Elektor_2007_10_No_328

Módulos E/S EasyControlTodo sobre los interfaces USB/UARTLimpiando la red eléctrica para un sonido libre de interferencias

Lo mejor de ambos mundos

Mugen - amplificador híbrido de audio

ElekTracksíguelo con GPS

Ultra-versátilUSBprog Interfaz y programador

ISSN 0211-397X

www.elektor.es OCTUBRENº 328

Módulo 1: Electrónica DigitalMódulo 2: SemiconductoresMódulo 3: Electrónica AnalógicaMódulo 4: Microcontroladores IMódulo 5: Microcontroladores IIMódulo 6: Microcontroladores III,PBASIC

Cada módulo consta de tutorial con:

Próximos módulos: Bluetooth, USB, R.F, etc...

• Colección de proyectos y programas en ensamblador y C• Kit de materiales y componentes auxiliares.

DESARROLLO DE PROYECTOS A MEDIDA

Localizar está de moda. El archiconocido sistema de navegación TomTom incluso cotiza en bolsa. Asimismo, los sistemas de alarma de los coches más caros y otros vehículos incorporan a menudo de un sistema de este tipo, para así poder saber donde se encuentra el vehículo. Por desgracia, esto último es bastante caro. Así que nos pusimos manos a la obra y hemos desarrollado nuestro propio sistema, el ElekTrack.

Los primeros chips de interfaz entre el bus USB y los bus de serie asíncronos (UART) aparecieron a principios de la década de 2000.Y ya estamos en la tercera, cuarta, o incluso quinta generación de circuitos: más rápidos, más fiables y más estables (concretamente sus drivers), y con funciones mejoradas.

ElekTrackLocalización con GPS

Los amplificadores existen en múltiples configuraciones. Existen tipos con transistores, FET, circuitos integrados o válvulas. El amplificador que

proponemos aquí es un diseño que hace uso de una combinación de transistores y válvulas y de este modo aprovecha las ventajas de ambos.

Por lo tanto, la palabra híbrido en este caso está bien empleada. El resultado es un amplificador con prestaciones para audiófilos.

48 USBprog

54 Interfaces USB/UART

¿Un nuevo microcontrolador y otra vez un programador nuevo? Hoy en día, los que se dedican a los controladores a menudo disponen de un arsenal de placas y adaptadores para la programación de diferen-tes chips. ¡El USBprog acaba con eso! Y como “extra“ se utiliza como interfaz USB-I/O y USB/RS232.

14 Mugen - Amplificador (de audio) Híbrido

Todo empezó en septiembre del año pasado. Actualmente ya se han dedica-do 40.000 horas de trabajo al coche solar del Solar Team Twente. Se han decantado por un diseño arriesgado basado en el principio de un girasol. Hubo un debate creativo para conseguir el mejor resultado posible en el World Solar Challenge 2007, que se celebra en Australia. Finalmente, se decidió intentar conseguir sacar el máximo rendimiento al diseño del coche solar con unos paneles solares inclinables con lentes Fresnel integradas.car.

70 Tecnología deslumbrante

Octubre 2007nº. 328

CONTENIDOsobre el terreno

8 Central de domótica alternativa

14 MUGEN - Amplificador (de audio) híbrido ¿lo mejor de dos mundos?

24 Disfrutar sin interferencias. Filtro de red para una energía acústica pura

36 ELEKTRAK - Localización con GPS

42 Regulador de calefacción de bajo coste

48 USBprog - Herramienta universal de código abierto

60 Flash transformado. Convertir un flash de cámara barato en una lámpara LED multifunciones

64 Imágenes que fascinan

74 Control sencillo de E/S

tecnología35 Mini-DI

54 Interfaces USB-UART

68 Libros de consulta

informáticay mercado

6 Colofón

12 Noticias y Nuevos Productos


70 Tecnología deslumbrante. Los coches solares son cada vez más ingeniosos

78 Kit de desarrollo de juegos Hydra


28 Elektor en todo el mundo

53 Hexadoku

82 Retrónica

83 Servicio de lectores

información yentretenimiento

36

Nº 327

¡ BATERIAS VIEJAS, BRILLO INTENSO !

Gratiscontrolador de LEDPLACA DE CIRCUITO IMPRESO

Monitor de energía inalámbrico Receptor de murciélagos y ultrasonidos basado en SDRReceptor superregenerativo de FMAnalizador lógico de cuatro canales

en el banco de pruebas11 módulos amplificadores

con solo moverteEl Gamepad del PC con sensores de inclinación

ISSN 0211-397X

Sensores

Comunicaciones

Fuentes de alimentación y cargadoresMecánica

Consejos y trucos

Microcontroladores

platform voor elektronica

DOUBLE SUMMER ISSUE

ISSN 0211-397X

9 7 7 0 2 1 1 3 9 7 0 0 8

1 0 0 0 1

MONOGRÁFICO

SEMICONDUCTORESESPECIAL

www.elektor.es AGOSTO 2007

ISSN 0211-397X

radioDEFINIDA POR SOFTWARE

[PC + UN POCO DE HARDWARE = NUEVO CONCEPTO DE RECEPTOR]

RECEPCIÓN E.L.F.LA MADRE TIERRA EN LA RADIO

MÓDULO DE POTENCIA ELEGANTECONTROL DE MOTOR ASÍNCRONO FAIRCHILD

PROYECTOSSORPRENDIENDO – Sismógrafo y MagnetómetroPROGRAMANDO – Interfaz Universal JTAGTRANSMITIENDO – Prueba de transmisor RDSVOLANDO – FliteSim USB

Nº 326JULIO/AGOSTO 2007

www.elektor.es

ESPECIALJULIO/AGOSTO

152 Páginas

ESPECIALJULIO/AGOSTO

NÚMERODO

BLE

Octubre 2007 ISSN 0211-397X

Elektor La electrónica que sorprende, es una edición que tiene por objetivo inspirar a la gente a que utilice la electrónica a todo nivel, presentado proyectos y desarrollos electrónicos e información tecnológica.

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Depósito LegalGU.3-1980ISSN 0211 – 397X31 de Diciembre de 2006

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flected

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8

SOBRE EL TERRENO DOMÓTICA

elektor, la electrónica que sorprende - 10/2007

Central de domótica Control de domótica mediante router de Arthur Vogels

Los routers inalámbricos se pueden utilizar para varios usos alternativos, como por ejemplo para controlar un sistema de domótica. En este artículo se describe un procedimiento relativamente sencillo para convertir un router Asus en una unidad de control central.

Tal y como explicaba el artículo de abril de 2006 dedicado a la modificación de routers, un router estándar de banda ancha tiene muchas utilidades a parte de su propósito inicial. En el artículo

mencionado se añadía un puerto USB a un router Sweex, y explicaba cómo utilizarlo para crear un servidor web. En este artículo el autor convierte un router inalámbrico estándar en una

unidad de control central para un sis-tema de domótica.

El sistema de domótica que utilizamos es un sistema de construcción propia

Figura 1. En la tarjeta de circuitos de la caja hay un conector de extensión para dos puertos de serie.

910/2007 - elektor, la electrónica que sorprende

alternativabanda ancha

cuya central de control inicial era ini-cialmente un PC. Si se utiliza otro sis-tema de domótica, seguramente habrá que adaptar algunos pasos del método aquí descrito, pero la idea es la misma. La ventaja de buscar una solución con un router es que el consumo de energía es muy inferior al de un PC, por ejem-plo. Al fin y al cabo, en la mayoría de hogares ya hay un aparato de estos en la caja del contador, que de este modo puede cumplir una doble función.

Para crear este sistema debemos ele-gir un router adecuado, adecuarlo a nuestro software, poner en marcha la comunicación vía USB o RS232, escri-bir el software de domótica y conectar y configurar el conjunto. Este artículo trata todos los pasos.

Elección de routerA la hora de elegir el router adecuado hay que tener en cuenta varios puntos. En primer lugar es recomendable elegir un router con sistema de control están-dar. De hecho un router no es otra cosa que un ordenador sin teclado, ratón ni monitor. Lleva un sistema de control, igual que un PC. Y si este sistema de control es estándar, nos será más fácil utilizar software propio en el router. Al-gunos routers funcionan con sistemas de control escritos por el fabricante es-pecíficamente para ese router; en este caso, el sistema de control no se suele hacer público y por tanto no nos sir-ve de mucho. Por suerte, cada vez hay más routers que utilizan una variante de Linux, y en estos casos el código fuente es de libre acceso para todo el mundo, lo cual abre posibles interesan-tes como por ejemplo este proyecto de

domótica. Además, es importante ele-gir un router que ofrezca la posibilidad de conectar aparatos USB o RS232 (la mayoría de routers lo permiten). En al-gunos casos habrá que abrir la caja y hacer una pequeña soldadura, pero eso no es ningún problema para el lector medio de Elektor.Finalmente, el router debe tener sufi-ciente memoria y a ser posible un pro-cesador relativamente potente. ¡Quién sabe para cuántas cosas más lo utiliza-remos cuando le cojamos gusto!Las posibilidades de software son prácticamente ilimitadas; por ejemplo, un servidor web, un servidor FTP, un servidor MP3, etcétera.

Puede consultar un listado de routers y sus características en:http://wiki.openwrt.org/TableOfHardware

En este caso hemos elegido el Asus Wl500g Premium. Su precio es de 80 y por tanto no es el más barato, pero lleva un procesador 266 MHz, tiene una memoria de trabajo de 32 MB y dos puertos USB 2.0 en el panel tra-sero. Además, este router dispone de una gran comunidad de aficionados en www.wl500g.info a los que se puede acudir en caso de necesidad.

Adecuación del routerCuando adquirimos el router no será accesible desde fuera, excepto a tra-vés de la interfaz web, donde se pue-den modificar los ajustes de red y si-milares. La verdad es que así no nos sirve de mucho. Por tanto, la cues-tión es modificarlo de tal modo que de una u otra manera funcione como

una consola, con una especie de DOS pero para Linux que nos permita in-troducir órdenes. Una manera senci-lla de hacerlo es utilizar un programa tipo telnet. El firmware estándar no dispone de acceso telnet. Para añadir esta funcionalidad, puede descargar el código fuente firmware del sitio web de Asus. Aquí puede añadir un módulo telnet, tras lo cual se compi-la de nuevo el conjunto con el compi-lador que también se puede descar-gar desde el sitio web de Asus. Por suerte, también hay un sistema sen-cillo para quienes no sean usuarios de Linux. Hay un firmware adaptado al Asus Wl500g Premium disponible bajo el nombre ‘Olegs firmware’ que se puede descargar en http://oleg.wl500g.info/#latest. Por tanto, no te-nemos que ponernos demasiado crea-tivos, aunque si a alguien le apetece, adelante. Asegúrese en todo caso de utilizar la versión de firmware Wl500g Premium; existen varias versiones de Oleg para distintos modelos Asus y no siempre son intercambiables en-tre ellas.

El siguiente paso es grabar el nuevo firmware. Antes de empezar es reco-mendable comprobar que el router funcione en su estado actual. Ni que decir tiene que al modificar el router se pierde la garantía, así que mejor asegurarnos de antemano de que no la necesitaremos. Grabar el firmware es un procedimiento bastante senci-llo. Abra la interfaz web del router en una ventana. Seleccione, a la derecha de la barra de navegación, la opción upgrade firmware y elija el fichero de firmware Oleg. El procedimiento dura sólo un momento. Si no funciona, en

10

SOBRE EL TERRENO DOMÓTICA


el CD de instalación del router hay una herramienta de recuperación que devuelve al router a la situación origi-nal. «Después de grabar el firmware se puede acceder al router mediante telnet. Por ejemplo, con PuTTY o con el telnet estándar de Windows, que se pueden iniciar con la orden ‘tel-net’. A continuación introduzca la or-den siguiente en el prompt telnet:

o 192.168.1.1 <enter>

La “o” representa “open” (abierto), y 192.168.1.1 es la dirección IP del router. Esta es la configuración es-tándar, pero le recomendamos que la confirme por si acaso. Si todo va bien, ahora se le pedirá un hombre de usuario y una contraseña. Normal-mente son ‘admin’ y ‘admin’. ¡Ahora hemos iniciado una sesión en

nes utilizan señales de sólo 3,3 V. Para convertirla en señales RS232 hay que añadir un interruptor de conversión con un MAX3232 (figura 2).

Asegúrese de utilizar el IC correcto. El MAX232 estándar espera una alimen-tación de 5 V, mientras que el router sólo proporciona 3,3 V. El interruptor se puede soldar a una pequeña tarjeta de circuitos experimental, que a conti-nuación se monta en la caja del router. La conexión del router mismo se hace mediante soldadura en la tarjeta de cir-cuitos del router o con una clavija. El puerto de serie que se obtiene de este modo se puede llevar al exterior con una toma de 3,5 mm, y una vez fuera adaptarla a un conector de 9 ó 25 pines mediante un latiguillo. El caso es que en el panel trasero del router no hay lugar para un conector tan grande. Po-demos probar el puerto conectándolo al puerto COM de un PC mediante un cable de módem nulo y escuchando en una ventana de terminal al puer-to COM correspondiente con el ajuste 115200 baudios, 8N1.

