande, con lo que se interrumpe la resonancia. Según el dimensiona-miento mostrado, hemos medido un rango de ajuste de 34,2 a 55,1 kHz.

(120320)

bas frecuencias si implementamos un conmutador adicional (esquema de circuito del medio).Y ahora viene lamodificación clave:en lugar del conmutador, colocamos un potenciómetro de 1 k (imagen de abajo). De este modo, el oscilador

T1 T2

BC548C

L1

2mH9

C1

2n7

2x

R1

33k

+12V

56,9kHz

120320 - 12

T1 T2

BC548C

L1

2mH9

C1

2n7

C2

10n

2x

R1

33k

+12V

S1

120320 - 13

26,2kHz

T1 T2

BC548C

L1

2mH9

C1

2n7

C2

10n

2x

P1

1k log.

R1

33k

+12V

120320 - 11

34,2kHz...55,1kHz

puede ajustarse de forma continua en todo el rango mediante el potenció-metro.Essimilarasi tuviéramosuncondensadorvariablede10nF.Pare-ce que si utilizamos un potenciómetro lineallavariaciónenlafrecuenciaespor el contrario totalmente no lineal. Mediante un potenciómetro logarítmi-co la respuesta mejora. Otro problema es la gran atenuación. La pérdida de energía debe compensarse con una mayor ganancia, es decir, mediante la corriente del emisor. También pode-

Medidor de radiactividad FETVon Burkhard Kainka (D)

El medidor de radiación más sencillo consiste en un JFET BF245 y un óhme-tro. Los iones generados tras la desin-tegraciónradiactivacargan lapuertadel FET cambiando su resistencia. El FET se alberga en un encapsulado me-tálico,quesirvedeapantalladocontrael ruido electromagnético y los iones que circulan por el aire. Tras una me-didasincargaalguna,pusimosvariosespecimenes a prueba.El principio de medida se ha demos-trado con un trozo de uraninita, un preparado de 241Am de un detector de humo y un manguito incandescente, que seencontrabatodavíaensufundadepapel:

•Medidasincarga 160,2Ω•Uraninita 156,3Ω(–3,9Ω)• Radiación del 241Am 155,9Ω(–4,3Ω)•Manguitoenelenvoltorio 159,0Ω(–1,2Ω)

Los resultados son bastante claros. La puerta se carga positivamenteteniendocercalasmuestras,porloquela resistencia del FET se reduce. Se repitieron las medidas bastantes vecesylosresultadossonfácilmentereproducibles.LaresistenciadelFET tarda aproximadamente medio minuto en estabilizarse.

(120319)

T1

BF245B

M1

Alpha, Beta

120319 - 11


63414

Naamloos-2 1 28-05-12 13:03


63414

Elektor 7/8-201246

LaplataformaArduinoseestáhaciendocadavezmáspopularyaque permite adentrarse en el mundo de los microcontroladores fácilmente. Además, dispone de una amplia gama de hardwareysoftwareespecífico.Enmuchosproyectosresulta necesario

o bastante útil mostrar información en un LCD alfanumérico. En el mundillo de Arduino normalmente se utiliza un shield (tarjeta adicional), que incorpora un LCD. Pero puede ser mucho más fácil, como mostramos aquí.En los LCDs alfanuméricos de matriz de puntos existe una especie de estándar, de modo que la mayoría de tipos son compatibles entre sí en cuanto a alimentación, asignación de pines, interface de control y juego de instrucciones del controlador LCD.SiechamosunvistazoalaasignacióndepinesdeesteLCD,veremos que este módulo en principio puede conectarsedirectamente al socket de una tarjeta Arduino (Uno, Diecimila oDuemilanove).Nohacefaltamontarunshield.El controlador LCD ha de ser compatible con el componente HD44780, y ha de cumplir con el “estándar” mencionado arriba(ver latabla).Es importantequeeldisplaysoporteel modo de control en 4 bits, de modo que al conectarlo directamente sólo utilicemos parte de las entradas de datos del LCD. El display ha de disponer de una alimentación a 5 V. Finalmente, otro requisito es que la separación entre pines del LCD sea de 2,54 mm, de modo que podamos soldar un conector tipo pin-header en una tarjeta perforada común.Suena peor de lo que realmente es: multitud de displays cumplen estas condiciones, incluyendo el LCD estándar de Elektor [1].

Primerosoldamosunconectorde14pinesalLCD(ovariosconectoresmáscortos,vermásabajo).Despuésconectamosel display al conector de Arduino, el pin 1 del LCD al pin de GND de la tarjeta Arduino (normalmente pone “Digital 8-13”) y el pin 14 del LCDs al pin “Digital 2” de Arduino. Los pines “Digital 0” y “Digital 1” así como “AREF” quedan libres (véaseelesquemadelcircuito).Lamentablemente, los dos conectores con pines digitales en las tarjetas Arduino no tienen una separación entre pines

LCD @ ArduinoControlando un display mediante el puerto serieMichael Gaus (Alemania)

Duemilanova DiecimiliaARDUINO

/RES

ET

AREF

GND1

GND2

D11

D10

GND

D13

D12

VIN

3V3

D9 D6 D5 D3 D1 D0A5A4A3A2A1A0

D8 D7 D4 D2

5V

LCD DISPLAY 16 x 2LCD1

NC NCGND

VCC

R/W

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7CONT

RRS

10 11 12 13 14 15 161 2 3 4 5 6

E

7 8 9

P1

10k

120192 - 11

Tabla: asignación de pines de un LCD estándarPin Señal1 GND

2 VCC

3 V0 (contraste)

4 RS

5 RW

6 E

7-14 D0-D7


63414

47Elektor 7/8-2012

Hacer

de 2,54 mm (sino un poco menor). Sin embargo, doblando ligeramente los pines del módulo LCD nos las apañaremos para que ajusten en el conector. El pin 8 del módulo LCD se encuentra por lo tanto entre los dos conectores alargados

del Arduino.No es necesario soldar un conector

de 14 pines al módulo LCD. Basta que los pines 1, 2, 4, 5, 6, así

como del 11 al 14 sean más cortos. En este caso

los pines de Arduino D12, D8, D7 y D6 permanecen

libres y pueden utilizarse como entradas/salidas.

La tensión de alimentación del módulo LCD está en el pin 13 de

Arduino. Ésta ha de marcarse en el firmware con nivel alto. Ya que el

módulo LCD normalmente tiene un consumo inferior a 10 mA, el pin puede gestionarlo sin problemas. Para ajustar la

tensión de contraste del LCD hace falta un potenciómetro. Éste puede soldarse fácilmente “flotante”, en el móduloLCD. La mayoría de módulos LCD necesitan una tensión de contraste de entre 0 y 1 V.Para dar una mayor estabilidad mecánica, podemos sujetar el módulo LCD con separadores de plástico.

Para mostrar el control del LCD con Arduino, el autor ha codificadounprogramadeejemplo(llamadoenelmundillode Arduino “sketch”). Éste puede descargarse gratis en la página web del artículo [1]. En el sketch de Arduino“arduino_lcd.pde” puede configurarse directamente elnúmero de caracteres por línea. Se hace cambiando ambos “defines” LCD_ROWS y LCD_COLUMNS, que por defectotienen 2 líneas con 16 caracteres. Tras hacer un reset, se mostraráeneldisplayelmensajedebienvenida“ArduinoLCD”. Si no es así, podría ser que la tensión de contraste no es la correcta.Unapequeñamejoradelfirmwareesqueeldisplaypuedecontrolarse desde el PC mediante puerto USB de Arduino

(víapuertoCOMvirtualyunprogramaterminalenelPC,o software codificado por nosotros mismos). La tasa detransferencia es de 9600 baudios, pero en la función setup() puedereconfigurarsemediantelallamadaSerial.begin(…)aotrosvalores.

Mediante el puerto serie pueden enviarse instruccionesde control y transmitirse el texto deseado. Los comandos de control siempre comienzan con una barra inclinada “\” (que corresponde al valor hexadecimal 0x5C), seguidosde un determinado número de bytes, que dependen del comando.Parafijarlaposicióndelcursornecesitamosunnúmerototalde cuatro bytes. El comando empieza con la barra inclinada “\”, seguido por el número de la línea en decimal, en un único carácter ASCII (por ejemplo “1” para la línea 1 o “2” para la 2), después igual, la columna también en decimal y con un carácter ASCII (por ejemplo “01” para la columna 1 o “16” parala16).Veamosunejemplo:“\105”fijaelcursorenlafila1,columna5.Paraborrareldisplayseenvía“\c”(c=clear).

Pueden mezclarse comandos y texto de forma compacta. Si porejemploenviamos“\201HelloWorld!”,Aparecerá“HelloWorld!”enlasegundalíneadelLCD.Paramostrarlabarrainvertidaeneldisplay,sencillamenteenviamosdosseguidas:“\\”.Para ponerlo a prueba, podemos utilizar el “Serial Monitor” en el IDE de Arduino.

(120192)


Productos y servicios Elektor• Descargagratuitadelsoftware,120192-11

• LCD compatible (2x16), 120061-71

Todos los productos y descargas disponibles en la página webdeesteartículo: www.elektor.es/120192

Una pequeña mejora del firmware es que el display puede controlarse desde el PC mediante

puerto USB de Arduino


63414

Elektor 7/8-201248

Este práctico circuito se ocupa de esta labor. Transforma toda la mesa del sa-lón en un botón grande; desconecta el sonido de inmediato en el momento que das un pequeño toque en la mesa. Cuando la película continúe puedes volveraconectarelsonidodandootrogolpe en la mesa. El circuito utiliza, para ese fin, unelemento piezoeléctrico montado en el fondo de una caja. Este elemento funciona como sensor de golpes. La caja, colocada encima de la mesa, está construida de tal forma que el sensor se apoya en su parte trasera sobre un tornillo, mientras en la parte frontal de la caja se han colocado dos patas para que el sensor funcione aún mejor. El cuello, construido de un tro-zo de cable de instalación eléctrica, proporciona espacio a un emisor IR queenvíalaseñalmutealtelevisor.Así la señal infrarroja puede llegar fá-cilmenteal televisor, inclusocuandohaya tazas o cosas parecidas sobre la mesa.

Un PICEl diseño del circuito es muy sencillo y consta principalmente de un micro-controlador PIC de 8 terminales. El elemento piezoeléctrico se conecta al terminalGP0yelzenerD2evitaquela entrada reciba tensiones demasiado altas. El terminal GP5 controla un LED IRatravésdeltransistorT1,queen-

do por el mando a distancia original a travésdeunmódulo receptor IR (unTSOP34836) conectado a K3. Este có-digo se guarda en el PIC. K4 es el adap-tador de programación, la distribución de los pines es compatible con el PIC-

víaloscomandosIRaltelevisor.Paraaprender el comando correcto de mute está presente el pulsador S1. Después de mantenerle pulsado unos momen-tos, el LED de control D2 se enciende ypuedesleerelcódigodemuteenvia-

MutisEliminar el ruido de los anuncios de un golpe

Peter de Bruijn (Holanda)

¿Loreconoces?Estásviendounabonitapelículayderepentesellenalacasadelsonidode

losanuncios.Loquemásdeseasesbajardeinmediatoelvolumenopulsarelbotónmute.

¿Pero dónde está ese mando a distancia?

VDD

1

GP5/T1CKI/OSC1/CLKIN2

123

21 3

GP4/T1G/OSC2/CLKOUT3

GP3/MCLR/VPP4

GP2/T0CKI/INT/COUT5

GP1/CIN-/ICSPCLK6

GP0/CIN+/ICSPDAT7

VSS

8

IC1

BC847PIC12F1822-I/SNC2

100n

R3

1M

R210k

R5

470R

R1

10k

R7330R

R4

1k

R6

22R

D1

3V

K2 T1

D3

+3V

S1

K1C1

100n

D2

K3

K4

Vpp/

MCLR VD

DVS

SIC

SPDA

TIC

SPCL

K

+3V

120227 - 11

TSOP

3483

6

TSOP34836

VB


63414

49Elektor 7/8-2012

Hacer

kit-programmer de Microchip, entre otros. Como alimentación del circuito puedeservirunapiladebotónde3Vodos pilas de 1,5 V en un portapilas. No se requiere un interruptor de conexión/desconexión, ya que el circuito consu-me menos de 100 nA en reposo (ultra lowsleepmode).La placa de este matador de anun-cios ha quedado muy pequeña debido, principalmente, a la utilización de SMD. Comentario:laversiónmostradaenlafoto aún no tiene ningún conector de programación, aunque este sí está pre-senteenlaversióndefinitiva.

ConstrucciónLa placa se puede incorporar fácilmen-te, incluso las 2 pilas de 1,5 V, en una caja estándar de 5 x 2,5 x 7 cm. Por supuesto que puede ser aún más pe-queña si se utiliza una pila de botón. Asegúrate de programar el PIC antes de cerrar la caja (el código fuente y hex están disponibles en [1]).Haz un agujero en el fondo de la caja, de modo que se pueda acceder desde el exterior al centro del elemento pie-zoeléctrico cuando éste tumbado sobre el agujero. Pega el elemento piezoeléc-trico en el fondo de la caja con pega-mento caliente o pasta de silicona. A continuación, coloca un tornillo en el agujero de tal manera que toque el elemento.Pegatambiéneltornillo(verdibujo de construcción adjunto, 1 =tornillo,2=elementopiezoeléctrico,3=placaimpresa).Montadospatasenel otro extremo del fondo para mejorar el funcionamiento del sensor.Monta un pequeño brazo de, por ejem-plo, un cable de instalación eléctrica de 2,5 mm2, sobre el cual se coloca el LED IR. De este manera tiene el ‘campo li-bre’ hacia la TV.Con un poco de fantasía puedes adap-tar la caja a algo que quede bonito en lamesa.Elautorconvirtiósuprototipoen un dragón de juguete.

UtilizaciónEmpezamos con el aprendizaje del có-digo correcto de mute. Mantén el pulsa-dor presionado hasta que se encienda el LED de control D2 (>3 segundos). Sitúa el mando a distancia original a unos centímetros del receptor IR y pulsa 2x en el botón mute. Si recibe correctamente el código, se guardará yel circuitovolveráalmodonormal.(Elprogramavuelvealmodonormalsidurante 10 segundos no recibe un có-digo IR o recibe 6x un código erróneo.) La función de aprendizaje funciona con casi todos los mandos a distancia. Después puedes colocar el matador de

anuncios en una mesa de salón o algo similar. Da un golpe en la mesa o en la caja para conectar o desconectar el sonidodelatelevisión.Sepuedeopti-mizar la sensibilidad eligiendo el sitio adecuado de la mesa.El matador de anuncios también es sensible a una colocación enérgica de las tazas sobre la mesa, pero a todo el mundo se le quita en seguida esta cos-tumbre, de modo que la mesa se daña menos rápidamente.

(120277)

Weblinks[1]www.elektor.es/120277

3

12

LISTA DE MATERIALESResistencias:(SMD0805)R1,R2=10kΩR3=1MΩR4=1kΩR5=470ΩR6=22Ω/0,25WR7=330Ω/0,25W

Condensadores:(SMD0805)C1,C2=100nF

Semiconductores:D1=zener3V/375mW(SOD123F)D2=LEDrojodebajoconsumo,3mmD3=IR-LED,5mm(porejemploVishay

TSUS5202)T1=BC847(SOT23)

IC1=PIC12F1822-I/SN(SOIC8)Módulo receptor IR 36 kHz (por ejemplo TSOP34836)

Varios:K1,K2,S1=Conectorde

2vías,paso2,5mmK3=Conectorde3vías,paso2,5mmK4=Conectorde6vías,paso2,5mmZumbador piezoeléctrico (por ejemplo

Kingstate KPEG165)Pulsador para montaje en un panel2 pilas AA o AAA con portapilas, o pila de

botón de 3-VPlaca 120277-1


63414

Elektor 7/8-201250

Una batería de plomo y ácido perdi-da durante años, que pertenecía a unaspiradordemano,sehabíavuel-to completamente resistiva. Supusotodounesfuerzodevolverlaalaacti-vidad.Aparte,generétensionesalter-nativamenteenambossentidos.Unatensión en sentido contrario puede reducir el dieléctrico interno. Empe-zamos con la batería completamente inservible. Ahora vuelve a funcionar,y puede cargarse y descargarse con normalidad.Pero,¿quepasaríasidejamosotravezla batería dentro del aspirador durante mucho tiempo sin darle uso? Está claro quevolveríaaestropearse.Paraevitareso,meservídeunmétodoutilizadoamenudo. La batería se carga continua-mente mediante pulsos de corriente muy cortos, pero bastante potentes. El circuito mostrado cumple este propósi-to: cada dos milisegundos se emite un pulso de aproximadamente 1 A. Esto

A. Quien quiera ase-gurarse de que no es más, puede añadir una resistencia de carga adicional.El LED muestra cada pulso de corrien-te.Deestamaneraservirádeindicadordel estado de la batería. Cuanto menos parpadee el LED, menor será la ten-sión.

(120318)

corresponde a una corriente media de alrededor de 1 mA, que es más o menos del orden de la auto-des-carga propia de la batería. Esto consume muy poca energía, pero la batería se mantiene “fresca”.

El circuito utiliza el generador de Kipp NPNdelaedicióndeveranode2011(www.elektor.es/110195), que su-ministra la corriente de base para el transistor de potencia. Se ha medido una corriente de aproximadamente 1

Refrescador de bateríasBurkhard Kainka (Alemania)

R1

27k

R2

470R

D1

BT112V

T3

BC548T2

2N3055

T1

BC548

C1

220u25V

120318 - 11

En una lámpara solar encontré un con-vertidordetensióndeunsólotransistor,que se encargaba del funcionamiento de un LED mediante una célula de 1,2 V. He rediseñado el circuito con algunas ligerasvariaciones(véaselaimagendearriba). Ahora oscila a una frecuencia

tado desde el colector). El transistor cambia periódicamente entre conduc-ción y corte. En la fase de corte descar-ga la energía almacenada en la bobina de arriba, incrementando la tensión en el colector hasta aproximadamente do-blar la tensión de la batería.En el condensador del circuito resonan-te medimos una tensión sinusoidal de

de unos 500 kHz. A una tensión de ba-tería aproximada de 1,4 V, se consume una corriente de 11 mA, ofreciendo su-ficienteluminosidadenelLED.Aúnasí,el circuito funciona incluso con 0,8 V.Enelosciloscopiopuedenverse3VSSen el LED, como era de esperar. La bo-bina de la izquierda y el condensador forman un resonador en serie (exci-

Convertidor de tensión de un transistorBurkhard Kainka (Alemania)


63414

51Elektor 7/8-2012

Hacer

35VSS(!).Unoscilogramadedosca-nales muestra la relación entre fases. El resonador gira la fase unos 90 gra-dos. Aparte, hay otro cambio de fase adicional debido a la resistencia y ca-pacitancia de la base, también llamada

de efecto Miller (http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Miller)deltransistor.Con el sobrepaso en tensión del cir-cuito resonante podemos diseñar un convertidorbipolarparaalimentaram-plificadoresoperacionales(imagende

abajo). Utilizaremos dos condensado-resydosdiodospararectificar.Elcir-cuito completo genera 9 V a 0,2 mA. Para un operacional de bajo consumo deberíasersuficiente.

(120324)

BT1

1V4

L2

470uH

T2

BC547B

R224k

L1

470uH

C1

150p

D2

1N4148D3

2x

C3

4u7

C2

4u725V25V

120324 - 12

+6V

–3V

R3

47k 9V

200uAT1

BC547B

R124k

L1

470uH

L2

470uH

C1

150p

BT1

1V2...1V5 D1

120324 - 11

Computing power and global interconnectivity are pushing tech innovation into overdrive. Pioneering technologies and creative workarounds affect even the couch potato 24/7. Tech the Future reports on technology strides that shape the future — yours included.

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63414

Elektor 7/8-201252

La construcción de (pequeños) pro-totipos de hilo pasante, está basada muchas veces en placas de prue-bas (Veroboard), un medio rápido y sencillo de ensamblar un circuito or-denado y de bastante buena calidad conwire-wrapoconhilolacado.Hayplacas de prueba de todas clases y medidas y Elektor también dispone desuspropiasvariantes:Lasplacasde prueba diseñadas en su momento por el ‘hermano’ pequeño Elex y que

todavíasepuedenadquirirennuestratienda. Estas placas ya tienen un diseño de pistas bien calculado, de modo que se puede construir un pe-queño circuito con el mínimo número de puentes.

Igualqueen losPCB ‘deverdad’,eléxito depende de la sencillez del dise-ño de la placa de pruebas con una distribución de componentes bien pensada. El programa de PC Loch-Master de Abacom [1] es una herra-mienta de ayuda asequible y sencilla para el diseño con el ordenador de la

Diseño de placas Elex en LochMasterLuc Lemmens (Laboratorio de Elektor)

es una herramienta de ayuda asequible y sencilla para el diseño con el ordenador de

la distribución de componentes y puentes en la placa de prueba.

Cliqueandosobreunapistaenmodotest,puedesverquépistasyconexionesestáninterconectadas.

Lochmaster puede generar también una lista de materiales, incluso un resumende los puentes.


63414

53Elektor 7/8-2012

Hacer

distribución de componentes y puen-tes en la placa de prueba. El progra-ma dispone de unas amplias librerías con componentes estándar que se pueden colocar en un par de clics de ratón, pueden realizar interconexio-nesy,porsupuesto,alfinaltodosepuede mover o cambiar. Antes deempezar el ensamblaje de verdad,

puedes ejecutar un sencillo chequeo de interconexiones, de modo que se puedan detectar y corregir cortocir-cuitos o conexiones abiertas antes de soldar todo en la placa. El resultado finalesunarepresentacióncuasire-alista de la placa, que puede ser im-presayquesirvedeplandetrabajodurante la soldadura.

Lochmaster dispone también de una colección de plantillas para el diseño base de varias placas de prueba. Aella hemos añadido ahora el diseño de pistas de nuestras placas Elex. Estas plantillas están disponibles como des-cargas gratuitas en nuestro sitio Web de Elektor [2]. Puedes añadir estas plantillas guardándolas en la subcarpe-

ta ‘Board Layouts’ dentro de la carpeta de Lochmaster. Cuando empieces un nuevodiseñoenLochmaster(enmenúFile–New)seabreautomáticamenteesta subcarpeta y puedes seleccionar el diseño deseado.

A nivel de posibilidades no puedescompararLochmasterconelsoftware

profesional de diseño de PCB y en mu-chos puntos es susceptible de mejora. Sin embargo es una herramienta de ayuda muy útil, ¡que a nosotros tam-bién nos gusta utilizar en el laboratorio deElektor!

(120301)

Enlaces Web[1]www.abacom-online.de/uk/html/

lochmaster.html


10 20 30 40

0

10

[N] 10 20 30 40

0

10

[N]

10 20 30 40

0

10

[N]

10 20 30 40

0

10

[N]

10 20 30 40

0

10

[N]

10 20 30 40

0

10

[N]


63414

Elektor 7/8-201254

Actualmente pue-descomprarvariostiposdetirasdeLED por un precio asequible. Con esto puedes añadir una decoración lumi-nosa a todo tipo de objetos dentro y fuera de casa. Si optas por una tira de LED RGB, incluso puedes gene-rar todo tipo de colores diferentes o cambiar continuamente el espectro de colores.En este caso, el autor quiso añadir una tirade iluminaciónparticularavariosarmarios de cocina. Para eso optó por una tira de LED RGB resistente al agua con resistencias incorporadas. Este tipo de tira se ofrece en [1] entre otros sitios. La tira se puede comprar de cualquier longitud (hasta 5 ó 10 m) y sepuedepegarconcintaadhesivadedoblecarasobreunasuperficieplana.La tensión de alimentación de los LED asciende a 12 V, en el ejemplar usado por el autor, la potencia consumida as-ciende a 7,2 W por metro.Se pueden comprar varios tipos decontroladores para controlar este tipo de tiras de LED RGB, pero como elec-trónico puedes diseñar tú mismo un controlador como este, de modo que haga exactamente lo que tenías en mente.Es muy sencillo el diseño de un circuito que haga esto: un microcontrolador del

la pro-gramación.El programa en el AT-tiny controla la claridad de los LED R, G y B mediante una regulación

tipo ATtiny2313 flanqueado por unestabilizador de tensión de 5 V y tres transistores de potencia. Los puertos PD0...PD2 del microcontrolador con-trolanestosúltimosatravésderesis-tenciasdebase.EnelesquemavemosademásunconectorISPde6víaspara

Controlador de tira de LEDTodos los colores del arcoíris

Koen Beckers (Nederland)

K3123456

+5V

R1

10k

MISOSCKRST

AVR ISP

R3430R

R4430R

R2430R

T1

BD139

T2

BD139

T3

BD139

K21

2 3 4

78L05ZIC1

C1

100n

K112

C2

100n

C3

10u

ATTiny2313

(MISO)PB6(MOSI)PB5

(AIN1)PB1(AIN0)PB0

PD2(INT0)PD3(INT1)

(SCK)PB7

(OCI)PB3

PD0(RxD)PD1(TxD)

PD6(ICP)

PD4(T0)PD5(T1)

XTAL1 XTAL2

RESETIC2

PB4

PB2

VCC

GND

20

10

1918171615141312

11

5 4

1

236789

120217 - 11

GNDMOSI

VTG

+12V

LED bar


63414

55Elektor 7/8-2012

Hacer

por ancho de pulsos interna. El progra-ma se encarga de que el color de la tira de LED cambie continuamente. Al prin-cipio del código podemos configurarvariascosasanuestrogustoantesdelaprogramación.Asísepuedeconfigu-rarlavelocidadyelnúmerodecam-biosdecolores,ypuedesactivaruna

autoprueba. Si has elegido esto, el circuito encenderá por poco tiempo los tres colores rojo, verdeyazulunodetrásdeotro

y a continuación todo se volveráblanco.Deestamanerasepuedeve-rificarsitodoslosLEDdelatirasiguenfuncionando correctamente.En la práctica, el consumo de la tira de LEDcoincidebastanteconelvalorsu-ministrado por el fabricante. Cada co-lor del LED consume algo más de 200 mA/m.

Con los tipos de transistores indicados en el esquema (BD139, ICmax 1,5 A) se podría controlar, en teoría, una lon-gitudde1,5/0,2=7,5m,enlaprácticaes mejor limitarlo a 5 m.Para mayores intensidades puedes sustituir el BD139 por un TIP122. Este soporta una intensidad de hasta 5 A, de modo que con ello podemos contro-lar una tira de LED de hasta 20 m. Ten en cuenta que en ese caso se necesita una fuente de alimentación que pueda suministrar 12 A con 12 V por lo me-nos.

En caso de optar por un TIP122, no hacefaltahacerningunamodificaciónen la placa. El pinout de este transistor eselinversodeldeBD139.Sepuedemontar el TIP122 con el disipador hacia fuera, de modo que también sea fácil atornillarle a un disipador más potente al lado de la placa. ¡Ojo, las pistas de la placa no están diseñadas como para soportarintensidadesde10Aomás!En la tira de LED que utilizamos no-sotros resultó que las indicaciones R,

G y B impresas no coincidían con los colores controlados. Verifícalo si es ne-cesario durante la conexión de la tira de LED.El código fuente y hex del programa están disponibles en el sitio Web de Elektor [2].

(120217)

Enlacesweb[1]http://www.lnsoundwebshop.

nl/c-645573/spaterwater-bestendige-strips/


LISTA DE MATERIALESResistencias:R1=10kΩR2...R4=430Ω

Condensadores:C1,C3=100nFC2=10µF/16Vradial

Semiconductores:T1...T3=BD139(óTIP122,mon-tadodeformainversaenlaplaca)

IC1=ATtiny2313-20PUIC2=78L05Z

Varios:K1=clemaparaplacaimpresade2vías,paso5mm

K2=conectorde4pines,paso2,5mmK3=conectorde2x3pines,paso2,5mmPlaca#120217-1,ver[2]

12

+12VR

GB

IC 1

C 1

C 2

C 3

IC 2R 1

K3

T1T2

T3

R2

R3

R4

K 2

K1


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Flowcode es uno de los lenguajes de programación gráfi co más avanzados del mundo para microcontroladores (PIC, AVR, ARM y dsPIC/PIC24). La gran ventaja de Flowcode es que permite a aquellos con poca o nula experiencia en programación crear sistemas electróni-cos complejos en minutos.

www.elektor.es/fl owcode

Nuevas características en Flowcode 5Flowcode 5 incorpora nuevas características que facilitan el desarrollo incluyendo:

Más información, productos y descargas gratuitas disponibles en

www.elektor.es/eblocks

Los E-blocks son pequeñas placas de circuito que contienen cada una de ellas bloques de electrónica que se pueden encontrar típicamente en sistemas electróni-cos o embebidos. Hay una gama de más de 40 circuitos independientes; de sencillas placas de LED a placas más complejas como programadores de dispositivos, Bluetooth y TCP/IP. Los E-blocks se pueden agrupar para formar una amplia variedad de sistemas que pueden ser utilizados para la enseñanza/aprendizaje de electrónica y la realización rápida de prototipos de sistemas electró-nicos complejos. Están disponibles diferentes gamas de software complementario, currículo, sensores e informa-ción de aplicaciones.

Formula Flowcode es un vehículo robot de bajo coste que se emplea para enseñar y aprender robótica además de facilitar una plataforma para competir en certámenes de robótica. Entre las especifi caciones del buggy Formula Flowcode están la programación directa con USB, sensores para seguimiento de líneas, sensores de distancia, 8 LED en la placa, sensor de sonido, altavoz y puerto de expansión E-blocks. El buggy es adecuado para una amplia gama de ejercicios de robótica, desde el simple seguimiento de una línea a la resolución completa de un laberinto. La expansión mediante E-blocks permite añadir displays, conexiones con Bluetooth o Zigbee y GPS.

El MIAC (Matrix Industrial Automotive Controller) es una unidad de control de grado industrial que se puede utilizar para controlar una amplia gama de diferentes sistemas electrónicos incluyendo la detección, monitorización y automoción. Internamente el MIAC se basa en un potente dispositivo PICmicro de la serie 18 que se conecta direc-tamente al puerto USB y se puede programar con Flowcode, C o Ensamblador. Con la unidad se suministra Flowcode. MIAC se suministra con interfaz industrial bus CAN estándar que permite conectar en red varios MIAC.

La nueva herramienta Flowkit proporciona la depuración en circuito (In Circuit Debug o ICD) para una serie de aplicaciones Flowcode para proyectos con PIC y AVR:• Arranca, para, pausa o ejecuta paso a paso tus programas Flowcode en tiempo real• Monitoriza el estado de las variables en tu programa• Altera el valor de las variables• Depura en circuito tus proyectos Formula Flowcode, ECIO y MIAC

Los dispositivos ECIO son potentes microcontroladores programables con 28 o 40 pines con formatos DIL estándar (0.6”). Se basan en los microcontroladores PIC serie 18 y en los ARM serie 7. El ECIO es perfecto para su uso doméstico por los estudiantes, inclu-sión en proyectos y montar sistemas embebidos completamente integrados. El ECIO se puede programar con Flowcode, C o Ensamblador y las nuevas rutinas USB en Flowcode permiten un desarrollo ultra rápido de proyectos USB incluyendo HID USB, esclavos USB y bus serie USB (solo PIC). El ECIO se puede incorporar en tus propias placas para dotar a tus proyectos de la capacidad de ser programados mediante USB.

… para electrónica

Flowkit

… para robótica

… para proyectos USB

Desarrollando y aprendiendo con Flowcode 5

… para control industrial

• Nuevas vistas del código C y personalización• Mejoras en la simulación• Búsqueda y reemplazo

,selbairav ed sopit y sacitsíretcarac saveuN •constantes y variables de puerto

• Documentación automática del proyecto sám ecah otceyorp ed rodarolpxe oveun lE •

sencillo crear código-an al arap serodacram ed nóicatnemelpmI •

vegación por el programa

-purretni ed ametsis led oñesider otelpmoc lE •ciones permite a los desarrolladores acceder a más prestaciones del chip

ed serorre ne sonoci rop nóicagevaN •compilación y advertencias

• Desactivación de iconos de funciones• Anotaciones mejoradas• Enlaces mejorados a medios de apoyo

y CAIM nóisnapxe ed soludóm arap etropoS •MIAC bus


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Elektor 7/8-201258

HOBBIES, JUEGOS & MODELISMO

Contador de largospara nadadoresAplicación de ejemplo utilizando síntesis vocal, acelerómetro y magnetómetro

Michel Kuenemann (Francia)

Existen multitud de podómetros y cuentakilómetros, tanto para corredores como para ciclistas; pero los nadadores se ven obligados a llevar la cuenta de largos en la piscina de memoria, y gustarían de un contador para practicar su deporte favorito. El proyecto aquí escrito muestra una solución electrónica que se encarga de esta tediosa cuenta. El resultado es un dispositivo fiable, manejable, ligero, discreto… y asequible. ¡Nos complace poder compartirlo contigo!


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59Elektor 7/8-2012

CONTADOR DE LARGOS PARA NADADORES

Siempre pierdo la cuenta de los largos quellevo,¡porquemepongoapensaren cómo lograr que un microcontro-ladorlohagapormí!Alfinalterminohaciendo demasiados largos, y cuanto más nado, más lo pienso.De modo que el proyecto tomó forma en el agua, y las ideas se iban apeloto-nando en mi cabeza: ya que debía ser sumergible en agua, no quería que tu-vierabotones,displaysni indicadores;tendría que ponerse en stand-by au-tomáticamentetrasfinalizar lasesión,después de un mensaje hablado con el número de largos, y que pudiera escu-charse bien bajo el agua sin necesidad de dispositivos especiales ni auricula-res.Eldispositivo teníaqueser total-mente autónomo, y sin necesitar acción externa para empezar a contar la dis-tancia. La tasa máxima de error debería ser del 5 % y sus dimensiones máximas 100 × 50 × 30 mm. Entonces, “sólo” habíaqueresolvertrescuestiones:

• ¿Qué principio físico, y qué tipo de detector había que utilizar para me-dir la distancia nadada en una pis-cina?

• ¿Cómo emitir mensajes que pudie-ran oírse en el agua, sin necesidad de auriculares sumergibles?

• ¿Qué tecnología debíamos utilizar paralograrundispositivocompacto,de bajo consumo y con componentes baratos y disponibles en el mercado?

Tengo que decir que durante meses no he pensado en otra cosa en mis entre-namientosdenatación,dosvecesalasemana. He aquí las conclusiones de mis “razonamientos acuáticos”.

Detectando los girosCuando un nadador cambia de senti-do en una piscina, su cuerpo realiza uno o más giros coordinados. Parece razonable imaginar que para detectar los giros y sumar largos, todo lo que

hay que hacer es capturar dichas ro-taciones mediante giróscopos de tipo MEMS. Monté un prototipo funcional equipado con giróscopos de tres ejes IDG-500[2].Parasimplificar,elnúme-ro total de largos se enunciaba en códi-goMorsemedianteunpequeñoaltavoz(figura 1).Trasvariaspruebaseneltalleryenlapiscina con todos los estilos de nata-ción, los resultados eran esperanza-dores, pero la tasa de error de aproxi-madamente el 15 % sobrepasaba mi objetivodel5%.Resultabaimposibleoptimizar el algoritmo de cuenta utili-zando únicamente giróscopos: si au-mentaba la sensibilidad, los propios movimientos del nadador resultabanen cuentas falsas. Por el contrario, un algoritmodemasiadoselectivodejabapasargirossinmás.Demodoquetuve

que basar mis cuentas en un elemento común, importante en cualquier tipo de giro en una piscina: el impulso hacia el otro lado de la piscina, justo después de cambiar de sentido. Para un depor-tista, debería ser fácil detectar estos fuertes impulsos sirviéndonos de unacelerómetro.Estomellevóadiseñarun prototipo utilizando un dispositivodeestetipo(véaseelcuadro),elcualdaba mejores resultados. Sin embar-go,misistemaaúnseveíademasiadoafectado por el estilo propio de cada nadador, así que tomé la determina-cióndeseguirinvestigando.Un amigo sugirió utilizar un GPS para posicionar al nadador, pero los GPSs no funcionan dentro de edificios. Noobstante, la idea de utilizar la posición física del nadador, en lugar de sus mo-vimientos, resultaba interesante: de-

Figura 1. En mis primeras pruebas utilicé un sistema basado en un giróscopo MEMSy código Morse. Lamentablemente, la precisión dejaba mucho que desear

(al igual que mis conocimientos de Morse).

Especificaciones técnicas• Pequeñaunidadquepuedellevarsedetrásdelacabezadelnadador,bajolaco-

rrea de las gafas

•Mensajes hablados de la distancia sin necesidad de utilizar auriculares sumergi-blesvocal

• Tasas de error < 5 %

• Alimentado por dos pilas AAA

• Compacto: 96 × 47 × 24 mm

• Sistema abierto a otras muchas aplicaciones


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Elektor 7/8-201260


para atrás es su encapsulado SMD de 2 × 2 mm y diez patillas, imposible de soldar a mano. Por suerte, en Internet [9] puede encontrarse una pequeña tarjetaequipadaconestedispositivoyun conector con una distancia entre pi-nes de 2,54 mm, con el cual es posible construir un modelo de prueba. Para diseñar una brújula electrónica no basta con escalar los datos en bruto ge-nerados por el MAG3110: determinar la dirección requiere algunos cálculos tri-gonométricos, y debemos compensar la desviaciónenelcampomagnéticoparanuestra propia unidad. Y lo que es más, gracias a las notas de aplicación [4] des-cubrí que la dirección obtenida mediante unmagnetómetrotendrágraveserrores

si la posición no es horizontal, lo cual es bastante posible tratándose de un detec-tor hecho para nadadores. Para eliminar este error, la inclinación del magnetóme-trohadecompensarsesirviéndonosdelos datos obtenidos mediante un acele-rómetro [3]. Afortunadamente, el docu-mento también ofrece una solución: un algoritmo que hace justo eso (con códi-gofuente),nospermiteconvertirlostresvaloresdelcampo“enbruto”obtenidoscon el magnetómetro y las tres compo-nentes del campo gravitatorio genera-das mediante el acelerómetro, en tres ángulos llamados elevación, alabeo y dirección (figura 2). El sentido del que hablábamos antes corresponde a la di-rección.Con el acelerómetro integrado en mi se-gundo modelo, e incorporando el código suministrado por Freescale (está tanto bien documentado como he comenta-do), tras unas cuantas horas retocando ydesarrollando,obtuvefinalmenteunabrújula electrónica bastante digna.

Reproducción de sonidoElsegundodesafíoaresolvereralare-producción de los mensajes hablados en el agua. Ya había tenido ocasión de probar satisfactoriamente un algorit-modecompresión/reproducciónvocalllamado de forma bastante poética, Adaptive Differential Pulse Code Mo-dulation (ADPCM), descrito en la nota de aplicación AN643 de Microchip. Esta tecnología fue idealmente diseñada para un microcontrolador de 8 bits y ofrecesuficientecalidaddereproduc-ción para esta aplicación. Otros mu-chos proyectos publicados en Elektor ya se basaban en este principio [7].Las señales de sonido sintetizadas por el micro deben amplificarse y repro-ducirseutilizandounpequeñoaltavoz,pero ¿cómo asegurarnos de que el na-dador podrá escucharlas si sus oídos están bajo el agua? De modo que mon-té otro modelo para probar la repro-

terminemos la dirección del nadador en un momento dado; si ésta cambia después 180°, podemos asumir que ha realizado el giro, y por lo tanto nadado un largo en la piscina. Como queríamos demostrar.

En marcha y sin cambiar de carrilPara determinar el sentido, nada mejor que una brújula electrónica utilizando un magnetómetro, como el MAG3110 [4]deFreescale.Estedispositivobásicoincorpora un puerto I²C y funciona per-fectamente con la tensión sin regular suministrada por dos pilas. El precio es razonable, incluso comprándolo de uno en uno. Lo único que nos puede echar

Prototipo del acelerómetroDurante las pruebas con el giróscopo, desperdicié un montón de tiempo ya que me dedicabaamodificarelsoftwareaciegas,sinsaberexactamentequédetectoressuministrabanvaloresmientrasnadaba.Paraoptimizarelsoftware,necesitabagra-bar los datos durante los entrenamientos, y después analizarlos tranquilamente en el taller. Como no quería cometer el mismo error en la fase de pruebas, decidí tra-bajar metódicamente:

•Construirunprototipoquemepermitieratomardatosdelosdetectoresmientrasnadaba

•DesarrollarunprogramaparamostraryanalizarlosdatosenelPC

•Deducirunaestrategiadecuentaapartirdeéstos

•Desarrollaryprobarposteriormenteelalgoritmodecuentadeformaoff-line,enun PC

•Transferirelalgoritmoalcircuitofinal

•Probarelalgoritmoenlapiscina

Elprototipodelacelerómetroconstabadetresdispositivosactivos:elpropioaceleró-metro, un microcontrolador de 8 bits y una EEPROM I²C. Para el acelerómetro utilicé un MMA7361L de Freescale, ya que su sensibilidad es de ±1.5 g en cada eje, y parecía aptaparalosvaloresqueesperabaobtenerdemispruebas.Encuantoalmicro,unPIC18F2685, un clásico con el cual me siento muy cómodo. Una EEPROM 24C512, con una capacidad de 64 kB, y disponible en encapsulado DIP de 8 pines, se encargaba de grabar los datos suministrados por el detector. Como frecuencia de muestreo opté por50Hz,conelfindereproducirdeformafidedignalosmovimientosdelnadador.

Los datos se descargaban desde el PC mediante un simple puerto serie.

En cuanto a la parte del PC, desarrollé los programas en el entorno LabVIEW 2009 de National Instruments, una herramienta esencial cuando se trata de analizar datos yevaluaralgoritmosdeproceso.

Alfinaltuvequedesarrollarnadamenosquecuatromódulosdesoftwaredistintos:

•Elprogramadeadquisiciónquellevabaelnadador

•ElprogramaenLabVIEWparadescargarlosdatosyguardarlosenunarchivo

•ElprogramaenLabVIEWparaanalizaryprocesarlosdatos

•Elprogramaparallevarlacuentafinal,quevaconelnadador


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61Elektor 7/8-2012


ducción de sonido: el micro elegido es un PIC18F27J13 con 128 kB de memo-riaflash(paralosejemplosdeaudio),capaz de trabajar a una tensión inferior a 3 V. Las pruebas iniciales utilizando unaltavozsumergible,cuyamembra-na estaba en contacto directo con el agua, resultaron decepcionantes, y en cualquiercasoelaltavozerademasia-do grande. Finalmente, conseguimos mejores resultados utilizando un mini-altavozdetansólo20mmdediáme-tro, colocado dentro de la propia car-casa sumergible; lo puse a funcionar aunoscientosdemilivatios,demodoque los mensajes pudieran escucharse bajo el agua. Para ello, elegí un ampli-ficadorintegradodeclaseD,diseñadoporAnalogDevices(SSM2301).

¡Eureka!El diagrama de bloques (figura 3) muestraloscuatrocomponentesactivosalavez:acelerómetro,magnetómetro,amplificadordeaudioymicrocontrola-dor. El PIC18F27J13 recibe la informa-ción suministrada por el acelerómetro directamente en tres entradas analógi-cas,AN1,2,y9.ElpuertoRC0activaodesactivaestedispositivoparaminimi-zar el consumo energético. El magnetó-metroentregalosdatosvíaunbusI²Cprivado,operandoenmodo“bitbang”yutilizando los puertos RC5 y RC6.Las señales de audio moduladas en an-cho de pulso las proporciona el micro enelpinCCP10.Elfiltropasobajopa-sivoeliminalamayorpartedelascom-ponentesa16kHzderivadasdelmues-treo.Elamplificador,capazdegenerarhasta1.5watts,operaconelaltavozdirectamentesinfiltrodesalida.El conector K4 permite la comunicación con el micro mediante el bus I²C. Aun-que aquí no se utiliza, esta “puerta se-creta” permitirá utilizar la tarjeta para otros propósitos en el futuro.El LED de “RUN” y el conector K3 son los aliados perfectos mientras se per-

dirección

alabeo

elevación

MCLR,PGC,PGD

ULWPU

AN1, 2, 9

RC0

RC3,RC4

RC5,RC6

AN4

CCP10RC7

K2

K3

ICSP

microcontrolador

TX2,RX2

RB2aju

ste

CNF

RUN

SS1

altavozminiatura

marcha/paro

110760 - 12

V sen

sore

s

2 pilesR6

Interruptor sensiblea los choques

adquisición analógicade la aceleración

según los ejes X, Y y Z

señal vocalMICDA

medidade tensión

alimentación sensores

adquisición digitaldel campo magnéticosegún los ejes X,Y y Z

RA7

SCL2,SDA2

UART

K1

Vbat

I2 C

I2CS

Vbat

acelerómetrode 3 ejes

magnetómetrode 3 ejes

amplificadorclase Dfiltro paso

banda pasivo

MAG3110

SSM2301RMZ

MMA7361L

PIC18F27J13-I/ML

Figura2.Ilustraciónquedescribelosconceptosdeelevación,alabeoydirección.

Figura3.Diagramadebloquesdelasoluciónllevadaacabo.


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Elektor 7/8-201262


puertos RC3 y RC4 (Vdetectors). Asegú-rese de consultar también el cuadro “Limitando el consumo en el modo stand-by”.Conelfindesupervisarlatensióndelaspilas,sehaconectadoundivisoraVdetectors, que es muy cercana a la de las pilas y cambia según ésta, conecta-daasuvezalaentradaanalógicaAN4.Aldesactivarlosdetectores,elconsu-modelpropiodivisortambiénpasaaser cero. Cuando se mide la tensión, la referencia se toma de la tensión Vddcore, regulada,cuyovalorrondalos2.5V.

interruptor se cierra debido a un (pe-queño) golpe efectuado por el usuario. Una buena forma de implementar un interruptordeon/offyevitarlosproble-mas a la hora de sumergirlo.Todos los dispositivos utilizados ofre-cen la posibilidad de ser apagados en cualquier momento, para reducir su consumo tanto cuando están en fun-cionamiento como en los periodos de stand-by. El microcontrolador y el am-plificador están alimentados directa-mente mediante las pilas (Vbat), mien-trasquelosdetectoresatravésdelos

feccionaelsoftware.K2eselconectorpara enlazarlo con un programador PIC (ICD3, PICkit, etc.), de cara a grabar y depurarsoftware.EljumperCNFnospermiteconfigurarla longitud del largo en la piscina en la que el usuario normalmente practica: 25 m (82 pies) sin el jumper, 50 m (164 pies) con el jumper.El interruptor de impacto K1 está co-nectadoconunaentradadewake-updeultra bajo consumo. Como bien indica el nombre del ULPWU, ésta despierta al micro de su profundo sueño cuando el

K212345

ICSP

R310k

C3

100n

D1

ES1AL

BAT12

K31234

Puerto de depuración

SELF-TEST

MMA7361L

0G-DET

SLEEP

G-SEL

U3ZOUTYOUTXOUT

VSS

VDD10

13

NCNCNC11

NC12

NC147

432

6

5

9

18

MAG3110FCR1CAP-RCAP-A

VDDIO

U2INT1SCL

GND

SDA

VDD

GND

NC

10

7

4

8

5

961

3

2

C7

100n

C6

100n

C4

100n

R2

3k3

R1

3k3

C5

100n

VBAT

VBAT

K4

ICS

12345

I 2C

UART

J1

HP

SS1

VSENSORS

VSENSORS

C12

100n

R6

10M C11

100n

SSM2301RMZ-R2

U5OUT+

GAIN

OUT-

VDD

IN+

GND

IN-

SD

7

6

3

1 52

14

2

8

C15

100n

C19

100n

C18

100n

C17

100n

C14

100n

R10390R

R9390R

R8390R

C8

10u6V3

C9

10u6V3

C10

10u6V3

R4

10M

VSENSORS

R7

10M

C16

100n

VBAT

VBAT

R5

390R

LD1

RUN

TP3TP1

K1

R11390R

TP2

110760 - 11

CNF

3V Supply

(2x AAA)

Acelerómetro

Amplificador de Audio

Magnetómetro

RESETVBATGNDD

PGDPGC

WAKE_UP

G_XG_YG_Z

G_SLEEP

AUDIO_PCM AUDIO_ON

RX2TX2

SDA_S

SCL_S

G_X

RA2/AN2/C1IND/C3IB/VREF-/CVREF

RB2/AN8/C2INC/CTED1/REFO/RP5

RA5/AN4/C1INC/SS1/HLVDIN/RP2

RA1/AN1/C2INA/VBG/CTDIN/RP1 RC2/AN11/C2IND/CTPLS/RP13RA0/AN0/C1INA/ULPWU/RP0

RB0/AN12/C3IND/INT0/RP3RB1/AN10/C3INC/RTCC/RP4

RB7/CCP7/KBI3/PGD/RP10RB3AN9/C3INA/CTED2/RP6RB4/CCP4/KBI0/SCL2/RP7RB5/CCP5/KBI1/SDA2/RP8

RC7/CCP10/RX1/DT1/RP18

RB6/CCP6/KBI2/PGC/RP9

RC6/CCP9/TX1/CK1/RP17

RC0/T1OSO/T1CKI/RP11

RC1/CCP8/T1OSI/RP12

RA3/AN3/C1INB/VREF+

RC3/SCK1/SCL1/RP14

RC4/SDI1/SDA1/RP15

RC5/SDO1/RP16

RA7/OSC1/CLKIRA6/OSC2/CLKO

VDDCORE/VCAP

PIC18F27J13-I/ML

MCLRU1

VSS1 VSS2

VDD

16

1826

17

2524

2728

1920212223

10

11

12

131415

3

76

5

1

8

9

24

SCLSDA

G_SLEEPG_X

C2

10u 6V3

C20

10u6V3

C1

10u6V3 Microcontrolador

Accellerationswitch

Figura4.Igualqueeldiagramadebloques,perocondispositivosreales.


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loscomponentesactivosprincipales,yante todo una carcasa capaz de cum-plir los requisitos, que fuera lo más compacta posible, pero aún así capaz de albergar dos pilas AAA; y sumergi-ble, si es posible; y disponibles de una en una, a un precio razonable.Encontré la carcasa perfecta en la gama Smart Case M de OKW, cum-pliendolasespecificaciones…salvoquefuera resistente al agua. Mi solución

La atenuación de banda no supone un problema, ya que el micro proporciona una señal de gran amplitud (3 Vpp) y su ganancia es de 12 dB.

Vamos a zambullirnos…A pesar de que mis pruebas iniciales confirmaronqueelproyectoeraposi-ble, no me estaba preocupando mucho porsutamañofinal.Loquemefaltabaera elegir el tipo de encapsulado para

Sólo hay un pequeño salto entre el dia-grama de bloques y el circuito (figu-ra 4):unavezmástenemosloscuatrodispositivosactivosqueyahemosdes-crito con cierto detalle.El diodo D1, colocado en anti-paralelo con la entrada de potencia, protegerá nuestro contador de largos si coloca-mos las pilas en sentido opuesto; en este caso, la tensión residual de las pi-las en cortocircuito será del orden de 1Vypor lo tanto inofensivaparaelcircuito. De todas formas nos daremos cuenta de nuestro error, ya que no se escuchará elmensaje de bienvenida.Colocamoslaspilasdenuevoensen-tidocorrecto,ytodovolveráalanor-malidad.Sehabráfijadoenlagrancantidaddecondensadoresdedesacoployfiltrado,C2 incluido. Microchip recomienda un valorpococomún,10µF,yaqueelpinde Vddcore/Vcap está conectado interna-mente con la salida del regulador de 2.5 V que alimenta el núcleo del micro. Según el fabricante, es imprescindible desacoplar este punto mediante un condensador de gran capacidad y baja resistenciainterna(lowESR).Las tres salidas analógicas del aceleró-metro, llamadas G_X, G_Y, y G_Z, es-tán conectadas a C8, C9, y C10. Junto con la impedancia de salida total del dispositivo,de32kΩ,lostresconden-sadoresde10µFformanunfiltropasobajo de primer orden. La frecuencia de corte obtenida es aproximadamente 0.5 Hz, permite muestrear a una baja frecuencia (mínima de 1 Hz, según el teorema de Shannon), sin tener que preocuparnos de las señales fantasma de baja frecuencia debidas al aliasing del espectro.La entrada del amplificador tiene unsencillofiltropasivopasobajodeter-cer orden. El simulador (gratuito) LTs-pice [8] muestra que la atenuación de estefiltroesde2dBa600Hzyde38 dB a 16 kHz (frecuencia de corte).

Albeo, ángulo

Elevación, águlo

110760 - 13

Dirección, ángulo

ϕ

θ

ψ

X

Y

Z

Figura5.Marcadodelosejesdeldispositivo.

Limitando el consumo en el modo stand-byMicrochip garantiza un consumo en modo “deep sleep” de diez o menos nanoampe-rios para su microcontrolador PIC18F27J13. De forma similar, Analog Devices dice cumplirunos20nAenstand-byparasuamplificadorSSM2301.Asíqueestosdosdispositivostendránvirtualmenteceroconsumomientrasestén“durmiendo”.

Los consumos que cita Freescale para el magnetómetro y el acelerómetro en funcio-namientosonde1mAy400µA,mientrasqueenmodo“sleep”sonde2µAy3µArespectivamente.Apesardequesonmuybajos,esteconsumoenstand-byesaproximadamenteunas100vecesmásqueeldelmicrocontroladoryelamplificadorjuntos. Una solución elegante consiste en alimentar los detectores de bajo consumo directamente desde los puertos del microcontrolador. De esta manera, nos asegu-raremosdequefijandoun0enestospuertos,elconsumodelosdetectoresserá0nA en stand-by.


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Elektor 7/8-201264


eldispositivo.Comopuedeverse, losdetectores se han orientado (girado) de modo que sus ejes X estén en línea (o en paralelo) con los X de la unidad, y viceversa. ¡Perfecto! Para el eje Y,aún estamos en línea, pero la sensibi-lidaddelosvectoressehainvertidoenambos detectores. Las direcciones con flechas nosmuestran cómo los valo-resdevueltosporeldetectorcambianen sentido opuesto a lo que se espera en el sistema NED. De modo que para volver al estado anterior, el softwaretendráqueinvertirestosdatos,locualpuede hacerse sencillamente multipli-candopor−1.Yparaterminar,elejeZhadeinvertirseenelacelerómetro,pero no en el magnetómetro.

EncapsulandoNo se recomienda intentar soldar los componentes para este proyecto a mano. Si está interesado en un módulo listo para utilizar, montado y probado,

El trazado de las pistas en la PCB de doble cara no dio ningún problema en particular, aparte del tamaño de los nodosdeloscomponentesactivosyeldiámetrodelasvías,quemeobligóatrabajar con una clase 6.

Los algoritmos de proceso de la señal del detector en este dispositivo ge-neran ángulos respecto a un sistema de coordenadas llamado NED (North, East,Down). Lafigura 5 muestra la aplicación de este sistema de coorde-nadas en nuestro proyecto.

Para que el software puedautilizar lainformación suministrada por el acele-rómetro y el magnetómetro, hemos de asegurarnos que la orientación de estos detectores dentro del dispositivo seaconsecuente con el sistema de coorde-nadas NED de la unidad al completo.La figura 6 muestra los ejes según la sensibilidad de los detectores y según

fuesimpleyefectiva:unpardevueltasdecintaaislante,ynosolvidamosdu-rante meses. La duración de la batería es tal, que en rara ocasión tendremos que abrir la caja.Lamentablemente, muchos de nues-trosdispositivossóloestándisponiblesen diminutos encapsulados imposibles de soldar a mano. Para el micro op-tamos por un encapsulado QFN28 de 6 × 6 mm, para el magnetómetro un DFN10 de 2 × 2 mm, el acelerómetro un LGA14 de 3 × 5 mm, y para el ampli-ficadorunMSOP8de3.25×3.25mm.Los primeros tres no tienen pines, así que nos olvidamos de soldarlos ma-nualmente.Pormotivosprácticos,optépornouti-lizar encapsulados más pequeños que el0805paraloscomponentespasivos.Actualmente es posible encontrar con-densadorescerámicosde10µF/6.3Ven encapsulado 0805 a precios razo-nables.

11

110760 - 14

+X+X

+Y+Z

+X

+Y+Z

+Y+Z

MMA7361L MAG3110

U3 U2

Figura 6. Las reglas de orientación de los ejes han de aplicarse a la PCB y los detectores que ésta incorpora. Un poco desoftwareseencargadelresto.

Figura7.Miprototipo.Elmagnetómetroresultaextremadamentesensibleyseveafectadoporelimánpermanentedelaltavoz.Lohemantenidolomáslejosposible,

si no, la saturación total del magnetómetro no hubiera permitido tomar medidas válidas.Encualquiercaso,elcampomagnéticodelimánL/Squerecibíaeldetectorerademasiado grande, pero el algoritmo de compensación ha permitido anular sus efectos.


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65Elektor 7/8-2012


SoftwareLasfuncionesdesoftwareseresumenen el diagrama de bloques (figura 8); la parte más interesante es la relacio-nada con el cálculo del cambio de di-rección compensado, en el centro del diagrama. La dirección y el ángulo de elevación se utilizan para los algorit-mos de detección del cambio de senti-do y el cálculo de la distancia total. Re-sulta lógico que estas funciones llamen posteriormente al módulo de síntesis vocal,basadoenelfamosomoduladorADPCM, para dar mensajes al nada-dor. El módulo de gestión del “sleep” y“wake-up”averigualaposiciónfísicadel nadador. Si éste no ha hecho nin-gún largo en los últimos 10 minutos, el módulo pone el microcontrolador y sus periféricos en modo “deep sleep”. Sólo tras detectar un golpe o resetear

lizando un tornillo rosca chapa de 2.7 mm;

• Pegamos la parte posterior del al-tavozalacarcasa,cercadelorificiodonde se coloca el tornillo para ce-rrarla, utilizando bien una gota de pegamento térmico o un trocito de cintaadhesivadoblecara;

•ColocamosdospilasAAAnuevasenla unidad, estando al tanto de la po-laridad;

• El narrador, que es Kenneth, debería decir“Welcome!”,ydespuéslalongi-tud de la piscina (25 m o 50 m, según si el jumper está puesto o no);

• Cerramos la caja y apretamos los tornillos;

•Lasellamosdándoledosvueltasdecinta aislante. No debemos olvidarponer un pequeño cuadrado de cinta sobre el tornillo.

háganoslo saber por e-mail en [email protected], Elektor empezará a fabricarlo.

El encapsulado (figura 7) sólo nos lle-varáunosminutos:• Ajustamos bien los cables aislados a

los dos clips de las pilas, situadas en la parte inferior de la unidad;

• Conectamos otros dos clips más en la entrada de alimentación de la tar-jeta, prestando atención a la polari-dad;

• Apretamos los cuatro clips utilizando alicates planos;

•Soldamosdoscablesfinosdeaproxi-madamente 6 cm de largo a la sali-daparaelaltavoz,y lostrenzamosjuntos;

•Lossoldamosalaltavoz;• Ajustamos la PCB en la carcasa uti-

adquisición de componentes X, Y y Z del campo gravitatorio terrestre

acondicionamiento analógico

batería

adquisicióntensión de batería

manejo de la alarmade batería baja

mensajes vocales

magnetómetro

campo magnético terrestre

adquisición de componentes X, Y y Z del campo magnético terrestre

cálculo del campomagnético permanente

cálculo de los ángulos compensados de elevación, alabeo y dirección

acelerómetro

campo gravitatorio terrestre

deteccción de giro

totalización de distancia

generación del mensaje de audio ADPCM

control‘sleep’ y ‘wake-up’

modulador PWM, amp. potencia de audio y altavoz jumper de configuración

cálculo posición nadador

110760 - 15

interruptor sensible a golpes

evento de arranque (golpecito)

software

hardware

Figura8.Diagramadebloquesdelsoftwareysuimplementaciónenelmundoreal.


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Elektor 7/8-201266


toincluyenadamenosque14archivosfuente en C (tabla 2). Como siempre, todoelsoftwarepuededescargarseenlapáginawebdeElektor[1].

Poniéndolo en prácticaAl poner las pilas en la unidad recibire-mosuncordial“Welcome!”.Estaama-ble palabra nos garantiza que las pilas se han colocado bien y la unidad está funcionando correctamente. Posterior-mente, la unidad enunciará la longitud delapiscinasegúneljumperdeconfi-guración (25 o 50 m).Antes de zambullirnos en el agua con nuestronuevojuguete(yBeyoncéenBikini),volvamosaapretarlostornillosde la carcasa y comprobemos que las dos vueltas de cinta aislante son re-sistentes al agua. Ahora, colocamos el contador detrás de la cabeza, con la parte más ancha hacia arriba, sujeta porlacorreadenuestrasgafas,yva-yamos directos a la ducha. Tras algu-nos segundos, la unidad dirá “Pause”; ha detectado que estamos de pie. En pausa no cuenta la distancia. Mientras tanto,eldispositivosehabrácalibra-doasímismodiscretamente.Unavezen el agua, comencemos nuestro pri-mer largo. Tras 5 segundos, sonará un pitido indicando que la cuenta ha co-menzado, y unos segundos después, sonaráun“ping”paraavisardequeseha contado un largo. Al llegar al otro extremodelapiscina,damoslavuel-ta(¡estaversióndelsoftwaretodavíanotieneencuentalacalidaddelgiro!).Otros segundos más y sonará un nue-vo “ping”, yKennethdirá “Two laps”,o sea, dos largos de la piscina. Tras el “ping”paraelcuartolargo,lavozdirá“Four laps”, es decir, cuatro largos, y asíenadelante.Yaqueeldispositivoes capaz de contar hasta 299 largos, o sea, unos 7.5 km en una piscina de 25 m, tendremos que hacer bastantes esfuerzos si queremos rebasar la cuen-ta en una sola sesión.

dispositivosutilizados.Deestamane-ra, sabía que ahorraría un montón de tiempoyesfuerzocuandotuvieraqueincorporar los módulos en el proyecto final. Como ya tenía drivers para losperiféricosbásicos(conversoranalógi-co/digital, bus I²C, puerto serie, me-moria dinámica), así como un núcleo multitareabastante robusto, codificare integrar la aplicación principal resultó sencillo.Ensuestadofinal,elproyec-

la unidad despertará de su letargo. Lasupervisióndelabateríasellevaacabo en otra rutina, y cuando llegue el momentoemitiráun“Lowbattery”.Todos los procesos descritos arriba se gestionan mediante cinco rutinas asín-cronas (tabla 1).En la fase de prueba que condujo a la versiónfinaldelproyecto,meencarguédeescribirdriversquepudieranutili-zarse para las funciones estratégicas y

Tabla 2. Códigos fuente del software

Nombre del módulo Función

COLO.c Archivodeaplicaciónprincipal

COLOutil.c Utilidades de aplicación

COLOspeech_samples.c Ejemplosdesíntesisvocal

YASKpic.c Núcleomultitareacooperativo

CMPAdev.c Brújula compensada

M310dev.c Control del magnetómetro MAG3110

ADPp18.c ControldelamodulaciónADPCM,síntesisvocal

MFSp18.c Controldelsistemadeunúnicoarchivo

MEMp18.c Control de la memoria dinámica

ADCp18.c Controldelconvertidoranalógico/digital

I2Cp18_sw.c Control del I²C en modo “bit bang”

TTYp18.c Control del puerto serie (UART)

IOSp18.c Control de entradas/salidas

SYSp18.c Centralización de interrupciones y timers de sistema

Tabla 1. La aplicación se divide en 6 tareas

Nombre de la tarea Función

acquire_attitude

Lee los datos del acelerómetro y el magnetómetro, los escala y compensa para el campo magnético permanente, calcula losángulosdeelevación,alabeoydirección.Estatareaseejecuta cada 400 ms.

swimmer_position

Si el nadador está de pie más de 10 s, la unidad se pone en pausa. Si el nadador está en posición horizontal durante más de5s,lacuentaseiniciadenuevo.Estatareaseejecutacada 500 ms.

count_turnsSi se detecta un cambio de dirección de más de 60° durante 10 s consecutivos, la variable de cuenta de largos seincrementa. Esta tarea se ejecuta cada 500 ms.

manage_batterySi la tensión de la batería es demasiado baja durante 20 s consecutivos,seemitiráelmensaje“Lowbattery”,queserepite cada 5 min. Esta tarea se ejecuta cada 2,000 ms.

manage_sleepSi el nadador no hace ningún largo en 10 minutos, la unidad se pone en stand-by.

heart_beat Gestiona el parpadeo del LED.


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nible. Es cosa tuya si te gustaría que volviéramosaestetemaenunafu-turaedición.Porfavor,háznossabersi estás interesado en este proyecto ylosdesarrollosquepuedenderivarde él.

(110760-I)

esta pequeña tarjeta con softwareopen source supone un punto de par-tida excelente para una base inercial conseisgradosdemovimiento.K4,conectado en el puerto I²C del mi-crocontrolador, nos garantiza el me-jor interface de comunicación dispo-

Unavezfueradelapiscina,sacudimosy secamos la unidad antes de meter-la en nuestra bolsa de deporte. Tras 10 minutos de inactividad, el conta-dor dirá “Goodbye” y pasará a modo stand-by automáticamente. No tiene sentido quitar las pilas cuando no lo utilicemos. También podemos pararlo inmediatamente dándole un golpecito en el lateral, dirá “Goodbye” antes de ponerse a dormir. Al comienzo de una nuevasesión,ledamosotrogolpeenellateral antes de colocarlo bajo la correa de las gafas. Contestará “Welcome!”paraavisardequesehadespertado.Siescuchamos “Lowbattery” cada cincominutos durante el entrenamiento, he-mos de reemplazar las pilas. Lamenta-blementeeldispositivonomemorizaelnúmerototaldelargosenlossucesivosentrenamientos. Podría hacerlo, sólo es cuestióndesoftware…¡telodejoatí!

Otros posibles usosSi estás más interesado en la robóti-ca o el modelismo que en la natación,

Componentes principales utilizados en el proyectoPIC18F27J13-I, Microchip, MCU, 8 bits,

flashde128KB,3KBdeRAM(QFN28)

MAG3110FCR1, Freescale, magnetómetro

de 3 ejes con bus I2C (DFN10)

MMA7361LCR1, Freescale, acelerómetro

de 3 ejes con salidas analógicas

(LGA14)

SSM2301RMZ-R2,AnalogDevices,

amplificadordeaudiode1,5Wyclase

D (MSOP8)

ASLS-2, Assemtech, interruptor sensible

a la aceleración (2G),

OKW Smart Case M A9066109 +

A9166001 : carcasa recomendada

ADS02008MR-R Projects unlimited : mini

LSP8Ω,Ø20mm

Reconocimientos

Me gustaría dar las gracias a los Señores Antoine Authier, Denis Meyer y Clemens Valens, que siempre estuvieron dispuestos a dar buenas ideas y consejos en el desarrollo de este proyecto, como demuestra la abundante correspondencia intercambiada por e-mail durante algunos meses (unos 400 mensajes). Quiero agradecer también a Kenneth Cox, uno de los traductores freelance de Elektor, que puso su voz amablemente para los ejemplos vocales.

Enlaces[1] www.elektor.es/110760

[2] Giróscopo http://invensense.com/mems/gyro/idg500.html

[3] Acelerómetro http://www.freescale.com/-buscar:MMA7361

[4] Magnetometer http://www.freescale.com/-buscar:MAG3110,

AN4246, AN4247, AN4248, AN4249

[5] LabVIEW http://www.ni.com/labview/f/

[6] SistemadearchivosMPFS www.microchip.com–buscar:AN833(labúsqueda

devolverálanotadeaplicaciónsobrelapilaTCP/IP,de la que MPFS es parte)

[7] ADPCM modulation www.microchip.com–buscar:AN643 http://www.elektor.fr/nouvelles/explorer-16-i-crea-

ting-and-adding-sound-files-to.155918.lynkx http://www.elektor.nl/Uploads/Files/CreateYourOwn-

SoundFiles.pdf

[8] Simulator LTspice http://www.linear.com/designtools/software/

[9] Sparkfun www.sparkfun.com

Top

+Y

+X

+X

+Y, East

110760-1 V1(C) Elektor, 2012

+Z

+Z

SS1

U5

ICSP LD

1C5

U3

R6C11

C8

C2

R11

R5

C1C12

C7

R1R2

C20C4

C18R9

TP1

C9C10

R3

TP2 R7

C19U2

U1

UART

TP3CNF

C16

ICS

R10

K1

HP

C6

D1

R4

C3C17R8

BAT+

C15 C14

Figura 9. Diseño de la PCB del autor,de doble cara.


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Elektor 7/8-201268

UTOPÍA

Ariane, Teseo y el Minotauro, Chartres, El nombre de la rosa… los laberintos (por citar solo éstos) no faltan en nuestro ima-ginario. Por otra parte, para el mayor de los placeres de los ases en calculadoras portátiles, Elektor ya ha propuesto en sus columnas enigmas de laberintos más que ejercicios difí-ciles.Estaveztenemosunavariantebajolaformadeunes-quema electrónico, dejado sencillo a propósito, para ponerlo al alcance de todo el mundo. La casilla sólo contiene compo-nentespasivoscuyocomportamientoencorrientecontinuaes fácil de seguir y anotar.Entrad en el laberinto y salid de él con un regalo de un valor de más de 1000 €.

AprenderdivirtiéndoseDejo la palabra a su inventor, Sadettin Commert: “Comotodo formador o docente, cuando preparo mis cursos o cuan-do estoy en la pizarra, busco permanentemente métodos quefavorecenlaasimilación.Perfilomipedagogíaadaptán-domealniveldelosalumnosentrelosquevaríanelnivelylascapacidades,alavezqueusoanalogíasconfenómenosfísicosconocidosenlavidacotidiana(mecánica,hidráulica,térmica, óptica, acústica…). En electricidad y en electrónica, tales analogías hacen perceptibles las corrientes y las ten-sionesque,deotromodo,seríanimpalpableseinvisiblesanuestra escala. ¿Quépodemoshacerdedivertidoconsolocuatrocompo-nentes (R, L, C y D)? Justo haciéndome esta pregunta me

El Laberinto del Electrónico Perdido

Sadettin Commert (Moisselles)

Entrada 1El camino de la corriente continua: aplicando 20V a una entrada

Entrada 3Entrada 2

Salida

Diodo: VF =0,6V

Zener:V2=36V

Resistencia:R=10Ω

Inductancia:L=10µH

Condensador:C=1µF

Pulsador


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69Elektor 7/8-2012

EL LABERINTO DEL ELECTRÓNICO PERDIDO

ha surgido la idea de este juego. ¡El laberinto gusta a todo el mundo,incitageneralmentealaperseveranciayesraroquealguienabandoneantesdeencontrarlasalida!”

Porotraparte,vosotrostambiénvaisajugaraestoyharéisjugaralresto,electrónicosono.Paradivertirsebastaconconocer someramente el comportamiento en corriente conti-nua de estos componentes. Poneos en la piel de un electrón o de un electrónico perdido en este laberinto electrónico, pro-badelescalofríodeestarextraviados,coronadoporelaliviode cuando alcanzamos la salida.Antes de arrancar hay que acordarse de que el diodo es uncomponentedeunaúnicadirección:ladelaflecha.Noes posible pasar en sentido opuesto, exactamente igual que una calle de dirección prohibida. Con el condensador, que dejaría pasar la corriente alterna en ambos sentidos, aquí equivaleaunbloqueo totalyaqueseestá trabajandoencorriente continua: es decir, no pasa ni en una dirección ni en la otra. La bobina deja pasar la corriente continua en ambos sentidos, lo mismo que la resistencia y el interrup-tor,acondicióndequeestécerrado.¡Ahoraostocajugar!

Encontrad el camino de la corriente si se aplica una tensión continua de 20 V sobre una entrada. ¿En cuál de las tres entradas, 1, 2 ó 3, del laberinto debemos aplicar esta tensión para que la corriente llegue a la salida?Si queréis jugar varios, cadaunopor su lado, pensadenhacervariasfotocopiasdeestapáginaantesdecomenzar.

Un regalo estupendo ofrecido por Matrix MultimediaEnviadnosvuestra respuestaporcorreoelectrónicoexclu-sivamenteantesdel 15deagostode2012a ladirecció[email protected]. El cuerpo del mensaje no será leído. Sólo cuenta la línea del “Asunto”, analizada automáticamen-te, que deberá contener la respuesta correcta en la forma de una cifra (1, 2 ó 3), seguido de un número que será la respuesta a la pregunta siguiente:¿Cuántas respuestas correctas habremos recibido el 15 de agosto de 2012 a la pregunta sobre el laberinto?