Ahora tenemos un router con Linux con un puerto llamado‘/dev/ tts/1’ dis-ponible para nuestra aplicación de domótica.

Cable convertidor Puesto que el router dispone de dos puertos USB, si se utiliza un cable con-vertidor no hace falta soldar ni abrir el router. Lo único que debemos tener en cuenta es utilizar un cable que dispon-ga de controlador. En este caso hemos elegido el ATEN UC-232A, que cues-ta unos 15 euros, con el chip Prolific PL2303. El firmware Oleg lleva incor-porado un controlador para este chip. Una vez introducido el cable, no vere-mos reacción alguna; hay que iniciar el controlador. Introduzca la orden si-guiente en el prompt de Linux:

insmod usbserial

insmod pl2303

La orden insmod añade un nuevo módulo al sistema de control que se utilice.Usbserial es un controlador genérico, pl2303 es el controlador de este chip específico. Una vez iniciados estos dos controladores, el puerto quedará visi-ble con el nombre /dev/usb/tts/0. Sin embargo, los controladores desapare-cerán si se reinicia el router. Por eso es necesario introducir estas órdenes en un archivo de inicio, una especie

el sistema de control del router!Además del firmware Oleg, hay otros firmware alternativos, como por ejem-plo OpenWRT (http://openwrt.org/), que funciona más o menos del mis-mo modo y tiene la ventaja de que no es específico para routers Asus. Así se podría utilizar el router Sweex co-mentado en el otro artículo de Elektor o el popular WRT-54G de Linksys.

Conexión RS232Ahora que podemos tra-bajar en el router me-diante telnet debemos asegurarnos de que el router pueda comuni-carse con el mundo ex-terior. Esto es necesario para aplicarlo en domó-tica. El sistema de do-mótica que utiliza el autor funciona con una conexión RS232 con la unidad de control. De modo predeterminado, el router sólo lleva dos puertos USB. Ahora po-demos elegir entre dos posibilidades. El Wl-500gP dispone de UART, por tanto, con añadir un mínimo de hardware podemos hacer una “verdadera” conexión RS232. La otra solución es utilizar un cable con-vertidor USB/RS232. A continuación describi-mos ambos métodos.

Construcción propiaAbra la caja y verá la tarjeta de circuitos. Tal y como muestra la foto-grafía, aquí hay un co-nector o varios orificios para un conector. Aquí se pueden conectar dos puertos RS232. La dis-tribución de terminales está impresa al lado. Hay una conexión Tx y Rx tanto para el puerto

0 como para el puerto 1, y además una GND y una 3,3 V. Es preferible utilizar el puerto 1, porque el puerto 0 se utili-za como consola y por tanto está cons-tantemente en funcionamiento. Las versiones antiguas del firmware Oleg tienen el problema de que el puerto 1 no se puede utilizar debido a un con-flicto de IRQ, cosa que se soluciona a partir de la versión 7b. Estas conexio-

MAX3232

T1OUT

T2OUT

R1OUT

R2OUT

R1IN

U1

T1IN

T2IN

R2IN

C1–

C1+

C2+

C2–

11

12

10

13

14

15

16 V+

V-

7

89

3

1

4

5

2

6

1

1

J3

RS232 DB9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

16V

16V

16V

16V

1

+3V3

PC

TX DATA

RX DATA

070376 - 11

Figura 2. Hay que añadir este interruptor con un MAX3232 para hacer correctamente la conexión RS232.

Figura 3. Acceso detras del telnet.


de AUTOEXEC.BAT que muchos re-cordarán de DOS. El firmware Oleg ya lo incluye: el fichero/usr/local/sbin/post-boot cumple esa función. Sin em-bargo, primero tenemos que preparar este fichero para que incluya las órde-nes siguientes:

mkdir -p /usr/local/sbin/

echo “insmod usbserial” >>

/usr/local/sbin/post-boot

e c h o “ i n s m o d p l 2 3 0 3 ” > >

/usr/local/sbin/post-boot

chmod +x /usr/local/sbin/post-boot

Finalmente esto se guarda en la me-moria flash:

flashfs save && flashfs commit &&

flashfs enable

Ahora ya hemos hecho la parte de la RS232 y podemos continuar constru-yendo la conexión del hardware de domótica.

Hardware de domóticaEl hardware del sistema de domó-tica utilizado parte de un módulo de interfaz que se comunica por un lado con la unidad de control (un PC o un router modificado a tal efecto) me-diante RS232 y por otro lado con una red de módulos I/O a los que se pue-den conectar sensores, actuadores o motores. El conjunto se alimenta mediante una antigua fuente de PC. El router funcio-na a 5 V, la domótica suele requerir 5 V y 12 V, ideal para una fuente de PC. Así se ahorra un adaptador suelto para el router. Recomendamos utilizar una fuente AT vieja en lugar de una ATX más moderna, ya que tiene la venta-ja de que se puede encender y apagar con un interruptor de red real. Con esto la parte del hardware está completa.

SoftwarePuesto que el router no utiliza un pro-cesador estándar de PC, sino otra pla-taforma (MIPSEL), no puede ejecutar directamente software de PC. Para poder hacerlo primero habrá que ha-cer una compilación cruzada del códi-go fuente del software a la plataforma del router. Se puede hacer mediante una cadena de herramientas para PC Linux y se pueden descargar en el si-tio de Asus(http://dlsvr01.asus.com/pub/ASUS/wireless/WL-300g/toolschain323_tar.rar). Tenga en cuenta que para utili-

zarlo debe disponer de un sistema Linux, como Ubuntu (www.ubuntu.com/), una distribución Linux muy fácil de usar. El software está escrito en C++ y el entorno de desarrollo es KDe-velop. Lo mejor es que es totalmente gratis y se puede utilizar como fuente abierta. Puesto que el software es es-pecífico para los com-ponentes de hardware de construcción propia, no lo describiremos con más detalle. Lo que sí nos interesa es qué interfaz web se utiliza para controlar el sistema. El router ya está colectado a una red doméstica para su tarea habi-tual de router. Por eso la mejor manera de que el usuario acceda al software de domótica es disponer de una pági-na web que funcione desde el router. Se puede hacer, por ejemplo, con una página PHP que lea de un disco a los archivos texto de la capa de la base de datos. Lo único que aún necesita es un servidor compatible con PHP que pue-da funcionar en el router, y que se pue-da instalar siguiendo un manual muy bueno sobre este tema que se puede encontrar en Internet:(www.macsat.com/macsat/content/ca-tegory/3/13/29/).

Siga primero los pasos del manual para la instalación del paquete IPKG y a continuación los del servidor web THTTPD. Es recomendable configurar un servidor DNS fijo en la interfaz web del router antes de ejecutar el manual para aquel router para poder encontrar el servidor con las listas de paquetes. Así se ahorrará muchos problemas al descargar información de paquetes IPKG. Con la interfaz web se cierra el círculo: ahora tenemos un router al cual está conectado un sistema de domó-tica y en el cual funciona un software de control con interfaz de usuario. No es la única aplicación alternativa de un brote de banda ancha, pero sí una de las mejores.

(070376)

El autorArthur Vogels escribió este artículo en el marco de su proyecto de final de carrera en la Fontys Hogeschool de Eindhoven (Países Bajos). Este articulo le sirvió para licen-ciarse en Informática Superior. Realizó su proyecto de final de carrera en el grupo Technical Software Engineering de LogicaCMG (Eindhoven), una empresa que colabora en proyectos innovadores con estudiantes de escuelas superi-ores y universidades en distintos lugares del país. Consulte www.workingtomorrow.nl si desea obtener más información.

CEBEK facilita las maniobras de activación/desactivación con su receptor RF Carril DIN TL-504De 72 x 110 mm., 240 gramos de peso y un consumo que oscila entre los 20 y los 130 mA, el modelo de receptor RF Carril Din TL-504 constituye una de las propuestas más versátiles de CEBEK para maniobras de activación/desactivación, que multiplica sus posibilidades con su versión en formato industrial.CEBEK lanza al mercado su nuevo receptor RF Carril DIN TL-504. Los emisores R.F. para maniobras de activación/desactivación, según modelo, de 1 ó 2 salidas, son únicamente compatibles con receptor R.F. Cebek del Grupo 1, omnidireccionales. Asimismo, la firma propone un formato industrial (Carril-DIN) de este modelo, así como en formato de caja de 1 ó 2 canales con pila incluida (los modelos con caja incorporan antena). El funcionamiento de las salidas puede ser configurado independientemente en modo monoestable o biestable, según el receptor.El receptor RF Carril DIN TL-504 incorpora un fusible de 200 mA y su consumo oscila entre los 20 y los 130 mA. Los receptores TL-503 y TL-504 se alimentan directamente de la tensión de la red (230 V.A.C.), con lo que puede alimentarse

directamente mediante un enchufe y un cable de red adecuados. Fadisel aconseja, asimismo, la instalación adicional de un interruptor.En las salidas se emplean relés, dispositivos aislados eléctricamente del resto del circuito que admiten cargas que no superen los 5 A. El relé no proporciona tensión, sino que su función se limita a dar paso o cortar el flujo eléctrico que le sea introducido a través de sus contactos, del mismo modo que ocurre en un interruptor común. Por ello, la carga deberá alimentarse a través de este dispositivo. El relé presenta tres terminales de salida: el común, el normalmente abierto

en reposo (NO) y el normalmente cerrado en reposo (NC). La instalación debe realizarse entre el Común y el NO. Adicionalmente, podrá obtenerse la conexión inversa del relé, instalando entonces la carga entre el Común y el NC. Especialmente en el caso de las cargas inductivas, una salida a relé puede producir una fluctuación, rateo o un incorrecto funcionamiento. Si esto ocurriera, deberá instalarse un circuito anti-chispas entre los dos contactos del relé utilizados en la conexión, que asegurará la absorción del pico de corriente que origina este problema.

Sobre CEBEKMás de 25 años avalan la trayectoria técnica de CEBEK en el campo del diseño y la fabricación de módulos electrónicos tanto para el sector industrial como para el didáctico. En el laboratorio de CEBEK se comprueban y verifican todos los productos bajo un estricto control. Así consigue ofrecer una garantía total de 3 años en su gama Cebek y de 2 en las marcas de distribución. El departamento de I+D diseña por ordenador circuitos de lógica periférica, microcontroladores y autómatas programables, utilizando para ello programas de última generación.CEBEK se encuentra presente en 20 países de América, Europa y Extremo Oriente. Asimismo, dispone de distribuidores-importadores en países como Canadá, Estados Unidos, Brasil, Japón, Singapur, Francia, Suecia, Gran Bretaña e Italia, entre otros.

Para más información:Fadisel, s.l.Tel.: 93 331 33 42E-mail: [email protected]: www.fadisel.es

Primera EEPROM serie de 1 Mbit en encapsulado SO8N Este nuevo chip de elevada densi-dad de memoria es ideal para al-macenamiento de parámetros en dispositivos electrónicos de consu-mo y equipos médicos STMicroelec-tronics, líder mundial en IC de me-moria no volátil serie, anuncia una nueva EEPROM serie de 1 Mbit, que se encuentra disponible en un encapsulado SO8N con un ancho de 3.8 mm. Este chip es el único modelo del mercado en ofrecer esta densidad de memoria en un encap-sulado tan pequeño. También disponible en SO8, el chip M24M01, con su interface serie two-wire I2C, es una solución ideal para productos electrónicos de consumo y equipos médicos que necesitan almacenar grandes canti-

dades de parámetros que cambian constantemente. El M24M01 soporta frecuencias de reloj de 100 a 400 kHz con total compatibilidad con la especifica-ción I2C y opera en un rango de tensión de alimentación de 1.8 a 5.5 V. Organizado como 128 Kbit x 8, el nuevo chip ofrece soporte para los modos ‘Byte’ y ‘Page Wri-te’, con un tiempo de escritura rápi-da de 256 bytes en menos de 5ms. Las características se completan con un filtro de ruido de entrada, que mejora la protección ante opera-ciones de escritura espurias en en-tornos eléctricamente “ruidosos”, y una retención de datos de más de cuarenta años con resistencia de es-critura de más un millón de ciclos.

Este nuevo dispositivo compacto con compatibilidad con la norma-tiva RoHS, que tiene un rango de temperatura operativa de -40 a +85 °C, se beneficia de las ventajas de la tecnología de proceso EEPROM de 0.18 micras para lograr su ele-vada densidad de memoria. El pequeño tamaño del encapsula-do SO8N ofrece nuevas oportuni-dades para fabricantes de set de TV digitales, reproductores de DVD, set-top boxes y tecnología médica al reducir el espacio de tarjeta reque-rido en estas aplicaciones e incre-mentar la memoria disponible para establecer parámetros, preferencias del usuario y otros muchos datos. Con la incorporación del chip M24M01, la familia I2C EEPROM

de ST ofrece dispositivos de 1 Kbit a 1 Mbit, dotando del catálogo más amplio del mercado.