Gracias al generoso patrocinio de Matrix Multimedia, el ga-nadordeesteconcursosellevaráelsiguientepremiodoble:

El Laberinto del Electrónico Perdido juego 100% garantizado sin consola, sin pantalla, sin sangre…

¡A jugar! La solución se publicará en el número de octubre, es decir, a mediados de septiembre que es cuando se cierra la maquetación de la misma. (091094)

Estación de trabajo Electrónica Conunvaloraproximadoalos1000 €Consubajovolumenysusestupendasespecificaciones,estepuestode trabajo electrónico autónomo, completo y fácil de transportar, es la herramienta perfecta para la enseñanza de la electrónica y de la creacióndeprototipos.Laestacióncontieneinstrumentosvirtualescon base en el PC e incluye los programas: osciloscopio de dos ca-nales, analizador de espectros, generador de señal, analizador lógico de 8 canales, generador de señal digital y analizador de comunica-ciones serie. La estación de trabajo también contiene un bloque de alimentaciónyuninterfazde8víascompatibleconFlowcode,VisualBasic,C#yLabView.Elrestodecaracterísticasestándescritasaquí:

http://www.matrixmultimedia.com/product.php?Prod=HP886EU&PHPSESSID=

La estación de trabajo ofertada estará acompañada de laplacaavanzadaparaprototiposProtostation Advanced Breadboard, disponible normalmente como opción, con un valoraproximadode150 €La unidad comprende no solamente una gran placa de pruebas de contactos, sino también una gran cantidad de accesorios: conmutadores, potenciómetros, LEDs y sensores, fáciles de conectar a la placa de pruebas. Un generador de funciones proporciona ondas sinusoidales o cuadradas (de 10 Hz a 10 KHz). Dos conectores facilitan la conexión de bloques electrónicos (E-blocks) o de la estación de trabajo electrónica.

http://www.matrixmultimedia.com/product.php?Prod=HP512&PHPSESSID=


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Elektor 7/8-201270

MICROCONTROLADORES

Laprácticallevaalaperfecciónyenesteprimerartículodela serie me centraré en la presentación de todas las partes y elementos que necesitaréis comprender para reproducir sonido de 1 bit desde un terminal digital de tu placa Arduino. Comenzaremos buscando la manera más fácil de crear soni-do por medio de un simple zumbador piezoeléctrico o de un altavoz.Acontinuación,introduciremoslaBibliotecadeTo-nosdeArduino,comounamanerasimplificadadeconseguirlamismafuncionalidad.Yfinalizaremosconlaintroduccióndeunatécnicaavanzadaquenospermitareproducirsonidoscortosalmacenadosenlaformadearchivos.wav.En cuanto a la teoría, haremos una introducción a una técni-caconocidacomoconversiónAnalógico/DigitalDeltaSigmade 1 bit, pero no os asustéis por el nombre, los métodos y tecnologías se presentan junto con ejemplos que podremos reproducir fácilmente con un conjunto mínimo de compo-nentes.

Conseguir nuestros componentesSituobjetivoeslareproduccióndetodoslosejemplosinclui-dos en este artículo, necesitarás tener:•UnaplacaArduinoUno,aunquealgunade lasotraspla-

cas de la línea Arduino que usan ATmega328, ATmega168, ATmega128 o ATmega256 también funcionarán.

•UncableUSBparaconectartuArduinoaunordenador.•Unzumbadorpiezoeléctricoparareproducirtonos.•Obienunmini-altavozoauricularesyunconectorpara

unirlos a la placa Arduino.

•Un ordenador que eje-cute el IDE Arduino y una herra-

mienta llamada SoundData para el IDE (mira los enlaces de descarga en la sección de referencias).

Máquinas de sonidoCuandohablamosdeinstrumentosdemúsicainteractivos,megusta referirme a ellos como Máquinas de Sonido. Estas Máqui-na están formadas por tres bloques: los datos usados para ge-nerar el sonido, el interfaz de usuario, y el motor de sonido real.

Arduino en Marcha (1a)Parte 1a: Bienvenida y generación de audio de 8 bits con Arduino

DavidCuartielles(España)

Figura 1. Arduino UNO conectado a un zumbador piezoeléctrico.


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71Elektor 7/8-2012

ARDUINO EN MARCHA

Losdatosserefierenalmodoenqueelsonidoesusado.Elsonidopodríasergenerado,podríamosreproducirdenuevosonidos de una colección de muestras o simplemente realizar lamodificacióndeunsonidoentiemporeal.Losdatossonelsonido real, los tonos en un piano, o los bytes almacenados dentro de los canales “sampler”.Elinterfazdeusuario(IU)defineelmodoenquelasestruc-turas de sonido serán manipuladas, o los mecanismos para modificarlascaracterísticasdelsonido.Elejemplomásfácileselcontroldevolumenimplementado,normalmente,comounpotenciómetroocodificadorrotativo.ElIUesloqueelusuariomanipula del instrumento que tiene en sus manos (o mente) para cambiar el comportamiento del motor de sonido.Finalmente,elmotordefineelmodoenquelosdatossonmos-trados.Elmotortomalosdatosylosdevuelvecomosonido,según los parámetros de control introducidos por el usuario por mediodelIU.Ennuestrocaso,elmotoreselconvertidorDigital/Analógicoquevamosaimplementaratravésdelprograma.

Desde el parpadeo al zumbidoEl ejemplo “Hello World” (“Hola mundo”) usado para comen-zar a trabajar con Arduino es hacer parpadear el LED del terminal 13. El código es el siguiente:

/* Parpadeo Conseguir que el LED en el PIN 13 se

encienda y se apague http://arduino.cc*/

int ledPin = 13; // define el PIN del LED

void setup() pinMode( ledPin, OUTPUT ); // configura el pin como salida

void loop() digitalWrite( ledPin, HIGH ); // activa el terminal delay( 1000 ); // pausa 1s digitalWrite( ledPin, LOW ); // desactiva el terminal delay( 1000 ); // pausa 1s

Elejemploesautoexplicativo.Conpocoscambiospodemosusar el mismo ejemplo para comenzar a reproducir el sonido de nuestro Arduino. Usaremos un zumbador piezoeléctrico y, mástarde,cambiaremosalusodeunaltavozapropiadoparaaumentar la calidad de la salida de audio.

El zumbador piezoeléctricoEl micrófono de contacto, también conocido como zumbador piezoeléctrico, es un componente electrónico hecho de una combinación de dos discos de materiales diferentes. Uno de ellos es metálico y el otro es, por lo general, de un mate-rial cerámico, teniendo propiedades piezoeléctricas. Cuando aplicamos una tensión al componente, los materiales se re-pelen el uno al otro, produciendo un chasquido audible. Ha-ciendo que la diferencia de tensión sea cero, conseguiremos quelosmaterialesvuelvanasuposiciónoriginal,producien-do,denuevo,otrochasquido.Aplicando una tensión de una frecuencia suficientementealta, el chasquido producido por el material piezoeléctrico se modulará para producir un tono audible.Podemos probar esto uniendo un zumbador piezoeléctrico a Arduinoconectandosuterminalpositivoa,digamos,elter-minal8deArduino;yel terminalnegativoal terminaldemasa(GND)deArduino,verlaFigura 1. Tomemos el código anteriorymodifiquemoslalíneaquedeterminaelterminalen el que conectamos el LED:

int ledPin = 8; // define el pin para el // altavoz o zumbador

Cuando ejecutes este programa oirás el chasquido piezoeléc-tricounavezporsegundoque,asuvez,escuandolatensióncambiaensusterminales.Puedesmodificarelcódigoparacan-biar el retardo entre chasquidos. Mientras más pequeño es el retardo, más chasquidos se mezclarán en el tono modulado. Intenta cambiar en tu programa las dos líneas que afectan al tiempo entre chasquidos para tener:

delay( 1 );

Ahora oirás un sonido con una frecuencia de 500 Hz. También notarás que el sonido es más alto debido a una propiedad de

EsteartículovaasentarlasbasesparalacreacióndeMáquinasdeSonidoInteractivasusando una placa Arduino Uno estándar. Sin embargo, todos los conocimientos aquí descritos, así como el código, pueden ser exportados fácilmente a una Arduino Mega, una Arduino Mini o cualquier otro miembro de la familia Arduino de 8 bits. ¡Súbete al carro de Arduino,estechismevienedirectamentedelcreadordelaplataforma!


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Elektor 7/8-201272

MICROCONTROLADORES

tal de tiempo que dura una oscilación ALTO-BAJO es lo que llamamos el período (segundos). Hay una relación entre el período p y la frecuencia f, tal y como queda expresado en la fórmula siguiente:

= → =fp

pf

1 1

Enotraspalabras,elperíodoeselinversodelafrecuenciayviceversa.Deestamanera,siqueremossaberelretardonecesario para reproducir, digamos, el tono La4 (La natural. de 400Hz), usando Arduino, tenemos que hacer algunos cál-culosmatemáticosotravez,como:

= = = =p s ms µs1440

0.002272 2.272 2272

Si queremos que el programa “Bee” reproduzca La4, necesi-tamosmodificarloparaqueeltiempototalenambasllama-das a la función delayMicroseconds()añada hasta 2.272 microsegundos.

digitalWrite( piezoPin, HIGH );delayMicroseconds( 1136 );digitalWrite( piezoPin, LOW );delayMicroseconds( 1136 );

Tabla1. Tonos, frecuencias y periodos de las notas

Tono Frequencia [Hz] Periodo [µs] Retardo [µs]

C/Do4 261.63 3822 1911

D/Re4 293.66 3405 1703

E/Mi4 329.63 3024 1517

F/Fa4 349.23 2863 1432

G/Sol4 392.00 2551 1276

A/La4 440.00 2272 1136

B/Si4 493.88 2025 1012

C/Do5 523.25 1911 956

Los diferentes tonos dentro de una escala pueden ser “ma-peados” con los retardos de tiempos, de forma que pueden ser reproducidos usando Arduino. La Tabla 1 muestra una octavacompleta.

Librería de tonos de ArduinoHay mucho más para reproducir que sólo un tono. Las partitu-ras musicales se expresan en en notas, que son tonos repro-ducidossoloduranteunaciertacantidaddetiempo.AfindesimplificarlaposibilidaddereproducirmelodíasbásicasusandoArduino, hemos añadido una librería al sistema que gestiona todas las matemáticas explicadas hasta ahora en este artículo, así como las duraciones de las notas. Ahora que comprende-

los componentes piezoeléctricos. Los zumbadores resuenan en el rango de los kilohercios, al menos los que encontramos disponibles comercialmente, ya que han sido diseñados para ser micrófonos de contacto o zumbadores.Si quieres experimentar más en la producción de sonido con esta técnica, te animo a no usar la función delay () de Arduino. La razón de ello es que necesitaremos una resolu-ción de tiempo mejor para producir una selección de tonos más rica. La función delayMicroseconds() es mucho más adecuada para reproducir sonido, ya que es tres ordenes de magnitud más precisa.Añadiendo todos estos cambios al programa Blink original, obtendremos el programa Bee:

/* Bee Hacer oscilar un zumbador

piezoeléctrico en el pin 8 http://arduino.cc*/

int piezoPin = 8; // define dónde se conecta el zumbador

void setup() pinMode( piezoPin, OUTPUT);

void loop() digitalWrite( piezoPin, HIGH ); delayMicroseconds( 1000 ); digitalWrite( piezoPin, LOW ); delayMicroseconds( 1000 );

Reproduciendo tonosSegún la Ley de Fourier, cualquier sonido se puede expresar como suma de una serie señales senoidales con diferentes fases y amplitudes. Podríamos decir que las ondas de seno y de coseno son los componentes fundamentales del sonido.Lamentablemente los microcontroladores, de los que el Ardui-no Uno no es una excepción, no pueden imitar la forma senoi-dal perfectamente. En cualquier caso, sí que podemos produ-cir ondas cuadradas cambiando repetidamente un terminal a ALTO y a BAJO. Los tonos producidos de esta manera tienen la misma frecuencia, pero no son limpios y añaden componentes a la onda senoidal pura. En términos musicales, el instrumen-to que hace ondas cuadradas tiene una característica tonal (timbre) diferente de los que trabajan con señales sinusoida-les, aunque los tonos propiamente dichos sean los mismos.El único problema que encontramos aquí es que el sonido está expresado como frecuencia (hercios o Hz) mientras los microcontroladores trabajan con el tiempo. La cantidad to-


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73Elektor 7/8-2012

ARDUINO EN MARCHA

*/void playNote( int speaker, int theTone, int duration, int bpm ) // mnemotécnico: 120 bpm - - > 1000 // milisegundos para la semi-nota // fuente http://bradthemad.org/guitar/ // tempo_calculator.php long time = ( 1000 * bpm / 120 ) / pow( 2, duration );

// asignamos la nota al altavoz tone( speaker, theTone, time );

Melodías encadenadasEs “algo imponente” reproducir una corta melodía en algún punto durante la ejecución de un programa. Una melodía estáformadapornotasysilencios.Aquívamosavercomoreproducir una melodía almacenada como una serie de nú-meros. Dentro del IDE Arduino hay un ejemplo que trata exactamente esto. Abrimos el programa mediante File → Examples → 2.Digital → toneMelody:

/* Melodía Reproduce una melodía [...]*/ #include "pitches.h"

// notas de la melodía: int melody[] = NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3,

NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4;

// duración de la nota: 4 = cuarto nota, // 8 = octavo nota, etc.: int noteDurations[] = 4, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4 ;

void setup() // repite las notas de la melodía: for( int thisNote = 0; thisNote < 8;

thisNote++ )

// para calcular la duración de la // nota, tarda un segundo // dividido por el tipo de nota. // ejemplo: cuarto nota = 1000/4, // octavo nota = 1000/8, etc. int noteDuration = 1000 /

noteDurations[thisNote]; tone( 8, melody[thisNote],

noteDuration );

// para distinguir las notas establece un tiempo mínimo entre ellas.

moscomoreproduciruntonoaunnivelrelativamentebajo,creoqueesconvenienteintroducirestaabstracciónparahacermás fácil la creación de programas que reproducen sonidos.Esta librería se llama tone y contiene una función que permi-te reproducir un tono. En el fondo esto se hace controlando algunos temporizadores internos del procesador. Un tempo-rizador se encarga del tono en sí mismo, mientras los otros temporizadores monitorizan su duración. Hay dos funciones para reproducir sonido, llamadas igual, pero con una canti-dad diferente de parámetros.

tone( pin, frequency ); // reproduce un tonotone( pin, frequency, duration ); // reproduce una nota, duración en milisegundos

Deberíamos señalar cómo se mide el tiempo. El argumento de la función ‘duration’ reproducirá la nota durante un cierto número de milisegundos (ms). Si queremos tener una fun-ción que cuente el tiempo de una forma parecida a como se hace en una partitura musical, tendremos que decidir la du-ración que tendrán las diferentes notas. El código siguiente asigna duraciones a las diferentes notas, considerando que la nota básica dura 0,5 segundos.

/* definimos las duraciones como números del 1 al 7:

1 – redonda - 1 unidad 2 – blanca - 0.5 unidades 3 – negra - 0.25 unidades 4 - corchea - 0.125 unidades 5 – semi-corchea - 0.0625 unidades 6 – fusa - 0.03125 unidades 7 – semi-fusa - 0.015625 unidades*/void playNote( int speaker, int theTone, int duration ) // garantizamos que la semi-nota // tarda 0,5 segundos long time = 500 / pow( 2, duration-1 ); // asignamos la nota al altavoz tone( speaker, theTone, time );

La función anterior también debería ser escrita de forma que hagausodelavariablemáscomúndel‘beatsperminurte’ogolpes por minuto (bpm). De este modo podríamos hacer que elinstrumentoreproduzcalamúsicaadiferentesvelocidades,dependiendo del tempo deseado para la melodía.

/* definimos las duraciones como números del 1 al 7: [...]


63414

Elektor 7/8-201274

MICROCONTROLADORES

#include "pitches.h"

int melody[]= NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4;int noteDurations[] = 2, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 2 ;int bpm = 120;

void playNote( int speaker, int theTone, int duration, int bpm ) // mnemotécnico: 120 bpm - - > 1000 // milisegundos para media nota // fuente http://bradthemad.org/ // guitar/tempo_calculator.php long time = ( 1000 / bpm * 120 ) / pow( 2, duration );

// asigna la nota al altavoz tone( speaker, theTone, time ); delay( time*1.30 ); // añade 30% para silencio entre notas

void setup() for( int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++ ) playNote( 8, melody[thisNote], noteDurations[thisNote], bpm );

void loop() // La escuchamos una sola vez

Ahora, intentemos incluir un potenciómetro o cualquier otro sensoranálogoparamodificar lavelocidadBPMy,deesamanera,reproducirlamelodíaconvelocidadesdiferentes.Nuestra siguiente entrega comienza con la reproducción de no-tas de 1 bit y culmina en un método de hacer que Arduino repro-duzca un sonido con apenas algo más que una línea de código.Losarchivosdeejemplossepuedendescargaren www.elektor.es/120366 (120366)

// la duración de la nota + 30% // parece funcionar bien: int pauseBetweenNotes = noteDuration

* 1.30; delay( pauseBetweenNotes );

// detiene la reproducción del tono: noTone( 8 );

void loop() // no necesita repetir la melodía.

Te darás cuenta de que la melodía está almacenada en dos matrices (“arrays”): las notas en uno, mientras que las du-raciones de la nota están en el otro diferente. Las duraciones seexpresandeformadiferenteacomolohemosvistoantes.Nuestro ejemplo anterior usaba duraciones expresadas del modo en que se hace en la música.Laprimeraordenenelprogramaincluyeunficherollamadopitches.hquevienecomopartedelcódigo,enunaetiquetadiferentedentrodelejemplo.Lamentablemente,elarchivoesdemasiado grande para imprimirlo aquí. Incluye una serie de constantes que representan las frecuencias para cada tono. De esa manera, la constante NOTE_A4representaelvalornu-mérico 440, o 440 Hz para la nota A4 (La4).

/***************************************** Public Constants * ****************************************/

#define NOTE_B0 31#define NOTE_C1 33#define NOTE_CS1 35[...]#define NOTE_G4 392#define NOTE_GS4 415#define NOTE_A4 440#define NOTE_AS4 466[...]#define NOTE_CS8 4435#define NOTE_D8 4699#define NOTE_DS8 4978

Elejemploanteriorpuedesermodificadoparahacerusodelosritmoporminuto(BPM),loquepermitirácambiarlave-locidad con la que se reproduce la melodía. Sólo tenemos que incluir la función playNote,quehicimospreviamente,ymodificarelmodoqueexpresamoslasduracionesparaquesean expresadas en los mismos términos que en nuestra nuevafunción:

El AutorDavidCuartielles(1974,Zaragoza,España) es actualmente el Jefe del Laboratorio de Prototipos en K3, en laUniversidaddeMalmö,Suecia,yposeeelpuestodeInvestigador(“ResearchFellow“)enelDiseñodeInteracción, en el Medea Research Studio. Coautor de la plataforma para la creación de prototipos Ardui-noen2005.Davidtieneuninteréspermanente en la electrónica embebida y en la educación, y hadadoconferenciasyclasesenvariasinstitucionesalrede-dor del mundo, incluyendo: UCLA, NYU, Instituto de Arte y diseño de Samsung, Instituto de Copenhague para el Diseño de Interacción, Tecnológico de Monterrey y otros.


63414

75Elektor 7/8-2012

web

shop

blog

news

app www

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Ya no se fabrica el OPA660. Está OBSOLETO desde hace algunosaños,perotodavíahayalgúndistribuidorquelotiene en stock (Rochester Electronics). Su sucesor fue el OPA860, pero no es exactamente lo mismo. El buffer incor-poradotieneunmayorGBWyunslewratemásalto,perosehacambiadoelamplificadororiginaldebucleabiertoporunaversióndebuclecerrado.Debidoaestoyanopue-dehacerlafunciónderestadorinversor,cuandoéstaeralafuncionalidadmásinteresantedeunOPA660,vernotade aplicación [1].

Como aclaración al título, quizás un poco raro, de este artí-culo: El OPA660 no está fabricado de diamantes, sino que muchasveceslellamanel‘diamondtransistor’.Elnombreparte del símbolo del esquema utilizado para un ampli-ficadordetransconductanciavariable.El funcionamientodeestetipodeamplificadorseparecealdeuntransistornormal, incluso los terminales se llaman base, colector y emisor. Sin embargo no requiere de un bias externo y si entregas a la base una tensión alterna sin offset, obten-drás también una tensión alterna sin DC. Esto puede ser útil porque ahorra en componentes externos.

Latransconductanciasepuedeadaptarmodificandolaco-rrienteporelterminal1[2].¿Peroparaquésirvehaceresto?Probablementelosaudiófilosconstruiríanconélun

amplificador.Otrosconstruiríanalgoparaelvídeoanaló-gico y las personas digitales se alegrarían de tener unos flancosdeseñaltanempinados.Siempezarasatrabajarconello,tepediríamosqueenviaseslosresultadosaEle-ktor. Tengo mucha curiosidad de saber cuáles serán tus resultados.

[1] 400MHzdifferentialamplifierwithanOPA660:www.ti.com/lit/an/sboa049/sboa049.pdf

[2] OPA660datasheet:www.ti.com/lit/ds/symlink/opa660.pdf

(120389)

Consejos sobre componentesRaymond Vermeulen (Laboratorio de Elektor)

OPA660 – Los diamantes no son para la eternidad, ¿o sí?

Parameter Condition Value

OTA and buffer input impedance

1MΩ||2,1pF

Bufferslewrate 5 V step 3000V/µs

Bufferoutputbandwidth Vo=±1,4V 800 MHz

OPA660

OPA660


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Elektor 7/8-201276

Incluso si no somos un enólo-go prevenido, esta aplicaciónnosserviráparavigilarlacalidad

del aire ambiente. Los excesos son malos para la salud y el confort do-

Higrómetro ATM18proteged vuestros mejores caldos

Grégory Ester (Thonon-les-Bains, Francia)

Laelasticidadyel estadodeconservación

de los tapones de nuestrosmejores vinos

debotellavaríanen funciónde la tasade

humedad del aire ambiente. Para evitar

las sorpresas desagradables necesitamos

vigilar el higrómetro y corregir su valor

que no debe ser ni demasiado elevado

ni demasiado bajo. La humedad relativa

varíaenfuncióndelatemperaturadelaire

ambiente, por lo que será el par

humedad/temperatura el

quetendremosvisibleen

la pantalla de nuestro

higrómetro ATM18.

DIGIPICCO

ATM18 LCD_071035

LED330R

PB2

PC4

SDA

PC5

+5V

GND

PC2

SCL

DATAPB1 CLK

4k7

4k7

Figura 1. Diagrama de cableado


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77Elektor 7/8-2012

Probar

mésticos. La piel y los órganos respi-ratorios son frágiles para un aire de-masiado seco, mientras que una tasa dehumedadexcesivaenelairepuedeengendrar moho, reacciones alérgicas y estimular la proliferación de ácaros. Seríamostontossinosprivamosdelosbeneficiosdelaelectrónica.Para esta aplicación he elegido un sen-sor digital DigiPicco [1], cuyas princi-pales características se muestran en la tabla correspondiente. Se suministra calibrado, lo que facilita su puesta en funcionamiento. Las señales útiles se pueden sacar sobre largos terminales de cobre estañados.Unavezquehemosreunidolos“ingre-dientes” del higrómetro nos bastarán unos minutos para conexionar el mate-rial de acuerdo al diagrama de conexio-nado(verFigura 1): la placa ATM18 [2] yunvisualizadordedoshilos[3],queserán usados aquí para el tratamiento y lavisualizacióndelosdatos,dosmon-tajes publicados en Elektor en 2008.

Preparación y puesta en servicioLa alimentación del módulo DigiPicco y el acceso a la señal de reloj (SCL/Serial CLock) y a la línea de datos (SDA/Serial DAta), necesarios para una comunica-ción síncrona por bus I²C, son facilita-dos por la soldadura de cuatro soportes tipotulipa(verFigura 2). Algunos hi-losenchufadossonasísuficientespara

asegurar la conexión eléctrica del mó-dulo DigiPicco con el ATM18. Gracias a las instrucciones sencillas ofrecidas por el célebre Bascom-AVR, podemos ac-ceder, de forma síncrona con la señal de reloj, a los octetos imágenes de la temperatura y de la tasa de humedad en el aire, generados por nuestro mó-dulo DigiPicco.

¡DigiPicco,MaxiService!El módulo DigiPicco de la casa IST [4] tiene todo lo que necesitamos para que podamos pedirle cualquier cosa, gracias a su comunicación I²C, así como leer confortablemente el valorde la temperatura ambiente y de la tasadehumedadrelativadelairequerespiramos.ElsensordehumedadcapacitivoP14[5] está constituido de un electrodo poroso soldado directamente sobre la placa soporte. En la Figura 3 se dis-tinguequelasuperficiedeintercambio

Figura 2. Soldadura de los contactoscon forma de tulipa.

W10 W9 W8

+5VCara de componentes

Cara inferior

GND

W7 W6

2mm

W1 W2 W3 W4

SCL SDA

W5

Figura3.Superficiedecaptaciónde la humedad en el aire.

Figura 4. Zoom sobre los sensores.

Tabla 1.Caracterísiticas del sensor de humedad - temperatura

temperatura medida de –25 °C a +85 °C

humedadrelativa de 0 a 100 %

comunicación Serie, por bus I²C

precisión< ±3 %RH (de 15 a 85 % RH @ 23 °C)

< ±0,5 °C (de –25 a +85 °C)

sensor de temperatura PT1000

sensor de humedad P14

Consumo de corriente < 3 mA

tensión de alimentación 5 V


63414

Elektor 7/8-201278

La función de transferencia de los sensores es lineal: 0x0...0x7FFF (0...100 % RH), 0x0…0x7FFF (–40….+125 °C)), con lo que la relación de proporcionalidad nos permite deducir los valores finales, en nuestro caso,50,2%dehumedadrelativaparaunatemperatura medida igual a 24,7 °C.La presentación en pantalla se actua-liza cada segundo, con el LED amarillo señalizandolaactividadenelbusI²C.Señalar que son necesarios alrededor de 5 segundos para pasar de un 100% de humedad a un 50% en el caso ac-tual. Lo podemos probar por nosotros mismos soplando, de forma próxima, sobre el sensor P14. De igual forma, se necesitanotros5segundosparavolveralvalorinicial.

110488

Enlaces en internet[1] http://fr.farnell.com/ist/

digipicco-tm-basic-i2c-g/module-capteur-humidite/dp/1778051?Ntt=digipicco

[2] www.elektor.es/atm18


[4] http://www.ist-ag.com/

[5] http://www.ist-usadivision.com/resources/datasheets.php

y el de menor peso correspondiente a la tasa de humedad del aire, a los que siguen los octetos de mayor y menor peso de la temperatura medida.Un pequeño cálculo nos permite mos-trar los dos resultados de humedad relativaparaelprimervalorlegibledela línea 3, seguido del de temperatu-ra. En efecto, para las dos magnitudes captadas los octetos se reciben en el orden de “octeto de mayor peso” se-guido del “octeto de menor peso”. En consecuencia, es necesario desplazar en ocho bits hacia la izquierda el octe-to de mayor peso, multiplicándolo por 256, después de haber enmascarado suMSB(01111111=0x7F)pormediodeuna “AND” lógica.Aestevalor sele suma el octeto de menor peso y el resultado es una palabra binaria codi-ficadacon15bits.Unrápidovistazoalprograma interno nos permitirá asociar las distintas instrucciones a las explica-ciones hechas aquí.

del sensor es grande, lo que le propor-ciona una gran sensibilidad. Seutiliza un sensor PT1000, en ver-sión SMD, para medir la temperatura. Sobre la Figura 4sevenbienlosdossensores que transforman en magnitu-des eléctricas las dos magnitudes físi-cas a medir.

Cuatrooctetosy¡esoestodo!Enfábrica,ladirecciónsepre-configu-ra a $F0 durante la fabricación. Si el módulo está ausente en el bus se mos-trará el mensaje de error de la Figura 5.Esesecasohayquehacerunaveri-ficacióngeneraldelsistema.Debido a que este montaje tiene un objetivoeminentementedidáctico,yole he hecho mostrar ciertos datos reco-gidosocalculados(verFigura 6). En laprimeralínea,ladirecciónvisibleseescanea automáticamente en el arran-que. La segunda línea muestra, res-pectivamente,eloctetodemayorpeso

Figura5.Seimponeunaverificacióngeneral…

Figura 6. ¡Qué agradable cuandotodofunciona!


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Elektor 7/8-201280

Al diseñar circuitos que funcionan con baterías, el consumo energético siem-pre es un factor importante. Este circui-to muestra cómo controlar un display de 7 segmentos de muy bajo consumo mediante un microcontrolador. ¡Y tam-biénahorramosencomponentes!Normalmente, para la representación deundígito,cadasegmentoindividualse conecta a una resistencia en serie y se alimenta. Con un consumo de unos 5 mA por segmento, el número “8” consumirá en total 35 mA. Si quere-mos representar más de un número, utilizaremos un multiplexador junto a las distintas cifras, de modo siempre tengamos una corriente simultánea-mente. No obstante, la corriente máxi-ma de 35 mA por número sigue siendo la misma utilizando este método.El circuito representado aquí utiliza sólo una resistencia en serie por cada cifra de 7 segmentos; el consumo se reduce en unos 5 mA por número mos-trado. Esto se logra mediante una mul-tiplexaciónaniveldesegmentos,im-plementadaporsoftwaremedianteunmicrocontrolador (en nuestro ejemplo, un ATtiny24).Enelsoftware,paramostrarcadaci-fra se representan cadenas de 7 ca-racteres. Cada eslabón de la cadena se corresponde con un segmento a controlar,ypuedetenerlosvalores0(apagado) o 1 (encendido). El número “6”, por ejemplo, se representa me-diante la cadena “0111111”, ya que to-dos los segmentos excepto el primero están encendidos. Posteriormente el software divide esta cadena en cadauno de sus elementos individuales y

quema del circuito). Cuando la entra-daPB2tengaunnivelbajo,pulsandoS1, un contador utiliza un reloj de 1 ms para contar de 1 a 6. Cuando S1 se deja de pulsar, se mostrará la cuen-ta actual en el display de 7 segmen-tos. Ya que el circuito consta tan sólo de unos pocos componentes, puede montarse sobre una tarjeta perforada

enciende o apaga los segmentos co-rrespondientes (véase el código). Enesteproceso,cadasegmentoseactivaaproximadamente cada 2 ms, lo cual garantiza una representación sin par-padeos y una frecuencia de refresco del propio dígito de unos 70 Hz.Como ejemplo de aplicación, el autor hadiseñadoundadodigital(vereles-

Display de 7 segmentos de bajo consumoJörg Trautmann (Alemania)

PB3(RESET)

PA5(MISO)PA6(MOSI)

ATtiny24

PA4(SCK)

IC1

PDIP

PA1PB0

PA2PA3

PA7

PA0PB1PB2

VCC

GND14

12

1110

13

1

29

876

3

45

LD1

dpCC

abcdefg

R1

220R

BT1

3V

C1

100n

S1

START

CR2032

120264 - 11

Productos y servicios de Elektor• Descargagratuitadelsoftware

• Controlador programado 120264-41

• Tarjeta de experimentos ELEX-1

Véasewww.elektor.es/120264


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81Elektor 7/8-2012

Probar

como por ejemplo la tarjeta de expe-rimentos ELEX-1. El controlador está disponible ya programado en Elektor. Una batería CR 2032 alimenta el cir-cuitoa3V,utilizandoC1parasuavi-zar la tensión. Ya que los puertos del ATtiny24 son capaces de suministrar 5 mA, pueden conectarse directamente con las correspondientes entradas del display de 7 segmentos. Ya que siem-prese tienesólounsegmentoactivoalavez,bastaconunaresistenciaenserie R1 para todo el display. Al elegir el display, hemos de asegurarnos que cada segmento sólo incorpore un LED, ya que en caso contrario la tensión de alimentacióna3Vnoserásuficiente.Conelobjetivodeahorrarenergíaenmente, el pulsador S1 tiene una fun-ción adicional: si mantenemos pulsa-do S1 durante más de dos segundos, durante unos instantes parpadeará el signo menos del display, y el micro-controlador pasará a modo de standby. En este caso el consumo es inferior a 1µA.AlpulsarotravezS1elcontro-ladordespertará.Sinosolvidamosdeponer al microcontrolador “a dormir”,

alpasar2minutossinactividaddesdela última tirada de dados, lo hará auto-máticamente. Esta solución nos ahorra

un interruptor adicional para cortar la alimentación.

(120264)

Código

Sub Show_number(byval Number As Byte)

For J = 1 To 7 'Representar segmentos multiplexados Digit = Mid(a(number), J, 1) 'Se obtiene el segmento a representar Port_value = Val(digit) 'Estado actual de los segmentos(0 o 1) Select Case J Case 1 Porta.0 = Port_value Case 2 Porta.1 = Port_value Case 3 Porta.2 = Port_value Case 4 Porta.3 = Port_value Case 5 Porta.4 = Port_value Case 6 Porta.5 = Port_value Case 7 Porta.6 = Port_value End Select Waitms 2 'Cada segmento se muestra dos milisegundos Porta = &B00000000 'Se resetean los segmentos Next J

End Sub

Abrir rápidamente una alimentación en casodesobrecargaimplicaunavigilan-cia de la intensidad de la corriente a travésdedichacarga.Generalmente,esto se hace, bien midiendo la dife-rencia de potencial en los extremos de un puente conductor (“shunt”), o bien utilizando un sensor de intensidad de efecto Hall. Esta segunda solución es seductora, pero el coste total de los sensoresesaúnbastanteelevadoysugestión no es tan sencilla. Por su parte, la primera solución presenta el incon-

conectadoalavezenserieenlalíneade alimentación a vigilar. Esta caídadetensiónesfunción,a lavez,delacorriente que circula hacia la carga (y que,porlotanto,atraviesaaT2)ydela resistencia drenador-fuente. T2 con-duce mientras que su tensión de puer-ta se mantenga a 0 (por R6).ElumbraldedisparodeIC1vienefi-jado por el potenciómetro P1 (y R5). En caso de sobrepasar este umbral, la salidadeIC1pasaanivelalto,loquebloquea a T2 por medio de R3. Simul-táneamente, T1 conduce y el LED D1 se enciende para indicar un fallo. El

venientedelacaídadetensiónenlosextremos del “shunt”.Partiendo de este hecho, he ideado la posibilidad de combinar los dos méto-dos, utilizando un transistor MOSFET de canal P, tanto como elemento de corte como de “shunt”. Para ello, me he aprovechado de un (pequeño) in-convenientede los transistoresMOS-FETqueheconvertidoenventaja:suresistencia drenador-fuente.El amplificador operacional IC1 estámontadocomocomparadorparavigi-lar la diferencia de potencial entre el drenador y la fuente del MOSFET T2,

Disyuntor con MOSFETGeorges Treels (Forest-sur-Marque, Francia)


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Elektor 7/8-201282

disyuntor ha saltado, con lo que la se-guridad esta asegurada.Unavezcorregidaslascausasdelaso-brecarga,bastaconvolveracolocaraT2 en modo conductor, cosa que hace-mos forzando su tensión de puerta 0 al pulsar doblemente sobre S1. La fun-ción de R3 es la de proteger la salida deIC1contraunaintensidadexcesivadurante el cierre de S1.Para poder mantener este disyuntor en funcionamiento, tan sólo nos queda de-terminar algunos parámetros del mismo:•EleccióndelMOSFET.•Intensidadmáxima.•TensióndeservicioEn función de los cuales sólo nos queda calcularelvalorparaR5yP1.Llamemos Uref a la tensión en la entra-danoinversoradeIC1,Uealatensiónde entrada del disyuntor, I a la corrien-tedrenador-fuentey,finalmente,Rdsa la resistencia interna del MOSFET.Podemos escribir Uref=Ue*P1/(R5+P1).La tensión en el terminal 2 de iC1 es, Ue–(I*Rds).Asípues,P1=Ue–(I*Rds)*R5/Ue–(Ue–I*Rds).Ejemplo:Ue : 9 VRdsdelMOSFET:0,14ΩI : 1 AR5:100ΩTendremos:P1=6328,57Ω,esdecir,6,2kΩcomovalornormalizado.Si estos pequeños cálculos os pueden inquietar, tranquilizaos y utilizad los datos de la tabla que se adjunta. En función del MOSFET (de canal P) uti-lizado, este sistema se muestra como de una gran flexibilidad. Combinandohábilmente Rds, y la corriente drenador-fuente Imax,seríaposiblevigilarcorrien-tes de 1 a 100 A e incluso mayores.Como suele suceder, todo tiene su cruz: este circuito tampoco es perfecto. Para la detección de sobre-intensidades bajas tendremos que elegir un MOSFET cuya

47

63

2

51

IC1

LM741AH/883

R3

100R

R6

10k

R247k

R44k

7

R1

1k

R5

100R

T2

IRF9520

K2 K1T1

BC547

D1

35V

C1

22u

P1

10k

S1

110566 - 11

IRF9520

I U Uref Rds Uds R5 P1: valor teórico

P1: valor normalizado

10 5 3,2 0,18 1,8 220 391 390

10 12 10,2 0,18 1,8 220 1247 1200

10 24 22,2 0,18 1,8 220 2713 2700

5 5 4,1 0,18 0,9 220 1002 1000

5 12 11,1 0,18 0,9 220 2713 2700

5 24 23,1 0,18 0,9 220 5647 5600

1 5 4,82 0,18 0,18 220 5891 6200

1 12 11,82 0,18 0,18 220 14447 15000

1 24 23,82 0,18 0,18 220 29113 33000

0,1 5 4,982 0,18 0,018 100 27678 27000

0,1 12 11,982 0,18 0,018 100 66567 66000

0,1 24 23,982 0,18 0,018 100 133233 120000+12000


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83Elektor 7/8-2012

Probar

resistencia drenador-fuente sea bastan-teelevada.Porotrolado,elumbraldedisparo debe ser recalculado si la tensión de entrada cambia. Por ejemplo, la tabla dalosvaloresútilesparaundisyuntorde5 a 24 V y de 0,1 a 10 A, basado en el popular y económico MOSFET, IRF640.

De forma general, para poder repro-ducir un circuito de este tipo, tenemos que tener en cuenta la tolerancia de los componentes, principalmente la de la resistencia Rds del MOSFET, la cual no es insensible a la temperatura de este componente.

Amimododever,lasventajasdeestecircuito son las que tienen mayor peso, ya que el disyuntor electrónico perma-nece compacto, funciona sin problemas y sin puesta a punto. Además, P1 per-mite cubrir un gran rango de corrientes.

(110566)

Inversor de tensión con 555

OUT3

THR6

DIS7

TR2

R4

CV5

8

1

IC1

NE555

C3

1n

R1

33k

+9V

25V

C1

10u

25V

C4

10u

D2

1N4148

D1

1N4148D3

1N4148D4

1N4148

25V

C2

220u25V

C5

220u

25V

C6

220u

T1

BC557

R2

1k2

T2

BC547

R315k

P1

10k

K2K1

C7

100n

120141 - 11

9V

Peter Krueger (Alemania) cioyfrecuenciavariables).Aquíuncondensador(C3enelesquema del circuito) se carga y descarga de forma cíclica; la tensión en los pines 2 (TR) y 6 (THR) del NE555 cae en ambos entre en 1/3 y 2/3 de VCC.La salida del NE555 (IC1) en este circuito está conectada a dosinversoresdetensión.ElprimerinversorenC1,C2,D1yD2convierte laseñalcuadradaenunatensióncontinuanegativaenelpinsuperiordeK2.ElsegundoinversorenC4,C5, D3 y D4 se alimenta de la señal de salida de IC1, toman-doenD3latensiónnegativadelprimerinversorcomopoten-cial de referencia. Por ello, en el pin de abajo de la clema de

Enalgunoscircuitosesnecesariovariarelniveldetensiónin-terna. Este circuito muestra cómo realizar una duplicación de tensiónnegativamedianteuntimerintegradoNE555yalgu-nos componentes externos. La tensión de entrada a duplicar seencuentraenlaclemaK1.Paraduplicarnegativamenteesta tensión en la clema de salida K2, el timer integrado realizaunaconversióndetensiónnegativaendosetapas.ElNE555trabajacomomultivibradorbiestable,ygeneraunaseñaldeondacuadradaensusalida(confactoresdeservi-


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Elektor 7/8-201284

salidaK2tendremoseldobledetensióncontinuanegativa,respecto del pin de arriba.Ahora entra en juego la realimentación; gracias a ésta po-demosreducirelvalor(eldoble,negativo)delatensióndesalidaaunvalormenor.ElNE555integraunaentradadecontrol de tensión (CV, pin 5). Normalmente la tensión inter-na de este pin es de 2/3 la de alimentación; como referencia detensiónparaelcomparadorinternoesmásquesuficiente.Siahoranosllevamosestatensióndereferenciaauncircuitoexterno, con el pin CV a VCC, estaremos ampliando el tiempo que tardael condensadorC3delmultivibradorastableencargarse o descargarse. Como resultado, se reduce la fre-cuencia de la onda cuadrada y también se recorta el factor deservicio.LaverdaderafuentedetensióndereferenciaCVenestecir-cuito es la unión base-emisor del transistor PNP T1. Cuando la tensión de la base de T1 alcanza -500 mV respecto del emisor, T1 empieza a conducir y cambia la tensión en CV a VCC.En el lazo de realimentación, el transistor NPN T2 tiene fun-cióndeconversordenivel,T2estáconectadocomobasecomún. La tensión umbral se ajusta mediante dos resisten-ciasenrealimentaciónnegativa,R3yP1(potenciómetro).Apartirdeunatensióndeemisornegativadeaproximada-mente –500 mV respecto de la base, T2 entra en conducción. El colector ahora funciona como sumidero de corriente nega-tiva.MedianteP1podemosajustarlasensibilidaddellazoderealimentación y por lo tanto la tensión de salida deseada.Mediante T1 como referencia de tensión no sólo se controlan cargasvariablesalasalidaenK2,sinotambiénfluctuacio-nes en la tensión de entrada VCC. Si separamos la carga de salida en K2, entonces se mantendrá la tensión de salida ajustada, reduciéndose la frecuencia a unos 150 Hz.

Una característica especial de este circuito con el NE555 es la unión del pin de descarga (pin 7) con la salida (pin 3). Para comprender este truco, hemos de considerar el interior del integrado. Ambos pines están conectados internamente como salida, cada uno con su propio transistor. La correspon-diente base de los transistores de salida se conecta con el emisor de otro transistor adicional (mediante resistencias de base separadas). Los colectores de los transistores de salida estánaisladosgalvánicamenteentresí[1].Mediante un cableado externo conectamos ambos colecto-res. De esta manera ambos transistores podrán trabajar en paralelo, así como conducir el doble de corriente (respecto de GND).

Los dos oscilogramas muestran una medida de las tensiones de salida bajo distintas condiciones. La imagen de la izquier-da representa el comportamiento del circuito con una tensión deentradade+9Vyunacargaresistivade470Ωenelpininferior de la clema K2. La otra medida corresponde con la respuesta de salida con una en la entrada de +10 V y una cargade1kΩenelpininferiordeK2.Elfactordeservicioy la frecuencia de la señal cuadrada a la salida de IC1 están determinados automáticamente por el lazo de realimentaci-ón T1 y T2.Debido a la caída de tensión de la etapa Darlington interna del integrado (máxima de 2,5 V) y los cuatro diodos (700 mV pordiodo),atopedecarga(470Ωentrelasalidaymasa)elcircuito alcanza un rendimiento aproximado del 50 % y con la mínima carga (1 k) alrededor del 65 %.

(120141)

[1]http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_555


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85Elektor 7/8-2012

HACKEA LA PISTAExtraño diseño de PCB

Notodoloquevesesundiseñoelectrónico,peroalgunasvecesseacercaaello.TomaelfamosoplanodelMetrodeLondres – ¿puedes sol-tar unos cuantos com-ponentes en puntos elegidos y hacer un pe-queñoamplificador?¿Oun oscilador ‘Bakerloo’?

Dedicas horas a diseñar lo último en PCBs y terminan enunacajafueradelavistadetusamigosyconocidos.

Muestra tu diseño pintándolo e imprimiéndolo con formato de poster o de papel pintado. ¿Qué te

parece este ARBOL PCB?


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Elektor 7/8-201286

Llegaesemomentoenelquerecibimosunflamanteintegra-donuevo,ynopodemosesperaraprobartodassusfuncio-nes. Ya no resulta sorprendente que el chip pueda controlar-se mediante puertos como el I²C o SPI.Unapequeñaherramienta de softwarebasada enunmicrocontroladorseríamuyútilparallevara cabo estas prácticas, que contara con puertos, entradas y salidas digitales y a ser posible un generador de se-ñal PWM. Lo mejor sería que pudiéramos controlarla con un protocolo simple y el puerto serie. De esta manera podemos utilizar el PC como centraldecontrolysuflexibilidadesindiscuti-ble. Los puristas pueden introducir sus coman-dos en un programa terminal; y si optamos por lavíacómoda,siempre tendremosunentornodeusuariográfico.Yyaqueenprincipiopodemosconcatenarestasins-truccionesdecontrol,losiguienteseráservirnosdemacrospara automatizar tareas.

Muchos de los puertos necesarios para los experimentos ya están integrados en los chips de los microprocesadores modernos (como ocurre por ejemplo con los controladores AVR). Si utilizamos las prácticas tarjetas de procesador, en los propios pines de los conectores ya disponemos de hard-wareperfectamentefuncionalparallevaracabopropósitosde medición, control y test. Para su sistema, el autor ha op-tado por el sistema “AVIOM” (AVR Versatile IO Module), una Nano-BoarddeArduino(verfoto).Estatarjetaconsisteprin-cipalmente en un ATmega328P, así como un puerto USB para la comunicación con el PC. En nuestro laboratorio ya hemos probado satisfactoriamente la tarjeta Uno de Arduino. De formaalternativa,podemosconstruirunmódulocompatiblesencillo con un ATmega328P y unos cuantos componentes adicionales más. Si utilizamos el práctico cable USB/RS232-TTL, no tendremos ni que incorporar el correspondiente chip conversorenlatarjeta.ElhechodequepodamoshacerlonosotrosmismosresideenquetantoelhardwarecomoelsoftwaredeArduinosoncompletamente‘opensource’.En

lapáginawebdeArduino[1]disponemos de referencias de dise-

ñoparaelhardware,elentornodeprogra-maciónymultituddeejemplosdesoftwareparadescargar.Podemosverenlaimagenquépindelatarjetaseencargade cada función.

En el desarrollo de este proyecto el autor ha podido centrarse enelsoftware.Perológicamentehabíaqueseguiruncami-no:elfirmwaredeArduinohadeintegrarlascorrespondien-tes funciones para las funciones de Timer/Counter/PWM, los puertos I²C, SPI y UART, así como para los cuatro canales analógicos y los ocho puertos digitales.Todo puede hacerse desde el PC de dos maneras distintas:

•Porelterminal:sirviéndonosdeunsimpleprogramater-minal y breves comandos pueden controlarse todas lasfunciones.Puedendefinirsesecuenciasdeinstruccionesamodo de macros, guardarlas y ejecutarlas repetidamente.

•Porelprograma:elhardwaresecontrolamedianteunpro-gramaconentornográficogeneradoenVisualC#2010,que ha sido personalizado por el autor para este proyecto. ¡El entorno permite incluso generar y ejecutar scripts en Pythonparaautomatizartareas!

Multi-herramienta AVRMedir, controlar, probarDr. Andreas Eppinger (Alemania)


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87Elektor 7/8-2012

Probar

Demospasoalosiguiente.Paradividirlagrancantidaddefunciones, AVIOM dispone de distintos modos de funciona-miento como “Analog”, “Digital” y “Wait”. Para seleccionar un modo, o sea, para cambiar entre las distintas posibilidades de funcionamiento, se utiliza un “.” seguido de la correspon-dienteabreviatura:

.a Analog

.d Digital

.c Configuration

.e EEPROM access

.i I²C

.l System LED

.m Macros

.r SRAM access

.t Timer/Counter

.u UART

.w Wait

En cada modo están los tres comandos básicos, ayuda (?), estado (#) y línea de comandos (%). “?” lista el sistema de ayuda integrado para los comandos disponibles. “#”

solicita la información del estado actual. “%” da inicio a la líneadecomandos;estosignificaquesóloseejecutanloscomandosqueseencuentrenalfinaldedichalínea(trasun CRLF).

En los comandos se distingue entre mayúsculas o minúscu-las, también puede haber letras, números o combinaciones de ambas. Creemos que una lista completa de comandos está fuera del alcance del artículo, por ello, en lugar de eso puede descargarse de la página de Elektor de este artículo [2]. Aquí mostramos los comandos de los modos “analog”, “LED”y“wait”:

Analog (.a): “1” Mostrarelvalordelcanal1delADC“s” Se lee la entrada de la letra “s” en los cuatro canales delADCyserepresentasuvalor.

LED (.l):“h” Encender el LED de sistema“l” Apagar el LED de sistema“s” Leer el estado del LED

Pin VIN

LED pin 13 (L)

Botón ResetConexiónICSP

Mini USB-B HembraMicrocontrolador

LEDs RX y TX

Pin MasaPin ResetPin 5 V

I2C - SCL

Pinesdigitales

Pinesde

EntradaAnalógica

Pin TXPin RX

Pin ResetPin Masa

Referencia Analógica3,3V Salida 3,3 VPin 13 Digital

100576 - 11

I2C - SDAAnalog 3

I2C

Analog

Digital

PC

T1(Counter)

UART

PWM

SPI SPI

Analog 2Analog 1Analog 0

Digital 4Digital 5

Digital 2Digital 3

Digital 6Digital 7Digital 8Digital 9

MOSIMISO SCK


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Elektor 7/8-201288

En la sección “Timer Counter PWM” se elige el modo me-diante el selector: “Count_R” significa contar disparan-doporflancopositivo,“Count_F”contardisparandoporflanconegativo.Sihacemosclicken“TCN”obtendremoselvaloractualdelacuenta,ycon“Z”laresetearemosa 0.

En los modos de PWM o generador de frecuencia (“Fgen”) tenemosloscampos“Frequency”y“DutyCycle”activosparaintroducirvalores.YaquelosregistrosICRyOCRenunAVR

sólo admiten valoresdiscretos, se mostrará la frecuencia y factor deservicioqueespo-sible generar, y pueden ser distintos de lo que el usuario introdujo.

El puerto COM utilizado para comunicarse con el módulo AVIOM pue-de establecerse en el campo “COM:Config”,arriba a la derecha. Al establecer satisfacto-riamente una conexión,

estecamposevuelveverdeyseactivaelentornodeusuario,en caso contrario permanecerá en gris.

ElsoftwareenC#utilizadoporelautorhasidodiseñadoenel entorno “ALab”, que dispone de multitud de mecanismos básicos para funciones controladas desde el PC en redes de

microprocesadores. La comunicación entre el PC y los nodos de la red se realiza mediante mensajes gestionados automá-ticamente en colas. Las respuestas recibidas pueden anali-zarse directamente en el entorno de usuario de AVIOM. Claro que para esto hace falta un poco de programación por hilos (threads).

UnodelospuntosclavedelsoftwaredePCsonlosscripts.En un cuadro de texto de scripts podemos introducir los que queramos,codificadosenlenguajePython.ElsistemaAVIOMpermite fácilmente la implementación por IronPython [3] (Python para .NET).

Wait(.w):hhh Esperarhhhmilisegundos(hhh=000...FFF)

Los comandos (que pertenecen a los cambios de modo) pue-den enlazarse unos tras otros, como ya hemos dicho. La si-guiente secuencia enciende el LED de sistema y lee el canal analógico3:“.lh.a3;”(elpuntoycomaindicaelfinaldelasecuencia de comandos).

Mediante la secuencia “.mdA .ll.w100.lh.m;” se define lamacro “A”, mediante la cual el LED de sis-tema se apaga duran-te256msysevuelvea encender. Con “.mA” se ejecuta únicamente esta macro.

Tras un reset se eje-cuta automáticamente el macro llamado “0”. Aquí se llevan a cabolas instrucciones y ajustes necesarios para las rutinas de “boot” del sistema AVIOM.

Como ya se ha dicho anteriormente, también podemos controlar nuestra “multi-herramienta” mediante un pro-grama en el PC, que el autor ha desarrollado en Visual C# 2010. En la captura de pantalla se muestra dicho interfaz de usuario.

Arriba a la derecha, bajo el título “Analog”, se representan losvaloresdelADC.Paraempezarunarutinade“polling”,hemos de hacer click sobre el botón de “scan”, a la izquierda sepuedeconfigurarladuracióndelosciclosenmilisegun-dos.

En el área de “Digital” se muestra el estado actual de los pines digitales. Haciendo click en el botón adecuado pode-mos cambiar entre salidas, entradas de alta impedancia y entradas con resistencia de pull-up. Haciendo click en eldisplay(enelmodo“output”)secambiaelvalorrepre-sentado.

¡Automatizando con macros y scripts!


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89Elektor 7/8-2012

cualquier lugar en nuestro ordenador. Como es lógico, tiene sentidohacerunaccesodirectoalarchivo“..\AVIOM_1_0\AVIOM\AVIOM\bin\Release\AVIOM.exe”.Después,iniciamoselIDEdeArduinoyconfiguramoseldi-rectorio del sketchbook como “..\AVIOM_1_0\ARDUINO”. Tras conectar la tarjeta Arduino seleccionamos el sketch “AVIOM_Arduino_1_0”, compilamos el programa y cargamos el código hexadecimal en el controlador.

Ahorallevemosacaboelsiguientetestmedianteunprogra-ma terminal (115200 baudios, 8N1) o utilizando el programa de PC del autor, haciendo click en el acceso directo de antes. Entoncespodremosverenlalistalosscriptsdemo.Yyaestá,¡pongámonosamedir,controlaryprobar!

(100576)

[1]www.arduino.cc/[2]www.elektor.es/100576[3] http://ironpython.net/

Losscriptsseguardanamododearchivosdetextoenundi-rectoriocomún.Todoslosarchivosdescriptsencontradosendichodirectorioapareceránenventanaconlalistadelmediode la pantalla. El directorio de trabajo puede cambiarse ha-ciendo click en el botón “C”.

En la lista puede seleccionarse el script, y aparecerá el nom-bredelarchivoenelcuadrodetexto,porsiqueremoscam-biarlo.Alhacerclicken“SaveAs”seguardaráunacopiadelscriptexistenteconunnuevonombre.

Sihemoscreadooeditadounscriptenlaventanagrandedela parte inferior derecha, después podremos ejecutarlo me-diante “Exe” o haciendo doble click en el nombre, en la propia lista(unavezguardadoelarchivo).Enlaventanaaparecerála salida de texto (comando “print”) y los mensajes de error. Nota:debedesactivarseelmodo“Scan”alejecutarscripts.El código del script se crea automáticamente con su pro-pia cabecera, importando los “namespaces” útiles, así como otros objetos “s” para funciones del sistema y “a” para fun-cionespredefinidasenAVIOM.

Para el usuario resulta especialmente importante el objeto AVIOM “a”. Todos los comandos en AVIOM son llamados en un script en Python utilizando métodos de este objeto (ha-ciendo click en el botón “Help” se listarán las funciones que incorpora).Enmuchoscasoslosmétodosentreganvaloresde“true”o“false”;éstosindicansilallamadatuvoéxitoono. En el documento descargable disponemos de una lista completa de todos los comandos con scripts en AVIOM.El siguiente ejemplo muestra cómo se aplican:

## Demo: TIMER COUNTER# set pwm#f = 1.0dc = 7.0 res = a.TCPpwm(f, dc)print “PWM f = “, res, “ DutyCycle = “,dc,”%”

En la sección de demos podemos encontrar otros ejemplos de scripts (nota: los scripts “I2C_…_PCA8581” sólo funcio-nan si tenemos la correspondiente EEPROM conectada).

Ahora quizá queramos poner a prueba el sistema completo. Primerohemosdeinstalarlaversión1.0delentornodede-sarrollo de Arduino [1].

En las descargas desde la página de Elektor [2] encontrare-mos el directorio “AVIOM_1_0”, que podemos colocarlo en

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Osciloscopio Digital de HMO1024 100 MHz, 4 canales

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Elektor 7/8-201290

¿Por qué construir un detector de niebla (nociva) electrónica (o ‘E-smog’)? Larespuestaesbastantesencilla.Cadavezmás, los objetos que nos rodean día a día están basados en algún tipo de “nú-cleo” eléctrico: nuestro cepillo de dientes eléctrico,lacámara,elteléfonomóvil,elequipodetelevisión,yasímuchosmás.Todosycadaunodeestosdispositivosgenera radiaciones eléctricas de algún tipo. Por supuesto, existen reglas que los fabricantes deberían respetar, inclu-soconlacertificación“CE”generalizada,estampadaennuestrodispositivo,noes

cercanos. El TAPIR (siglas de Totally Archaic but Practical Interceptor of Ra-diation o Interceptor de Radiación Total-mente Arcaico pero Práctico) es un dise-ño sencillo capaz de detectar y localizar, de forma audible, cualquier fuente de radiación eléctrica o (con la antena apro-piada) cualquier campo magnético. Su área de aplicación se extiende desde el uso doméstico (“¿dónde me puedo sen-tar sin recibir ondas de microondas?”), al uso práctico (“¿Hacia dónde apunta la antena Wi-F?”), pasando por el uso pro-fesional (“¿Quién demonios me estaba

totalmenteciertoqueeldispositivocum-placontodaslasreglasynointerfieracon otros equipos electrónicos. ¿Hemos intentadoalgunavezllamaraalguien(ocuando recibimos una llamada entran-te), manteniendo nuestro teléfono mó-vilcercadeunradio-relojbaratoyconalarma, o cerca de unos altavoces deordenador? (Es probable que a nuestro amplificadordeguitarratambiénlegus-tenestosteléfonosmóviles…).El detector ‘E-smog’ ha sido diseñado para detectar el “mal comportamien-to radiante” de los equipos electrónicos

¡Descubrimos a TAPIR!

Thijs Beckers (Editor Elektor UK/INT)

Detector de “Niebla Electrónica” (“E-smog”)

Ultrasensible de banda ancha

¡Atención exploradores,

profesionalesyabuelos!Este

sabueso de “niebla electrónica”

nos ofrece dos sentidos

adicionales para seguir el

ruido que normalmente

es inaudible. TAPIR es

también un proyecto

agradable para

construir: el kit

contiene todo lo que

necesitamos, incluso

la caja, constituida

ingeniosamente con la

propia PCB.


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91Elektor 7/8-2012

Medir

molestando? ¡Estoy intentando realizar algunas medidas sensibles!”). Incluso es adecuado como primer proyecto de soldadura con componentes SMD (con nuestro hijo o nieto), ya que es muy fácil (¡ydivertido!)deensamblar.

Diferentes camposTAPIR es capaz de detectar campos magnéticos y eléctricos de alta frecuen-cia. Los campos magnéticos son gene-rados, principalmente, por transforma-dores y antenas de lazo, mientras que los campos eléctricos son emitidos por las líneas de transmisión de alta tensión, retroiluminadores EL y por viejasmo-tocicletas que pasan cerca. Los campos electromagnéticos son una combinación de ambos campos que, principalmente, se producen en el campo lejano, a una gran distancia del objeto que los genera.Al TAPIR se pueden conectar dos an-tenas diferentes, cada una optimizada para un tipo de campo. Los campos magnéticos son detectados con una bobina de núcleo de ferrita, mientras que los campos eléctricos son detecta-dosconunaantenadevarilla,lacualpuede ser construida muy fácilmente con un trozo de hilo de instalación.

¿Cómo funciona?Los esquemas eléctricos muestran la simplicidad del diseño y son muy simi-lares a un circuito de Elektor publicado en 2005. Básicamente consiste en un amplificadordebajafrecuenciadetresetapas con una ganancia alta. No hay ningúnfiltropasobajoenel circuito,por lo que las altas frecuencias pasan a las etapas de ganancia. De esta for-ma, las características no lineales de los transistores tienen un efecto de de-modulación sobre estas señales de alta frecuencia, por lo que también pueden ser oídas por medio de auriculares.El punto de alimentación de las etapas de ganancia se justa automáticamente por medio de un camino de realimenta-

ciónDC,desdelasalida,atravésdeR4y R1. Para suprimir la componente de corriente alterna (AC), se ha añadido C3, que cortocircuita esta parte de la señal a masa.El nivel de la tensión de salida tieneuna descompensación (“offset”) de, aproximadamente, 0,7 voltios, por loque se ha añadido C4 para suprimir esta descompensación y proteger cual-quier auricular que se conecte (u otros dispositivos).La ganancia total es suficientementealta para poder ‘oír’ el ruido intrínseco

del transistor T1, por lo que es mejor escoger un transistor de bajo ruido para esta función. Nos decantamos por un BSR17A, que tiene unas cifras de ruido mucho mejores a altas frecuen-cias que el BC847B. Señales de sólo unosmicrovoltiossonaudiblesconau-riculares conectados a la salida.El circuito completo comienza a funcio-nar a tensiones de entre 1,2 a 1,5 V, con lo que se puede usar una única pila AAA como fuente de alimentación. La

baja tensión suministrada actúa tam-bién como una especie de limitador; incluso si las señales fuertes colocan al amplificadorensaturación,losnivelesdesaliday,porlotanto,losnivelesenlosauriculares,nuncaseránexcesivos.

No huyas de los componentes SMDEste detector de niebla tóxica electróni-ca (“E-smog”) está disponible como kit económico [1] con la placa y todos los componentes incluidos (excepto las pi-las). ¿Preocupado por la soldadura de los

diminutos componentes SMD? ¡No hay necesidad!Aunquehayalgunoscompo-nentes con encapsulado ‘0805’, se puede hacer todo con nuestras herramientas estándar, a condición de que tengamos una punta de soldadura razonablemente pequeña a mano para nuestro soldador y un par de pinzas de precisión.En primer lugar, ¡limpia tu mesa de tra-bajo!Senospodríacaeruncomponen-te SMD de las pinzas, y tendríamos que sercapacesdeencontrarlodenuevo...

“Escucha” la polución electromagnética

T1

BSR

T2

BC

T3

BC

R5

1k

R3

10k

R2

10k

R2100k

R4100k

C3

10

C4

10

C2

10

> 30

16V

16V

16V

17A

547B

547BK2

C1

10nD1

BAT54S

2

3

1

S1

ON/OFF

BT1

1V5

K1

120354 - 11


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Elektor 7/8-201292

la PCI #5 en su lugar, asegurándote de que está en perpendicular y que el terminal de soldadura (“pad”) para la torreta de la PCB está en el lado de conector RCA que apunta hacia arriba. Suelda ahora el “pad” sólo en la esqui-na derecha, con lo que, más tarde, po-drás hacer ajustes de forma más fácil.Coloca ahora la PCB #6 en su lugar, de nuevo,asegurándotequeestáperpen-dicular. El pad de la torreta de la PCB debe señalar hacia arriba y lejos del conector RCA. Suelda tan solo el “pad” de la esquina derecha. Finalmente, co-loca la PCB # 7 en su lugar y suelda los otros tres “pads”.

Seguirás deslizando la PCB #4 a su lu-gar. El conector K2 deberá pasar justo atravésdelagujerodelaPCB#7.Lospequeños bordes en las PCBs #5 y 6 deberían entrar en las hendiduras de la PCB #4. Ahora soldarás el “pad” más inferior de la PCB #5 a las PCBs #3, 5 y 6, comenzando por el medio, pre-sionando las PCBs juntas fuertemente. Noolvidessoldarlos“pads”‘normales’entre las PCBs #3 y 4, al lado de K2. Coloca la PCB #4 hacia abajo y suelda el conector RCA sobre la PCB #4. Tam-bién soldarás ahora los “pads” ‘supe-riores’ de la PCB al resto de PCBs.Ahora, coloca la PCB #2 en su posición y la sueldas al resto de PCBs, asegurán-dote que todo queda bien y cuadrado. ¡Asegúrate que todos los “pads” quedan soldados!Continúasoldandolasdosto-

moscalentardenuevoel “pad”paracorregir la posición del componente.Cuando el componente esté en su po-sición, suelda el otro “pad” empujan-do el estaño sobre el “pad” y tacando brevementeelmismoconlapuntadelsoldador.El“flux”deberíahacertraba-jar su magia y extender regularmente la soldadura entre el “pad” y en la co-nexión del componente.Los procesos de soldadura cortos crean las soldaduras más limpias. Pero de-bemos asegurarnos de que realmente soldamos y que no estamos calentan-do tan solo el “pad” o el componente. Añadir algo de estaño fresco al primer

“pad” mientras lo calentamos ligera-mente puede arreglarlo si lo hemos de-jado algo sucio.Ahora ya estamos preparados para se-guir con el resto de los componentes.

Cubismo, es un trabajo de arteCuando hayamos terminado, quitare-mos la PCB #3 del panel usando una segueta. Nos aseguraremos de que hemos dejado un pequeño canto. Este borde es necesario para colocar las pla-cas juntas, formando su alojamiento. Suelda el conector RCA (K1) en la PCB.AhoravamosasoldarlasPCB#5,6y7sobre la #3. Quita las placa del panel, dejando un terminal corto en el lugar por donde se conectaba al panel. Co-loca la PCB #3 delante de ti, con K1 apuntando hacia fuera. Ahora, coloca

Suponiendo que las condiciones de luz en nuestra mesa de trabajo son ópti-mas, podemos comenzar con apertura delaprimerabolsayconlaclasifica-ción de los componentes, con o sin la ayuda de nuestro manual de ensam-blado en línea [1]. Ya estamos listos para comenzar a soldar.Para cogerle el truco a esto, comenzad con algunos componentes de los más grandes, interruptor (S1) y el conector de auriculares (K2). Hay que ser rápidos y ligeros con el tiempo de soldadura en K2, ya que podríamos tener problemas al ensamblar la placa en su alojamiento. Cuando hayamos terminado, quita PCB

#2 y #4 del panel y aplana los lados que hemos usado para sujetarla en su sitio. Ahora ya estamos listos para comenzar conel‘verdaderotrabajo’.Una manera adecuada de soldar com-ponentes SMD es ‘humedecer’ prime-ro un “pad”. Mantendremos la punta del hilo de estaño (es preferible usar hilodeestañofino)sobreel“pad”conalgode“flux”paramantenerloactivo.Ahora usaremos las pinzas para alinear correctamente el componente sobre la placa, manteniéndolo pegado a la pla-ca mientras que tocamos ligeramente conlapuntafinadelsoldadorlaunióndel componente con el “pad”, reblan-deciendodenuevoelestaño.El“flux”ahora ayuda a que el estaño se funda, creando una conexión sólida entre el componente y el “pad”. Incluso pode-

Sigue y descubre las horribles fuentes de interferencias


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93Elektor 7/8-2012

Medir

tas de los circuitos, un pequeño lazo al finaldevarillapodríaresultarútil.Los campos magnéticos son recogidos por una antena basada en una bobina. Esta antena se construye usando una pieza de cable de instalación como es-tructura para alojar la bobina, con un extremo del cable conectado al terminal central del conector RCA y el otro a la conexión externa. Asegúrate de que la ‘tierra’ (conexión externa) está bien co-nexionada con el TAPIR, en caso contra-

Construcción de antenasPara detectar los campos eléctricos, puedes construir una sencilla antena devarillausandounconectorRCAy20cm (8 pulgadas) de cable de instalación eléctrica (o cualquier tipo de cable, pero el cable de instalación es bastante rígido y puede ser doblado como nos guste). Quita 3 mm (0,1 pulgadas) del aislamiento y suelda el cable al termi-nal central del conector RCA. Cuando encuentres interferencias en las tarje-

rretas M2×6 para PCB en su sitio. De-ben quedar planas sobre la placa y justo en el centro. La ayuda de unas pinzas puedeserprovechosaconesta tarea.Puedes usar una pequeña taladradora paraavellanarlosagujerosdelostor-nillosenlaPCB#1,verificandosilaúl-tima PCB (#1) cabe correctamente. Si fuese necesario, corrige la posición de las torretas de la PCI. Coloca el soporte y la pila (tipo AAA) y cierra la tapa. Tu TAPIR está listo para su uso.

LISTA DE COMPONENTESResistencias (SMD 0805)R1,R4=100kΩR2,R3=10kΩR5=1kΩ

CondensadoresC1=10nF/50V,SMD0805C2,C3,C4=10µF/25V,SMD1206

SemiconductoresD1=BAT54ST1=BSR17AT2,T3=BC847B

MisceláneosK1=conectorRCA,SMTK2=mini-jackSMT,CIUS1=conmutador,JS102011SAQNPCB#120354-1,ver[1]Resorte para Batería 2 Torretas Separadoras de PCI, M2×62 Tornillos Phillips, M2×62 Conectores RCA2 Trozos de hilos de instalación, aproximada-

mente, 20 cm (8 pulgadas)1 Bobina inductora (antena de campo-H)

Un kit compuesto por la PCB y todos los com-ponentes necesarios (pila AAA excluida) está disponible en Elektor [1], nº de pedido 120354-71.


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Elektor 7/8-201294

automáticos y las máquinas expende-doras, todos emiten su propio ruido característico, zumbidos y silbidos. También puedes usar el TAPIR para escuchar el sistema de transmisión de lazoinductivo,confrecuenciapresenteen museos y otros lugares públicos.Realmente es bastante divertido te-ner acceso a un sexto y séptimo gru-po de sentidos. Pero esto también nos hace ser conscientes de un mundo que nuestros propios sentidos no pueden detectar. Y lo que sigue a este mundo es posible que no sea tan agradable a como desearíamos que fuese.

Queremos dar las gracias a todos los so-cios que ha contribuido a hacer que este proyecto sea posible: producción de PCB: PCB-Pool [3]; diseño: Museum Jan Corver [4] y YiG Engineering; di-seño original: Burkhard Kainka.

(120354)

Enlaces en Internet [1]www.elektor.es/120354

[2]www.youtube.com/ElektorIM

[3]www.pcb-pool.com

[4]www.jancorver.org/en/index.htm

nal, un orde-nador por-

tátil, un router (inalámbrico) o un

punto de acceso, una zonaWi-Ficonflictiva,etc.

(y luego prueba todos ellos otravezusandootraantenacon

resultados diferentes). No te sor-prendas al descubrir que tu cargador

de baterías suena como alguien que hace sonar un silbato, o tu base tele-fónicasonandoatravésdelTAPIR.Laspantalla LC en particular (realmente los circuitos que las controlan) produ-censonidosinteresantes.Hayunvídeodisponible en el canal de YouTube de Elektor[2]dondesemuestranvariosruidos (campos) generados por dispo-sitivosqueusamosdiariamente.Da un paseo por la Calle Mayor de tu ciudadymaravíllatedelosnivelesdeniebla tóxica electrónica allí presentes. Las fuentes de alimentación conmuta-das, las luces de neón, los routers, los repetidores, las antenas GSM/3G/4G, la policía, los dispensadores de tickets

rio el inductor actúa como una antena de campo eléctrico. Puedes encontrar información más detallada sobre este montajeennuestrositioweb[1].

TAPIR en funcionamientoEl uso de TAPIR es muy fá-cil. Conecta unos auricu-lares y una antena y enciéndelo. Mué-vetealrededorde algún equipo

eléctrico y oirás distintos

tipos de ruido con cada equipo, según el tipo y la frecuencia del campo emitido. Haz una prueba con estos equipos: una pantalla TFT de ordenador, un teléfono móvil, un iPadoun libroelectrónico,una lámpara de tubo fluorescente ocualquier lámpara de ahorro de ener-gía, una nevera, un microondas, unatenuado de luz, un ordenador perso-

AsociadosElektor se ha asociado con Beta LAYOUT para la fabricación de las PCBs necesarias para el proyecto TAPIR.

Beta LAYOUT es un fabricante europeo de PCBs líder (del prototipo a la producción), y desarrolloelconceptooriginalPCB-POLL®.LosclientesdeBataLAYOUTvandesdelaspequeñasempresasunipersonalesylosaficionadosalaelectrónicahastalosdeparta-mentos de I+D de algunas de las mayores y más reconocidas compañías del mundo.

Hoy en día, Beta LAYOUT no solo entrega prototipos y pequeñas series de PCBs, ade-más produce plantillas SMD cortadas por laser, paneles frontales, soluciones de solda-duraSMDyrecientementeaintroducidounserviciorápidode3Dprototipos.Paramásinformaciónvisita:www.beta-layout.com

El diseño de la PCB ha sido generosamente donado por la Fundación Museum Jan Cor-veryYiGEngineering.Visitawww.jancorver.org/en/index.htmparamásinformación.


63414

Naamloos-2 1 20-04-12 08:46Personal Download for I © Elektor

63414

Elektor 7/8-201296

Todavíahaymuchohardwarequesecontrola

atravésdelpuertoLPT,casiextinguidoen

los PC modernos y portátiles. Con la ayuda

deunATmega88yelsoftwareyfirmware

correspondiente, se puede realizar una

conexión bastante rápida desde el PC a LPT

atravésdeUSB.