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

INFORMÁTICA Y MERCADO NOTICIAS

12 elektor, la electrónica que sorprende - 10/2007

Nuevos convertidores DC/DC en encapsulado SIPLLa gama H8SX/1622 se caracteri-za por un convertidor A/D delta sig-ma de 16 bit y elevada precisión Renesas Technology Europe anun-cia mejoras en su familia H8SX de microcontroladores CISC (Com-plex Instruction Set Computer) de 32 bit con la incorporación de la gama H8SX/1622, que se carac-teriza por una frecuencia operativa máxima de 50 MHz, rendimiento de 50 MIPS y funciones periféricas on-chip. Estos modelos ofrecen un amplio rango de soluciones idea-les para diversos sistemas en PC y productos OA(Office Automation), consumo digital y aplicaciones industriales. La compañía también tiene previsto ampliar esta línea a un total de vein-te modelos con la incorporación de productos de 5.0 V, USB on-chip y otras novedades a finales de 2007. Estos dispositivos ofrecen compati-bilidad con la actual familia H8SX, dotando de una alternativa flexible con mejoras funcionales de sistema y actualizaciones de versión. Los microcontroladores H8SX/1622 implementan memoria Flash on-chip de 256 kbyte con acceso de esta-do de espera ‘cero’, e incluyen un convertidor A/D delta sigma de 16 bit capaz de convertir con elevada precisión la información de varios tipos de sensores, incluyendo giro-

sensores y ópticos, posicionales, de aceleración y de sonido. Esto per-mite su uso en un gran número de áreas de aplicación, destacando consumo digital, robótica, navega-ción en vehículos y cámaras instan-táneas digitales. Los nuevos modelos, que son los pri-meros en incorporar un convertidor A/D de tipo delta sigma, dotan de una velocidad de conversión el do-ble de rápida que la actual serie H8/300L de Renesas Technology.

También se ha mejorado la resolu-ción de 14 a 16 bit para ofrecer alta velocidad y elevada precisión. Además, del encapsulado LQFP de 144 pines, la nueva línea incluye un pequeño LGA (9 x 9 mm) de 145 pines en el que los pines LSI se conectan a la superficie trasera del propio encapsulado, contribuyendo a reducir el tamaño de la tarjeta y el área de montaje en dispositivos portátiles y otras muchas soluciones compactas.

Para más información:Renesas Technology EuropeWeb: www.renesas.com

Dialogic® amplía la potencia de sus Media Boards con configuraciones PCI Express Callware Voice Technologies S.A., distribuidor autorizado de valor añadido de firmas líderes de la in-dustria de comunicaciones de voz y video 3G, automatización de ser-vicios vocales, telefonía IP y graba-ción para la gestión de la calidad en los Contact Center, anuncia la disponibilidad de las tarjetas de pro-cesamiento vocal (Media Boards) DMV300BTEPEQ, DMV600B-TEPEQ y DMV1200BTEPEQ de Dialogic Corporation para slots PCI Express. Estas nuevas tarjetas PCI Express poseen las mismas características y funciones encontradas en modelos con formatos PCI Universal y Com-

pactPCI para dotar de la máxima compatibilidad con las aplicaciones existentes. Con conectividad T1/E1 y software seleccionable en densidades de span simple, dual y quad, las tarje-tas DM/V-B ofrecen una solución de puerto universal con múltiples carac-terísticas, incluyendo procesamiento de voz, reconocimiento del habla, fax y capacidades de conferencia. El nuevo diseño implementa una configuración PCI Express x1 lane, que permite su uso en cualquier slot PCI Express ‘full-length’ conforme a la Revisión 1.0a o posterior de la especificación PCI Express Card Electromechanical Specification.

Junto con las tarjetas DM/V-B PCI Universal y CompactPCI, los nuevos productos permiten a los fabricantes de equipos de telecomunicaciones y clientes unirse a la migración ha-cia el formato PCI Express. La línea DM/V-B de tarjetas de pro-cesado vocal PCI, PCI Express y CompactPCI, que incluye versiones de 60 y 120 puertos, se caracte-rizan por la capacidad de ofrecer servicios simultáneos de fax, confe-rencia y voz. Las aplicaciones pueden trabajar con plataformas de mayor o me-nor densidad e incorporar nuevas funcionalidades con mínimas modi-ficaciones, protegiendo así la inver-

sión en hardware y código de la aplicación.

Para más información:Callware Voice Technologies, S.A.Tel: 913 788 490Fax: 913 149 123E-Mail: [email protected] Web: www.callware-vt.es


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SOBRE EL TERRENO AUDIO


MUGEN - amplificador ¿Lo mejor de dos mundos?Wim de Haan

Los amplificadores existen en múltiples configuraciones. Existen tipos con transistores, FET, circuitos integrados o válvulas. El amplificador que proponemos aquí es un diseño que hace uso de una combinación de transistores y válvulas y de este modo aprovecha las ventajas de ambos. Por lo tanto, la palabra híbrido en este caso está bien empleada. El resultado es un amplificador con prestaciones para audiófilos.

La válvula experimenta, particularmen-te en el mundo del audio, un auténtico revival y eso se ve claramente en los múltiples amplificadores comerciales y diseños de autoconstruidos que han aparecido en los últimos años.

Por desgracia, el precio de un ampli-ficador de válvulas en comparación con la versión de transistor es bastan-te elevado, entre otras cosas debido a la necesidad de una alimentación de alta tensión y un transformador de sa-lida. Especialmente el transformador requiere una gran inversión.Para este proyecto hemos encontrado la solución en la sustitución de las válvu-las de salida y el transformador de sali-da por un circuito transistorizado a base de transistores modernos que permiten el ataque directo a un altavoz. En la par-te de entrada colocaremos válvulas.

El dispositivo actuadorEl amplificador (figura 1) consta de una parte de tensión y una parte de inten-sidad de corriente. La parte de tensión o el dispositivo actuador se monta al-rededor de las válvulas V1 y V2, y esto debe procurar una amplificación sufi-ciente de la señal de entrada; de 20 a 30 dB es un valor práctico. La parte de intensidad de corriente que está mon-tada alrededor de los transistores de salida Q4 y Q5, hace posible el ataque a un altavoz de 4 u 8- lLa parte de co-

rriente funciona como buffer y no tiene amplificación alguna.La parte de tensión debe poder sumi-nistrar sin problemas 25 Veff a la parte de intensidad de corriente para poder modular totalmente el amplificador. Un punto importante aquí es que la señal debe tener una distorsión suficiente-mente baja, ya que este proyecto no utiliza la realimentación negativa glo-bal. Además de eso, es importante que la conexión pueda atacar una impedan-cia de 10 k. Es decir que el dispositivo actuador ve 20 k en paralelo (R11+P3//R16). Esta impedancia debería poder aumentarse usando MOSFET como dri-vers, sin embargo no encajan en este proyecto de amplificador.

En otros proyectos (realizados comple-tamente con válvulas) el autor adquirió experiencia con excitadores que deben suministrar una elevada señal de sali-da con una distorsión baja. La llama-da conexión Long-Tail es sumamente apropiada en este caso. También he-mos elegido la Long-Tail porque tam-bién puede hacer las veces de desfa-sador, y además tiene un truco que ex-plicaremos más adelante.La Long-Tail puede considerarse como un amplificador diferencial que ampli-fica la diferencia entre dos rejillas de control. En la entrada “izquierda” se suministra la señal de entrada. La en-trada “derecha”, aquí está conectada a tierra; finalmente, la señal de salida

seguirá a la señal de entrada en forma ampliada. Un tanto a favor aquí es que en la entrada derecha se puede sumi-nistrar una señal de realimentación, que se resta de la señal original. El re-sultado de esta realimentación negati-va es la reducción de la distorsión.Los cátodos comunes de las mitades de la ECC83 pueden considerarse como una tercera entrada; aquí se trata de una rea-limentación negativa local de 6 dB.Una característica de la Long-Tail es que tiene dos salidas que están en contrafase (180 grados). El ánodo “iz-quierdo” está en fase, el ánodo “dere-cho” está fuera de fase.Normalmente, la Long-Tail usa una re-sistencia de cátodo común (de donde deriva el nombre). En este proyecto se utiliza una fuente de intensidad al efec-to. Las características de esta conexión, así como la distorsión, mejoran con la elevada Ri de la fuente de intensidad, y además podemos ajustar fácilmente la intensidad de corriente para la ECC83 con un potenciómetro de ajuste.La ECC83 es la elección correcta gra-cias a la elevada amplificación de 100x y la facilidad de encontrar este mode-lo en el mercado. Que la amplificación debe ser elevada, ahora queda claro. La Long-Tail tiene una realimentación ne-gativa local de 6 dB. Un amplificador de resistencia normal o con cátodo conec-tado a tierra alrededor de la ECC83 pue-de amplificarse unos 35 dB, la Long-Tail usado aquí amplifica cerca de 29 dB.

Mugen Hybrid Amp – Mugen (mu-gen) es una palabra japonesa que podría traducirse en inglés como “infinity” [infinidad] o “endless” [interminable]. “Endless” es una canción incluida en el CD en directo “Changeless” del Keith Jarrett Trio. Esta obra fue la inspiración de este proyecto.

Figura 1. El amplificador híbrido consta de una etapa de entrada con válvulas y una etapa de salida con transistores.


(de audio) híbrido

V1.A

8

7

6 V1.B

3

2

1

R1

392k

R6

100

R3

150k

2W

R4

150k

2WV2.A

8

7

6

R7

22k

3W

R2

1k

R5

1k

Q6

BC550BQ7

R10

560

2k

P1

R9

274

R44

47

LED1

C1

100n400V

5k

P2

Q1

BD139

C2

3 3630V

C3

3 3630V

ECC88

R11

18k

R16

20k

R19

100

R15

100

R21

022

4W

R22

022

4W

R45

100

R17

392

R18

2 2

Q5

2SC5200

Q4

2SC5200

Q2

2SC2073

Q3

2SA940

Qbax

2SC1815BL

R14

2 2

R13

392

U1

LM337

R12

1k

5k

P3

C4

270

C8

270

D3

UF4007

D2

UF4007

R20

1k

R23

10

2W

C5

100n

C6

27050V

C9

100n

C10

27050V

C7

100n

RLY1

LS

R8

2k43

Cfb

56p

JP1

R24

182

R25

1k5 C39

10 25V

C11

10 50V

C13

47 50V

C12

100n

D4

1N4001

2x

inschakel + DC beveiligingRLY1 schakeling

V2

54

V1

94 5

C14

100n

6V3 6V3

optionele FB naarversterker uitgang

t.b.v. 6 dB FB

+310V

+38V

-38V

Rth = 21K/W

+194V

-12V

+1V6 TP3

+307V

TP1

TP2

+195V

ECC83

+190V

070069 - 11

Circuito de conexión y protección de CC.

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Originalmente, la intención era que en este amplificador no se empleara la realimentación negativa global. Sin embargo, hemos incluido la posibili-dad de añadir la realimentación nega-tiva global de 6 dB, y para ello hemos incorporado en el circuito impreso un puente. De esta manera, cada lector puede decidir lo que le parece mejor. La sensibilidad de entrada también sigue siendo siempre suficientemen-te alta con la realimentación negativa con 23 dB. Aquí está el truco que men-cionábamos antes: con el uso de una conexión de amplificador de resisten-cia normal la realimentación negativa global no sería posible de la forma ha-bitual al transmitirse la señal de salida al cátodo. Es decir, la señal de salida está en fase con la señal de entrada y

soporta unos 50 k). Tras mucha expe-riencia, el mejor resultado se obtiene con una ECC88 en este lugar.Se ha elegido este ajuste de manera que se respete la tensión anódica máxima de 130 VCC de la ECC88. No obstante, la E88CC de JJ utilizada tiene una ten-sión anódica máxima de 220 V, todo ello conforme con la E88CC de Philips.El elevado valor de la resistencia de cátodo de la ECC88 hace posible co-nectar directamente el ECC83 con el ECC88. El ECC88 elegirá por sí sólo el ajuste con la amplia medida de la rea-limentación negativa CC de la resisten-cia de cátodo R7.

Una ventaja adicional del seguidor de cátodo empleado aquí es que la ten-sión catódica en estado frío es de 0 V, y con el calentamiento del ECC88 au-mentará progresivamente de 0 V a su punto de funcionamiento, a cerca de +194 VDC. Entonces, los condensado-res de acoplamiento se cargan lenta-mente, con lo cual la parte de transis-tor no recibe picos.