En el pasado, el control de todo tipo de motores paso a paso, bombillas y relés, y la medición del estado de interruptores y otras señales, se hacía con ayuda del puerto LPT. Es rápido ymuyversátil.LaactualgeneracióndePCyportátilesyano disponen de dicho puerto. Ahora su sucesor es el USB. Si lo que queremos es controlar o medir podemos utilizar, por ejemplo, el conocido LabJack o la placa K8055D de Velleman. Ambossonmuydivertidos,fácilesdeusarysencillosdecon-trolar desde una aplicación propia. Sin embargo, tienen una grandesventajayeslavelocidad.Losaparatosanteriormen-temencionadostrabajanconUSB1.1loquesignificaqueuncontrol o una medición tarda siempre 20 ms. Unaduraciónde20msparecebastantebreve,hastaque-rer controlar, por ejemplo, un motor paso a paso. Entonces necesitas 3 comandos por paso, así que cada paso dura de repente 60 ms. Luego sólo puedes ejecutar 16 pasos por segundo, y eso es demasiado poco.

OpcionesHayunaopciónalternativa:cogemosunconvertidorUSB/serie y le conectamos un microcontrolador. El microcontro-ladorrecibelosdatosdelPCaunavelocidadalta(atravésde USB2.0) y utiliza esta información para realizar el con-trolylasmediciones.Enelmercadoexistenvariosintegra-dosconvertidoresUSB/serie.LosmásfamosossonlosdeFTDI, pero también hay integrados aptos de Silicon Labs

Tarjeta de control USBDe USB a LPT y al revés

A. Vreugdenhil (Holanda)

(cp210x)yProlific(pl2303).EsteúltimoseutilizaentodotipodeconvertidoresUSB/seriecomercialesdeventabajodistintos nombres. Este es probablemente el convertidormásusado.Alobservarlasdiferenciasentreconvertidores,encontramoscosascuriosas.Sienviamosconunprogramadepruebamuchosbytessueltos,conelconvertidordeFTDI‘sólo’podemosenviar340bytesyconlosconvertidoresdeProlificySiliconLabs1000bytesporsegundo.Siqueremoscontrolar un motor paso a paso en ‘tiempo real’, entonces ladiferenciadevelocidadesconsiderable.Pordesgracialosintegrados de Prolific ySilicon Labs son difíciles de con-seguirde formasueltaparaunaficionado.PeroeneBaypuedesencontrarconvertidoresUSB/serieporunos6...10euros basados en el PL2303 o el PC210x cuyas señales, que podemos conectar directamente a un microcontrolador, salenanivelTTL.

HardwareParaesteproyectohemosoptadoporelconvertidorUSB/serieconunintegradodeProlific(unPL2303)alqueconec-tamos un ATmega-88. Entre ellos dos hay una comunicación aunavelocidadde115.200baudios.Luegohayalgoquesepuede controlar dentro de 1 ms desde el PC. El autor utilizó una tarjeta de control de motores paso a paso SMC1500/800 de Conrad para controlar el motor paso a paso. Esta utiliza, aparte de un bus de datos de 8 bits, una señal enable para


63414

97Elektor 7/8-2012

Medir

poner los datos en la salida de la tarjeta. Para que la tarjeta de control USB fuera lo más uni-versalposible,seimplementólaopcióndeele-gir entre el modo rápido SMC y modo normal LPT con la ayuda de un puente.Elhardwarenotieneningunavueltadehoja.ElconvertidorUSB/serialseconectaalasco-nexiones Rx y Tx del ATmega-88 (o ATmega-88P). Para el cristal de cuarzo se ha optado por un tipo de 18,432 MHz, es una buena elección para una comunicación serial a 115k2. Conec-tamos el puente de elección de los 2 modos al terminal del puerto PC5 y el resto de los termi-nales E/S del microcontrolador los conectamos al conector LPT. El puerto LPT está completa-mente conectado y se pueden implementar to-das sus funciones.

SoftwareEl programa del ATmega-88(p) está escrito en Bascom AVR. (Prog 1) El programa mira al ini-ciarse si está colocado el puente JP1.EncasoafirmativosaltaalmodoSMC.Enelmomento en que el puerto serial recibe un ca-rácter, se colocará en la salida de datos de 8 bits del puerto LPT y el terminal enable/strobe se pondrá anivelbajo.Sisehaconectadouninterruptorenlatarje-ta SMCxx y su estado cambia, entonces este resultado será enviadoalPC.En caso contrario, salta al bucle de modo LPT. Aquí mira si estánrecibiendodatos.Sehacenvariascosasdependiendoelsegundocarácterdeestestring.Sies‘1’o‘3’,elvalordelstring que se recibe después será colocado en el registro 1 (salida de bus de datos de 8 bit) ó 3 (salida de bus de datos de4bit)delpuertoLPTrespectivamente.Silasegundaposi-ción contiene un ‘2’, entonces se ejecutará una medición del registro 2 (entrada de bus de datos de 5 bit) y la respuesta seráenviadaalPCatravésdelaconexiónserieyelconverti-dor USB/serie. Ahí se pueden tratar dichos datos.

Control desde el PCDesdeelordenadorvemoslatarjetadecontrolUSBcomounpuerto COM normal, pero generalmente con un número alto. Visual Basic 6.0 sólo puede trabajar con números de puertos COMde1...9,asíqueeneladministradordedispositivoshay que cambiar el número del puerto COM a un número por debajo de 10.En VB 6.0 colocamos en nuestro formulario un elemento COMM.Conélpodemosenviaryrecibirdatosserie.

Primeroconfiguramoselpuertocommcorrectamente:

MSComm1.CommPort = Comm-Poort nummer (ver adminis-

trador de dispositivos)

MSComm1.Settings = “115200,N,8,1”

MSComm1.RThreshold = 1

MSComm1.PortOpen = True

ParaelmodoSMCsólohacefaltaenviarunbytededatos,lapropia tarjeta de control USB se encarga del Enable/Strobe:

transmit = Chr(DataByte)

MSComm1.Output = transmit

En modo LPT hay mas ‘registros’ que contenía el puerto LPT de antaño, y que podemos controlar:

transmit = “#1” & Data & Chr(13) ‘ SALIDA de

bus de datos de 8 bits

MSComm1.Output = zend

temp = “?2” & Chr(13) ‘ ENTRADA de bus de

datos de 5 bits

MSComm1.Output = temp

K2

10111213

141516171819202122232425

123456789

PD3(INT1/OC2B/PCINT19)

PD6(AIN0/OC0A/PCINT22)

PC5(ADC5/SCL/PCINT13)

PC4(ADC4/SDA/PCINT12)

PB3(MOSI/OC2A/PCINT3)

PB0(ICP1/CLKO/PCINT0)

PD5(T1/OC0B/PCINT21)

PB2(SS/OC1B/PCINT2)

PD4(T0/XCK/PCINT20)

PC6(RESET/PCINT14)

ATMEGA48/88/168-PU

PD2(INT0/PCINT18)

PD7(AIN1/PCINT23)

PC3(ADC3/PCINT11)PC2(ADC2/PCINT10)

PB1(OC1A/PCINT1)

PB4(MISO/PCINT4)

PC0(ADC0/PCINT8)PC1(ADC1/PCINT9)

PD0(RXD/PCINT16)PD1(TXD/PCINT17)

PB5(SCK/PCINT5)

XTAL1 XTAL2

AREF

IC1

AGND

AVCC

GND

VCC

PB6 PB7

21

10 22

20

111213

141516171819

282625

2324

27

1

98

7

23

456

C2

22p

C1

22p

X1

18.432MHzC3

4u7

R1

10k

C5

10u

16V

16V

C4

100n

K1

1234

GNDRXTX5V

JP11

+5V

120345 - 11


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Elektor 7/8-201298

En caso de conectar la tarjeta de control USB a otro puerto USB, puede ocurrir que el ordenador le asigne otro puerto COM a la tarjeta de control USB. Tenlo en cuenta o utiliza siempre el mismo puerto USB.DelconvertidorUSB/serieobtenemoslatensióndealimenta-ción del microcontrolador y la ‘tensión de control’ del puerto LPT. Está claro que de ahí no podemos sacar mucha poten-cia, limítala sólo para controlar algunos integrados (buffer) o LED. Así que con ella no podemos alimentar motores etc.DesdeelsitioWeb[1]sepuededescargarlaversióngratuitade Bascom-AVR, con la que se puede compilar el programa y programar el ATmega88.

Por últimoEsta tarjeta de control USB fue desarrollada en un club de aficionados con laayudadeVB6.0y la tarjetade controlSMC1500/800-stuurkaart para controlar en tiempo real un pequeñotorno.Puedesversisehaconseguidoenelvideode YouTube [2].El código fuente para el ATmega88, un programa para probar lavelocidaddetransmisiónyunprogramaqueseteaorese-teabitsatravésdelaconexiónUSB,estándisponiblesjuntosenunficheroZIPquesepuededescargardeformagratuitadel sitio Web de Elektor [3].

(120345)

Enlace Web[1] www.mcselec.com

[2] http://www.youtube.com/watch?v=maxNgXApeOQ&feature=channel


transmit = “#3” & Data & Chr(13) ‘ SALIDA de

bus de datos de 4 bits

MSComm1.Output = transmit

Después del segundo comando recibimos una respuesta de la tarjeta de control USB, que podemos analizar con la ayuda del siguiente trozo de código en VB6.0:

Private Sub MSComm1_OnComm() ‘ aquí recibimos los

datos

Dim indata As String

Dim Info As byte

If MSComm1.InBufferCount > 2 Then

MSComm1.InputLen = 0

indata = MSComm1.Input

indata1 = Mid(indata, 2, 1)

Info = Asc(indata1)

End If

End Sub

Puntos de atenciónEn eBay se puede encontrar fácilmente un PL2303 incorpo-rado en un conector con cable conectado. Los costes rondan los4...8euro,gastosdeenvíoincluidos.Asegúratedequesetrata de un cable con 4 hilos. La conexión de 5 V es necesaria para alimentar nuestro circuito.Durante la programación del ATmega88(P) hay que asegu-rarsebiendelaconfiguracióndelosfusibles(vercapturadepantallaenel ficherodedescarga correspondienteaesteartículo [3]).

LISTA DE MATERIALESResistencias:R1=10kΩ

Condensadores:C1,C2=22pFC3=4µ7/15VradialC4=100nFC5=10µF/15Vradial

Semiconductores:IC1=ATmega88(P)DIL-28

Varios:X1=cristaldecuarzo18,432MHzK1=conectorde4pines,paso2,5mm

K2=conectorDB25hembraacodadopara placa impresaJP1=conectorde2pinesconpuentePlaca120345(ver[3])

1 1314 25

F25

14

IC1

X1C1

C2

JP1K2

R1C3

K1

C4

C5


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99Elektor 7/8-2012

Measure

Pt100eselnombredeunaresistenciadeplatino,cuyovalorequivalea100Ωaunatemperaturade0°C.Silatempera-turaseeleva(osereduce),elvalordelaresistenciacrece

(odisminuye)(coeficientedetemperaturapositivo).ElperfilresistivodelaPt100esnolineal,peromedianteunaaproxi-macióncuadráticaenunrangode0°Chastavariascentenasde°Cdescribeunacurvalobastanteprecisa.Elcomporta-mientoexactodeéstasigueunestándar,cuyosvaloresestánincluidos en las tablas correspondientes. Por ello, se utiliza muy a menudo como sensor de temperatura en la automa-tización industrial.Cuando se diseñan circuitos que incluyen componentes con una Pt100, han de realizarse pruebas que normalmente se basan en procedimientos que utilizan agua helada y fuentes decalorajustables.Elcircuitopresentadoaquíevitaesto,ya que simula el comportamiento de dicha resistencia en un

rango de temperatura desde los -25 hasta los 350 °C. El montajedelcircuitoesrelativamentesimple: laclemaK1conecta el simulador con el circuito que debe incluir el com-ponentePt100.Cadaunadelasramasindividualesdelare-sistenciarepresentanelvalordelaPt100aunadeterminada

temperatura(verlasetiquetasenelesquema).Medianteunjumper puede seleccionarse cada una de las correspondien-tes ramas de la resistencia.Para el montaje de nuestro simulador de Pt100 podemos uti-lizar resistencias estándar con una precisión del 1 %. Ya que losvaloresestándardelaserieE24nocorrespondenconlosvaloresresistivosdelaPt100alastemperaturasdadas,és-tos se han aproximado lo más posible mediante conexiones de resistencias en serie. La tabla ofrece un resumen de los valoresdedichasresistenciasenserie(RSim)ylosvaloresestándar correspondientes en la Pt100 (RNorm) incluyendo la desviaciónespecíficadecadacaso.

(120325)

Simulador de Pt100Ralf Beesner (Alemania)

JP1

1011 1213 1415 1617 1819 2021 2223 24

1 23 45 67 89

R168R

R222R

R3100R

R527R

R482R

R61R

R7120R

R882R

R947R

R10120R

R1118R

R1368R

R1268R

R1412R

R1622R

R15120R

R1715R

R18120R

R1956R

R2111R

R20150R

R2222R

R24100R

R23100R

R2512R

R2782R

R26100R

R2847R

–250

255075

100125150200250300350

K112

ºC

120325 - 11

Pt100 es el nombre de una resistencia de platino, cuyo valor equivale a 100 Ω a una temperatura de 0°C.

Valores de la resistencia del simulador de PT100

T [°C]RNorm [Ω]

RSim [Ω]

Resistencias individuales Desviación

[%]1 2 3

-25 90,2 90 68 22 0 -0,22

0 100 100 100 0 0 0,00

25 109,7 110 82 27 1 0,27

50 119,4 120 120 0 0 0,50

75 129 129 82 47 0 0,00

100 138,5 138 120 18 0 -0,36

125 148 148 68 68 12 0,00

150 157,3 157 120 22 15 -0,19

200 175,8 176 120 56 0 0,11

250 194,1 194 150 22 22 -0,05

300 212 212 100 100 12 0,00

350 223,9 229 100 82 47 2,28


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Elektor 7/8-2012100

Cadavezhaymásdispositivosconco-nectividad USB y muchos ingenierosdiseñandispositivosquesonalimenta-dos desde el puerto USB. Sin embargo, si queremos medir el consumo de co-rriente de un puerto USB, nos encon-

llasperotienensusdesventajas.Nues-tro amperímetro, o nuestra resisten-cia serie, podría introducir una caída de tensión considerable, provocandoproblemaseneldispositivoUSB.Ade-más,siqueremosobservarlacorrienteen nuestro osciloscopio, tenemos que utilizar una punta de prueba diferen-

traremos rápidamente con que no es un trabajo sencillo. Tenemos pocas al-ternativas,comodesconectarelcircui-to y conectar un amperímetro en serie connuestrodispositivoo,insertarunaresistencia serie en la línea Vbus y me-dir la caída de tensión en sus extremos.Ambas soluciones son bastante senci-

Tengo que alimentar el USB Pero, ¿con cuantos miliamperios?

MiroslavBatěk(RepúblicaCheca)

Esta pequeña herramienta nos permite monitorizar la corriente

consumida por cualquier dispositivo USB conectado a nuestro

PC,mostrandoelvalorobtenidoenunmódulovoltímetro.Como

alternativa,¿porquénodibujarlasobreelosciloscopio?

C1

100n

VBUS

SHLD

SHLD

K2

GND

D–D+

1234

VBUS

SHLD

SHLD

K1

GND

D–D+

1234

R150mR

VCC

TSC101A

IC1VOUT

VCC

GND

VP VM5

3

1

2

4VCC

TP1 TP4

TP3

TP2

GNDGND

Vbus

CURR2

18k

R3

2k

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

VCC

110568 - 11

D1 D2 D3 ROH

RFH

RFL

INHI

INLO

COM

TST

NC V– V+

MOD1 VOLTCRAFT_70004


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101Elektor 7/8-2012

Medir

cial, o dos puntas de prueba, ya que la corriente no es medida con relación a masa. En el caso de que insertemos la resistencia serie en la línea de GND (masa), los niveles de tensión parael dispositivo USB y el receptor USB(“host”) serán diferentes, como resul-tado de la caída de tensión.Esta pequeña herramienta que se pre-senta aquí soluciona los problemas incorporando un circuito sensor de corriente‘high-side’.Haydiversosmé-todos de realizar un circuito sensor de

corriente‘high-side’,comounamplifi-cador operacional estándar o un am-plificadordeinstrumentaciónconunaspocas resistencias. Aquí hemos optado por un circuito integrado del tipo TS101 que, básicamente, es un monitor de corriente ‘high-side’ [1]. Este integra-do no necesita ningún componente ex-

terno excepto la resistencia sensora de corriente.El esquema eléctrico del Monitor de Alimentación USB muestra dos conec-tores USB (tipo A). Uno es macho y el otrohembra,loquesignificaquenues-tro pequeño circuito se conecta en se-rieconeldispositivoUSBcuyoconsu-mo de corriente queremos conocer. Las líneas de datos D+, D–, así como GND, pasana su través sinningún tipodemanipulación. La resistencia “shunt” R1colocadaenlalíneaVbus,convierte

lacorrienteatravésdeellaenlaco-rrespondiente caída de tensión. Esta tensiónesamplificadaporIC1ycon-vertidaparaqueestérelacionadaconmasa. C1 es el condensador de des-acoplo de alimentación de IC1. Las re-sistenciasR2yR3formanundivisordetensión que adapta la tensión de salida

del TSC101A a la entrada del módulo voltímetro70004deVoltcraft.SeñalarqueexistentresversionesdelTSC101,etiquetadascontressufijosA,ByC,cada una de ellas con una ganancia di-ferente.LaversiónA,usadaaquí,tieneunagananciade20V/V.Cadaversióntambién tiene un ancho de banda lige-ramente diferente.En la práctica, notaremos que la re-solución del medidor propuesto esta limitada a bajas corrientes. Este es el motivoporelquesehaproporcionado

un punto de prueba de corriente, TP2, independiente.Losmilivoltiosmedidosen TP2 son igual a los miliamperios de corrienteconsumidosporeldispositivoUSB. Los puristas de la precisión pue-den medir la tensión Vbus en TP3.Con una corriente máxima teórica de 500mAprovenientedelPC,lacaídade

LISTA DE MATERIALESResistenciasR1=0.05Ω,1W,1%,WelwynOAR1-

R050FI (Farnell # 1200363)R2=18kΩ(SMD0805)R3=2.00kΩ(SMD0805)

CondensadoresC1=100nFX7R(SMD0805)

SemiconductoresIC1=TSC101A,encapsuladoTSOP-5

VariosK1=conectormachoUSB-A(plug),para

montaje en PCI, de taladros pasantes

K2=conectorhembraUSB-A(socket),para montaje en PCI, de taladros pasantes

MOD1=moduloLCDmedidordepanel,

Voltcraft 70004; Conrad-Uk.com # 121065-89

Placa#110568-1disponibleenwww.elektorpcbservice.com


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Elektor 7/8-2012102

Enlaces en Internet 1. http://www.st.com/internet/com/

TECHNICAL_RESOURCES/TECH-NICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00153725.pdf

2. www.elektor.es/110568

(110568)

montado sobre dicho zócalo. El moni-tor debería funcionar a la primera y no necesita de puntos de ajuste. Simple-mente lo conectaremos entre nuestro PC con nuestro cargador y nuestro dis-positivoUSB, leyendo la corrienteenla pantalla.Parafinalizar,aquídamosalgunosre-sultados de las medidas obtenidas por el autor del artículo:

tensión en nuestro circuito es sólo de 25 mV, la cual es despreciable para la mayoría (si no todos) de los dispositi-vosUSB.El circuito está construido en una placa de circuito impreso de doble cara, mos-trada aquí y que esta disponible, ya fa-bricada, en [2]. Los conectores USB, K1 y K2, y la resistencia “shunt” R1, son componentes de taladro pasante. R1 es una resistencia “shunt” con co-nexión de “4 hilos” y una precisión del 1%, del tipo OAR1-R050FI, diseñada especialmente para este propósito. El resto de componentes son de montaje superficial.ElCITSC101Avieneconunencapsulado TSOP-5, que no es muy difícil de soldar si utilizamos un solda-dorconunapuntadesoldadurafina.Si montamos una tira de zócalos hem-bra de 13 terminales, con separación de 2,54 mm (0,1”), en la placa del con-versor, elmóduloVoltcraft puede ser

Los indicadores de incendios son aparatos muy útiles, pero tienenunadesventajaimportante,yesquesealimentanpor pilas. Esto casi no puede ser de otra forma, porque un indicador de incendio tiene que seguir funcionando cuando falla la tensión de red. Lástima que funcione también con pila cuando no falla la tensión de red, con la consecuencia de que las pilas de algunos tipos de indicadores de incendio no dan abasto. Este circuito permite que el indicador de incendios funcione normalmente con tensión de red y sólo cambie a alimentación de pila cuando realmente sea necesario, o sea cuando falle la tensión de red.El diseño del circuito es súper sencillo, pero justo en esa simplicidad se escondemuchas veces la potencia de undiseño. Para la alimentación del indicador de incendios se

utiliza un adaptador de red. El diseño del esquema está hecho de tal forma que se puede utilizar prácticamente cualquier adaptador. La polaridad del conector no es importante y no importa si el adaptador suministra una tensión continua oalternagracias a la presenciadeun rectificador (D1...D4). Sólo hay que procurar que la tensión de salida del adaptadorestéporencimade9V.Despuésdelrectificadorydelcondensadordefiltrado,unreguladordetensión(unLM317) mantiene la tensión constante. La tensión de salida del integrado se puede ajustar con la resistencia R1. D5 y D6 forman un ‘interruptor electrónico’ que elige la tensión más alta para el indicador de incendios, o sea la tensión de red o la tensión de la pila. Hay que seleccionar R1 de tal forma que (con una pila de 9 V llena) haya una tensión demediovoltiosobreeldiodoD6enpolarizacióninversacon el indicador de incendios conectado. Con esto la pila de

Fuente de alimentación de indicador de incendiosSencillo pero eficaz

Jacob Gestman Geradts (Francia)

Controlador Flash de Elektor

32 mA (Idle, es decir, en reposo)

58mA(copiandoficheros)

Hub USB 100µA(standby) 45 mA (idle)75 mA (disco Flash conectado)

Luz Flash USB 7 mA (chequeando la batería) 55 mA (Carga)

HTC Legend430 mA (corriente de carga inicial, desde el PC)

560 mA (corriente de carga inicial desde un cargador de tensión de red).

Ipad 2570 mA (corriente de carga al 30% desde el PC con el cargador Asus Ai)


63414

103Elektor 7/8-2012

Medir

9 V nunca se descargará, a menos que no se vayalatensióndered.Paraevitartambiénla autodescarga de la pila de 9 V se ha colocadoR3,queproveealapiladeunacorriente diminuta de compensación que incluso puede compensar un poco la propia descarga de la pila. A causa de esto, la pila se mantiene el máximo tiempo llena. (Nota de la redacción: normalmente no se recomienda este método con pilas normales –no recargables–, incluso puede hacer que la pila empiece a gotear. Pero probablemente esto nunca ocurriría debidoal valormuyelevadodeR3.Quienquiera jugar seguro simplemente puede suprimir R3.)

Los diodos no son críticos y aquí se ha optado por la serie 1N4000. También para el

condensador electrolítico se puede optar por un ejemplar más grande, tanto a nivel de capacidad como a nivel detensión de trabajo. Después de todo, los adaptadores de red

proporcionan normalmente una tensión bastante más alta que la que vieneindicada en el encapsulado, y que, por supuesto, el condensador electrolítico tiene que soportarla.

La condición de la pila se puede probar fácilmente(unavezalasemana)sacandoel

adaptador de red del enchufe y ejecutando la auto pruebadelindicadordealarmaconlapilaexclusivamente.

(120199)

D1

D4

D2

D3

K1 K2

C1

1000u25V

LM317IC1

ADJ

R1

1k5

R2

220R

D51N4004

D6

1N4004BT1

9V

R3

100k

1N40044x

120199 - 11

Lista de materialesResistencias:R1=1k5R2=220ΩR3=100kΩ

Condensadores:C1=1000µF/25V

Semiconductores:D1...D6=1N400XIC1=LM317

Varios:K1,K2=Clemaparaplacaimpresade2vías,paso5mmPlaca Elex


63414

Elektor 7/8-2012104

¿Tehaspreguntadoalgunavezcuantotiempo ha estado encendido un equi-po eléctrico y consumiendo energía? El sencillo circuito que se muestra aquí cuenta los segundos de los períodos de tiempo de encendido (“ON”) y almace-na el tiempo total acumulado en una memoria EEPROM dentro de un micro-controlador ATtiny13, sólo tenemos que leer la memoria EEPROM con la ayuda del programador ISP apropiado, o con el circuito del lectura dedicado, y¡podremossaberlo“viejo”quereal-

menteeselequipo!

diodo zéner D2 limita la tensión AC a unos pulsos de onda cuadrada de 4-5 Vpp, los cuales son usados, no solamen-te por el sistema de temporización, sino también para alimentar al circuito atravésdeD1/C1.Justodespuésdeque la tensión de red se encienda, la tensión en los extremos de C1 aumen-tahastaelvalorenelqueelmicrocon-trolador comienza a ejecutar el progra-ma dentro de su memoria. En el inicio, el programa lee el tiempo acumulado previamente en la memoria EEPROMinterna y comienza a contar los pulsos

ElrelojdevigilanciaPartimos de que el equipo se alimenta de una toma de tensión de red ya que el microcontrolador cuenta los ciclos de la tensión AC de red. Los termina-les de entrada deben estar conectados después del conmutador de encendido (‘On/Off’) (o relé), o tras el bobinado secundario del transformador de ali-mentación. Cualquier tensión por en-cima de unos 4 VAC, de 50 Hz o 60 Hz, sería adecuada si la resistencia R1 se haelegidoadecuadamente.Volviendoal esquema del contador de pulsos, el

Contador de Equipo ‘ON’ para un máximo de 68 añosVladimirMitrovic(Croacia)

¡Alto! Calcula R1 primeroEl microcontrolador necesita menos de 1 mA para funcionar

adecuadamente y D2 necesita una corriente

mínimade1mAasutravésparaquerealice su función de estabilización. Por lo tanto, R1 debe soportar, como mínimo, unpasodecorrientede2mA.Suvalormáximo permisible se puede calcular con la fórmula:

[ ]=× −R V k1 1.4 3.52

AC

Laconstante3,5delafórmulavienedela tensión estimada en los extremos de

D2. Con tan bajas corrientes, debemos esperarunniveldetensiónligeramenteinferioralatensióndefinidaparaeldiodozéner. Tras realizar algunos experimentos, sehanobtenidolosvaloresdeR1quesemuestran en la tabla adjunta. Siempre podemosusarvaloresmásbajosparaR1,con el coste de un consumo de energía máselevado.ConlosvaloresdeR1quese dan en la tabla, el consumo de energía total del circuito está entre 10 y 50 mW, dependiendo de la tensión de entrada.

Sihacemosexperimentosconvalorespara R1, debemos asegurarnos que la tensión DC en los extremos de C1 no es inferior a 3 V y que no excede de los 5 V.

R1 en función de tensión de entrada:

Tensión de entrada R1

4–5 V AC 1kΩ

5–6 V AC 1.5kΩ

6–8 V AC 2.2kΩ

8–10 V AC 3.3kΩ

10–12 V AC 4.7kΩ

12–15 V AC 6.8kΩ

15–18 V AC 8.2kΩ

18–22 V AC 10kΩ

STOP


63414

105Elektor 7/8-2012

Medir

en la entrada PB3 del ATtiny13. Cada cambiodenivelensuentradaquedadetectado, por lo que habrá un total de 100 o 120 transiciones por segundo, dependiendo de la frecuencia de la ten-sión de red (50 Hz o 60 Hz). En cuanto no se detecta una transición, el micro-controlador entra en su modo reposo (‘Idle’). De esta forma, el consumo me-dio del microcontrolador se mantiene por debajo de los 0,5 mA.De forma simultánea, el temporizador Timer0 cuenta los pulsos de reloj. Una vez ha comenzado, cuenta hasta elvalormásalto,sedesbordayprovocauna interrupción. Esto sucede después de unos 50 ms en ausencia de pulsos de entrada. Sin embargo, los pulsos de entrada no han sido contados. El cir-cuito también reinicia repetidamente al Timer0paraevitarquealcancesuvalormás alto. Así, pues, tan pronto como los pulsos de entrada están presentes, Timer0 no se desbordará y la interrup-ción asociada no se ejecutará.Cuando la tensión de entrada está des-conectada, la tensión en los extremos de C1 comienza a disminuir. La capaci-daddeC1essuficienteparamantenertrabajando al microcontrolador, como mínimo, durante un segundo más. Sin embargo, si la tensión de entrada es desconectada, los pulsos en PB3 des-aparecen de forma abrupta. Sin que se haya producido un reinicio, el Timer0 producirá una interrupción en unos 50 ms después de la última transición que se ha producido en la entrada PB3. La interrupción “despierta” al microcon-trolador de su estado de reposo (‘Idle’) yprovocaqueseejecutelasubrutinade interrupción asociada. Dicha subru-tinaescribeelvalordelsegundocon-tador en la memoria EEPROM. De esta forma, el estado del contador queda preservado cuando la tensión de ali-mentacióndesciendedelniveldese-guridad. El procedimiento de escritura en la memoria EEPROM dura unos 10

ms y, a continuación, el microcontrola-dorentradenuevoensumodoreposoy espera a que se produzca uno de los siguienteseventos:•Silatensióndealimentaciónesco-nectadadenuevodentrodeuncortoperíodo de tiempo, por ejemplo, an-tes de que la tensión en los extremos deC1caigademanerasignificativa,pero estando dentro de la zona se-gura de funcionamiento, el microcon-trolador se despertará y comenzará a contar los pulsos de entrada tan pronto como se produzcan.

•SilatensiónenlosextremosdeC1que por debajo de los 2,7 V, algo que sucede unos pocos segundos des-

pués del apagado del equipo, el cir-cuito“on-chipBrown-outDetection”(BOD) del ATtiny13 reiniciará el mi-crocontrolador.

ElcircuitoBODdebeestaractivodu-rante la sesión de programación y el nivel de disparo del BOD debe estarestablecidoa2,7V(configuraciónBO-DLEVEL1=0,configuraciónBODLE-VEL0=1).Estoaseguraráqueelmi-crocontrolador se detiene antes de que la tensión de alimentación caiga por debajodelniveldeseguridadyqueelcontenido de la memoria RAM ya esté corrompido.Cuandoestáactivo,elcir-cuito BOD monitoriza constantemente elnivelVCC durante el funcionamiento,

PB5/RESET

ATtiny13

PB1/MISOPB0/MOSI

PB2/SCK

IC1

PB3

PB4

VCC

GND

8

4

71

2

3

65

K2R5

10k

JP1

+5V

SCKMISO

RST

MOSIGND

T1

BS170R4

22k

R3

47k

C3

47n

R222k

D2

4V3

C2

100n

C1

470u 25V

D3

BAT85D1

BAT85

K1

R1

*

100593 - 11

*> 4V AC

BS170

DG

S

50 / 60Hz

K4

+5V

SCKMISO

RST

MOSIGND

C5

100n

C4

10u 40V

D1BAT85

K3

BS250

DG

S

100593 - 12

T2

BS250

R61k

R7 1kR8 1k

ATtiny2313

XTAL1XTAL2

IC3RST

PB7PB6PB5PB4PB3

PB2PB1

PB0

PD0

PD1

PD2PD3PD4PD5

PD6

VCC

GND10

20

1918171615

1413

12111

54

2

3

6789

S1

78L05IC2

8V - 20VDC

LCD1

VSS

VDD

R/W

LCD 16 x 2

VO RS D0 D1 D2

10

D3

11

D4

12

D5

13

D6

14

D7

1 2 3 4 5 6

E

7 8 9

P110k


63414

Elektor 7/8-2012106

tiny13y,simultáneamente,activaráel transistor T1 en el Watchdog, el cual,asuvez,detendráelprogramainterno en ejecución del ATtiny13.

•SielWatchdogyaestabaalimentadoyactivo,laseñalde+5VdeldispositivodelecturaactivatansóloeltransistorT1. Esto cortocircuitará la entrada PB3 amasayevitaráquelospulsosprove-nientes de D2 alcancen a PB3, forzan-do al ATtiny13 a escribir el contenido del contador en la memoria EEPROM.

En otras palabras, cualquie-raquefueseelestadopreviodel Watchdog, la señal de + 5 V asegurará que el micro-controlador ATtiny13 está encendido y que el dato de su memoria EEPROM se ac-tualiza. Unos instantes des-pués de encender la señal de + 5 V, el elemento de lectura comienza a comunicarse con el Watchdog y lee el conteni-do de su memoria EEPROM. Tan pronto como se ha hecho estalectura,eldispositivodelectura apaga la señal de + 5 V, recalcula el dato y mues-tra el tiempo en la forma de “ddddd:hh:mm:ss” (días, ho-ras, minutos y segundos). Sin

embargo, debemos tener en mente que la precisión global depende de la estabi-lidad de la frecuencia de red y que ¡unos intervalosdetiempolargosnollegaránatenerunaprecisióndeunsegundo!Ademásde leer,eldispositivode lec-tura también puede borrar la memoria EEPROM del Watchdog, si fuese nece-sario. El procedimiento de borrado es similar al procedimiento de lectura, ex-cepto en un detalle: debemos pulsar el botón S1 y mantenerlo pulsado al me-nos durante 3 segundos para producir el borrado del contador del microcon-trolador ATtiny13.Si estamos utilizando un programador ISP ordinario para leer la memoria EE-

redAC!SielWatchdogestáactivo(esdecir, si el equipo está encendido), el circuito de lectura debe ser encendido antes de ser conectado al Watchdog. Estoaseguraunabuenadefinicióndelosniveles lógicosentodas las líneasde conexión, lo que no molestará al funcionamiento del Watchdog. Si no encendemos el elemento de lectura antes de su conexión al Watchdog, que ya está funcionando, se puede producir el reinicio del Watchdog y se producirá

la pérdida del tiempo acumulado des-pués del último encendido. Si el Watch-dognoestáactivo(esdecir,sielequipoestáapagado)esirrelevantesieldis-positivodelecturaestáencendidoonoen el momento de su conexión.Para leer y mostrar el tiempo medido, sólo tendremos que pulsar el botón S1 en la placa de lectura durante un pe-queñoespaciodetiempo.Eldispositivodelecturaprimeroactivarálatensiónde + 5 V con las siguientes consecuen-cias en el Watchdog:

•Si el Watchdog estaba inactivo, laseñal de + 5V del circuito de lectura alimentará al microcontrolador AT-

comparándolo conunniveldedispa-rofijado.Silatensióndealimentacióncae por debajo de 2,7 V, el circuito BOD reiniciará el microcontrolador y lo mantendrá en este estado hasta que la tensión de alimentación no alcance denuevoelvalorseguro.Aldespertar,después de un reinicio, el microcontro-lador leerá el tiempo acumulado desde la memoria EEPROM y continuará con-tandodesdeestevalor.Volviendodenuevoalaentradadelcir-cuito,elvalordeR1debeserelegido de acuerdo a la tensión de entrada, ya que su propósi-to es el de limitar la corriente de entrada (ver apartado detexto para R1).

Circuito de lecturaEsseguroquevamosaquererleer el valor del contador decuando en cuando. Para poder mantener el circuito lo más sencillo posible, inicialmente no se ha proporcionado nin-gúnvisualizadorylaslecturashan sido tomadas usando un programador de baja tensión integrado en el propio sistema (ISP).Alfinalsedesarrollóunaherramienta de lectura dedica-da de la que aquí mostramos su esque-ma eléctrico. El corazón de este circui-to es un microcontrolador ATtiny2313 que proporciona todas las señales de control requeridas pará leer el conteni-do de la memoria EEPROM del reloj de vigilancia(o“Watchdog”),convertirlasen un formato que se pueda leer y mos-trarlas en una pantalla LC alfanuméri-ca de 2x16 caracteres. Si utilizamos el circuito de lectura propuesto, podemos conectarlo al circuito del “Watchdog” sin preocuparnos si el equipo en el que el “Watchdog” está insertado está en-cendido o no. ¡Tendremos que tener mucho cuidado si el Watchdog está co-nectado directamente a la tensión de


63414

107Elektor 7/8-2012

Medir

CKSEL para: Oscilador RC interno cali-brado trabajando a 8 MHz.¡Ahora vamos a Internet! Ambosprogramasestánenelarchivo100593-11.zip para su descarga gratuita desde [1], que también es el lugar donde se puede impedir microprocesadores ya programados para este proyecto. Para los amantes del “Burn-a-Chip@Home”:

en [2] está disponible una versióngratuita de demostración de Bascom-AVR. Elektor también dispone de libros en su bibliotecs sobre este interesante pequeño compilador [3].