El uso de una fuente de intensidad de corriente en lugar de la resistencia de cátodo R7 puede dar un resultado sumamente bueno. Con el uso de un IXYS IXCP10M45 como fuente de in-tensidad de corriente puede medirse hasta una potencia de salida de 45 W con una distorsión inferior a 0,1% (¡sin realimentación negativa!). Este CI, sin embargo, está menos disponible y por consiguiente no hemos desarrollado esta posibilidad.Por motivos prácticos, el amplificador aquí descrito utiliza válvulas de JJ Elec-tronics; están fácilmente disponibles, tie-nen un precio excelente y son tubos de buena calidad; además se trata de tubos que se producen en la actualidad.

La 6N1P está considerada por muchos como un sustituto de la ECC88, sin embargo su uso en este proyecto hace que la distorsión del amplificador no sea aceptable. Una modificación inte-resante y sencilla es el uso de una 5751 en lugar de la ECC83, son directamen-te intercambiables. La ganancia es una fracción más baja, pero esto no cons-tituye un problema. Desde el punto de vista sonoro, la 5751 (ECG/Philips, NOS) en combinación de JJ ECC88 es la elección del autor. Si se ha regulado el amplificador con una ECC83, con el uso de una 5751 TP3 sólo admitirá una tensión de unos +2,2 V.

así actúa precisamente la realimenta-ción positiva. La señal procedente de la Long-Tail (V1b) está fuera de fase y hace posible la realimentación negati-va global.Se ha discutido mucho sobre la reali-mentación negativa global. Según la ex-periencia del autor, un amplificador rea-limentado suena menos abierto y “agra-dable” que uno diseñado sin ella; 6 dB es un buen compromiso entre ambos.

La ECC83 tiene el inconveniente de que tiene una impedancia de salida relativamente elevada. Por ello, se ha puesto detrás un seguidor de cátodo para poder atacar adecuadamente la parte del transistor. El seguidor de cá-todo tiene una impedancia de salida baja (menos de 500 , mientras que la impedancia de salida de la Long-Tail

Especificaciones (medidas sin la realimentación negativa global)

Sensibilidad de entrada: 825 mV (8 )

770 mV (4 )

Impedancia de entrada: 300 k

Amplificación: 29 dB

(23 dB con realimentación negativa)

Potencia de salida (THD=1%): 70 W a 8

110 W a 4

THD+noise a 1 W/8 : < 0,1 %

a 10 W/8 : <0,15%

Factor de amortiguación: 20 (a 8 de carga)


Los condensadores de acoplamientoLa unión entre la etapa de válvulas y la de transistores se realiza a través de dos condensadores de acoplamiento de gran valor. El proyecto no permite igno-rarlo, pues el cátodo de la ECC88 está a unos +194 VDC. . Estos condensadores afectan (por desgracia) al sonido final del amplificador. Las calidades de so-nido de los condensadores constituyen un punto caliente para los aficionados al audio. Que estos condensadores jue-gan un papel importante, quedó clara-mente demostrado con las pruebas de sonido. Finalmente, se eligió un tipo de la serie ClarityCap SA. Tiene una rela-ción calidad/precio sumamente buena. La serie SA, gracias a una elevada ten-sión de servicio de 600 V es muy ade-cuada para aplicarla a proyectos con tensiones elevadas, como las de vál-vulas. El diseño del circuito impreso también permite usar los tipos Wima y Solen, entre otros. Se ha elegido el va-lor de 3,3 F de modo que el punto de basculamiento bajo esté por debajo de 10 Hz; el condensador de acoplamien-to forma con la parte de transistor un filtro RC, 1/(2x3,14x3,3 Fx10k). ). Los condensadores de acoplamiento deben tener como mínimo una tensión de ser-vicio de 400 VDC.

La etapa de intensidad de corrienteLa etapa de intensidad de corriente, o potencia, se basa en transistores. Tan-to la familia MOSFET como la BUZ900P o 2SK1058 pueden ser una opción, pero en este proyecto no hemos elegido nin-guno de ellos a propósito.Los transistores driver usados se uti-lizan en múltiples amplificadores de sonido. Tienen unas especificaciones magníficas para un uso acústico y ade-más tienen un precio bajo. Los transis-tores de salida del tipo 2SC5200 tienen especificaciones muy buenas, se han diseñado específicamente para apli-caciones de audio y están fácilmente disponibles (hay que prestar atención a no adquirir tipos de imitación) y muy robusto por el amplio alcance SOAR. El 2SC5200 está disponible en 2 versio-nes, con un sufijo O o Y. Esta codifica-ción da una indicación del alcance Hfe. Ambos funcionarán bien, y se deben elegir ejemplares del mismo grupo. El tipo O se ha usado para los prototipos y para el amplificador definitivo.

La etapa de intensidad de corriente es una configuración de salida estándar casi complementaria, es decir una configura-ción con dos transistores de salida NPN.

Así que no es el diseño complementario generalmente aplicado actualmente con un tipo NPN y PNP. Esta salida casi com-plementaria se utilizaba mucho en los años 70 y principios de los 80, porque en-tonces todavía no había transistores PNP complementarios (o eran demasiado ca-ros). Para muchos, esta configuración ha adquirido un mal nombre, injustamente. Con este diseño casi complementario se pueden obtener muy buenos resultados. La gran ventaja es que los transistores de salida son exactamente iguales. Los NPN y PNP sólo son iguales por aproxi-mación. Por estos motivos, un fabricante como Naim sigue utilizando la configura-ción NPN-NPN. También el súper moder-no Denon PMA1500AE utiliza una etapa de salida NPN complementaria, en este caso 2 UCH N-FET.

La tensión de alimentación elegida de ±38 VDC es óptima para esta etapa fi-nal, se puede atacar sin problemas una carga de 4 y 8- .

Detalles del esquemaLa resistencia R1 hace las veces de re-sistencia de escape de rejilla para V1a. Esta resistencia no es crítica pero sí

esencial, sin esta resistencia la válvula no podrá efectuar una tensión negativa para el ajuste de CC. R2 forma junto con la capacidad de entrada de la ECC83 un filtro de paso bajo, con lo cual se evi-ta el fenómeno de oscilación. Esto tam-bién sirve para R5 en combinación con la ECC88. Las resistencias de ánodo R3 y R4 están dimensionadas para que haya una tensión de cerca de +190 V en los ánodos de V1. Entonces, V1 recibe un ajuste correcto con una corriente anódi-ca de 0,8 mA. La potencia disipada que-da ampliamente dentro del margen.

La conexión Long-Tail alrededor de V1 utiliza una fuente de intensidad de co-rriente montada alrededor de Q6 y Q7. El LED se encarga de la tensión de referen-cia y la intensidad de corriente se puede ajustar fácilmente con P1, la intensidad de corriente total es de aproximadamen-te 1/P1. Para la fuente de intensidad de corriente se ha hecho un circuito de ali-mentación separado con un LM337 que proporciona una tensión de -12 V.

La realimentación negativa global se suministra en la rejilla de control de V1b. Como ya hemos indicado, aquí se ha elegido 6 dB; esto se determina

LM317

U2

R26

182

R27

3k3

D5

1N4001

C16

1050V

C17

1050V

RLY1 D6

Q8

BS170R30

330k

R29

1M

R28

1M

R31

10M

R32

1k

D8

D7

C18

2263V

RLY1 = Amplimo LR 24V

D6... D8 = 1N4148

Q10

BC547B

Q9

R35

100k

2x

R33

100k

R34

100k

C20

C19

2x 47 25V

070069 - 13

versterker-uitgang

+42V

Rth = 21K/W

+24V

Figura 2. Este circuito se encarga del retraso de conexión y la protección CC de la salida.

Salida del amplificador

18



tenciómetro de ajuste de 10 vías de muy buena calidad. R11 + P3 y R16 deben determinar el ajuste CC de la salida del amplificador y los valores de estos com-ponentes, además de la impedancia de entrada del circuito, que es aproximada-mente de 10 k (20 k//20 k). Si se utiliza MOSFET, estas resistencias se podrían elegir más grandes, pero esto no es posi-ble en vista de que debe haber suficiente corriente de base para Q2 y Q3. R12/C4 y R20/C8 constituyen redes de desacoplo y son indispensables. C4 y C8 también pueden ser 220 o 330 F zijn. Con P3 se regula el offset CC de la etapa de salida a cero. No hemos elegido a propósito una regulación CC activa en forma de inte-grador con operacional, porque según el autor, esta regulación afecta a la calidad del sonido del amplificador.Q2 y Q4 forman conjuntamente un dar-lington y procuran una amplificación de corriente suficiente, lo mismo para Q3 y Q5. Q3 y Q5 son lo que llamamos un par Zsikali y aquí se utilizan para crear un transistor PNP. El circuito casi comple-mentario suele usar un diodo, el llamado diodo Baxandall, para la linealización y para mejorar la simetría (en Elektor ya se utilizó en el amplificador Ekwa en 1972). En este diseño no se utiliza ningún dio-do, sino un transistor configurado como diodo (Qbax). De este modo, el analiza-dor de distorsión permite ver 0,22% con 1 W y con el uso de un diodo, con un tran-sistor como diodo conectado es de 0,08%. Fíjense, aquí debe elegirse un 2SC1815 con clasificación BL. Un O, Y o GR funcio-naría sin problemas, pero daría un resul-tado que es prácticamente comparable al de un diodo. Por encima de unos 5 W, la diferencia es aún menor. El circuito im-preso se coloca de tal manera que tam-bién se puede usar un 2SC2073 o un dio-do 1N4007. Este es también el orden de preferencia. Es evidente que sólo debe colocarse uno de estos componentes.Mediante la realimentación negativa lo-cal inherente, la etapa de salida es muy estable en lo referente a los cambios de temperatura y corriente de reposo. Las resistencias de emisor deben ser de pre-ferencia de tipo Intertechnik MOX, que no son inductivas y tienen unas medi-das relativamente pequeñas.La salida del amplificador utiliza una red zobel que se monta alrededor de R23 y C7 y se encarga de la estabilidad por encima de 100 kHz.Para evitar oscilaciones, todos los tran-sistores tienen una resistencia base en la etapa de salida (R13, R17, R14 y R18), las resistencias de lo transistores driver (R13 y R17) son esenciales.La refrigeración de cada etapa de sali-

por la comparación entre R8 y R6. Op-cionalmente, se puede determinar una pequeña capacidad de 56 pF en para-lelo en la resistencia de feedback para aumentar la estabilidad.

Se ha determinado el ajuste de la ECC88 de forma que haya cerca de 9 mA en una tensión anódica efectiva de unos +115VDC. La potencia disipada es de 1 W y esto favorece la vida útil de la vál-vula. En una intensidad de corriente más

elevada, la distorsión total será una frac-ción más baja, pero con una disipación mayor, entonces la vida útil de la válvula se reducirá considerablemente.Q1 se encarga del ajuste de la corriente de reposo de los transistores de salida, así que debe montarse para obtener una buena estabilidad de temperatura cerca de los transistores de salida. La corrien-te de reposo es mínima cuando se gira el cursor del P2 totalmente en dirección del colector de Q1. P2 debe ser un po-

400mA T

F1

C23

2n2

B1

DF06M

R36

0 22

1W R37

100

1W

R38

100

1W

C21

22050V

C22

100n

C15

1250V

C24

150450V

C25

100n

600V - 1A

T1

Amplimo 3N604

TL783

U3 SK104 14K/W

R39

330

R40

82k

3W

C26

10400V

R41

150k

3W

R43

1k

1WC28

22 400V

+310V

R42

1k

1WC27

22 400V

+310VR

L

D13

1N4007

Z1 110V

1W3

+42V

+360V

+315V

6V3

6V3

D9...D12

D9...D12 = BY228 1200V

*

*

zie tekst*

230VMAINS

250V

30V

6V3

115V

115V

rood

geel

violet

violet

blauw

grijs

rose

zwart

wit

bruin

1A6 T

F2

230VMAINS

28V

28V

B2

400V - 35A

B3

400V - 35A

C29

2n2

*

C30

2n2

*

C31

2n2

*

C35

2n2

*

C32

470063V

C33

470063V

C34

470063V

C36

470063V

C37

470063V

C38

470063V

T2

Amplimo 78075

-38V

+38V

070069 - 12

Figura 3. La parte de alimentación suministra cuatro tensiones distintas

*Ver texto

RED

RED

negro

rojo

marrón

violeta

violeta

azul

gris

rojo

amarillo


da debe ser 0,7 K/W o inferior para un funcionamiento fiable.

El circuito de conexión y de protección de CC (figura 2) está montado alrededor del relé RLY1 y MOSFET Q8. Este circuito ya se había utilizado en el amplificador Au-dio Drive publicado en Elektor en mayo de 2005. El retraso de conexión es aproxi-madamente de 30 segundos. En caso de CC peligrosamente elevada en la entrada, el relé desacoplará la salida del amplifica-dor del altavoz. El relé utilizado es de Am-plimo y es sumamente adecuado por sus contactos especiales como relé de salida en los amplificadores de audio.

Opcionalmente, hay una bobina de se-rie con la salida, para hacer el amplifica-dor más universal con vistas al eventual comportamiento capacitivo del altavoz. En el amplificador aquí propuesto esto se ha ignorado. Una bobina autofabricada de 4 H, formada por 16 vueltas de 0,75 mm de cable de cobre esmaltado enrolla-dos en una broca de 6,3 mm, podría ser una opción. Pero deberá montarse en la bobina una resistencia de 15 /2 W, que se soldará en paralelo a la bobina.

La alimentaciónLa alta tensión (figura 3) emplea un es-tabilizador CI, el TL783. La tensión de entrada para el TL783 debe ser aproxi-madamente de +360 VDC para un buen funcionamiento. El transformador de alta

tensión de núcleo Amplimo utilizado lo suministra, pero quizá de una forma poco ortodoxa. El devanado de 250 V se ha medido ampliamente, de modo que casi no se carga por las ECC83 y ECC88, y así la tensión secundaria es más elevada que los 250 V nominales. Hay que tener-lo en cuenta si se usa otro transformador. El TL783 lleva un pequeño disipador tér-mico y debe montarse aislado.Mediante el divisor de tensión R39/R40 la tensión de salida se ajusta a unos +315 V. Se ha añadido la resistencia R41 para descargar los condensadores electrolíticos tras la desconexión. R42/C27 y R43/C28 son filtros RC adiciona-les para el canal izquierdo y el derecho respectivamente. La alta tensión para V1 y V2 es de unos +310 VDC.Si no se dispone de un tipo WIMA FKP1 para C23 como se indica en la lista de ma-teriales, entonces deberá ignorarse.El devanado de 30 V del transforma-dor T1 se utiliza para el circuito de co-nexión y protección.La tensión (alterna) de caldeo se pone a tierra a través de un condensador, ya que en este caso no puede conectarse directamente a tierra. Es decir que el cátodo de la ECC88 no está conectado cerca del potencial de tierra, sino que se trata de una tensión de +195 V. De este modo, se respeta la tensión catódi-ca de caldeo máxima de la ECC88. Esta forma “flotante” de funcionar, funciona bien en la práctica. El condensador 1 Ftambién puede tener un valor de 0,47 F,

que también funciona de maravilla.R36 se determina empíricamente. Esta resistencia determina el tamaño de la tensión de caldeo, que debe ser cerca-na a 6,3 V.La alimentación propuesta es adecua-da para un uso en estéreo, pero tam-bién se puede emplear para una etapa de salida mono. En caso de uso en es-téreo con un transformador y un circui-to impreso de alimentación, debe mon-tarse R37, R38 y C15 en uno de los dos circuitos impresos del amplificador, pero también se pueden montar ambos circuitos impresos completos.La alimentación de ±38V es simple pero eficaz. Un transformador de nú-cleo con una tensión alterna secunda-ria de 2 x 28 VAC da un resultado óptimo (potencia). Si se usa aquí otro tipo de transformador de red, se puede tomar un ejemplar con un valor normal de 2 x 25 VAC, entonces la potencia de sali-da máxima será un poco más baja. Los condensadores 2n2 Wima FKP-1 son para un desacoplamiento adicional.

MontajeEn las figuras 4 y 5, se muestran los circuitos impresos del amplificador y la alimentación (los esquemas se pueden descargar del sitio web de Elektor, los circuitos impresos ya listos se pueden encargar a Elektor). El circuito impreso de la figura 4 contiene un amplificador mono completo, así que para una ver-

Figura 4. El circuito impreso del amplificador puede dividirse en dos partes, dependiendo del montaje en la caja (imagen en un 80% del tamaño real).

20



Figura 5. El circuito impreso de alimentación es, en cuanto a capacidad se refiere, suficiente para un amplificador estéreo completo (imagen al 80% de su tamaño real)

Lista de materialesAmplificador y alimentación

(para una versión en estéreo todas las piezas del amplificador deben adquirirse por duplicado)

Resistencias:(1% hoja metálica 600mW, a menos que se

indique lo contrario)R1 = 392 kR2, R5, R12, R20, R32 = 1 kR3, R4 = 150 k/2 W (BC serie PR02)R6, R15, R19, R45 = 100 R7 = 22 k/3 W (BC serie PR03)R8 = 2k43R9 = 274 R10 = 560 R11 = 18 R13, R17 = 392 R14, R18 = 2,2 R16 = 20 kR21, R22 = 0,22 /4 W (Intertechnik MOX)R23 = 10 /2 WR24, R26 = 182 R25 = 1k5R27 = 3k3R28, R29 = 1 MR30 = 330 kR31 = 10 MR33, R34, R35 = 100 kR36 = determinar personalmente

(0,22 con 3N604)R37, R38 = 100 /1 W (véase texto)R39 = 330 R40 = 82 k/3 WR41 = 150 k/3 WR42, R43 = 1 k/1 WR44 = 4,7 P1 = 2 k, potenciómetro de ajuste de

15 vías, T93YB (Vishay) o 3296Y (Bourns)P2, P3 = 5 k, potenciómetro de ajuste de

15 vías, T93YB (Vishay) o 3296Y (Bourns)

Condensadores:C1 = 100 n/400 VDCC2, C3 = 3,3 /400 VDC (ClarityCap SA

630 V capacitor audiograde)C4, C6, C8, C10 = 270 /50 V (Panasonic

FC, núm. de referencia Farnell 9692436)C5, C9, C12, C14, C22 = 100 n /50 VC7 = 100 n (Vishay MKP-1834, número de

referencia Farnell 1166887)C11, C16, C17 = 10 /50 VC13 = 47 /50 VC15 = 1 /250 V (p.ej. condensadores

de película Wima, véase texto)C18 = 22 /63 VC19,C20 = 47 /25 VC21 = 220 /50 VC23 = 2n2 (Wima FKP-1/700 VCA, véase texto)C29,C30,C31,C35 = 2n2 (Wima FKP-1/700 VCA)C24 = 150 /450 VC25 = 100 n/450 VCCC26 = 10 /400 VC27,C28 = 22 /400 VC32,C33,C34,C36,C37,C38 = 4700 /63

V (BC056, 30x40 mm, número de referencia Conrad 446286-89)

C39 = 10 /25 VCfb = 56 p (opcional)

Semiconductores y tubos:D1 = no usadoD2, D3 = UF4007 (eventt. 1N4007)D4, D5 = 1N4001D6, D7, D8 = 1N4148D9, D10, D11, D12 = BY228D13 = 1N4007LED1 = LED 5 mm, rojoZ1 = diodo Zener 110 V/1,3 WQ1 = BD139Q2 = 2SC2073Q3 = 2SA940

Q4, Q5 = 2SC5200Q6, Q7 = BC550BQ8 = BS170Q9, Q10 = BC547BQbax = 2SC1815BLU1 = LM337U2 = LM317U3 = TL783 (Conrad 175012-62)V1 = ECC83 (p.ej. JJ Electronics)V2 = ECC88 (p.ej. JJ Electronics)

Varios:B1 = puente rectificador 600 V/1 A (DF06M)B2, B3 = puente rectificador 400 V/35 AT1 = transformador de red, seg. 30 V + 250 V

+ 6,3 V (tipo Amplimo 3N604)T2 = transformador de red, seg. 2 x 28 VCA,

300 VA (tipo Amplimo 78057)RLY1 = relé de salida 24 V

(p.ej. tipo Amplimo LR)Disipador para U3, SK104 25,4 STC-220

14K/W (p.ej. Conrad 186140-62)Disipador para U1 y U2, FK137 SA 220,

21 K/W (p.ej. Conrad 188565-62)Disipador para Q4 y Q5, 0,7 K/W o

casquillo inferior Noval para el montaje del circuito impreso para V1 y V2

Circuito impreso del amplificador EPS 070069-1 (mono)

Circuito impreso de la alimentación EPS 070069-2

Posibles proveedoresTransformadores de alimentación de núcleo

+ relés de salida:www.amplimo.nlCondensadores ClarityCap SA:www.claritycap.co.ukwww.capsandcoils.comhttp://wduk.worldomain.net(OEM como Soniqs SAX)


sión estéreo serán necesarios dos cir-cuitos impresos de amplificador y un circuito impreso de alimentación.

Las listas de piezas contienen descripcio-nes bastante específicas o números de tipo para varios componentes. Si se apli-can estos componentes, entonces, según la experiencia del autor, se obtendrá lo máximo de este amplificador. Pero eviden-temente, el montador es libre de experi-mentar con otros componentes similares.El montaje del circuito impreso de ali-mentación habla por sí sólo, es bastan-te sencillo. Para las distintas conexio-nes de alimentación y masa se reco-mienda usar enchufes de superficie de buena calidad, ya que así se facilita el cableado. Luego, se pueden montar los circuitos impresos del amplificador.

El circuito impreso del amplificador está diseñado de forma que se pueda dividir en dos partes, y así la parte de potencia se puede montar en el disipador térmico y la parte del preamplificador por ejem-plo en el fondo de la caja. Las conexio-nes de los hilos entre ambas partes de-ben ser lo más cortas posible.En la figura 6 se puede ver fácilmente como se montan los transistores de la parte de potencia (¡todo aislado!). Lo me-jor es montar primero los transistores en la placa de enfriamiento, doblar las pa-tas perpendicularmente y luego atornillar al circuito impreso en la placa de enfria-miento. Cuando esté todo en su sitio, se pueden soldar los transistores.En el prototipo se ha usado una caja con dos grandes disipadores en los la-

terales (véase el montaje completo en la figura 7). Aquí se aplica un circuito impreso de amplificador completo.En el centro de la caja, en el fondo, se montan los dos transformadores de alimentación y los puentes para la ali-mentación de 38-V. Encima del trans-formador T1 se coloca el circuito im-preso de alimentación.

El circuito impreso del amplificador y el circuito impreso de la alimentación tie-nen distintas conexiones “a tierra”, y de-

ben direccionarse separadamente a un punto neutro central, como se indica en la figura 8. De este modo, la conexión a tierra del ±38V, del +42 V y del +310 V no están conectadas entre sí, en vis-ta de los bucles de tierra. La resisten-cia R44 de 4,7 entre la entrada cero y la conexión a tierra es opcional y puede ser eventualmente una interconexión, en el prototipo resultó que era necesa-ria para mantener el conjunto libre de zumbidos.

Figura 6. Así se montan los transistores de la parte de potencia.

22



Conviene recordar que en todos los circuitos impresos se usan modelos de válvulas con zócalo, y que los acaba-dos metálicos pueden hacer de cierre entre las pistas del circuito impreso y el radiador del chasis.En el lado principal hay una entrada de red, un conector de red con un in-dicador de entrada y salida y dos por-tafusibles para los transformadores. Consulte de nuevo las indicaciones en la página de seguridad que se pu-blica regularmente en la contraporta-da de Elektor.

RegulaciónAntes de la activación, revise todos los componentes y conexiones. Comprue-be que los transistores estén aislados

la corriente de reposo entonces será mí-nima. En el circuito impreso se han in-dicado los correspondientes puntos de medición TP1 y TP2. Antes de soldar el potenciómetro P1, éste debe preajustar-se a aproximadamente 800 .Primero se ajusta P1 de modo que tras la activación en TP3 haya una tensión CC de +1,6 V. Esta tensión no es crí-tica, pero la tensión CC medida en R7 debe estar en torno a +195 V (±5%). Si fuera necesario, debe reajustarse P1 para que cumpla con ello. La tensión anódica de V1b debe estar en torno a +190V. Estas tres tensiones están re-lacionadas entre sí.Después, se regula P2 y P3 (sin señal de entrada y sin carga). Con P3 se regula el offset, en la entrada debe medirse una tensión CC entre + y – 50 V. Fluctúa un

del disipador y entre sí, compruebe el ajuste de los condensadores electrolí-ticos y mire que las válvulas son las que deben ser y que están en el zóca-lo correcto. La ECC83 y ECC88 no son intercambiables en absoluto.

El amplificador tiene tres puntos de regulación:

·P1 ajusta la intensidad de corriente con la ECC83.

·P2 es responsable de la corriente de reposo de los transistores de salida.

·P3 ajusta la CC de la salida.

Procure que antes de la activación el cursor de P2 esté en el colector de Q1,

Figura 7. Un vistazo al amplificador totalmente montado.


poco, es normal. A continuación se re-gula la tensión de reposo de P2.La tensión CC en la resistencia de emi-sor R21 o R22 debe estar entre 22 y 33 mV (100…150 mA de corriente de repo-so). Tras un intervalo de calentamiento de unos 15 minutos, deben comprobar-se de nuevo todos los puntos y even-tualmente reajustarlos. Durante la pri-mera hora se puede repetir este ciclo unas cuantas veces. Entretanto, se puede hacer una prueba de funciona-miento del amplificador con un altavoz barato (PC) con una pieza de música.

Puntos importantes- ¡Vaya con cuidado! En varios lugares del circuito impreso hay alta tensión. También después de la desconexión

hay que tener en cuenta que siempre puede quedar un resto de tensión.- Las entradas, o en su caso interlinks, sólo deben conectarse o soltarse cuan-do el amplificador esté apagado (en atención a sus altavoces).