(100593)

Enlaces en Internet1. www.elektor.es/1005932. www.mcselec.com3. www.elektor.es/products/

books.255.lynkx

(enlugarde0)comovalordeiniciodelcontador, pero esta imprecisión puede ser totalmente despreciada.

ProgramasPara el proyecto se han escrito dos pro-gramas en Bascom-AVR:EE_T_on.bas es un programa para el reloj de vigilancia (‘Watchdog ‘) del

microcontrolador ATtiny13. Debemos asegurarnos que la señal CKSEL está configuradapara:OsciladorRC inter-nocalibradoa9,6MHzyconfigurarlaseñal BODLEVEL como se ha explicado antes. Borrar la memoria EEPROM du-rante la sesión de programación para reiniciar el contador antes de su primer uso. EE_T_on_reading_tool.bas es un pro-grama para el microcontrolador del circuitode lectura.Configura laseñal

PROM del Watchdog, ¡debemos asegu-rarnos de apagar el equipo en el que el Watchdog está montado, antes de conectarelprogramadoralWatchdog!El programador ISP debe proporcionar una tensión de alimentación de 5 V para el Watchdog. El contenido del contador se escribe al principio de la memoria EE-PROM, desde la dirección 0, en la forma

deunavariable4B(tipo‘Long’),siendoprimero el bit de menor peso y repre-sentando el tiempo de encendido (ON) medido en segundos. Será necesario realizar algunos cálculos para descifrar-lo (¡el elemento de lectura hará esto por nosotros!).Elcontadortambiénpuedeser borrado con un programador ISP, sí borramos la memoria EEPROM. Nota: el borrado de la memoria EE-PROMescribiráelvalorbinario1sentoda la memoria. Esto colocará un -1

¡Alto de nuevo! ¡Seguridad Eléctrica!Si el circuito tiene que conectarse directamente a una toma de tensión de red, debemos

considerar sustituir R1 con la conexión de:•Unaresistenciade2,2kΩ/1Wyuncondensadorde100nF(paratensionesderedde

115 VAC/60 Hz) o•Unaresistenciade4,7kΩ/1Wyuncondensadorde68nF(paratensionesderedde

230 VAC/50 Hz).En ambos casos, el condensador debe estar dimensionado para una conexión directa a la

tensión de red (por ejemplo, un WIMA MKP-X2, un WIMA MP3-X2, un Epcos MKP X2 o similar).

CuidadoEl circuito está conectado a una toma de tensión de red. El circuito debe estar dentro de una caja con las especificacionesadecuadasparaprevenirquecualquierpartedelmismopuedasertocada.Encasodeduda,pideayudaauningenieroeléctricocualificado.

STOP STOP


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Elektor 7/8-2012108

Si uno mismo construye o repara apa-ratos de audio, no necesita disponer siempre de un osciloscopio. Puedes medir la corriente/tensión continua con un polímetro. Si dispones de uno muy bueno que también pueda medir (pequeñas) tensiones alternas enton-ces te las arreglarás bastante bien.Pero para medir fácilmente la respues-taenfrecuenciayladistorsión,vienemuy bien una tarjeta de sonido de un ordenador conun softwaredemedi-

Especialmente para este tipo de apli-caciones,sehadiseñadoesteamplifi-cador de medición, que dispone de un atenuador de entrada ajustable y tiene unaimpedanciadeentradade1MΩ,demodo que para tensiones alternas más grandes se puedan conectar sondas es-tándares de osciloscopio con atenuador incorporado. Primero se atenúa la se-ñaldeentradayluegoseamplificapara

ción. Además, un portátil o un netbook pueden funcionar sin conexión a la red eléctricayconelloevitarásbuclesdetierra y zumbidos durante la medición. Pero un portátil dispone generalmen-te de una entrada de micrófono hi-persensible, de modo que tienes que construirtodotipodedivisoresdeten-siones para poder medir señales más grandes.

Amplificador/atenuador universal para mediciónPara portátil o PC

Michiel ter Burg (Holanda)

Gracias a su tarjeta de sonido (generalmente incorporada), un ordenador está perfectamente

preparado para realizar mediciones (de audio). Por desgracia la entrada de audio de muchos

portátiles es tan sensible que no es posible medir con ella tensiones alternas más

grandes.Esentonces cuandounpequeñoamplificador/

atenuador resulta una herramienta útil.


63414

109Elektor 7/8-2012

Medir

conseguir una correcta transmisión. La entrada está acoplada DC. La señal de entrada se atenúa un mínimo de 10x; con los potenciómetros logarítmicos P1 y P2 se puede reducir la señal aún más. C1 y C2 se encargan de un desacoplo DC después de los atenuadores de en-tradaparaevitarunairritanteconstantede tiempo alta en caso de utilizar son-das con una alta impedancia. Después vieneunaetapadeamplificación(cons-truida alrededor de IC1.A e IC1.B). Con los potenciómetros de ajuste P3 y P4 se puede adaptar la amplificación deesta etapa entre 1x y 100x. Vigila aquí el GBP (Gain Bandwidth Product) deloperacional utilizado. El autor lo intentó primero con un LM258 y un TS912, que deberían tener un GBP de alrededor de 1 MHz (típico). Sin embargo, en la prác-tica se midió un ancho de banda de 15 kHzconunaamplificaciónde30xaunatensión de alimentación de 9 V, lo que resulta en un GBP de 450 kHz, pero esto sepuedecompensarconelsoftwaredemedición. El óptimo es un TS922 (GBP de 4 MHz), que alcanza el ancho de ban-dadeaudiocompletoconunaamplifi-cación de 100x. Este tipo es el que se ha utilizado en el prototipo construido en el laboratorio de Elektor.Una pila de 9 V se encarga de la alimen-taciónquesedividecondiodosenunatensión más/menos con un cero ‘fuerte’. LED2 funciona como LED de indicación de batería baja (tiene que ser un tipo

que se encienda a 2,5 V), R15 se encar-ga de que se encienda con una tensión de pila de unos 7 V y ¡este es el momen-todesustituirlapilaorecargarla!Las entradas de los operacionales están protegidas con diodos contra tensiones demasiado altas y descargas electrostá-

ticas, porque nunca sabes qué tensiones pueden encontrar en circuitos de audio (desconectados), ¡especialmente cuan-dofuncionanconválvulastermoiónicas!Para el circuito se ha diseñado una pla-ca en la que todos los componentes tienen un sitio, incluso los conectores

y potenciómetros (el diseño se puede descargar gratuitamentedesdewww.elektor.es/120272). Se han utilizado ejemplares de hilo pasante para todos los componentes, lo que simplifica laconstrucción. Los potenciómetros atra-viesanlaplacaporelladodelaspistas

IC1.A

IC1 = TS922

2

31

R71M

R1310k

P3

100k lin.

R14

3

21

54

4k7

R5

1k

R6

1M

D2

1N4148

D1

1N4148C1

100n

P1100klog.

R21M8

R11M8K2

V+

V-

K1

IC1.B2

31

R101M

R1110k

P4

100k lin.

R12

4k7

R9

1k

R81M

D4

1N4148

D3

1N4148C2

100n

P2100klog.

R41M8

R31M8K3

V+

V-

BT1

9V

D5

1N4148 LED2R15

3k9

LED1

D6

1N4148

D7

D8

D9

C3

10u

C4

10u

V+

V-

4x

IC18

4

120272 - 11

la tarjeta de sonido del ordenador junto con el software de medición adecuado resulta muy útil


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Elektor 7/8-2012110

y a continuación se atornillan, para lue-go doblar las lengüetas de conexión de tal manera que hagan contacto con los islotes de la soldadura que hay debajo y puedan ser soldados después. Como los potenciómetros logarítmicos deajustetienenunaampliadesviación(±20%), lo mejor es calibrar el circui-to después de instalarlo en una caja y marcar algunas configuraciones en elfrontal. Hazlo primero con un bolígra-fo en un frontal de prueba, escanéalo a continuación y trabájalo hasta tener una escala decente con ayuda de un programa de dibujo en el ordenador. La calibraciónvaenpasosde10dB(=unfactor3,1623)conelsoftwaredeme-dicióndisponible.ConfiguraP3yP4enunaamplificaciónde1x,generalmenteestos sólo se utilizan en caso de señales de entrada muy pequeñas que requie-ranseramplificadasunpoquitomás.

(120272)

LISTA DE MATERIALESResistencias:R1...R4=1M8R5,R9=1kΩR6,R7,R8,R10=1MR11,R13=10kΩR12,R14=4k7R15=3k9P1,P2=100kΩpotenciómetrologarítmicoP3,P4=100kΩpotenciómetrolineal

Condensadores:C1,C2=100nFMKT,paso5mmC3,C4=10µF/16V,6mmdiámetro,

paso 2,5 mm

Semiconductores:D1...D9=BAT48,DO-35IC1=opampdualTS922IN,DIP-8LED1,LED2=LEDverde,5mm

Varios:K1=conectorjackestéreohembrade3,5

mm (por ejemplo Lumberg 1503-09)K2,K3=conectorBNCacodadoparaplaca(porejemploTEconnectivity1-1337543-0)

BT1=clipparapilade9VPlaca120272-1(verwww.elektor.

es/120272)

9V


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controlador embebido. Comenzaremos por lo más básico y entrare-

mos en muchos detalles. No puede aprender software sin entender

el hardware, por lo que también veremos de cerca los componentes

y los esquemas. Al fi nalizar el curso será capaz de diseñar

sus propias aplicaciones embebidas y de escribir

el software apropiado para ellas.

Contenidos:

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• Puertos Digitales

• Comunicación Serie

(RS232)

• Señales Analógicas

• Modulación por ancho

de pulso (PWM)

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Interrupciones

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• Display LCD

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Programación de Micro controladores PIC Embebidos

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Elektor 7/8-2012114

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¿Audión?¿Quéeseso?EnlaeradelTwitterylosSmartpho-nes no podemos dar por hecho que cosas que no tienen nada quever con Internet, seanconocidaspor todoelmundo.¿O sí? Google ofrece para nuestra sorpresa 6 millones de resultados para la entrada “audión” – y también incluso si añadimosuna“i”minúsculacomoprefijo(ahíestá,“iAudion”genera 12.000 resultados). Este principio de recepción no es demasiado conocido hoy en día, y se muestran en la primera páginacosasquenadatienenqueverconestaclasedecir-cuitos de radio.

En cualquier caso, primero debemos tener una idea de qué es un audión. En caso contrario: se trata de un principio súper simple de recepción, aunque muy sensible. Quien desee pro-fundizar más, puede consultar acerca del tema. En Wikipedia [1] hay un artículo bastante extenso. El autor es ante todo un fan de muchos de los interesantes experimentos en HF que elconocidoredactordeElektorBurkhardKainkahallevadoacabo. Basándose en los circuitos para audión de Kainka, éste hadesarrolladounapotentevariante,aunqueespecialmentesimple, con componentes modernos: un audión con sólo dos transistores normales y corrientes, y a pesar de esto con una buenacapacidadderecepción.Elautorhapublicadounava-riantedeésteensupáginaweb[2].Aquípuedeencontrarseunaversión“elektorizada”quequizáresulte más simple: en lugar del montaje sobre una “bread-board”, como era común antes cuando no se podían encon-trar tarjetas, aquí mostramos un esquema de circuito en Lochmaster 4 optimizado para una tarjeta de experimentos Elex (disponible en Elektor).Primerovayamosalcircuito:antetodoestánlosdostran-sistores 0815 del tipo BC548. Para el margen de frecuencia que interesa aquí, con onda media de 0,5 a 1,6 MHz, este modelosirvedesobra,siendodiseñadooriginalmenteparapropósitos de audio.ElcondensadorvariableC1juntoconL1formaelcircuitore-sonante en paralelo, mediante el cual ajustamos la frecuen-cia de recepción. El truco de un audión está en realizar una realimentaciónmediante un componente “activo” –siendomásconcisos:sirviéndonosdelaspropiedadesdelaganan-

Audión de dos transistoresFrankdeLeuw(Alemania)

T2

BC548T1

BC548

R6

4k7

R5

1M

R3

100k

R1

1M

R2

220R

P1

10k

R433k

C5

1n

C7

100n

C3

1n

C4

100n

C2

100n

C6

220u

PH1

BT1

9V

L1

200uH

C1

500p

110211 - 11

Radio casera antigua


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115Elektor 7/8-2012

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cia– ajustándolo hasta que el circuito no oscile. Esto le quita cargaalresonadoryhacequeseamásselectivo;elreceptores muy sensible gracias a la alta ganancia. El componente activoaquíesT1.MedianteP1yL1seajustalarealimenta-ción. T1 no sólo se encarga de la ganancia en HF, sino tam-bién de la demodulación de la señal modulada en amplitud enondamedia(graciasalacurvacaracterísticaBE).FinalmenteT2seencargadelaamplificacióndelaseñalenbaja frecuencia. En C6 se conecta directamente un pequeño altavozomejorunosauriculares.Unoscascosdealtaim-pedanciadeberíanservirparaasegurarnosdeseanaptos.Porestemotivosehaimplementadolaconexiónserieparaambos auriculares.El montaje del circuito resulta bastante sencillo gracias al es-quema para la tarjeta de experimentos. No obstante, para la construcción de la antena hace falta algo más de maña. Pero estanoesmuchamásdelaquetienecualquieraficionadoal bricolaje. Pueden adquirirse tablas y listones en cualquier ferretería por poco dinero, para aumentar las medidas del diseño actual.En la tarjetabase, sesitúaentreel condensadorvariablede la izquierda y el potenciómetro de la derecha, justo en el centro. En la parte posterior se atornilla la cruz, como puede verseenelprototipo(nota:enelprototipo,elautorhacolo-cado un potenciómetro de ajuste directamente en la tarjeta, enlugardeunpotenciómetroexterno,comopuedeverseenel esquema de montaje de la tarjeta Elex). En la cruz se han bobinado 20 espiras de cable de cobre lacado. Se comienza a bobinar encima tras la quinta espira. La distribución no es demasiado crítica como pudiera parecer para los principian-

tes en el mundo RF. El prototipo fabricado en el laboratorio de Elektor se alimenta con una pila de 9 V y tiene un consumo de 1,4 mA. Con este diseño, el margen de frecuencia posible se ha medido en de 0,4 a 1,4 MHz. La calidad de recepción es sorprendentementebuena,unavezquelarealimentaciónha

P1

C1

B

L1

(ca. 300 x 90 x 18 mm)

A (350 x 20 x 10 mm)

110211 - 12

B (300 x 20 x 10 mm)

A

LISTA DE MATERIALESResistencias:R1,R5=1MΩR2=220ΩR3=100kΩR4=33kΩR6=4k7P1=10kΩ,potenciómetrolineal

Condensadores:C1=500pF,condensadorvariable,vertextoC2,C4,C7=100nF,cerámico,RM2,5mmC3,C5=1nF,cerámico,RM5mmC6=220µF/16V,radial,RM5mm

Inductancias:L1=antenacuadrada,20espiras,cabledecobrelacado,super-puestoapartirdelaquintaespira(vertexto)

Semiconductores:T1,T2=BC548

Varios:Tarjeta de experimentos Elex-1Pila de 9 V + clipPequeñoaltavozoauriculares(vertexto)


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appwwwrecepción se ajusta también a la onda media. Creemos que en realidad no sólo se trata de diseñar un audión con ante-nacuadrada,sinoqueestosirvecomoexcelenteproyectocasero para un padre y un hijo, con el cual hacer pruebas yaprenderunmontón.Ynohayqueolvidar:¡todaantenacuadradaesdireccional!

(110211)[1]http://es.wikipedia.org/wiki/Audión

[2]www.elektronik-radio.de/39994.html

[3]www.ak-modul-bus.de/

sido debidamente ajustada con P1. En la recepción, el audión se comporta como un receptor superheterodino común. Si en lugardeunosauricularesqueremosconectarunamplifica-dor, podemos reemplazar R6 por un potenciómetro, conec-tandoelpolopositivodeC6conelterminalvariabledeéste.Quienno sea capazdeencontrarel condensadorvariableadecuado de unos 500 pF, en [3] dispone de ejemplares VCAP4, pudiendo conectar dos mitades de 265 pF en para-lelo. En el laboratorio de Elektor bastaron tres espiras para implementar la antena cuadrada, de modo que el margen de

¡La misma placa vuelve a la carga!Termómetro con un indicador especialLuc Lemmens (laboratorio de Elektor)

En una edición anterior (de abril) publicamos en Elektor un termómetro que utiliza dos ruedas Gottlieb de una máquina electromecánica de bolas para representar la temperatura. Conunapequeñaadaptacióndelfirmwarepuedesutilizartambién como indicador la denominada unidad de crédito de una máquina pinball.Los contadores que se empleaban en el diseño original, son dos módulos que indican la puntuación de un jugador en una máquina pinball. Cada módulo puede indicar una cifra de entre ‘0’ hasta ‘9’. Sólo puede girar hacia delante, de modo queelcambiodelacifra‘2’a‘1’significaqueelcontadortienequedarunavueltacomoparaindicarelnuevoresultado.Una máquina electromecánica de bolas tiene también otro tipo de contador que indica cuantas partidas (créditos) quedanantesdequeeljugadortengaquevolveraintroducirotra moneda. Es una rueda que puede indicar los números de ‘1’ hasta ‘20’. Incluso algunos de ellos la denominada ‘unidad decrédito’alcanzalos‘37’(loscientíficosnuncaseponendeacuerdo sobre la cantidad más alta...). Al contrario que los contadores de puntuación, estos sí pueden girar hacia atrás, pues disponen de un doble mecanismo y dos electroimanes que lo hacen posible. Además, en estas unidades encontramos un contacto de detección de ‘0’ y un contacto de detección del tope máximo que detecta cuando el contador ha alcanzado la posición más alta. Los números son más pequeños que los de los contadores del resultado, y no pueden ascender (de forma estándar) a unos números tan altos, ¡pero hace que sea un

desafíoparalaversión2.0deltermómetro!Doscontactos,dos electroimanes, dos números… La indicación funciona de forma un poco diferente, pero la electrónica del termómetro anterior tiene todo a bordo como para controlar esta unidad. Conectándolo de forma un poco diferente, por supuesto


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adaptandoelfirmwareaquíyallá,¡estotienequefuncionar!Nosemodificólamayorpartedelfirmwareoriginal,sólosecambió el control de la indicación. El algoritmo para esto no es difícil. Después de conectar el circuito, el microcontrolador envíapulsoshastaqueelcontadorquedaenlaposicióncero.Esta posición se comunica mediante la apertura del contacto de detección de cero. A continuación mide la temperatura y por cada grado Celsius, el contador recibe un pulso para incrementar el resultado. El circuito espera 15 minutos hasta la siguientemedición,elnuevovalorsecomparaconelanterioryse traduce la diferencia entre estos dos en el número de pasos ‘up’o‘down’necesariosparamostrarlatemperaturacorrecta.Bastante simple, sólo que una unidad de 20 créditos – tal y como disponemos en el laboratorio – es bastante limitado, ni siquieraessuficienteparamedirlatemperaturaambiente.Hay espacio suficiente en la rueda y en principio launidad podría dar más pasos, si es necesario puede dar completamentelavueltasiseadaptaelmecanismo.Nuestraunidad de crédito sale de una máquina pinball del fabricante Williams, pero podría ser igualmente de otra marca (por ejemplo Bally o Gottlieb), igual que los contadores de la serieanterior.Tambiénloscontadoresdecréditodifierenunpoco entre marca y marca y los fabricantes han cambiado algunavezsuspropiosmódulos,pero lasconexionesyelfuncionamiento es siempre el mismo. Pelear un poco con un programagráficoenelordenadorproporcionaunabonitatirade papel con números de ‘0’ hasta ‘49’, que se pega sobre la rueda original. Pero con esto no hemos terminado aún. Como hemos dicho anteriormente, la unidad dispone también de un contacto que indica cuando el contador alcanza el tope máximo.En la fotoa la izquierdavemos loscontactosdedetección de ‘0’ y el tope máximo, a la derecha de esta, el

piñón de la unidad sobre el que están montados dos palos largos. El palo superior abrirá el contacto de detección de cerosilaruedagiralosuficientementeensentidocontrarioa las agujas del reloj, el palo inferior abre el contacto de detección del tope máximo si la rueda gira en el sentido de las agujas del reloj y alcanza el tope máximo. Hemos quitado este último palo para que el alcance fuera el máximo posible. Elpaloquesóloservía,enprincipio,dedeteccióndecero,también controlará en el caso más extremo el contacto del topemáximo;entonceselfirmwareevitaquelaruedasigagirando hacia delante.ElnuevofirmwareparaelATtiny2313del circuitooriginalde la edición de abril (placa 110673-1) está disponible en nuestra página Web correspondiente a este proyecto [1].

(120251)

Enlace Web[1]www.elektor.es/120251

Más información en

www.elektor.es/rf-app s/////rf

La RF & Microwave Toolbox contiene 43 herramientas de cálculo y conversión para RF, microondas y electrónica en general. Ya seas profesional, radio -afi cionado, astrónomo o afi cionado, esta app pone la mayoría de las herramien -tas importantes al alcance de tus dedos.

Destacados:• Amplifi cador en Cascada (NF, Gain,

P1db, OIP2, OIP3)• Convertidor de intensidad de campo y

densidad de potencia (W/m2, V/m, A/m, Tesla, Gauss, dBm, W)

• Calculadora de trazado de PCB (impedancia/dimensiones)

• Atenuador PI y T• Temperatura de Antena (Kelvin)• EMC (EIRP, ERP, dBμV/m)• Diseño de fi ltros (Butterworth, Chebyshev, prototipo)• Y más

Elektor RF & MicrowaveToolbox

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Con esta construcción se puede pro-yectarbonitasfigurasconunrayolá-serencasicualquiersuperficie.Laideainicial es jugar con un rayo láser que sale como el de un puntero láser. Un espejo colocado encima del eje de un motorreflejaelrayo.Comoelespejo

no está exactamente colocado de for-ma perpendicular al eje, la línea inicial del rayo obtiene una forma cónica. Este cono está dirigido hacia un segundo espejo colocado encima de un segundo motor.Desdeesteespejoelrayovadi-rigidohacialasuperficiedeproyección.Elnúmerode revolucionesdeambosmotoresesbastanteelevado,demodoqueparanuestrosojos,relativamente

Proyección láser con Arduino

G.vanZeijts(Holanda)

DIGI

TAL

INPU

T/OU

TPUT

ANAL

OG IN

PUT

TX > D1

ARDUINO

PWM/D11PWM/D10

RX < D0

PWM/D9

PWM/D6PWM/D5

PWM/D3

RESET

MOD1

DC IN

AREF

3.3V

GNDGND

GND

AN5

D13D12

AN4AN3AN2AN1AN0

VIN

USB

17

D8

D71011

D4 1213

D2 141516

1819202122

232425

5V262728

12345678

9

+24VDCON/OFF

7805

10u

+5VM1

M

M2

M

10k

10k

10k

10k

10k

10k

10k

10k

+5V

25RTIL119 5

4

1

2

ULN2803

GND

CD+

11

140mA

12131415161718I1

I2I3I4I5I6I7I8

O1O2O3O4O5O6O7O8

10

123

678

45

915

R

LASER

+5V

P1

10k

P2

10k

+5V

110166 - 11

6VDC

+6VDC


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lentos, no hay un puntito en movimientosinoquesefor-man figuras completas. Va-riandoelnúmeroderevolu-ciones de los motores surgen todo tipo de formas bonitas.Un microcontrolador Ardui-no, para el que se ha de-sarrollado un programa en C controla todo. Se puede descargar el código de forma gratuita en la página Web co-rrespondiente a este artículo [1].El microcontrolador lee el númeroderevolucionesde-seado de los dos motores a travésdelospotenciómetrosP1 y P2 (los mandos de color rojo y azul en la foto). Con estas señales de entrada, el microcontrolador regula el número de revoluciones delosdosmotoresatravésdelas salidas PWM.Por lo demás, el esquema es sencillo. Las salidas del Arduino van directamenteal integrado ULN2803 tipo driver. Este integrado pue-de conmutar hasta 500 mA por canal. Los dos motores (procedentes de impresoras) funcionana24voltiosyque-dan muy por debajo de estos 500 mA. Para mayor seguri-dad se han puesto en parale-lo dos canales del 2803 por motor.Al arrancar el microcontrola-dor enciende directamente el diodo láser y éste permane-ce siempre encendido. Este

diodo láser está conectado a 5voltios.Unaresistenciade15 ohmios limita el consumo a unos 140 mA. El Arduino ha recibido una alimentación por separado (por ejemplo, de unas pilas recargables), para evitar pulsos de con-mutación de otras líneas de alimentación.Con los dos potenciómetros se buscó una serie de núme-ros de revoluciones con losqueseformanbonitasfigu-ras. Esta serie se ha incluido enunaespeciede showdevarios minutos, que mues-trafigurasnuevasybonitasuna y otra vez. Esto se haincorporado en el código C. Apartedelshowcomentadopreviamente,sepuedense-leccionar también algunas figuraspreprogramadasconcuatro interruptores. En el canal de Elektor en YouTube encontrarás un breve videoenelquepuedesverlasfor-mas proyectadas [2].

(110166)

Enlaces Web


[2]www.youtube.com/ElektorIM

Comentario sobre los rayos láser: ¡Tencuidadoconlosrayosláser!Unpunteroconunrayoláserllevaundiodoláserbastanteinofensivo.Nuestrosojosnotienenningúnproblemasielrayosemueverápidamentepornuestrocampovisual,peronunca debes mirar directamenteaunrayoláserinmóvil,¡tampocosilapotenciadelláseresmuybaja!


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Elektor 7/8-2012120

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¿Qué haría un buen profesor, si quisiera demostrar los fenómenosfísicosyprincipiosdelosmovimientosarmó-nicos o las rotaciones de motores, etc. pero los estrobos-copios comunes están limitados en cuando a frecuencia? Sólo tendrá en sus manos una pizarra y una tiza, ¿acaso alguien lo entendería así? Bueno, si se trata de un elec-trónico, probablemente dejase la tiza a un lado y pasara a realizarunademostraciónenvivo.Ypuedepermitírselo,ya que cuenta con el estroboscopio con las características adecuadas.

Lascuerdasvibrantesseexplicanbienyaquepodemosdiferenciarentretonosgravesoconfrecuen-

ciasdevarioscientosdeHz.Sinem-bargo,con lostubosfluorescen-

tes ya no resulta tan fácil. Esmás,lostubosllevan

la palabra “frágil” y funcionan con altas tensiones. Definiti-vamentenosondemasiado se-

guros para utilizar en clase, ya que nunca

sabemos lo que puede pasar. Por suerte, hoy en día contamos

con alternativas.No sólo los iPhones ycía.ya incorporanflashesLED–este tipode

diseños es bastante normal. Quizá no sean igual de potentesquelostubosdexenón,perolosuficientemente

luminosos como para iluminar un cuarto oscuro. Y desde el puntodevistaelectrónico,losLEDssonmuchomásfácilesde mantener.Suficientesmotivos para que el autor decidiera diseñar yconstruirunmini-estroboscopiobasadoenLEDs.Laclaveestáenlaversióndualdelintegradomásvendidodetodala historia: un NE556. Una de sus mitades (IC1B) genera lafrecuenciadelflashyestáconectadacomomultivibradorastable. Con P1 podemos ajustar dicha frecuencia entre 120 y 650 Hz. Esta frecuencia también puede conectarse a un

Mini-estroboscopio

Wilfried Wätzig

OUT5

THR2

DIS1

TR6

R4

CV3

IC1AOUT

9THR

12

DIS13

TR8

R10

CV11

IC1B14

7

P1

47k

R3

1k

C2

100n

+6V

R11

10k

C5

100n

T2

BC639

D1

1N4148

C4

2n2

R1

4k7

R2

22k

R10

220R

LS1

S2C3

100n

R4

2k2

C6

22n

R51k

T1

BC546

D2

BAT42R7

1R

R8

1R

R9

120055 - 11

1R

T3

IRLU024NPbF

R6

4k7

D3

10V

C1

1000uIC1

S1

BT1

4x 1V5

C7

100n

IC1 = NE556


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121Elektor 7/8-2012

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altavoz,pudiendoserescuchada,locualsecontrolamedian-te T2, conectado como seguidor de emisor. T2 es necesario especialmentesiunoutilizalaversiónCMOSdeltimerdual,como ha hecho el autor.El segundo timer, IC1A, funciona como monoestable, gene-randopulsos.LaredderivadoraRCformadaporC4yR2ge-nera pulsos estrechos a partir de la señal cuadrada de IC1B, deaproximadamente10µsdeduración,cuyapartenegativase utiliza para disparar a IC1A mediante D1. R4 y C6 se en-cargan de que en la salida de IC1A tengamos pulsos positi-vos,quesemantienenestablesunos50µs.Con R5 controlamos este pulso en la puerta del MOSFET de potencia T3. Es bien sabido que los LEDs funcionan con una fuente de corriente. Para limitar la corriente que circula a travésdelLEDseutilizaunacaídadetensiónentreR7aR9.Para que la caída de tensión en UF supere a la de D2 bastan entre 300 y 350 mV obtenidos de las resistencias, de esta manera T1 entra en conducción, limitando la tensión de con-trolparalapuertadeT3.LacorrienteatravésdelLEDpue-de ser más o menos de hasta 1 A. C1 reduce la resistencia interna dinámica de la fuente de alimentación, y mantiene la tensión mientras se genera el pulso, incluso si utilizamos cuatro baterías AA.

El autor ha utilizado un LED del tipo “OSLON SSL LCWCQ7P” de OSRAM. Según la hoja de datos [1], estos pequeños LEDs permiten pulsos a partir de 50 ms de duración y corrientes instantáneas de hasta 2 A. En el caso de que los pulsos sean de1Ay50µsnohabráquerefrigerarnielLEDniT3.Este

LED cuenta con terminales “+” y “-” para el llamado “expo-sed pad”, mediante el cual se disipa calor. Con éste, podemos alcanzar corrientes incluso más altas. Debido a la duración constante de los pulsos de IC1B también son mayores las pérdidasdepotencia,convaloresmenoresdeC5podremoselevar la frecuenciamáximade funcionamiento. Podemosexperimentar con distintos LEDs e incrementar la potencia convaloresmenoresparalastresresistenciasdeshunt.Po-demos utilizar el mismo T3 hasta para 3 A e incluso más. Para obtener la máxima luminosidad posible se recomienda no utilizar LEDs de luz cálida. Cuando mayor temperatura de color, mayor intensidad para el ojo humano.Segúnel esquemadado, con IC1en suversiónCMOS,a650Hzcirculaunacorrientemediade20mAatravésdelLED.Siañadimosunaltavoz,elconsumodelcircuitoseelevahastaunos40mA.Conlavariantebipolardel556podemosesperar aproximadamente unos 5 mA más.El autor también ha diseñado una pequeña tarjeta que puede montarse fácilmente (ya que utiliza componentes tradicio-nales).LatarjetapuedeencargarsedesdelapáginawebdeElektor [2] de este artículo. Así mismo, aquí también pueden descargarselosarchivosdellayout.

(120055)

[1] http://catalog.osram-os.com/catalogue/catalogue.do?favOid=000000020000263308030023&act=showBookmark


LISTA DE MATERIALESResistencias:R1,R6=4k7R2=22kΩR3,R5=1kΩR4=2k2R7aR9=1ΩR10=220ΩR11=10kΩP1=potenciómetrode47kΩ,lineal

Condensadores:C1=1.000µF/10V,radial,RM5mm,ø

max. 13 mm, corriente de rizado 1 A (por ejemplo el Farnell # 1165601)

C2,C3,C5,C7=100nF,MKT,RM5/7,5 mm

C4=2n2,MKT,RM5/7,5mmC6=22nF,MKT,RM5/7,5mm

Semiconductores:D1=1N4148D2=BAT42D3=LEDdepotenciaOSRAMLCWCQ7P.

PC-KTLP-5J7KT1=BC546T2=BC639T3=IRLU024NPbF(TO-251AA)IC1=TS556oTLC556(DIP16)

Varios:S1=interruptorde1contacto,1AS2=interruptorde1contactoLS1=altavoz,8Ω/200mWBT1=4xpilasalcalinasAA+

porta-bateríasClema de 3 x 2 contactos para montaje en

tarjeta, RM 5 mm, para BT1, S1 y D3

Conector de 3 x 2 pines, RM 1/10”, para LS1, S2 y P1

Tarjeta#120055-1(vertexto)

Con un LED hasta 650 Hz


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Elektor 7/8-2012122

INFO & ENTRETENIMIENTO

¡Argh!¿quédemoniosesestemonstruodecincocabezas?¿El diseñador ha tomado alguna sustancia alucinógena? ¿O se trata de un error de diseño, una maraña de cuadrículas que parecen haber aterrizado aquí una encima de otra? No

hay tal error – míralo más de cerca, hay cinco cuadrículas in-terconectadas, no cuatro. Por eso se llama Penta-Hexadoku.Apartedeestaconfiguraciónbastanteinusual,estapenta-cuadricula utiliza un diseño tipo tablero de ajedrez no (solo)

EUC Penta-Hexadoku


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123Elektor 7/8-2012

EUC PENTA-HEXADOKU

por resultar bonito, sobre todo para hacer más duras las re-glas del juego: un número hexadecimal impar no debe apa-recer nunca al lado de otro número impar. Por eso lo hemos llamadoEUC(even/unevenchequeredboard).Estasrestric-ciones encajan muy bien con las reglas básicas del Hexa-doku.Para estar seguro de que solo hay una soluciuón posible se han introducido ya ciertos núemros; seguro que te has dado cunenta que estos numeros forman las palabras Elektor 2012 y el logo sobre la cuadrícula en blanco.SoyunfiellectordeElektorFranciaquenossiguedesdelaprimeraedición,llevoprobandosuertetanprontocomoapereció el primer Hexadoku. Por desgracia, la fortuna siempre se ha negado a sonreirme. Así que para tratar de ganardeotramanera,heenviadoaElektorvariassuge-renciasdetableros,segúnmeviníalainspiración.Estabamuycontentodeverunademissugerenciasenlaedicióndoble anual de 2008: el Alphasudoku [1]. Desde enton-ces,nohedejadonincadeinvestigarysugerirtablerosoriginales. Así es como llegó el Hexamurai en 2009 [2] y después el Haxadocube en 2010 [3], de cuya complejidad me siento bastante orgulloso. Tengo el hábito de crear cuadrículasquedificultenlavidaaquienessepuedanvertentadosdeusarprogramasdeordenadorpararesolverel Hexadoku mensual. Esto no es ninguna ayuda para el EUC Penta-Hexadoku de esta Edición Generadora de Proyectos,quefuediseñadoduranteelperiodoinvernal!cuandomisneuronasestabanensemi-hibernación!¡Sin

duda solo una de cada dos células estaba funcionando esedía!Originalmente formando como mecánico, trabajo actual-mente en el Laboratorio Energético Industrial en la Escuela de Ingeniería y Minería de Douai. Siempre me he sentido atraido por la electrónica, gracias a mu padre, que siempre estuvomuyinteresadoenlalocalizacióndeaverias.Emplea-doferroviario,empleosutiempolibredescubriendoyenten-diendolaelectrónicaatravésdelapráctica.Elprimertelevi-sorquetuvimosencasa,locontruyóélmismoapartirdeunkit producido por Cibot Radio. Trajo el CRT en el transportin de un ciclomotor desde Lille.Miotrapasióneslaenergíasolar,fotovoltaicaotérmica.Es-toy trabajando en la construcción de aparatos de cocina para el jardín.

El cuadro de abajo ya se ha rellenado para ilustrar la disposición del damero

para/impar (el más inquieto del equipo editorial de Elektor pensaba que mis

explicacionesnoeransuficientes).

Referencias[1]Alphasudoku(2008):www.elektor.es/080463

[2]Hexamurai(2009):www.elektor.es/081169

[3]Hexadocube(2010):www.elektor.es/090724120268

¡Resuelve el EUC Penta-Hexadoku y gana!Las respuestas correctas recibidas de los lectores de

Elektor entrarán automáticamente en el sorteo de bonos

para la Tienda de Elektor, uno de 100 € y tres de 50 €. Os

animamos a participar.

¡Participa!Envíatusoluciónporcorreoelectró[email protected] del 1 de Septiembre de 2012.

Los empleados de Elektor International Media, sus subsidiarias y edito-riales licenciadas o asociadas no pueden participar en este concurso.

Ganadores del sorteo

La solución del Hexadoku de Mayo de 2012 es: 4C03E.

El Bono de 100 € para la tienda de Elektor es para: Betty Brillon (Francia).