El resultadoA pesar del hecho de que en este am-plificador no se ha aplicado ninguna realimentación negativa global, las cifras de distorsión son relativamen-te bajas. A potencias bajas, la distor-sión está por debajo de 0,1% a un valor respetable gracias a un dimensionado meticuloso y la elección de las piezas. También el factor de amortiguación tie-ne un valor útil práctico, algo que en las etapas de salida sin realimentación

negativa suele ser un problema.Las características sonoras de un am-plificador a menudo son difíciles de po-ner en palabras, pero intentaremos dar una indicación en algunas líneas.El amplificador está en estado de plas-mar un bonito soundstage, los bajos están controlados y el comportamiento dinámico es convincente. El placer de escucha por tanto es enorme. El ampli-ficador Mugen tiene un carácter puro, sin que se trate de un “sonido de vál-vula” exagerado.

El amplificador Mugen ofrece lo mejor de dos mundos por un precio intere-sante: una etapa de entrada con válvu-las combinada con una parte de tran-sistor de potencia.

(070069)

conexióna tierracentral

chasis

070069 - 14

entrada de señal

R44 = 4 7

resistencia paraevitar bucles de tierra

-LS

Figura 8. Así deben colocarse las conexiones a tierra en la caja; todo se dirige hacia un punto de tierra central, que está conectado con la caja.

24

SOBRE EL TERRENO ALIMENTACIÓN


Disfrutar sin interferenJoost Waegebaert

Cualquier aficionado a la música, al escuchar su CD favorito, ha notado alguna vez que el CD en cuestión sonaba mejor en la anterior sesión de escucha. O quizá que esta vez suena mejor que la anterior. La causa de esta diferencia de calidad no se puede achacar directamente a uno de los componentes de la cadena de audio tan meticulosamente montada y deja al oyente con una sensación de malestar. Para poder descartar cualquier causa técnica, necesitamos un filtro de red decente, que en cualquier caso se encargará de que no sea culpa del inicio de la cadena de audio, la alimentación.

Lo bueno del audio como hobby es la libertad de ir eligiendo o construyen-do componentes de audio hasta que toda la instalación suene “a la perfec-ción”. Por supuesto, la consecución de este objetivo no se puede determinar científicamente. Es una cuestión sub-jetiva que da lugar a múltiples discu-siones y tantas otras opiniones. Sin embargo, este no es el tema de este artículo. Al contrario, nos centraremos en el fenómeno mencionado en la in-troducción, a saber: ¿por qué un ma-terial de fuente idéntico suena mejor un día que otro?

Envuelto en ruidos de fondo…El estado de ánimo puede influir, pero ¿existe también una base técnica para las diferencias en la experiencia de sonido? Una causa eléctrica que sue-le olvidarse, es la calidad de la ener-gía necesaria para alimentar nuestros equipos de audio, la energía de la red eléctrica.El número de aparatos conectados a la red eléctrica doméstica aumenta día a día. Muchos aparatos modernos utili-zan alimentaciones de conexión econó-mica. Esto genera por naturaleza un vo-lumen considerable de ruido de fondo en la conexión de red. Algunos ejem-

plos son los ordenadores, televisores, cargadores de baterías, etc. Damos por supuesto que todos los aparatos cum-plen con la normativa europea EMC y por consiguiente reenvían un volumen limitado de interferencias a la red eléc-trica. En caso de múltiples aparatos, naturalmente la suma de todos estos niveles de interferencias es lo que de-termina el nivel de ruido de fondo total de la red eléctrica, y por tanto la cosa puede aumentar considerablemente.Otra fuente de interferencias es el uso de aparatos de comunicación en la red eléctrica (sistemas de alarma, mandos a distancia, contadores y similares).

U2

L5

100nH

R3

1

R1

10

0

R2

10

0

L1

2mH

L2

2mH

L3

2mH

L4

2mH

C1

15n

C3

2n2

C2

2n2

C4

15n

C6

2n2

C5

2n2

U1

070135 - 11

Figura 1. El esquema eléctrico de dos aparatos con un filtro de red que están conectados en paralelo.

Figura 2. La corriente que pasa por C2 como consecuencia de una fuente de interferencia U2.

Filtro de red para una energía acústica

El autor ha conectado dos transformadores en paralelo en la instalación, de modo que así fallan menos y todo cabe en una caja baja.


cias

Estos aparatos utilizan también como red de comunicación la red eléctrica además del proveedor de energía. Las frecuencias que penetran debi-do a esto, alcanzan un ámbito de 3 a 148,5 kHz.Además de eso, también hay los conta-minantes tradicionales: reguladores de luz, motores eléctricos, lámparas fluo-rescentes, etc.Con todo, la fuente de energía dispo-nible para alimentar los costosos equi-pos de audio puede que esté altamen-te contaminada. La alimentación de los equipos con una fuente de este tipo im-porta poco a los diseñadores de audio que mueven cielo y tierra para obtener un alcance dinámico de las señales de audio de 100 dB parte de una señal de audio típica de 2 VRMS o bien 20 μV). Por lo tanto, es probable que la con-taminación de la red pueda penetrar en la cadena de señal de un equipo de audio y con ello impida que el equipo funcione de forma óptima.

Una soluciónEl enfoque lógico para filtrar estas in-terferencias no deseadas de la tensión de red es el uso de un filtro de red listo para usar (véase figura 1). Consta de una bobina (L1, L2) y un par de con-densadores X e Y (C1, C2, C3). Se trata de una técnica excelente que demues-tra cada día su utilidad, pero no es tan apropiada para aplicaciones de audio.El condensador X funciona como es de-bido para los equipos de audio y eli-

mina las interferencias de modo dife-rencial. El problema radica en los con-densadores Y. Normalmente derivan a tierra las redes de interferencia de modo común. Sin embargo, la corrien-te que pasa por el conductor de tierra no tiene limitaciones de dirección. Por consiguiente, ¡no hay motivo alguno para suponer que las señales que ya están presentes en el conductor de tie-rra no entrarán en el equipo de audio a través del condensador Y!En la figura 1 se ha esbozado una si-tuación con un PC. El PC tiene el mis-mo filtro de red que el equipo de audio (L3, L4, C4…, C6). U1 representa la in-terferencia que genera la alimentación de conexión del PC. La figura 2 mues-tra el resultado de la simulación. Aquí es fácil ver que la fuente de interfe-rencia U1 provoca una corriente por el condensador C2 y como consecuencia de ello también genera una interferen-cia en R1 (que representa la carga del equipo de audio conectado). Por consi-guiente, ¡la interferencia del PC entra por el filtro que se supone que debe limpiar la tensión de red que entra en el equipo de audio!En un filtro de red clásico como éste la bobina está conectada en serie con la carga. A primera vista, esto no es nin-gún problema porque la impedancia de la bobina a 50 Hz es poco significativa. En efecto, esto sirve para cargas que admiten una potencia constante, pero no para un amplificador de potencia que hace sonar una pieza de música dinámica. Naturalmente, la demanda

de potencia de un amplificador sigue la dinámica de la música reproducida. Y ello con frecuencias hasta 20 kHz. Ade-más, el filtro sí que influye mucho: limi-ta la velocidad a la cual puede aumen-tar la corriente para la alimentación del amplificador, con diferencias audibles como posible consecuencia.

Una solución mejorEl filtro de la figura 3 está correcta-mente conectado en paralelo a la red. En realidad, se trata de un “cortocir-cuito selectivo de frecuencia” para las interferencias que queremos eliminar. Entonces, traducido a impedancia, el filtro debe formar un valor lo más bajo posible para las frecuencias de las interferencias.La red serie L1C1 tiene una impedan-cia de casi cero en la frecuencia natural (1/2Pi L1C1). Para frenar las tenden-cias de oscilación de la red LC se aña-de R1. Así se disminuye la impedancia en frecuencias más elevadas. Al añadir C2, las frecuencias más altas experi-mentan un cortocircuito más elevado. La elección de la frecuencia de reso-nancia de L1C1 es tal que se encuentra en un ámbito de frecuencia “importan-te” de la señal de audio, de modo que allí la represión de la interferencia es máxima. Por supuesto, la frecuencia de resonancia debe estar suficientemente alejada de 50 Hz.En vista de que el pico de impedancia de una combinación LC es de banda bastante estrecha, lo ideal sería usar

pura

26

SOBRE EL TERRENO ALIMENTACIÓN


múltiples redes LC, cuyas frecuencias de resonancia variaran, por ejemplo, una octava. De este modo se obten-dría un amplio alcance de frecuen-cia con baja impedancia. Sin embar-go, esto puede resultar caro, pesado y bastante voluminoso. Por lo tanto, este proyecto se reduce a una única combinación de LC. Esto parece que tiene una influencia bastante limitada en la característica de transferencia, pero es bastante útil para restringir las consecuencias de los fallos en la tensión de red.

Más mejorasHasta aquí, el filtro procesa sólo in-terferencias de modo diferencial. Las interferencias de modo común no se ven afectadas y como acabamos de indicar, los condensadores Y son in-admisibles. Entonces, ¿por qué no usamos un transformador de aisla-miento? 230 V de entrada, 230 V de salida, redes divididas, y se acabó la historia… Por desgracia, esto no fun-ciona. La interferencia de modo co-mún aparece como si nada en el lado secundario del transformador a través de la capacidad parásita entre los de-vanados primario y secundario. Exis-ten buenos (y caros) transformado-res con múltiples protecciones entre los devanados que reducen en gran medida la interferencia. No obstante, para hacerlo, la protección debe co-nectarse a tierra. Esto produce de nuevo una conexión capacitiva no deseada en-tre la toma a tierra y el lado secundario del filtro.

Otro enfoque para ajustar la contamina-

nos del transformador se ponen en oposición de fase y se suprimen mu-tuamente (figura 4). U2 es la fuente de interferencia de modo común. Me-diante los condensadores parásitos en el transformador (C1 y C2) esta señal también se halla en las salidas, y por lo tanto en la carga R2. Mediante la estructura del transformador estas se-ñales en fase se desplazan 180º. Así desaparecen de la carga conectada.

El transformador ideal para este filtro debe tener una capacidad muy pe-queña entre los devanados, en combi-nación con un ancho de banda limita-do (en torno a 50 Hz), un filtro así es, de por sí, prohibitivo. Con los transfor-madores estándar, sin embargo, uno se las arregla colocando dos espalda contra espalda.

La figura 5 muestra el esquema com-pleto. Este esquema ofrece al mismo tiempo una posibilidad de un filtrado adicional con C3. El varistor R2 prote-ge más contra picos de voltaje entran-tes. Pero no es una buena idea poner también varistores entre la línea de fase y cero y la de tierra, porque es-tos componentes tienen una capaci-dad parásita de unos 350 pF y por lo tanto formarían de nuevo una especie de condensador Y.

Como después de todo lo anterior se-guro que surge la tentación de no co-

nectar nunca más el conductor de tierra “contaminado” a los equipos, debemos ante todo desaconsejarlo. ¡El conductor de tierra debe estar siempre presente para garantizar la seguridad en caso de fallos de aislamiento!

ción de modo común es el uso de un de-vanado con toma central en el lado se-cundario del transformador. Esta toma central se conecta con el conductor de tierra, con lo cual las tensiones de modo común en los puntos de conexión exter-

U1

L1

3mH5

C1

3

R4

10

0

C2R2

10

0

070135 - 13

12 5

Figura 3. Un filtro paralelo funciona mejor para el audio.

U1L1

22mH

L3

5mH5

L2

5mH5

R1

1M

U2

C3

100n

R2

10

0

C2

20p

C1

20p

070135 - 15

Figura 4. Para frenar interferencias de modo común, podemos usar este esquema.

K2K1

S1

R2

S14K250

5A T

F1

5A T

F2

C1

3

C2

12 5

L1

3 H5

R1

22

TR1

1

2

8

5

7

63

4

P 1

P 2

S 2

S 1

TR2

1

2

8

5

7

6 3

4

P 1

P 2

S 2

S 1

C3

22

C4

100n

070135 - 17

TR1, TR2: 2x 115V / 2x 25V / 500VA

230V

230V

Figura 5. El esquema completo del filtro de red.


ComponentesA mayor abundamiento, podría-mos decir que el filtro completo de la figura 5 está conectado a la red eléctrica. Por consiguiente, existen tensiones con peligro de muerte en los componentes y ¡por lo tanto no deben tocarse cuando el enchufe está conectado!

Los componentes para el filtro difie-ren bastante de los minúsculos com-ponentes SMD que se utilizan para un proyecto electrónico “normal”. Deben adquirirse en proveedores de componentes, entre otros para con-troles de motor. Los condensadores por ejemplo, están disponibles en Epcos en su serie “Power electro-nic capacitors for General purpose applications” (véase [1]). La bobina se puede adquirir, entre otros, en Siemens con el nombre de “Single Phase Reactor” (véase [2]).