Y los 3 Bonos de 50 € son para: Ron Ware (UK), Wolfgang Rossmann (Alemania) y Emil Cugini (Suiza).

¡Enhorabuenaatodos!

0 7 8 2 9 E F D 6 5 A 4 C 3 1 B9 A C F 0 1 2 5 8 B 3 7 D 4 E 65 B 4 1 3 6 8 C F 9 E D 7 0 2 AD E 3 6 7 A 4 B C 0 1 2 9 F 8 5F 9 D E 1 B 3 2 4 A 7 6 5 C 0 8B 8 0 3 A 4 6 F 5 2 9 C E 7 D 11 4 6 7 C 5 E 0 3 D 8 B F 2 A 92 C 5 A 8 7 D 9 E F 0 1 6 B 3 4C F 9 8 B 2 5 A 0 7 4 3 1 D 6 EE 0 7 4 D 8 9 3 1 6 2 A B 5 C FA D 2 5 4 C 1 6 9 E B F 0 8 7 33 6 1 B E F 0 7 D C 5 8 4 A 9 26 1 B D 5 9 A 8 2 4 C 0 3 E F 77 2 E C 6 D B 1 A 3 F 5 8 9 4 04 5 A 0 F 3 C E 7 8 6 9 2 1 B D8 3 F 9 2 0 7 4 B 1 D E A 6 5 C


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Elektor 7/8-2012124

GPIB (General Purpose Interface Bus, es decir, Bus Interfaz de Propósito General) hace referencia a un interfaz parale-loestándarIEEE488,definidooriginalmenteen1984paraconectar sensores e instrumentos programables a un orde-nador. Usando un conector de 24 terminales, se pueden en-cadenar, a modo de guirnalda, hasta un total de 15 dispositi-vosydireccionarlosdeformaindividual.LaversiónGPIBdeHewlettPackardse llamó, lógicamente,HPIB.LosequiposGPIB eran horriblemente caros en sus buenos tiempos y el protocolo de comunicaciones, muy complicado, nunca alcan-zoalreinodelosaficionados.Enaqueltiempo,losequipos

GPIB eran para los profesionales de alto intelecto y para los científicosdedicadosaloscohetes:losdemássólopodíamossoñar con ellos.

¿Con qué propósito?Si,¿cuáleselmotivodeconstruirunconversorquedenuevavidaalosviejosequiposdelosaños80y90?Larespuestaes que 30 años después, podemos adquirir equipos de bue-na calidad y robustez por una fracción de su precio original. GPIB ha sido ampliamente usado en equipos de medida de altas prestaciones y aún hoy hay un próspero mercado de instrumentosdesegundamano.Variosvendedoresvendeninstrumentos actualizados y calibrados y, si miramos en si-

Gee Whiz, un Conversor GPIB a USBCircuito interfaz de 40 € que nos lleva a la vida de los años 80 y 90

Anders Gustafsson (Finlandia)

SielacrónimoGPIBesnuevoanuestro lectoresporquebienes joven, inocente,noconoce Elektor o incluso no le gusta Elektor. Para todos los demás: aquí presentamos un conversordebajocostequeconectaequiposGPIBantiguosanuestroPCpormediodelosactuales puertos USB.


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125Elektor 7/8-2012

Hacer

tios como eBay, podemos encontrar buenos instrumentos de marcas como HP, Tektronix y Marconi que podemos conse-guir por menos de 150 €, o incluso más baratos, si queremos tentar a la suerte de comprar un instrumento que “necesita reparación”.Perosiempredebemosevitarlavariedad“FU”.Mientras que los instrumentos chinos más modernos son casi imposiblesdereparar, losviejos instrumentosestáncons-truidos principalmente de componentes estándar. Siguiendo la buena tradición de ingeniería americana, también están construidos como tanques y sus manuales de mantenimien-to se pueden descargar a menudo, de manera gratuita, de lugares como [1]. Esto haría posible poder reparar peque-ñosfallos(ynotanpequeños)alavezqueservircomounexcelente ejercicio de electrónica. De hecho, gurús como Jim Williams apuestan que reparar instrumentos con fallos es la mejor manera de aprender electrónica [2].Ahora nos podemos encontrar con gran cantidad de instru-mentos que antes eran de alta gama y que ahora son equipos de 2ª, 3ª… 10ª mano y que están dotados de un conector GPIB de 24 terminales. Tienen la apariencia de un conector “Centronics”,comopodemosverenlaimagen.Enlosinstru-mentos actuales raramente los encontramos pero, durante

variasdécadas,elbusGPIBfueelreinosupremoenelcampode la recogida de datos y de muestreo y, ocasionalmente, fue utilizado para otras cosas como las impresoras de la casa Commodore y algunos modelos de disqueteras.Una detallada descripción del GPIB queda fuera del alcance deesteartículo,peroseríasuficientecondecirquepodría-mos colgar todos nuestros instrumentos compatibles GPIB a unordenadorequipadoconUSBydireccionarlosyconfigu-

Productos y Servicios de Elektor• Ficheros de código fuente para PIC18F2550: descarga gratuitadewww.elektor.com/100592

• PCI#100591-1:dewww.elektorpcbservice.com

C3

100n

+5V

R1

8x 100R

101112131415161

2345678 9

1R11R21R31R41R51R61R71R8

R2

8x 100R

101112131415161

2345678 9

PGD

PGC

PGM

2R162R152R142R132R122R112R102R9

74LS245N

IC2

DIR

VCC

GND

A1A2A3A4A5A6A7A811 B8

12 B7

13 B6

14 B5

15 B4

16 B3

17 B2

18 B1

19

20

101

2345

6789

G

RB0/AN12/INT0/LFT0/SDI/SDARA5/AN4/SS/HLVDIN/C2OUT

RB1/AN10/INT1/SCK/SCLRA2/AN2/VREF-/CVREF

RA4/T0CKI/CIOUT/RCV

RB4/AN11/KBI0/CSSPP

RC1/T!OSI/CCP2/UOERC0/TIOSO/T13CKI

RB3/AN9/CCP2/VPORB2/AN8/INT2/VMO

RA3/AN3/VREF+

RC7/RX/DT/SDO

MCLR/VPP/RE3

RC2/CCP1/P1A

RB7/BKI3/PGDRB6/KBI2/PGCRB5/KBI1/PGM

PIC18F2550RC4/D-/VMRC5/D+/VPRC6/TX/CK

RA0/AN0RA1/AN1

VUSB

IC1

OSC1 OSC2

VDD

VSS VSS

20

11

28272625

2324

2221

19

121314

10

18171615

8 9

1

32

4

65

7

MCLRC4

100n

R6

100k

+5V

1R11R21R31R41R51R61R71R8

R3

8x 10k

1

2 3 4 5 6 7 8 9

+5V

C2

100n

C1

100u16V

+5V

R4

8x 270R

10111213141516 1

23456789

D2

D1

D3D4D5D6D7D8

+5V

SRQIFC

ATNEDIRENDAVNRFDNDAC

SER_RXSER_TXUSB_D+USB_D-

X1

20 MHz

C5

22p

C6

22p

C7

470n

K3

+5V

GND

USB-B

D–D+

1234

+5V

USB_D-USB_D+

K11234

+5V

SER_TXSER_RX

K2123456

+5V

MCLR

PGDPGCPGM

R5

8x 10k

1

23456789

+5V

2R92R102R112R122R132R142R152R16

K4

101112

131415161718192021222324

123456789

2R92R102R112R121R41R61R71R81R11R21R3

2R132R142R152R161R5

100592 - 11

Prestaciones del conversor GPIB-USB• Adaptador externo de bajo coste

• Funcionalidad complete GPIB/IEEE488 por USB

• PIC18F2550 @ 20MHz con interfaz USB incorporado

• Emulación y enumeración de puerto COM PC

• ProgramadesarrolladoenCyFrameworkMCHPFSUSB


63414

Elektor 7/8-2012126

rarlos desde este ordenador utilizando el conjunto de coman-dosGPIBsuministradosparalos“viejos”equiposheredados.En el mercado existen interfaces GPIB para PC, pero tienen un alto coste y, habitualmente, en la forma de tarjetas para añadir internamente. Los precios han caído, pero construir un dispositivoparaconectarestosequiposalomnipresenteUSBes un ejercicio interesante y el coste de los componentes es menor de 40 €. Además, el PC puede permanecer cerrado.

Circuito y líneas GPIBComopodemosverenelesquemaeléctrico,todoloquesenecesitaparaestesencilloconversorGPIB-USBesunMCUPIC(trabajando a 20 MHz), un “buffer” bidireccional 74LS245 y un puñadodecomponentespasivos.LosLEDsmuestranelestadode las líneas de comando GPIB. El circuito se alimenta desde el bus USB, es decir, desde el PC. La mayor parte de la “magia” se hace en el programa donde hemos utilizado un interfaz CDC de USB para dar una apariencia GPIB similar al histórico puerto COM. De esta manera, incluso si tenemos menos de 25 años, podemosutilizarGPIBdesdecualquierpaquetesoftwarequepueda (o que pueda hacer) “hablar” a un puerto COM. Se han proporcionadoejemplosparaOpenOfficeyExcel.

La implementación completa de GPIB tiene ocho líneas de datos, nombradas desde DIO1 a DIO8, y ocho líneas de con-trol de las que sólo tres son importantes para la transferencia real:DAV(DataAvailable,esdecir,DatoDisponible),NRFD(Not Ready For Data, es decir, No Listo Para Datos), y NDAC (Not Data Accepted, es decir, Dato No Aceptado). Cuando es-tánconfiguradascomosalidas,lasdosúltimasseñalesestán,normalmente, en modo colector abierto con una resistencia de“pull-up”,loquesignificaquetodoslos“oyentes”enelbustienenqueestarconfiguradosanivel“alto”paraqueelequipoquehablapuedadetectarunnivel“alto”.Porlotanto,el bus se ajusta automáticamente con el oyente más lento, asegurando que ningún dato se pierde. Este método se de-nomina“aceptacióndetresvías(“three-way-handshake”).En el diagrama de tiempos que se muestra aquí, las tres señales de más arriba son DAV, NRFD y NDAC, el resto son datos.VemosalaseñalNRFDpasandoanivelaltocuandotodos los oyentes están listos para aceptar datos. En este momento el equipo hablante coloca el dato en el bus y pasa laseñalDAVanivel“bajo”.Cuandoelúltimooyentehaleídoeldato,laseñalNDACpasaanivelaltoy,algunosmilisegun-dos después, la señal DAV. A continuación el ciclo se repite.

Instrucción de quemado del PIC2550 (pic2550.txt en el archivo de programa 100592-11.zip)

ModificarelPICDEMFSUSBdedemostraciónpara2550/placadeexperimentación.LEDsconectadosaPORTC0..3

1.HacerunacopiadeHardwareProfileàPICDEMFSUSB.h,llamarlaHardwareProfileà PICDEM FSUSB 2550.h

2.EditarHardwareProfile.h;añadirunalínea:

#if defined(__18CXX) #if defined(__18F4550) #include “HardwareProfile - PICDEM FSUSB.h” #elif defined(__18F2550) // #include “HardwareProfile - PICDEM FSUSB 2550.h” // Añadida

3.CambiareltipodeprocesadorenMPLAB(Configure,selectdevice)a18F2550


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127Elektor 7/8-2012

Hacer

instrumento que está apagado presente una alta impedancia albus.Enlavidarealéstenosiempreeselcasoyunins-trumento que está apagado puede hacer que el bus deje de funcionar correctamente. En caso de duda tendremos que dejar encendidos todos los instrumentos del bus.

SoftwareEl programa desarrollado para este proyecto está construi-do sobre las rutinas USB proporcionadas por Microchip. Son gratuitas, pero con derechos de autor y, por lo tanto, no pue-denserredistribuidascomoficherosfuente.Elarchivoquecontienetodoslosficherosyquecontienentodoslosotroselementos necesarios para grabar nuestro propio PIC para el proyecto, está en el lugar esperado [4]. Id a la misma di-

Existen circuitos integrados (CI) dedicados como interfaz para GPIB, por ejemplo, el SN75160/162, pero ya están obsoletos o, como mínimo, difíciles de encontrar. En esta implementación hemos utilizado los puertos de E/S del PIC estándar y hemos engañado al “colector abierto” haciendo

queelpuertoseaunasalidaparaunnivelBajoyunaentradaparaunnivelAlto.La impedanciadeentradaesmuyaltay el punto de unión resultante es un “tres estados” que no afecta al bus. Si tenemos que controlar una gran cantidad deinstrumentosenelmismobus,usandoaltasvelocidadesy/o usando cables largos, puede ser una buena idea utilizar circuitos integrados dedicados como interfaz para el bus.En un mundo perfecto, el estándar GPIB obliga a que un

Terminal Etiqueta Nombre Señal Terminal Etiqueta Nombre Señal1 DIO1 TransfiereDato 13 DIO5 TransfiereDato

2 DIO2 TransfiereDato 14 DIO6 TransfiereDato



5 EOI FinOIdentificación 17 REN RemotoActivo

6 DAV Dato Válido 18 GND Masa DAV

7 NRFD No Listo Para Datos 19 GND Masa NRFD

8 NDAC Dato No Aceptado 20 GND Masa NDAC

9 IFC Borra Interface 21 GND Masa IFC

10 SRQ PeticióndeServicio 22 GND Masa SRQ

11 ATN Atención 23 GND Masa ATN

12 Shield Masa chasis 24 GND Masa Señal

Algunas Palabras desafiantes para menores de 25 años

Analog Circuit Design, ASCII, Boat Anchor, Carriage Return, Centronics,

Centronix, COM, Commodore, floppy disk, FUBR, Jim Williams, GPIB, IEEE,

ruggedness, SN75160, SN75162.


63414

Elektor 7/8-2012128

Asumiendo que el montaje ha sido correcto, incluyendo el volcadodelprogramainternodelPIC,conectaremoselcon-versoralordenadorusandouncableUSB.Elordenadorde-beríainformarnosdequehaencontradounnuevodispositi-vo(NuevoHardwareDetectado)ypedirnosinformación.LollevaremoshastaelficheroenC:\MicrochipSolutions\USBDeviceà CDC àBasicDemo\inf.Sitodovabien,debería-mosverunnuevopuertoCOM.SisuponemosqueelSOleasigna el COM4, deberíamos ser capaces de hablar con él con alguna aplicación como HyperTerminal.Conectaremos ahora nuestro(s) instrumento(s) GPIB ase-gurándonos que cada uno tiene una dirección GPIB única. Para asignar a un instrumento la dirección decimal 22, con-

rección si queréis conseguir el PIC18F2550s ya programado, directamente de Elektor.ParaconstruirelficheroHEXparaelPICtenemosquedes-cargar primero los ejemplos USB (parte de la Estructura (Framework)MCHPFSUSB[3]).Acontinuación,nosvamosaC:\MicrochipSolutions\USBDeviceà CDC à Basic Demo. Aquí, encontraremos un directorio llamado CDC à Basic Demo àFirmware.Hacemosunacopiadelmismoyleda-mosunnombresimilara ”CDC-BasicDemo–FirmwareGPIB”.Copiamos losficherosproporcionadosalmismodi-rectorioyhacemoslasmodificacionesdescritasenelfichero‘pic2550.txt’ (también impreso en este artículo) y en read-me.txt.Acontinuación,abrimoselficherodelproyectoUSBDeviceà CDC à Basic Demo à C18 à PICDEM FSUSB.mcp y ¡construimosalejecutable(“build”)!La“construcción”debecompletarse sin errores. Ya sólo nos queda programar el PI-C18F2550 desde MPLAB.

Construcción, conexión, ejemplosElconversor(tambiénllamado“adaptador”)seconstruyefá-cilmente sobre la placa de circuito impreso mostrada aquí. El conector hembra del tipo IEEE/Centronics de 24 terminales, que se monta sobre la placa, puede ser difícil de conseguir y, comopodemosverenlafotografía,puedesersustituidounconector aéreo (recuperado de un cable con conector) y 24 trozos de cable. Una solución más limpia podría ser obtener unaversiónIDCdelconectorde24terminales.

LISTA DE COMPONENTESResistenciasR1,R2=100Ω,arrayDIL16R4=270Ω,arrayDIL16R3,R5=10kΩ,arraySIL9R6=10kΩ

CondensadoresC1=100µF16V,radialC2,C3,C4=100nFC5,C6=22pF,cerámico,separaciónentreterminalesde

2,5mmC7=470nF

SemiconductoresD1–D8=LED,3mm,rojoIC1=PIC18F2550-I/SP,programado,Elektor#100592-41IC2=74LS245

MisceláneosX1=cristaldecuarzode20MHzK1=conectortipopinheaderde4terminales,separación

entre terminales de 0,1’’ (2,54mm)K2=conectortipopinheaderde6terminales,separación

entre terminales de 0,1’’ (2,54mm)K3=conectorUSB,TipoB,montajeenPCIK4=conectorIEEE488/Centronicsde24terminales,macho,montajeenPCI.Alternativa,versiónIDCcableadoalaplaca(Farnell#

1099278).PCI#100592dewww.elektorpcbservice.com

E L E C T R O N I C S

14

1

6

IC1

K3

R2

R1R3

R5

IC2

R4

D1 IFCD2 SRQ

D3 ATN

D4 EDI

D5 REN

D6 DAV

D7 NRFD

D8 NDAC

C3

C2

C1

X1

C5 C6

C7

K1

K2

C4

R6

K4


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129Elektor 7/8-2012

Hacer

seanretiradosdecontenedores,vertederos,incineradorasocualquier otro indigno lugar de su estatus heredado.

(100592)

Enlaces en Internet[1] http://bama.edebris.com/manuals/

[2] The Art and Science of Analog Circuit Design, página 3.

[3]www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2651&param=en534494

[4]www.elektor.com/100592

TambiénvaleveryleerPequeñotutorialGPIB:www.hit.bme.hu/~papay/edu/

GPIB/tutor.htm

TutorialdeHP:http://bitsavers.org/pdf/hp/hpib/Tutorial-DescrOfHPIB.pdf

Páginadelproyectodelautor:www.dalton.ax/gpib

figuramoslosconmutadores(5,4…1)como10110.Ahoraelinstrumento puede ser direccionado como ‘6’ para el modo “Oyente” y “V” para modo “Hablante”. Para hacer que el instrumento “hable”enviaremos2<spacio>?UVCtrl-Enter.Ahoradeberíamosveralinstrumentosacandosuslecturaspor el HyperTerminal. ComoelestándarHPIB/GPIBoriginalnodefinequécoman-dos e instrumentos pueden ser aceptados, es mejor dirigir-nos al manual del instrumento para ejemplos reales. Por ejemplo,paraconfigurarunHP3456AaACVoltsdesdeGPIB,primero necesitamos direccionar el instrumento a modo ‘Co-mando’ (ATNactivado)con?U6.Acontinuación,enviarelcomandorealF2enmodoData(ATNdesactivada).Latrama(‘string’) que hace esto es:

2<SPC>?U6<ETX><SPC><SPC>F2<CR><LF>

donde <SPC> es un espacio, <ETX> is Ctrl-C y <CR><LF> eselRetornodeCarroyAvancedeLínea(CarriageReturnand Line Feed).Las hojas de cálculo de ejemplo incluidas en la información descargada para el proyecto, asume que trabajamos con dos instrumentos,unvoltímetrodigital (DMM)HP3456A, conuna dirección de 22, y un contador HP 5328A, con dirección 23.Lamacroserepetirá20vecestomandodoslecturas,unapara cada instrumento, y colocando las en las columnas de yC,respectivamente,delahojadecálculo.Deseamos que el circuito descrito aquí sea útil de alguna ma-nerayevitequealgunosinstrumentosequipadosconGPIB

Qué equipo GPIB antiguo hay para miPlotter Pen/X-Y

Osciloscopio

Fuente de alimentación

Data Logger

Unidad de Muestreo y almacenamiento

Unidad de Telemetría

Analizador de Espectros

Multiplexor

Generador de Funciones

Analizador de Redes

Palabrasclave:

Agilent,Advantest,Fluke,HewlettPackard,Marconi,Nationalinstruments, Tektronix, IEE 488.

Por nuestro comando GPIB El programa recibe datos en GPIB y los transmite en formato USB.Cuandolosenvía,losdatossonpasadoscomopaquetes,donde el primero es un comando y el segundo está en blanco (reservadoparaunusofuturo).Comandosválidosson:

’’–Envíastringcomoestá(ATNnoimpuesto)’2’–EnvíastringcomocomandoGPIBconATNimpuesto’4’ – Limpiar interfaz (reinicia todos los instrumentos)’6’ – Impone GPIB REN (coloca a los instrumentos en modo remoto)

’8’–DesactivaREN’V’ – Modo “hablador” (“Verbose”), realiza el “eco” de los comandos escritos’Q’–DesactivaelmodoVerbose

Losstringsdecomandosestánfinalizados,bienporun“finaldelínea” (ASCII 0Ah) el cual disparará un EOI en el bus, o bien un ETX (ASCII 0x03), que no hará nada. Éste último es útil cuando necesitamos conmutar entre los modos Comando y Datos en mitad de un mensaje.


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Elektor 7/8-2012130

Conectando este conmutador contro-lado por microcontrolador entre un conmutador de encendido/apagado de tensión de red ordinario y la carga, tendremos 24 (es decir, dieciséis) for-mas disponibles para controlar cómo y cuándovamosaconectarrealmentelacarga. ¡Nuestras opciones están lista-dasenlatablaadjunta!Justo después de aplicar la tensión de red (230 VAC o 115 VAC) de la toma de tensión en los terminales de entrada Neutro(N)(USA:G;masa)yVivo(L),la tensión en los extremos del conden-sador C2 aumenta por encima de los 2,7 V y el microcontrolador ATtiny13 (IC1), comenzará a ejecutar el progra-maalmacenadoensumemoriaflash.El programa controla el estado lógico de la salida del terminal PB4 para po-der conmutar la fuente de alimentación

mento en que el conmutador de encen-dido apagado (no mostrado aquí) se activa.Porejemplo,elprogramapue-de conectar la carga con un retardo, mantener la carga conectada durante un período de tiempo predetermina-do, conectar y desconectar la carga de acuerdo con algún patrón… ¡sólo hay quedecírselo!Se ha escrito un ejemplo de programa en Bascom-AVR, llamado “EE_prog_switch.bas”, que ilustra estas posibi-lidades. El programa se descarga de forma gratuita de [1]. Bascom-AVR lo proporciona MCS Electronics, de donde podemosobtenerunaversióngratuitade demostración, limitada a 4 KB de ta-maño de código fuente, en [2]. Inicialmente, el programa verifica elestadodelaconfiguracióndeloscon-mutadores S1-S4 y llama a la corres-pondiente rutina pre-programada de untotalde16(verlatablaadjunta).

a la carga, en su estado de conectado y desconectado. Con más detalle:–SiPB4estáanivel lógico‘1’, laco-rriente a través del LEDdentro del“optoaislador” IC2 está interrumpi-da,loqueprovocaqueelcontroladorinterno del triac y el propio triac Tr1 se mantengan apagados. En conse-cuencia, no pasa ninguna corriente hacia la carga conectada en los ter-minales de salida de alimentación AC.

–SiPB4estáanivel lógico‘0’, laco-rrientefluyeatravésdelLEDinter-no de IC2, el controlador interno del triac y el propio triac Tr1 están encendidos. En consecuencia, la co-rrienteACfluyeatravésdelacargaconectada a los terminales de salida.

El circuito, y más particularmente el programa interno del ATtiny13, tiene un control total de la distribución de la energía sobre la carga, justo en el mo-

16 Formas para Encender nuestra Alimentación AC VladimirMitrovic(Croacia)

S1

1 2 3 4

8 567

K11

2

PB1/PCINT1/AIN1/OC0B/INT0/MISOPB0/PCINT0/AIN0/OC0A/MOSI

PB5/PCINT5/RESET/ADC0/DW

PB2/PCINT2/SCK/ADC1/T0PB3/PCINT3/CLKI/ADC3

PB4/PCINT4/ADC2

ATTINY13-20PU

IC1VCC

GND

8

4

7

1

23

65

R1

1W

R2 R3

C1 D2

BAT81

D1

4V3

C2

1000u40V

C3

100n

MOC

IC2

Z C

6

4

1

2

R4330R

K2

1

2

R5

330R

TRI1

BTR6

330R

R7

39R

C4

10n

1363043M L

N

L

N

230VAC(115VAC)

* *

* *

100443 - 11

230VAC(115VAC)


63414

131Elektor 7/8-2012

Hacer

Las rutinas

“One-shot” (es decir, un disparo) se ejecutarán sólo una

vez.Pararepetirlasdebe-remosapagaryencenderdenuevoelconmutador de tensión de red, delante del circuito. Las rutinas con un patrón derepetición(lasde“unavezcada…”)se ejecutarán en un bucle siempre cuando la tensión de alimentación esté encendida. Si queremos seleccionar un patrón diferente deberemos apagar la tensiónderedycambiaraotraconfi-guración en los conmutadores S1-S4. Lanuevaconfiguraciónseráreconoci-dalapróximavezqueelconmutadorde tensión de red se ha encendido de nuevo.Los patrones de conmutación que se muestra en la tabla son sólo ejem-

plos y animamos a nuestros lectoresadefinire

implemen-tar otros

patrones que se adap-

ten a sus apli-caciones. Si sólo

hay un patrón de encendido/apaga-

do que el conmutador deba seguir, podemos

omitir los interruptores S1-S4 con lo que haremos que el circuito sea más sencillo.Debemos señalar que el diseño no está pensado para disponer de una tem-porización 100% precisa. La precisión total depende principalmente de la precisión del oscilador RC internos del ATtiny (<10%; <3% si está calibrado), mientras que las rutinas “Wait” en Bas-com-AVR tiene una precisión que están dentro del 1%.Dependiendo de nuestra tensión de red local, la dimensión de los componentes será la siguiente:–115VAC/60HzAC:C1=0.68µF;R1=750Ω;R2,R3=470kΩ

–230VAC/50HzAC:C1=0.33µF;R1=1.5kΩ;R2,R3=1MΩ

C1 deberá ser un condensador de clase X2 con una tensión de funcionamiento mínima especificada de 250VAC; porejemplo, un WIMA MKP-X2, un WIMA MP3-X2, un Epcos MKP X2 u otro similar, dimensionado para tensiones de 250, 275 ó 305 VAC. Como estos condensa-dores normalmente están disponibles conuna toleranciadel±20%,suva-lor se ha calculado para asegurar una corriente de 10 mA, incluso en el peor de los casos, por ejemplo, cuando la capacidad está significativamente fue-ra de tolerancias. De hecho, la corrien-tealterna(AC)totalquepasaatravésde C1 supera los 20 mA, pero la mitad de la corriente se “pierde” debido a la rectificacióndemediaonda.LamayorpartedelacorrientepasaatravésdelLED interno de IC2: unos 5-6 mA cuan-do está encendido (si es necesario, se ajustaráelvalordeR4paramanteneresta corriente dentro del rango). El AT-tiny funciona con su oscilador interno de 9,6 MHz, calibrado, pero la frecuen-cia de reloj es bajada hasta los 600 kHz para mantener el consumo por debajo

Descripción de las rutinas pre-programadas (programa ejemplo)

S4 S3 S2 S1 Encendido Apagado

off off off off Tan pronto como se enciende la tensión AC nunca

off off off on Tan pronto como se enciende la tensión AC 10 minutos después del encendido

off off on off Tan pronto como se enciende la tensión AC 30 minutos después del encendido

off off on on Tan pronto como se enciende la tensión AC 60 minutos después del encendido

off on off off 10 minutos después de encender la tensión AC Nunca

off on off on 30 minutos después de encender la tensión AC Nunca

off on on off 60 minutos después de encender la tensión AC Nunca

off on on on 10 minutos después de encender la tensión AC 10 minutos después del encendido

on off off off 10 minutos después de encender la tensión AC 30 minutos después del encendido

on off off on 10 minutos después de encender la tensión AC 60 minutos después del encendido

on off on off unavezcada20minutos 10 minutos después del encendido

on off on on unavezcada30minutos 10 minutos después del encendido

on on off off unavezcada60minutos 10 minutos después del encendido

on on off on unavezcada12horas 1 hora después del encendido

on on on off unavezcada24horas 1 hora después del encendido

on on on on nunca nunca


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Elektor 7/8-2012132

de 1 mA. El resto de la corriente pasa a travésdeldiodozénerD1,elcualactúacomo un puente regulador y proporcio-na una tensión, razonablemente estabi-lizada, para el circuito. Podemos esperar tener una tensión de unos 4,4 V en los extremos de C2 cuando IC2 esté des-activado, lacualcaeráhastaunos3,4VcuandoIC2estéactivado.Losvaloresreales dependen principalmente de D1.La resistencia R1 limita el paso de co-rriente durante el encendido pero, por desgracia, también provoca algunaspérdidas no deseados durante el fun-cionamiento. Podemos utilizar una re-sistencianoinflamablede1Wenlugarde R1, pero sería una solución mejor usar una resistencia NTC. Lamentable-mente no hemos sido capaces de en-contrar una NTC apropiada para el limi-tarelflujodecorrientea200mA.Asípues, se ha considerado una solución el utilizar dos termistores NTC Epcos, conectados en serie, con una resis-tenciade680Ω(a25°C).Estos ter-mistores están pensados para medida y compensación de temperatura pero también trabajan bien como limitado-

res de fuentes de corriente. Para una tensión de 115 VAC es seguro utilizar tansólountermistorNTCde680Ω.El triac BT136 esta dimensionado para corrientesde4Armsenestadoactivo.Debemos considerar su sustitución con dispositivos más robustos si espera-mos que la carga de corriente pueda superar los 3 A. Los componentes R7-C4 forman una red de amortiguación y es posible que no sean necesarios, dependiendo del tipo de triac y de la carga utilizados.Al principio del programa ejemplo se proporciona un retardo de 1 segun-do. Así pues, la expresión “tan pronto como la alimentación es encendida” de la tabla, debiera leerse como “1 se-gundo después de que la alimentación es encendida”. Esto se ha considerado necesario ya que la tensión en los ex-tremos de C2 crece lentamente en el encendidoynohaysuficienteenergíaparaactivarIC2yTr1hastaquelaten-sión en los extremos de C2 supera los 3,5 V. 1 segundo de retardo nos permi-te que la tensión en bornes de C2 al-cance al menos los 4 V antes de que el

programa comience realmente a fun-cionar, lo que asegurará que IC2 y Tr1 esténrealmenteactivadosenelinicioreal del programa.LosbitsdeconfiguracióndelATtiny13debenserconfiguradosdurantelapro-gramación para permitir que el circuito dedeteccióndeconfiguración interno(BOD)controleelniveldeVCC,conunniveldedisparofijadoen2,7Vypue-daconfiguraralmicrocontroladorparaque trabaje con el oscilador RC interno calibrado, a la frecuencia de reloj de 9,6 MHz. Es responsabilidad del pro-gramador (es decir, nosotros mismos) establecerunfactordedivisióndex16al principio del programa para dismi-nuir la frecuencia de reloj a los 600 kHz. Si no podemos entrar a la progra-mación del microcontrolador, podemos pedir nuestro ATtiny13 ya programado a Elektor (# 100443-41) [1].Cuidado. El circuito trabaja con ten-siones AC “en vivo” que son poten-cialmente peligrosas. Nunca se debe trabajar sobre el circuito mientras esté conectado a una toma de tensión AC. El circuito debe estar alojado en una

LISTA DE MATERIALESResistenciasR1=1.5kΩ,1W(115VAC:750Ω)

R2,R3=1MΩ(115VAC:470kΩ)

R4,R5,R6=330Ω

CondensadoresC1=0.33µF,

250VAC, MKP (115VAC:0.68µF)(vertexto)

C2=1000µF,63Vradial

C3=100nFC4=10nF,claseX1/Y2

SemiconductoresD1=4.3V,0.5WdiodozénerD2=BAT85IC1=ATtiny13-20PU,programado,Elek-

tor # 100443-41TRI1=BT136

VariosK1,K2=terminalatornilladode2hilos

para PCB, separación entre terminales de 7,5 mm

SW1=bloquedeconmutadoresDIPde4 líneas

PCB#100443-1dewww.elektorpcbser-vice.com

12

12

1

O N

2 3 4

E D G

(c) E lektor100443

L

N

L

N

~230

VK1

K2

R 1 R 2

R 3

R 4

R 5

R 6

R7

D 2D 1

C 1

C2

C4

IC1

IC 2

TRI1

C3 S 1


63414

133Elektor 7/8-2012

Hacer

Un fragmento del programa fuente en BascomAVR.

Dim S1_s4 As Byte , Minute As Byte , Hour As Byte

Control_pin Alias Portb.4Sw_on Alias 0Sw_off Alias 1

Config Clockdiv = 16 ‘reloj = 600kHznop

Config Pinb.4 = OutputControl_pin = Sw_off ‘desconecta la carga

Config Pinb.0 = InputConfig Pinb.1 = InputConfig Pinb.2 = InputConfig Pinb.3 = InputPortb = Portb Or &B00001111 ‘habilita resistencias de pull-upWait 1S1_s4 = Pinb And &B00001111 ‘lee S1-S4...

Select Case S1_s4 ‘... y ejecuta la rutina correspondiente Case &B00001111 Control_pin = Sw_on Case &B00001110 Control_pin = Sw_on minute = 10 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_off Case &B00001101 Control_pin = Sw_on minute = 30 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_off Case &B00001100 Control_pin = Sw_on minute = 60 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_off Case &B00001011 minute = 10 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_on Case &B00001010 minute = 30 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_on Case &B00001001 minute = 60 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_on Case &B00001000 minute = 10 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_on minute = 10 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_off Case &B00000111 minute = 10 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_on minute = 30 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_off Case &B00000110 minute = 10 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_on minute = 60 : Gosub Wait_minute Control_pin = Sw_off

Productos y Servicios de Elektor • Ficheros de código fuente de Bascom-AVR: # 10044-11.zip, descargagratuitadewww.elektor.es/100443

• ATtiny13yaprogramado:#100443-41,www.elektor.es/100443

• Placa de Circuito Impreso (PCI) # 100443-1: www.elektorpcbservice.com

cajacertificadaqueevitequecualquierparte del mismo pueda ser tocada. En caso de duda, pediremos asistencia

técnica a un ingeniero eléctrico cuali-ficado.

(100443)

Enlaces en Internet www.elektor.es/100443www.mcselec.com


63414

Elektor 7/8-2012134

Este sistema se ha diseñado para de-terminar fácilmente la frecuencia de resonanciadeunaltavoz.¿Quécom-ponentes necesitamos para esto? Un buenosciladorregulable,unamplifica-dor y algo que muestre la frecuencia y la tensión.Como oscilador se ha partido del es-quema del generador de funciones pu-blicado en el la edición internacional de Elektor de marzo de 1995, del cual se utiliza únicamente la sección cor-respondiente al seno. Este oscilador tienelagranventajadequesóloconun único potenciómetro (P1) se puede cubrir una gran gama de frecuencias. Utilizandounpotenciómetrode10vu-eltas puedes ajustar la frecuencia con mucha precisión. Además el seno es muy constante en amplitud y la distor-sión es reducida.El seno generado por IC3 e IC4 se entrega al amplificador de potencia(TDA2030)atravésdelpotenciómetroP3. Con el interruptor puedes conmu-tar dicho amplificador entre tensiónconstante o corriente constante. Esta última es útil para determinar el pico de amplitud a la frecuencia de reso-nancia;dichopicoseveóptimamentedebido al principio de la corriente con-stante.IC5.Aconfiguradocomorestadorconunaamplificaciónde1x,midelaten-siónsobreelaltavoz.IC5.Btraducelacorrientequepasaporelaltavozaunvalordetensión.ConS2puedesselec-cionar una de estas salidas para que estevalordemediciónseentregueaun rectificador activo (alrededor deIC6.A/B) cuya tensión de salida pasa

a IC8 (un convertidor U/Fdel tipo XR4151). La se-ñal de salida pasa luego a un frecuencímetro (Counter) a travésde S5. Con S5 pu-edes elegir entre la frecuencia o la tensión/intensi-daddelaltavoz.En el aparato de medición, el autor utilizó un integrado del tipo 74C926 como fre-cuencímetro, pro-visto de una basede tiempo y similares. Si bien es cierto que ya no se comercializa este integrado, sin embargo se muestra la electrónica

correspon-dien-

te (IC1, IC2, IC9, IC10) para completar. Se ha utilizado una base de tiempo controlada por un cristal de cuarzo (de reloj) de 10 segundos y un contador, con el que se puede medir una precisión de hasta 0,1 Hz. Si utilizas un frecuencímetro en módulo puedes suprimir estos últimos integrados.