Para los transformadores, se pue-de usar cualquier tipo de 300 VA a 500 VA con una tensión secundaria de 36 V a 50 V. Principalmente de-ben disponer de dos devanados de 115V. El prototipo se ha montado con transformadores de núcleo para limitar la altura de la estructura y el peso. Además, aquí se ha minimiza-do el campo magnético.

ResultadosLos primeros tests de audio no tuvieron como consecuencia gri-tos de alegría en el lenguaje típi-camente usado en varios foros de audio (del tipo de “la música es mucho más abierta y profunda y amplia y…”). El convencimiento de que el filtro hacía correctamen-te su trabajo, no lo tuvimos hasta después de volver a quitarlo del sistema. El sonido era claramente distinto. Especialmente las audio-frecuencias son las que se benefi-cian en gran medida del filtro.

Como base técnica, naturalmente también realizamos algunas medi-

ciones en el filtro. En la figura 6 se muestra la característica de trans-ferencia. El gráfico muestra que el filtro empieza ya a filtrar bastante bajo. Por encima de 5 kHz el gráfico se precipita hacia abajo. Por lo tan-to, las frecuencias de interferencia elevadas en la tensión de red se fil-tran con eficacia.

En las figura 7 y 8 se puede ver como el filtro filtra (figura 8) bien una señal de bloqueo de 1 kHz (fi-gura 7) y de este modo la tensión de red resulta mejor. Así se evita que las señales no deseadas pue-dan afectar a la señal de audio a través de la parte de alimentación de la cadena de audio.

ConclusiónEl uso de un filtro listo para usar ge-neralmente no tiene el efecto positivo deseado en un componente de la ca-dena de audio. Normalmente se pier-de todo en los condensadores Y, que transmiten las corrientes perturba-doras por el cable de tierra no filtra-do a la tensión de red. Por suerte, se puede encontrar una solución mejor a través de otro sistema de filtro.

Al evaluar los resultados del filtro aquí presentado, cada uno puede decidir si vale la pena filtrar la ener-gía de red que la instalación de au-dio necesita. No decimos que hay un mundo de diferencias, pero sí que hay diferencia con esta conexión.

(070135)

Enlaces:

[1] www.epcos.com/inf/20/50/ds/B3236X.pdf

[2] www.automation.siemens.com/cd-sta-tic/material/catalogs/e86060-k2803-a101-a4-7600.pdf

[3] www.epcos.com/inf/70/db/var_01/01590173.pdf

[4] www.epcos.com/inf/20/25/ds/ b32320_22.pdf

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dBr

A

20 40k50 100 200 500 1k 2k 5k070135 - 14

20k

Hz

Figura 6. La característica de transferencia del filtro completo. Aquí se puede ver fácilmente que las frecuencias más elevadas están muy filtradas.

Elektor A-A FFT SPECTRUM ANALYSIS

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dB

5k 45k10k 15k 20k 25k 30k 35k 40k

Hz 070135 - 16

Figura 7. Un FFT de una onda cuadrada con una frecuencia de 1 kHz. Las características armonías desiguales aumentan lentamente a medida que

aumenta la frecuencia.

Elektor A-A FFT SPECTRUM ANALYSIS

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Hz 070135 - 18

Figura 8. La misma onda cuadrada, pero aquí disfrutada después del filtro. Se puede ver fácilmente que las armonías más elevadas aumentan mucho más rápidamente en amplitud. La señal 1-kHz se ha reducido aquí unos 15 dB en relación con la figura 7.

Lista de materialesResistencias:R1 = 22 , 1 WR2 = varistor 250 V, p. ej. Epcos S1 4K250,

véase [3]

Condensadores:C1 = 3…3.3 μF 250 VAC, p.ej. tipo

B32360A4305J080 de Epcos, véase [1]C2 = 10…15 μF 250 VAC, p.ej. tipo

B32360A2106J050 o B32360A2156J050 de Epcos, véase [1]

C3 = 20…25 μF 250 VAC, véase [4]C4 = 100 nF 250 VAC condensador X

Varios:L1 = 3…4 mH bobina de reactancia de 50

Hz, p. ej. 4EM4700-0CB00 de Siemens, vé-ase [2], hoja 24.

F1, F2 = Fusible 5A TTR1, TR2 = Transformador Pri 2 x 115 V, Sec

36…50 V; 300…500 VA

La sede Elektor, no puede ser más histórica que esto

28

INFORMÁTICA Y MERCADO ELEKTOR


La respuesta la dan nuestros mismos lectores. Mencione Elektor en un grupo arbitrario de científicos o técnicos y todos tendrán una historia diferente, una anécdota o un recuerdo: la primera radio o amplificador, el primer or-denador, el primer… nombre aquello que le apetezca! A menudo podemos encontrar un buen número de lectores, que actualmente pueden estar trabajando en el proceso de automatización o en el desarrollo de un producto electró-nico, dieron sus primeros pasos con la ayuda de la revista Elektor, dejando a un lado un cierto sentido de modestia: en estos 43 años, Elektor ha hecho historia en el mundo de la “Electrónica” y ha construido una gran reputación mientras que docenas de competidores se cayeron en el camino. Durante todo este tiempo, Elektor ha sido fiel a sus principios: al menos lo hemos demostrado de otra mane-ra, los circuitos que hemos descrito, han sido evaluados y

probados; todos los diseños son repetibles, y siempre, la revista ha seguido atentamente lo último en tecnología.

Sin embargo, desde principios de los años 80, la evo-lución de la electrónica también ha se convertido en una amenaza. Con la llegada de los circuitos integrados (ICs), la tecnología de montaje superficial y la tecnología digi-tal, desarrollar cosas por nosotros mismos se convirtió en algo menos atractivo y viable. Al mismo tiempo, la electrónica de consumo se hizo considerablemente más económica, lo que restó un argumento importante para hacer cosas por nosotros mismos. ¿Desapareció comple-tamente? No, desarrollar y descubrir cosas por nosotros mismos continúa siendo increíblemente atractivo, y mu-chas personas en el mundo siguen haciendo esto, ya sea en privado o de manera profesional.

Elektor en todo

Wisse Hettinga

Durante más de 40 años, Elektor ha llevado a sus lectores en un viaje, descubriendo el mundo de los equipos electrónicos. Primero fue en los Países Bajos, y rápidamente continuó su andadura por otros países y en otros idiomas. La fórmula especial de esta revista ha soportado la prueba del tiempo. La revista, los libros y eventos, los proyectos que ustedes mismos pueden construir,… todo ello formando una gran colección de actividades que va alrededor del mundo entero. De aquí el pié de autor de electrónica alrededor del mundo. ¿Qué hay en un nombre?


El secretoPara descubrir el gran secreto que se esconde detrás de Elektor, como una publicación e institución, tenemos que mirar a través de todas las fronteras. Poco después del lanzamiento de la edición holandesa en 1964, teníamos claro que también había potencial para alcanzar otros países. Así, rápidamente seguía una edición en alemán y, en pocos años, la tirada en este país alcanzó las 100.000 copias. Después de eso, publicamos en el Reino Unido (1974) y en Francia (1978). Recientemente también lanza-mos Elektor en España. Con nuestras propias actividades y licencias, sitios web en cinco idiomas, una gran selección de libros y los eventos en vivo, informamos a una audien-cia de 2 millones de personas en todo el mundo. Recibi-mos las reacciones y el correo sobre nuestros artículos y productos de todas las partes del mundo. Estamos, para ser honestos, muy orgulloso de todo esto. Incluso algo mu-cho mejor es que vemos las buenas oportunidades para la expansión adicional de la revista en más países, regiones y en otros idiomas. Actualmente, estamos dando los pri-meros pasos para desarrollar las actividades en China y Europa del Este. Dando forma a todos planes y objetivos, hemos cambiado el nombre de la editorial de segmento a Elektor International Media, y el nombre de la revis-ta en idioma holandés ha cambiado de Elektuur a Elektor,con el fin de que esté en línea con las demás ediciones.

“El propósito de la publicación, sin embargo, se queda igual”, según las palabras de Bob van der Horst en el lan-zamiento de la publicación holandesa, Elektuur en 1964, cuando se refería a su anterior publicación, Elektronica We-reld. “Nos orientaremos principalmente sobre la práctica y, de este modo, complementaremos las revistas extranjeras más orientadas a la teoría”. Palabras con el mismo propó-sito se podrían decir hoy. Del mismo modo que la primera publicación de Elektor trataba de informar, crear inspiración y creatividad, y descubrir por nosotros mismos todas las co-sas que podemos hacer con la electrónica, la publicación de Elektor de estos días no es muy diferente: somos algo más que una publicación orientada a proyectos orientados y a trabajos manuales de fabricación casera. Elektor continúa explorando los límites de la electrónica e invitamos a todos nuestros lectores a descubrir y experimentar este mundo jun-tos. Sin embargo, estamos apostando por el camino de la profesionalidad cada vez más. De hecho queremos sorpren-der exactamente esas a personas que decían: “Elektor, ¿no era esa revista de pasatiempos de los setenta? Es asombroso ver, que continúan todavía por aquí”.

Convertir el interés de nuestros lectores en trabajoNosotros preferimos llamarlo una revista de “interés especial”. Una generación completa de lectores ha convertido, literal-mente, su pasatiempo en una profesión y por eso damos la prueba de que el “Interés” no distingue entre el tiempo gas-tado en el “Trabajo” o el “Ocio”. Aquí tiene la prueba. No-sotros sabemos que muchos profesionales leyeron la revista como si fuera una fuente de ideas para nuevas tecnologías o conjuntos de circuitos integrados.Sólo a través de la página web, nuestros lectores pueden encontrar cientos de circuitos y diseños.Muchos de estos circuitos han encontrado su camino en apli-caciones grandes y pequeñas. Como dijimos antes; el secreto

de Elektor es su enfoque de múltiples lenguas. Los mercados definidos por el lenguaje individuales están actualmente muy bien equipados. Al mismo tiempo, vemos cómo nuevas regio-nes incrementan su interés en la electrónica y, más en particular,

o el mundo

¡Es él! Jan Buiting, editor de la edición inglesa de Elektor. está con la compañía desde 1985. Los proyectos preferidos de Jan son: El Receptor Satélite en 1986. El Decodificador de Filmnet en 1989. Los dos proyectos han sido escritos por él en colaboración con dos amigos. El decodificador Filmnet ha resultado en una venta total de las revistas, extensa cobertura en prensa y cerca de 20.000 unidades construidas, principalmente en Inglaterra y Escandinavia.

¿Fronteras, qué fronteras? Una versión ilegal traducida y publicada del libro de circuitos de Elektor 308, fotografiado en Iran.

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INFORMÁTICA Y MERCADO ELEKTOR


lo que podemos hacer con ella por nosotros mismos. Europa del Este y China son ejemplos pro-minentes de ello. Paso a paso, descubrimos las posibilidades para nosotros, y - esto aunque podría parecer un poco extra-ño – también para nuestros lectores. Como una parte in-variable de la fórmula de la revista, analizar los nuevos desarrollos para la revista es también de gran inte-rés, no sólo para los edi-tores, sino también para los lectores.Con la reciente incorpo-ración de una edición de Elektor en español, indudablemente ha-brá un nuevo flujo de

información y de ideas. Sólo hojee la revista - en su edición, usted verá contribuciones

de escritores, y diseñadores cuya lengua materna es alemán, inglés, holandés o francesa (pero también finlandés, danés, portugués, turco o griego, en cuyo caso los manuscritos son proporcionados en inglés básico). La placa controladora para el diodo LED PR4401, que se ha añadido gratuitamente sobre la tapa de la edición de Elektor de septiembre de 2007, fue el resultado de un esfuerzo conjunto entre compañías alemanas y holandesas. ¡Un total de 150.000 de estos diminutos circuitos impresos (PCBs) entrarán en el mercado! La cooperación internacional es una realidad diaria para Ele-ktor. Tenemos editores de lenguas específicas directamente en su país de origen y esperamos que muy pronto se incorpore al equipo un colega que habla español. Todas las ediciones de los distintos idiomas son escritas, corregidas e impresas simul-táneamente, o por lo menos en modo de multitarea, dentro de plazos estrictos. En nuestras oficinas centrales de producción podemos escuchar al menos cuatro lenguas diferentes habla-das todos los días (sin incluir dialectos y acentos).La versión en inglés de Elektor ha estado publicándose sin falta durante los últimos 33 años. Los artículos nacen de una versión original (en el idioma que corresponda) y son sometidos a una plantilla de publicación por nuestro personal de maquetación. El idioma original, es siempre uno de los cuatro en los que pu-blicamos: inglés, holandés, francés o alemán.Las versiones traducidas son obtenidas del material original, y los editores de cada lengua proporcionan unas secciones locales de Noticias, Productos y Mercado, así como el aparta-do de Correo y los foros de debate de lectores. Además exis-ten páginas web específicas para cada idioma, de las cuales, la más grande es la escrita en inglés, en www.elektor.com.