Medidor de resonanciaEspecial para altavoces

Jac Hettema (Holanda)


63414

135Elektor 7/8-2012

Medir

Un transformador de red de 2x12 V se-guido por dos estabilizadores de ten-sión se encarga de la alimentación. El amplificador de potencia se alimentade la tensión no-estabilizada.Durante la medida hay que tener cuidado de que la tensión de medición no sea demasiado alta. Supón que el altavoztieneunaimpedancianominalde 4 ohmios, entonces puede ascender 10vecesmásalafrecuenciadereso-nancia. Si se mide con una corriente constante, tiene como consecuencia

que a esa frecuencia la tensión sobre elaltavozaumenta10veces.Estaten-sión debe quedarse (ampliamente) por debajo de la tensión clipping del amplificadordepotencia.Unaposibleampliación puede ser un indicador de clipping.

Asegúrate de que antes de iniciar la medición,el reguladordenivelP3seencuentra en la posición cero. Después se subeel nivel hastaqueel altavozreproduce justamente un tono per-

ceptible. Después conmuta S2 a una medición de tensión y ajusta con P1 la frecuencia de tal modo que la tensión mostrada sea máxima. En ese caso la corrientedemediciónnodebedesvi-arsedelvalor inicial.Sieste fueseelcaso, repite la medición con un ajuste de P3 más bajo.Cuando hay una tensión máxima sobre elaltavoz,hayque leer la frecuenciadel contador, que es la frecuencia de resonanciadelaltavoz.

(120241)

IC3.B6

57

R5

4k0

R6

1k0

IC3.A

2

3

1R4

4k7

D2D1C2

1n

R1

8k8

C1

68p R310k

R2

15k

P1

2k2

R7

10R

R810k

IC4.A

2

3

1

C3

100n

IC4.B

6

5

7

R91k0

R101k0

R12

4k0

R13

2k43

D4 D6 D8 D10 D12

D11D9D7D5D3

R11

470K

P2

100k

+12V

-12V

TDA2030

IC72

14

5

3

S1

R14

10R

R15

47k

R16

3k16

C4

100n

+16V

-16V

LS1

R17

100R

IC5.A2

31

IC5.B6

57

R1820k

R2120k

R20

20k

R23

1k

R22

9k

R19

20k

S2

CD4060

CTR14IC9

CT=0

RCX

VDD

VSS

10

11

12

151314

11

1312

CT

CX

RX

!G

16

1

6457

9

3456789

32

+

8

X1R24

10M

C6

33p

C5

22p

CTRDIV10/

CD4017

IC1

CT=0CT 5

DEC

VDD

VSS

14

13

1512

11

10

16

4

9651

7

32

& +

0123456789

8

+12V

S3

NE555

IC10DIS

THR

OUT

GND

VCC

TR

CV

2

7

6

4R

3

5

8

1

C7

1n

R25

100k

R26

1M

C8

470n

C9

10n

R27

820R

D13

+12V

IC6.A

2

3

1 IC6.B

6

5

7

D14 D15

R3010k

R2920k

R3110k

R3320k

R28

10k

R32

10k

R34

10k

R3510k

C10

100n

C11

1n

R38

5k6

R39

5k6

C12

100n

R37

1k

XR4151

IC8INPV OUTL

SCFA

RC

GND

VCC

CSO

TRSH

37

4

8

6

1 2

5

D16

5V

IC2.A21

3&

IC2.B56

4&

R40

10k

R41

10k

C14

1n

C13

1n

+12V

IC2.D1213

11&IC2.C89

10&

R43

10k

R42

10k

C16

470p

C15

470p

+12V

S5

RESET

LATCH

CLOCK

COUNTER7812IC11

IC127912

+12V

-12V

C21

10u16V

C22

10u16V

C17

1000u25V

C18

1000u25V

C19

1u

C20

1u

TR1D17 D18

D19 D20

120241 - 11

+12V

IC2 = CD4093B

IC214

7IC3

8

4IC4

8

4IC5

8

4IC6

8

4

+12V

P3

10k

32,768kHz

1N41482x

1N41482x

R36

1k

P4

2k2

-12V

+16V

-16V

12V

12V

IC3 = TL072IC4 = TL072IC5 = TL072IC6 = TL072

4x 1N4001

10x 1N4148


63414

Elektor 7/8-2012136

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Quienhayapodidoobservarunagar-za sabe que casi siempre se aproxima a un estanque desde la distancia. La idea es proteger el estanque con una

barrerainvisiblequeestéconectadaaun potente aspersor. A la garza no le gusta que le rieguen. Además no pue-dedeterminarfácilmenteloqueactivala instalación.

fectamente como espejos. La mejor altura es de unos 20...30 cm.Se ha utilizado un juego de emisor y receptor (disponible entre otros sitios, en Conrad), como emisor y receptor. El receptor está equipado de un contacto

‘normalmente abierto’ (NO). Un simple microcontrolador que controla un relé de estado sólido (IC2) se encarga del resto. El relé del receptor cierra en el momento en que se interrumpe el rayo.

La protección consta de un emisor y un receptor de rayos infrarrojos montados a poca distancia el uno del otro. Un sis-tema de espejos dirige el rayo alrede-dor del objeto a proteger (el estanque). En el momento en que se interrumpe

el rayo, se acciona una electroválvu-la, por lo que empieza a funcionar un aspersor. ¡Esto no le gusta nada a la garza!Unossimplesretrovisoresmon-tadosencimadeunpalitosirvenper-

Espantador de garzasGanarles la partida a los astutos pájaros

Will J.B. Hus (Holanda)

Cadavezhaymáspropietariosdeestanquesmolestosconlasgarzasquesecomenlospecesde suestanque.Aunqueexistenenelmercadovariosmediosparaespantarlas,generalmentenosonsuficientes.Pordesgracia,noexisteunaformainfalibledehacerlo.¡Estospájaros tienenunamuybuena reputacióncuandose tratadeastucia!Tampocofuncionaunavallaeléctrica,lagarzasimplementepasaporencima.Porcontra,elsistemaque describimos aquí funciona bastante bien.

Este diseño también se puede utilizar en otras situaciones de vigilancia


63414

137Elektor 7/8-2012

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Cuando el termi-

nal 2 del mi-crocontrolador

recibe una señal denivelbajo,seini-

cia el programa de rie-go. El terminal 5 controla el

LED del relé de estado sólido. ¡Esoestodo!

El programa súper sencillo se encarga de que el aspersor funcione 3 vecesdurante 5 segundos. Para evitar queel aspersor siga funcionando hasta la eternidad - por ejemplo cuando el rayo sea interrumpido permanentemente - se dotó al programa de un bucle que se interrumpe en el momento en que el rayo vuelve a circular libremente.Como es de costumbre, el programa

del microcontrolador se puede descar-gardesdeelsitiowebdeElektor[1].Se ha desarrollado una placa para el circuito sobre la que se encuentran el transformador, los estabilizadores de tensión, un microcontrolador y un relé de estado sólido. Mediante unas cle-mas se puede conectar fácilmente el emisor y receptor de rayos infrarrojos y el aspersor.

C910n

35V

C6

220u

1 3

2

IC47812

C7

100n63V

C4

1u

C5

100n

+12V

JP1

JP2

JP3

230115

115

1 3

2

IC37805

63V

C3

1u

C2

100n

+5VD2

D4

C1110n

C810n

C1010n

D1

D3

12

34

IC2

S202T02

R31k

R110

k

+5V

63V

C1

10u

+5V

K4

K1

K2

K3+12V

R210

k0

0

12V

12V

4x 1N4004F1

250mA T

Tx

Rx

VDD1

GP5/OSC1/CLKIN2

GP4/OSC23

GP3/MCLR/VPP4

GP2/T0CKI5

GP1/ICSPCLK6

GP0/ICSPDAT7

VSS8

IC1

PIC12F509-I/P

TR1

2x6V/1VA5

110337 - 11

LISTA DE MATERIALESResistencias:R1,R2=10kΩR3=1kΩ

Condensadores:C1=10µF/63Vradial,paso2

mmC2,C5,C7=100nF,paso7,5

mmC3,C4=1µF/63Vradial,paso

2 mmC6=220µF/35Vradial,paso

3,5/5 mmC8...C11=10nF,paso5mm

Semiconductores:D1...D4=1N4004IC1=PIC12F509-I/P

IC2=S202T02FIC3=7805IC4=7812

Varios:F1=250mAT+portafusibleparaplaca impresa, con protectorK1,K2=clemaparaplacaimpresade2vías,paso7,5mmK3=clemaparaplacaimpresade2vías,paso5mmK4=clemaparaplacaimpresade3vías,paso5mmTR1=transformadorsec.2x6V/1,5 VA (por ejemplo Block AVB1,5/2/6)Placa 110337-1


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Elektor 7/8-2012138

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appwwwo incluso una hoja cayendo, interrum-pan el rayo por completo:Este diseño también se puede utilizar en otrassituacionesdevigilanciaefectuandolos cambios necesarios. Se puede conec-tar de todo a la salida de este circuito.

(110337)

Enlaces Web[1]www.elektor.es/110337

y finalmente desde el último espejohacia el receptor. Lo mejor es hacerlo con luz crepuscular o durante la noche. Después se coloca el emisor y receptor de tal forma que apunten lo mejor po-sible al primer y último espejo respec-tivamente.La mejor elección de emisor y receptor es un sistema de doble rayo. Con eso seevitaquelospájarosmáspequeños

La alineación del sistema es un traba-jo preciso. El emisor, el receptor y los espejos tienen que estar alineados con exactitud. Lo mejor es alinear con un puntero láser sencillo. Primero se colo-ca el puntero láser por delante del emi-sor y se dirige hacia el primer espejo. Es muy práctico colocar un trozo de cinta adhesivaopacasobreelespejo.Desdeahísevaal/losespejo(s)siguiente(s)

Una brújula no tiene precio para ori-entarnos, especialmente cuando va-mos de camino a pie o en bicicleta. No todoslossmartphonesonavegadoresdisponen de una integrada, y sólo pue-den determinar la dirección cuando se mueven rápidamente. Y tampocoestán obsoletos los mapas haci-endo senderismo o yendo en bicicleta, ya que ofrecen una perspectiva bastante mejorque un display.El autor estaba buscando una brújula robusta, y rápi-damentetuvoclaroquede-bería tratarse de un dispositi-voelectrónico(ynaturalmentede diseño casero). La realización desemejanteproyectosesimplificóya que se pueden adquirir módulos de brújula fáciles de controlar. El autor ha optado por un ejemplar cuya referen-cia es “HDMM01”, de Pollin Electronic [1]. También se ha instalado un sensor de campo magnético de dos ejes del tipo MMC2120MG de Memsic. Hay que alimentar al módulo con una tensión

Medi-ante los

16 LEDs se indica la direc-

ción; están dividi-dos en cuatro grupos,

cada uno de cuatro LEDs, con los cátodos conectados a

unomismo.Elcátodocomúnvaunido a una resistencia en serie, y a suvezaunodelospinesdelpuerto.Aparte, cuatro de los ánodos de los LEDstambiénvanaunpincomún.Mediante un uso lógico de los pines del puerto, logramos que en cada

caso sólo se ilumine uno de los LEDs; para ello no se necesitan 16 salidas, sino sólo 8.Elverdaderotrucodelcircuitoresideen el firmware del controlador, em-pezando por el puerto I2C. Lamen-tablemente el ATtiny84 no dispone dehardwareparaelpuerto I2C (en

estabilizada de 5 V y los resul-tados pueden leerse me-diante los pines del I2C (preferible-mente con un

micro-controlador).

La piedra angular del circuito es un AT-tiny84, que se comunica con el módulo de la brújula MOD1 mediante I2C; am-bas resistencias de pull-up R5 y R6 son estándar. El circuito puede alimentarse por ejemplo con una pila de 9 V, ya que el regulador de tensión la rebaja a 5 V.

Tiny-brújulaWilfried Wätzig (Alemania)


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139Elektor 7/8-2012

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Atmeléstesellama“TwoWireInter-face/TWI”), sino únicamente para el “Universal Serial Interface” (USI).La funcionalidad I2C ha de emularse mediante dicho USI, como se explica en una nota de aplicación de Atmel [3].El módulo de la brújula da las com-ponentes del campo magnético en los ejesX e Ymedianteunvector.Conéste se determinan las coordenadas cuadradas y la dirección, se calcula el ángulo mediante la fórmula “ángulo =arctan(abs(Y/X))”,siendolafunci-ónabs()elcoeficienteentreYyX.Enun bucle infinito de la función prin-cipalseobtienen losvaloresmediosde X e Y mediante ocho medidas, y posteriormentesedeterminaelvalordelángulo.Ahorasólofaltaaverigu-ar qué LED deberá indicarse para que indique el norte. Para que la direcci-ónseseñaliceconsuficienteprecis-ión, han de colocarse los LEDs a la misma distancia formando un círculo, y en el orden mostrado en el esque-

ma del circuito. El LED D1 debe estar en el borde superior del módulo (la impresión del IC debe poder leerse). Para calibrarla, lo mejor es utilizar otra brújula y orientar debidamente el módulo (conectado con el circuito mediante un cable trenzado). El mó-dulo de la brújula se adjunta posteri-ormente a la tarjeta con una gotita de pegamento térmico.Elfirmwarepuededescargarsede lapáginawebdeElektor,tantoenarchi-vo hexadecimal como código fuente(para WinAVR). El programa princi-palseencuentraenelarchivotiny_compass.c; USI_TWI_Master.csirveparalacomunicaciónI²Cyled_driver.cpara el control de los LEDs. Mediante K1 el microcontrolador puede progra-

marse directamente sobre la tarjeta. Losbitsde fusehandeconfigurarsede lasiguientemanera:EXT=0xFF,HIGH = 0xDF, LOW = 0xE2. Quienno quiera programarlo por sí mismo, en Elektor puede adquirir el contro-lador programado bajo la referencia 120045-41 [4].

(120045)

[1]www.pollin.de

[2]www.pollin.de/shop/downloads/D810164D.PDF

[3]www.atmel.com/Images/doc2561.pdf


PA6(ADC6/DI/MOSI/SDA/OC1A/PCINT6)PA5(ADC5/DO/MISO/OC1B/PCINT5)

PA4(ADC4/USCK/SCL/T1/PCINT4)

PB2(CKOUT/OC0A/INT0/PCINT10)

PA7(ADC7/OC0B/ICP/PCINT7)

PB0(CLKI/XTAL1/PCINT8)

PA0(ADC0/AREF/PCINT0)PA1(ADC1/AIN0/PCINT1)PA2(ADC2/AIN1/PCINT2)

PB3(dW/RESET/PCINT11)

PA3(ADC3/T0/PCINT3)

PB1(XTAL2/PCINT9)

ATTINY84-PU

IC1VCC

GND14

121110

13

1

29

87

6

3

45

C1

100n

C3

10u16V

78L05IC2

BT1

9V

K1123456

R6

4k7

R5

4k7

C2

100n D12 D11 D10 D9

D8

D7

D6

D5

D1 D2 D3 D4

D13

D14

D15

D16

R11k0

R31k0

R21k0

R41k0

+5V

+5V

120045 - 11

HDMM01GND

+5V SCL

SDA

MOD14

3 1

2

S1

Productos y servicios de Elektor•Microcontrolador ATtiny84 (programado), 120045-41

• Descargagratuitadelsoftware

Todoslosproductosydescargasdisponiblesenlapáginawebdeesteartículo: www.elektor.es/120045


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1

1

2

2

3

3

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ELEKTOR STORE

Curso Elemental

Elementary Course BASCOM-AVRLos microcontroladores AVR son populares, fáciles

deusaryextremadamentevesátiles.Enlarevista

Elektor ya hemos publicado muchas aplicaciones in-

teresantes utilizando microcontroladores ATmega o

ATtiny. La mayoría de estos proyectos desempeñan

una función particular. En este libro (en inglés) nos

centramos más en los aspectos relacionados con el

software.Conmuchosejemplosprácticosmostra-

mos cómo, utilizando BASCOM, puedes poner en

marcha rápidamente tus ideas de diseño y ejecu-

tarlas en silicio.

Aprox.224páginas•ISBN978-1-907920-11-0•

39,95 €

Todos los artículos del año 2011

en DVD-ROM

DVD Elektor 2011ElDVD-ROM“volumenanual”seencuentraentrelos

productos más populares de Elektor. El DVD Elektor

2011 contiene todos los artículos editoriales publi-

cados en el Volumen 2011 de las publicaciones en

español, inglés, holandés, francés y alemán de la

revistaElektor.ConelprogramaAdobeReadersumi-

nistrado, los artículos se presentan con el mismo di-

seño con el que originalmente los encontramos en la

café. Muchos entusiastas de la electrónica estarán

ansiosos de usar Linux como base de un proyecto

para microcontrolador, pero la aparente complejidad

delsistemaoperativoyelaltopreciodelasplacasde

desarrollo han sido hasta ahora un obstáculo. Ele-

ktorresuelveambosproblemasconuncursopara

principiantes acompañado por una tarjeta compacta

y barata. Esta tarjeta incluye todo lo necesario en

un proyecto embe bido actual: un interfaz USB, una

conexiónparatarjetasSDyvariasopcionesmásde

expansión!

Placa montada y comprobada Elektor Linux Board

Art.#120026-91•64,95€

Tecnología de

procesamiento de imagen sobre

PCDesign your own PC VisualProcessing and Recognition System in C#Este libro (en inglés) está dirigido a Ingenieros,

Científicosyaficionadosconhabilidadesdeprogra-

mación desarrolladas o con mucho interés en la tec-

nología de procesamiento de imagen sobre PC. Este

libroesunaexhaustivaguíaprácticaescritautilizan-

do Microsoft C# y programación orientada a objetos.

El código utilizado en los ejemplos está disponible –

sincargoalguno–enlapáginawebdesoportede

revista.LosDVD/CD-ROMscuentanconunpotente

motor de búsqueda y dan la posibilidad de editar los

diseñosdelasPCBsconunprogramagráficouob-

tener una copia im presa a resolución de impresora.

ISBN978-90-5381-276-1•27,50€

Base de datos de Componentes Elektor

CD ECD 6Este CD-ROM te permite acceder fácilmente a los datos

sobre más de 70.000 componentes. Consta de ocho

bases de datos que comprenden circuitos integrados,

transistores, diodos y optpacopla dores. Incluye once

aplicaciones de cálculo de, por ejemplo, resistencia se-

rie de diodos zener, reguladores de tensión y AMV’s.

ECD facilita el acceso a los datos unos de 7.800 cir-

cuitos integrados, más de 35.600 transistores, FET,

tiristores y triacs, cerca de 25.000 diodos y 1.800 op

to acopladores. Todas las aplicaciones son totalmen-

teinteractivas,permitiendoalusuarioañadir,editary

completar los datos de los componentes.

ISBN978-90-5381-258-7•29,50€

Simplificando Linux Embebido(Mayo 2012)

A día de hoy se puede encontrar Linux corriendo en

todotipodedispositivos,inclusoenmáquinasde


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141Elektor 7/8-2012

LIBROS, CD-ROMs, DVDs, KITS Y MÓDULOS

Elektor; puedes crear y desarrollar fácilmente tus

propios ejemplos para probar los conceptos y téc-

nicas explicadas.

307páginas•ISBN978-1-907920-09-7•39,95€

Proyectos con LED para Principiantes

Fun with LEDsEstelibreto(eninglés)presentasmásdeveintein-

teresantesproyectosdirigidosajóvenesyviejos.

Desde un Escritor en el Aire, una Luz de Fiesta, Lu-

cesenMovimiento,unatenuadordeLEDhastaun

ÁrboldeNavidad.Utilizaestelibroparareproducir

diversosproyectosyponerlosdespuésenlaprác-

tica.Paradarteunaventajainicial,cadaproyecto

estárespaldadoporunabreveexplicación,esque-

mas y fotos. Además, la página de soporte gratui-

todelawebdeElektortienedisponiblesalgunos

enlacesavideoselaboradosconlosproyectos.Un

par de proyectos utilizan la popular placa micro-

controladora Arduino, agraciada con una galaxia de

aplicaciones de código abierto. El Kit de Iniciación

(60 componentes incluyendo una breadboard) op-

cional disponible con este libro es una buena ma-

nera de montar y comprobar los circuitos en una

breadboard, es decir, sin necesidad de soldaduras.

96páginas•ISBN978-1-907920-05-9•19,95€

Conmutando por RS485(Abril 2012)

El proyecto del ElektorBus muestra lo interesante

que resulta la automatización doméstica. Esta tar-

jeta compacta capaz de conmutar dos cargas a 230

V. Aparte, dos entradasdel controlador por medio de

clemassupervisanelestadodelosinterruptores.

Además,elsoftwareescompatibleconElektorBus.

¡Un complemento más para ser controlado mediante

unPC,tabletosmartphone!

Módulo Relés RS485, montado y comprobado

Art.#110727-91•44,95€

Circuitos, ideas, consejos y trucos de

Elektor

CD 1001 CircuitsEste CD-ROM contiene más de 1000 circuitos, ideas,

consejos y trucos de las ediciones de Circuitos del

Verano de Elektor desde el 2001 al 2010, comple-

mentadosconotrosvariospequeñosproyectos,

incluyendo todos los diagramas de los circui tos,

descripciones, listas de materiales y diseños de pla-

cas a tamaño real. Los artículos (en inglés) están

agrupadosalfabéticamenteennuevaseccionesdife

rentes:audio&video,ordenador&microcontrola-

dores,hobby&modelismo,casayjardín,altafre-

cuencia, fuentes de alimen tación, robótica, pruebas

&medidasyporsupuestounasecciónvariadapara

todo aquello que no encaja en ninguna de esas ca-

tegorías. Se puede buscar en los texto y las listas de

materiales con las funciones de búsqueda de Ado-

be Reader.

ISBN978-1-907920-06-6•39,50€

Radio Definida por Software con AVR(Marzo 2012)

Este paquete consta de las tres placas asociadas con

laseriedeartículosdelarevistasElektorRadioDefi

nidaporSoftwareconAVR.Laprimeraplaca,que

incluye un ATTINY2313, un oscilador de 20 MHz y

un CDA R2R, será utilizada para hacer un genera-

dor de señal. La segunda placa sacará señales de

lanada.Contienetodoelhardwarenecesariopara

hacerunaradiodigitaldefinidaporsoftware(SDR),

con un interfaz RS-232, una pantalla LCD y un VXCO

de 20 MHz (oscilador de cristal controlado por ten-

sión), que se puede enganchar a una señal de re-

ferencia. La tercera placa proporciona una antena

activadeferrita.

Kit de componentes Generador de Señal + Re

ceptorUniversal+AntenaActiva:PCBsytodos

loscomponentes+ConvertidorUSB/SerieBOB-

FT232R

Art.#100182-72•119,95€


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ELEKTOR STORE

Una fresadora de PCB professional

Elektor PCB PrototyperEsta compacta fresadora profesional de PCB puede

producir PCB completos de manera rápida y muy

precisa. Esto hace a la PCB Prototyper una herra-

mienta ideal para desarrolladores independientes,

laboratorios de electrónica e instituciones educati-

vasquenecesitanproducircircuitosprototiporápi-

damente.LaPCBPrototyperponepuntofinalala

espera de placas hechas por un fabricante de PCB

– puedes hacer tu propia PCB el mismo día y conti-

nuarcontutrabajo.Másinformación,demovideoy

pedidosenwww.elektor.es/prototyper.

Art.#100619-71•

3.500€(IVAygastosdeenvioexcluidos)

Incluye gratuitamente el compilador

mikroC en CD-ROM

Controller Area Network ProjectsElobjetivodeestelibro(eninglés)esenseñartelos

principios básicos de las redes CAN además del desa-

rrollo sistemas basados en microcontrolador utilizan-

do el bus CAN. Aprenderás cómo diseñar nodos de

bus CAN basados en microcontroladores, cómo con

struir un bus CAN, cómo desar rollar programas de

altonivelyaintercambiardatosentiemporealsobre

elbus.Aprenderástambiéncómoconstruirhardware

con microcontroladores y a conec tarlo con LEDs,

LCDsyconverti-doresA/D.

260páginas•ISBN978-1-907920-04-2•34,50€

Del Laboratorio a tu cerebro directamente

Mastering the I²C BusLabWorX es una colección de libros cada uno de los

cuales trata un tema particular de la electrónica. Este

libro(eninglés)teguíaenunviajeexploratoriopor

el Bus I2C y sus aplica cio nes. Además del protocolo

del Bus se presta mucha atención a las aplicaciones

prácticas y al diseño de un sistema sólido. Se tratan

con detalle los tipos más comunes de chips compati-

bles con I2C. Hay disponibles dos placas de experi-

mentación que te permitirán el desarrollo rápido de

prototipos. Estas pla-cas se completan con una son-

da USB a I2Cyunsistemadesoftwareparacontrolar

dispositivosI2C desde tu ordenador.

248páginas•ISBN978-0-905705-98-9•34,50€

AndroPod(Febrero 2012)

Pantalla táctil de alta resolución, gran potencia de

cálculo,característicaswirelessytelefónicas:los

smartphones y tablets con Android están predesti-

nadosaservercomocentralesdecontroldenues-

tros propios proyectos. Hasta ahora ha sido un poco

difícil conectar las tabletas y Smartphones basados

en Android con circuitería externa que nos permita a

los electrónicos acceder a las señales con propósitos

de control. La tarjeta interfaz AndroPod de Elektor,

que añade un puerto serie TTL y un puerto RS485,

cambia esta situación.

Módulo Andropod con extensión RS485

Art.#110405-91•59,95€

Convertidor USB/Serie BOB-FT232R(Septiembre 2011)

EsteconvertidorUSB/SERIEtesorprenderáprime-

ro por su tamaño: ¡no más grande que un conector

moldeadodeuncableUSB!Nosimpresionarátam-

bién porque es práctico, rápido de poner en funciona-

miento, reutilizable, multiplataforma y no por ello

demasiado caro. Los diferentes módulos basados en

el FT232R, disponibles en el mercado, no me han

satisfecho.Demasiadocaros,demasiadovolumino-

sos, mal hechos… Por eso acepté el desafío de dise-

ñar esta miniatura bajo la for ma de una “placa de

evasión”(“breakoutboard”).

Placa montada y comprobada

Art.#110553-91•15,00€


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LIBROS, CD-ROMs, DVDs, KITS Y MÓDULOS

Una guía muy práctica

Linux – PC -based Measurement Electronicsi quieres aprender rápidamente como cons-truir apli-

caciones basadas en Linux capaces de recolectar,

procesar y presentar en un PC los datos procedentes

de sensores analógicos y digitales, cómo controlar

circuitería conectada a un ordenador, o incluso cómo

pasardatosatravésdeunaredocontrolartusiste-

ma embebido de forma inalámbrica y más - ¡enton-

cesestelibroesparati!Losdosaspectos,hardware

ysoftware,deldiseñotípicodesistemasembebidos

están cubiertos en detalle con esquemas, listados de

código y descripciones completas.

264páginas•ISBN978-1-907920-03-5•34,50€

120 revistas de Elektor en español

DVD Elektor desde 1998 a 2007Este DVD-ROM contiene la colección completa de la

revistadeelectrónicaElektoreditadaenEspañaen-

tre los años 1998-2007. Las ediciones de Elektor,

queasciendenauntotalde120revistaspublica-

das durante esos 10 años, están en formato PDF y

orde-nadas cronológicamente por fecha de publica-

ción (año/mes). El DVD contiene más de 2100 artí-

culos impri mibles con alta calidad. Puedes abrir un

documento PDF seleccionando el año de publicación

y luego la edición deseada. Entre otras, las siguien-

tes categorías están bien representadas en el DVD:

sistemas con microcontroladores, técnicas de audio

yvideo,técnicasdealtafrecuenciaysoftwarededi-

seño de circuitos.

ISBN978-90-5381-241-9•59,00€

Una guía práctica del diseño de

procesadores

Microprocessor Design using Verilog HDLEste libro (en inglés) es una guía práctica del diseño

de procesadores en el mundo real. Presenta el Veri-

logHDLdemanerafácilmentedigeribleysirvecomo

intro-ducción detallada sobre cómo reducir una ar-

quitectura de ordenador y el set de instrucciones en

la práctica. Será guiado a lo largo del proceso de di-

señodeunmicroprocesadordeprincipioafin,dejan-

doaldescubiertolostemasesencialesquevande

la escritura en Verilog a la depuración y las pruebas.

337páginas•ISBN978-0-9630133-5-4•34,50€

Medidor de radiación mejorado(Noviembre 2011)

Eldispositivopuedeutilizarsecondistintossenso-

res para medir la radiación gamma y alfa. Es apto

para medidas durante largo tiempo y el análisis de

probetasdebajaactividad.Encomparaciónconun

contadorGeiger,unfotodiodoofrecevaloresdecero

más bajos, y la radiación de pequeñas muestras se

aprecia con mayor facilidad. Podemos testear pro-

betas de forma más precisa que con un contador

Geiger.MedianteunsoftwaredePCopcionalpuede

obtenerse el espectro energético y sacar conclusio-

nes del objeto a examen.

Kit de componentes incluyendo display y

controlador programado

Art.#110538-71•39,95€

Más Información en la página web de Elektor: www.elektor.es/storeElektor International Media Spain, S.L.Apartado de Correos 62011

28042 Madrid – España

Tel.: +34 91 101 93 95Fax: +34 91 101 93 96Email:[email protected]


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INFO & MERCADO

Contacto Teléfono: +34 91 101 93 95Fax: +34 91 101 93 96E mail: [email protected]

Mercado scopes and more

Great Value inTesT & MeasureMenT

Elektor tiene una sección para ayudar a sus clientes a promocionar sus negocios, Mercado – una sección permanente de la revista donde puede mostrar sus productos y servicios.

Los títulos y los contenidos de la revista están sujetos a modificación; por favor, verifica el contenido en “revista” en www.elektor.es

Control autónomo de Trenes de ModelismoEl modelismo ferroviario sigue siendo popular entre jóvenes y mayores. Alguno operan sus trenes con meros botones en tableros de madera, mientras está cons-tantemente retocando diseños complejos totalmente computerizados. Pero tam-bién hay opciones intermedias. Con este circuito autónomo basado en un micro-controlador PIC puedes hacer que tus trenes funcionen de forma pre-programada en un pequeño trazado. Hay incluso un programa de PC adecuado que admite scripts que se pueden crear e introducir fácilmente.

Interfaz USB para NunchuckLas consolas de juego Wii se suministra con un accesorio llamado Nunchuk: un segundo controlador que tiene un acelerómetro de 3 ejes, un joystick analógico y dos botones. Todo lo que hace falta para comunicarse con este interfaz hombre/máquina es un PIC18F2550 que utiliza el protocolo I2C para poder utilizarlo en otras aplicaciones entre las que se encuentran la robótica, el modelismo, DMX, etc.

Aislador USBSe puede utilizar un aislador USB para aislar eléctricamente un PC de un dispositivo conectado. La utilización de aislamiento eléctrico previene el ruido de los bucles de masa y ayuda a evitar errores de medida. El circuito emplea un ADuM3160 para aislar las líneas USB. El circuito es compatible con USB 2.0, soportando velocidad USB baja y completa. Se usa un convertidor flyback basado en el LT3575 para garantizar el aislamiento de la entrada de alimentación USB de la alimentación del puerto de salida del PC.

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INSTRUCCIONES DE PEDIDO, GASTOS DE ENVÍO

Todos los pedidos deberán ser enviados por correo electrónico a la dirección '[email protected]', por fax al +34 911019396 o porcorreo postal a nuestra dirección de Madrid. Tambien puede efectuar su pedido Online en la página: www.elektor.es/tienda.

CÓMO PAGAR

Todos los pedidos han de ir acompañados por el pago total, incluidos los gastos de envío anteriormente establecidos o indicados por el personal del Servicio de Atención al Cliente.Transferencia bancaria a la cuenta de La Caixa: 2100 1135 64 0200152440 a nombre de Elektor International Media Spain, S.L. IBAN: ES45 2100 1135 6402 0015 2440, BIC: CAIXESBBXXXImportante: indicar en la transferencia el nombre, apellidos y dirección.Tarjeta de crédito VISA y MasterCard pueden ser procesadas por correo, correo electrónico, web, fax y teléfono. Para su seguridad, los pedidos Online en nuestra web se realizan bajo la protección de conexiones seguras SSL.

COMPONENTES

Los componentes para los proyectos aparecidos en Elektor están normalmente disponibles en algunos de los anunciantes de la revista. Si se prevén dificultades en el suministro de alguno de los componentes, se indicará en el artículo algún proveedor que pueda sumini-strarlo. Sin embargo, tenga en cuenta que los porveedores indicados no tienen porque ser únicos.

TÉRMINOS Y CONDICIONES

Envío. Aunque haremos todo lo posible para que su envío sea despachado en el plazo de 2-3 semanas desde su recepción, no podemos garantizar este plazo para todos los pedidos. Devoluciones. Las mercancías defectuosas o las enviadas erróneamente pueden ser devueltas para su susti tución o reembolso pero, para ello, es necesario tener previamente nuestro consentimiento. Todas la mercancías devueltas deben estar empaquetas de manera segura en bolsa acolchada o caja, adjuntando una carta en la que se indique claramente el número de envío. Si las mercancías son devueltas por un error de nuestra parte, le reembolsaremos el porte de devolución. Mercancías dañadas. La reclamaciones por mercancías dañadas deben ser recibidas en nuestra dirección de Madrid en un plazo de 10 días (España), 14 días (Europa) o 21 días (resto del mundo). Pedidos cancelados. Todos los pedidos cancelados estarán sujetos a un cargo del 10% con un mínimo de 5,00 w. Patentes. Puede existir protección bajo patente de los circuitos, dispositivos, componentes y otras cosas descritas en nuestros libros y revistas. Elektor no acepta respon sabilidad alguna por ausencia de determinación de tales patentes u otras protecciones. Derechos de autor (Copyright). Todos los dibujos, fotografías, artículos, placas de circuito impreso, circuitos integrados programados, CD-ROM o portadores de software publicados en nuestros libros y revistas (diferentes de los anunciados por terceros) están protegidos por derechos de autor y no pueden ser reproducidos o difundidos total o parcialmente de ninguna manera ni por ningún medio, incluidos las fotocopias y grabaciones, sin el previo consentimiento por escrito de Elektor. Dicho consentimiento escrito es también necesa-rio antes de que cualquier parte de esas publicaciones sea almacenado en sistemas de recuperación de cualquier naturaleza. No obstante lo dispuesto anteriormente, las placas de circuito impreso se pueden fabricar para uso privado y personal sin necesidad del citado permiso. Limitación de respon sa bilidad. Elektor no será responsable por contrato, agravio o cualquier otra circunstancia, de cualquier pérdida o daño sufrido por el comprador sea cual sea o se deriven de, o en conexión con, el suministro de mercancías descritas o, a opción de Elektor, reembolsar el importe al comprador de cualquier dinero pagado en relación con los productos. Derecho. Cualquier asunto relacionado con el suministro de mercancías y servicios por Elektor estará determinado en todos sus aspectos por las leyes españolas.

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La suscripción estandár es de 12 meses. Si durante este plazo de suscripción se produce un cambio permanente de dirección y ello conlleva la necesidad de realizar el envío a través de un servicio más caro, no te cobraremos los gastos adicionales. En caso contrario, si el cambio de dirección nos permite contratar un servicio más barato, no te reembolsamos la diferencia y tampoco se extenderá el plazo de suscripción.

Los estudiantes pueden obtener un discuento de un 20% del precio normal de una suscripción anual siempre que esté acompañada de una fotocopia del carnet de estudiante. Por favor envíalo por fax (+34 91 101 93 96) o correo electrónico ([email protected]). Para estudiantes, el coste de la suscripción estandar es de 50,80 w y el de la suscripción plus es de 68,30 w.La suscripción para estudiante es incompatible con el regalo de suscripción. Estas promociones no son acumulables.

El plazo normal de la primera entrega, es de cuatro semanas a par-tir de la fecha de la recepción del pedido.

La cancelación de una suscripción está sujeta a un cargo de un 25% (veinticinco por ciento) del precio total o 12,50 w, o sea, la cantidad mayor, más los gastos de copias ya envíadas. No está permitido cancelar una suscripción después del sexto mes.

TARIFAS PARA SUSCRIPCIONES ANUALES

Estándar PlusEspaña 63,50 w 81,00 w

Islas Canarias 69,50 w 87,00 w

Europa 91,50 w 109,00 w

Otros países 122,50 w 140,00 w

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Julio y Agosto 2012 Nº 385/386 8,50 €

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