The labCasi todo lo que se publica en la revista pasa primero a través del laboratorio de Elektor. Aquí se prueban, se desarrollan y se montan prototipos y se diseñan módulos para su montaje y construcción en casa sea posible, mientras que las ventas se controlan a través de nuestra tienda SHOP (formalmente el “Servicio de Lectores”). Además, siempre hay un flujo con-tinuo de preguntas y respuestas de lectores y empresas a los que, a todos, hay que darles su respuesta específica. De esta forma, el laboratorio juega un papel muy importante en esta fórmula para la revista y, al mismo tiempo, se convierte en una fuente de inspiración. Todas las nuevas tecnologías, los kits de desarrollo y los equipos, salen a la luz desde aquí. Es

de señalar que todos nuestros visitantes provenientes de di-ferentes compañías siempre quieren establecerse en nuestro laboratorio. A todos parece gustarles entrar en contacto con todo el aspecto técnico, los equipos de medida, los módulos, los componentes y las herramientas. En nuestro nuevo empla-zamiento hemos hecho espacio también para un laboratorio de audio. Aquí podemos realizar pruebas completas a am-plificadores, filtros,… usando nuestro seguro anillo 2722 de Audio de Precisión de 20 KHz.Una actividad importante en nuestro laboratorio es el diseño de placas de circuito impreso (PCIs o PCBs) para los circui-tos. Durante el 2007 el equipo del laboratorio ha migrado desde el programa de diseño Ultiboard al programa Altium Designer PCB. Al mismo tiempo, nos hemos dado cuenta que a través del laboratorio hemos estado mucho más en contac-to con compañías que también están en activo en el área de los diseños electrónicos, la fabricación y el desarrollo. Siem-pre estamos buscando nuevos caminos de cooperación.

Elektor en vivoUna nueva incorporación en nuestro rango de productos son los E-ventos. Estos acontecimientos incluyen una serie de clases de perfeccionamiento donde diseñadores, escri-tores y expertos de la industria comparte sus conocimientos sobre, por ejemplo, el sonido, el diseño de PCBs y la au-tomatización en casa. Además estamos organizando va-rios eventos con compañías patrocinadoras para nuestros lectores. Están basados en la línea de: puertas abiertas de Elektor que puertas que, normalmente están cerradas.Hemos hecho acuerdos con varias compañías líderes en el mercado para realizar eventos o cursos de instrucción y/o entrenamiento para nuestros lectores. De este modo, los lectores obtienen acceso directo a información muy espe-cífica sobre un cierto tipo producto que ha sido lanzado al mercado por esa compañía o institución. Todo ello casi sin darnos cuenta, pero la casa está siempre llena.

Vamos al castilloHacemos todo esto con aproximadamente una plantilla de 40 personas en nuestras oficinas centrales en Beek, cerca de Maas-tricht, en los Países Bajos. ¿Beek, de todos los lugares?. No debe sorprendernos! El fundador de Elektor, Bob van der Horst, vivió allí y la compañía nació y creció en su ático. Un edificio de oficinas, (por entonces) contemporáneo que fue construido lite-ralmente en el jardín trasero en el año 1975. Debido a la gran actividad alrededor de Elektor, en la actualidad este edificio está completamente en ruinas, por lo que nos trasladamos a instala-ciones con más caché; una fortaleza legítima, el Castillo de Limbricht del siglo XIII, aproximadamente a 15 km de la antigua oficina de Beek. El castillo, ahora rebautizado como la Casa de Elektor, ha permanecido ahí por siglos y parece ser sumamente apropiado para todas nuestras nuevas actividades.

El futuroEl secreto de Elektor es, que nos negamos a ver fronteras o barreras en algún lugar. Es el mismo planteamiento para el futuro: añadir nuevas lenguas a la lista de actividades pare-ce ser una buena estrategia para la revista. Esto realmente no es demasiado sorprendente. La electrónica no está, y nunca lo ha estado, limitada por fronteras de países y usua-rios. Los trabajos de desarrollo, investigación e inspiración están por todo el mundo, utilizando el inglés como lengua de intercambio, aunque también en sus lenguas maternas, de aquí el nombre de “Electrónica en todo el mundo”.

(070661-I)

La primera traducción de Elektor en inglés.

Nuevo chipset Clase Z con amplificador de feedback digital directo (DDFA) Permite crear soluciones de audio con una magnífica ca-lidad de sonido

Zetex Semiconductors, empre-sa representada en España por Anatronic, S.A., ha introducido un chipset amplificador digital, compuesto por el modulador di-gital multicanal ZXCZM800 y el procesador feedback analógico ZXCZA200, que crea produc-tos de audio capaces de ofrecer una calidad de sonido similar a la de los mejores amplificadores lineales.Basado en la arquitectura de am-plificador de feedback digital di-recto (DDFA™) Clase Z™ de Ze-tex Semiconductors, el chipset hace realidad la llegada de pro-ductos de elevadas prestaciones, tales como home theatre, aplica-ciones de altavoces activos e Hi-Fi estéreo para lograr niveles de rendimiento THD+N de menos del

0.004% y un rango dinámico de 120 dB. El chipset crea una arquitectura amplificador muy escalable que puede trabajar en un rango de 100 a 500 W con 8 . Un solo modulador puede soportar hasta ocho canales single-ended o cua-tro canales de carga bridge-tied, con combinaciones flexibles de modulador y procesador de fee-dback para poder implementar una amplia variedad de canales. A diferencia de las soluciones li-neales tradicionales, la Clase Z integra las funciones de DAC, DSP, ‘pre-amp’ y ‘power-amp’ para simplificar el diseño de sis-tema y reducir costes. Las características de gestión de potencia avanzada de la arqui-tectura permiten trabajar en las condiciones operativas más difí-ciles. Además, la monitorización de carga continua y los límites programables se combinan para

ofrecer protección de cortocir-cuito inteligente, mientras que la impedancia de altavoz se puede evaluar y reportar al controlador de sistema para modificar los pa-rámetros del amplificador. Otras opciones incluyen gestión de clip programable, compresión diná-mica y limitación de potencia y corriente.La tecnología DDFA crea un am-plificador con una impedancia de salida excepcionalmente baja, un aspecto esencial para lograr el máximo control. También ofrece un excelente PSRR, que permite mantener el rendimiento de audio sin la necesidad de una costosa fuente de alimentación regulada. La capacidad DSP del chipset Clase Z integra filtros configura-bles que soportan una amplia va-riedad de funciones, tales como EQ paramétrico, crossover activo y ecualización de habitación o cabina. La configuración de has-

ta 14 Bi-quads por canal de estos filtros de alta resolución queda complementada con controles de tono convencionales y mezcla en-tre canales, ‘mapping’ y retardo.

Para más información:Anatronic, S.A.Tel: 913660159Fax: 913655095Email: [email protected]: www.anatronic.com

Nuevo sistema LED blanco de 42 lm/W alimentado a 220VacSeoul Semiconductor, empresa re-presentada en España por Lober, S.A., anuncia que su fuente de iluminación por LED Acriche ali-mentado directamente a 220Vac ahora ofrece un tono blanco cá-lido con una calidad cercana a luz del día para aplicaciones de iluminación general e interior. El modelo Acriche ‘blanco cáli-do’ con una eficacia luminosa de 39.9 lm/W supera a otras alter-nativas de iluminación como lám-paras incandescentes (7.5 lm/W) y fluorescentes compactos (30.6 lm/W).Por lo tanto esta nueva fuente LED de 42 lm/W se convierte en el sistema ideal para reemplazar sistemas de LEDs alimentados en DC. En comparación con otros LED DC de color blanco cálido, el Acriche es un veinte por ciento más eficiente, y puede crear un entorno de mayor iluminación sin la necesidad de un convertidor AC/DC o balasto. Seoul Semiconductor y Lober tam-

bién han lanzado al mercado un Acriche blanco cálido con una eficiencia luminosa de 33 lm/W que tiene un CRI de 90. El CRI mide la capacidad de una fuen-te de luz para producir colores brillantes en objetos. Un ratio de 100 sugiere que la fuente equiva-le a la luz del día, mientras que un ratio cercano a 0 presupone que los colores parecerán poco naturales.El elevado ratio CRI de Acriche y sus capacidades superiores de rendimiento cromático hacen que sea una excelente solución para cualquier entorno que demande una iluminación brillante y preci-sa, destacando museos, hoteles, galerías de arte, salas de mues-tras y displays. “La polución ambiental y el pre-cio del petróleo están aumentan-do y los efectos del mercurio y el plomo continúan atacando nues-tro ecosistema. Por estos motivos, estamos tratando de acelerar el ‘movimiento’ hacia energías efi-

cientes e iluminación ecológica para producir fuentes alternati-vas como el Acriche blanco cá-lido, que comparte capacidades con otras soluciones tradicionales, pero respeta el medio ambiente y es menos costoso en términos de consumo de energía”, destaca

Cheong Hoon Lee, CEO de Seoul Semiconductor.

Para más información:Lober, S.A. Tel: 913589875 Fax: 913589710


NOTICIAS INFORMÁTICA Y MERCADO

Kontron presenta el primer módulo gráfico universal embebido compatible con UGM 1.0El UGM-M72 garantiza la disponibilidad a largo plazo de potencia gráfica basada en ATI R600

Kontron ha anunciado el primer Módulo Gráfico Universal (UGM) basado en la GPU ATI R600 de AMD. El Kontron UGM-M72 está equipado con la versión de 450 – 700 MHz del núcleo R600 y ofrece magníficas características de visualización y multi-tarea más allá de los gráficos del chipset integrado, combinadas con ahorro de energía y disponibilidad a largo plazo. El UGM-M72, que ha sido diseñado para aplicaciones embebidas y móviles rugerizadas que demandan una reducción en el tiempo de llegada al mercado, posee características PEG high-end que incluyen soporte de DirectX 10 y Shader Model para acelerar gráficos 3D high-end para Windows Vista Aero y otros muchos. El nuevo módulo presenta una visualización HD espectacular, con superficies suaves, imágenes nítidas y fidelidad de color, logrando el resultado esperado: gráficos reales. L o s f l u j o s de ha rdware decodificado, con resolución HD 1920x1080p, serán soportadas por GDDR3 de 512 MB, 128 bit

y 500 – 800 MHz. Aunque las primeras unidades disponibles se encuentran equipadas con GDDR3 de 256 MB y 64 bit. Cada UGM-M72 con disipación de potencia inferior a 25 W dispone de modos de potencia dinámica gest ionados por hardware y tecnología de control Powerplay 7.0, que ofrecen el rendimiento por vatio requerido en aplicaciones embebidas y una duración de batería excepcional para aplicaciones rugerizadas móviles. Las principales industrias que demandan gráficos modulares embebidos high-end son sanidad e imagen médica, juegos y máquinas de entretenimiento, terminales POS / POI, emisión comercial exterior, instalaciones públicas y pasarelas residenciales high-end. El UGM-M72 se basa en el UGM que, presentado el pasado mes de febrero por Kontron y XGI, es un estándar abierto para módulos gráficos embebidos y define una PCB de 84 x 95 mm, dotando a los monitores del rango más actualizado de señales de tarjeta gráfica high-end. A diferencia de tarjetas gráficas convencionales que se colocan con un ángulo de 90 ° en la placa base, los UGM se conectan en paralelo a la tarjeta. Esto ahorra espacio y, por lo tanto, posibilita

diseños extremadamente planos y escalables a medida. Otros aspectos importantes para los usuarios son la disponibilidad a largo plazo de entre tres y cinco años como mínimo y la implementación rápida y sencilla de las funciones gráficas en diseños a medida, incluyendo los drivers. La tarjeta UGM recibe señales PCI-Express y señales de vídeo a través del conector de doscientos veinte pines, que también se usa en COM Express / ETXexpress Computer-On-Modules, sobre 1, 4, 8 o 16 lanes (PEG), las procesa, incluyendo las funciones de captura de vídeo y hasta 1 GB de memoria, y desarrolla la señal de vuelta a la placa base, también mediante el conector. Para recursos playback, la especificación UGM 1.0 soporta Dual LVDS, Dual DVI y Dual VGA. En la propia placa base, el desarrollador puede decidir qué combinación de señal estará disponible para el conector externo, como sonido, USB y DVI para HDMI. Esto reduce el esfuerzo para la distribución de gráficos y permite el desarrollo de driver en los circuitos apropiados, así como la toma y cualquier componente periférico necesario para características adicionales, tales como protección de copia HDCP. El núcleo de proceso gráfico está finalizado y todos los drivers

también están implementados. Este diseño elimina la necesidad de cables. Por consiguiente, UGM difiere de tarjetas gráficas estándares, en las que los interfaces se realizan a través de cables de breakout, debido a que el soporte estrecho de slot de tarjeta de expansión no ofrece espacio suficiente para interfaces externos. Además, con una fuente de alimentación DC de 12 a 22 VDC, se permite un diseño térmico de hasta 72 W en concordancia con la especificación UGM. Como consecuencia, el UGM puede soportar perfectamente juegos high-end con los ratios de frame más elevados y todos los algoritmos de optimización gráfica.

Para más información:Fadisel, s.l.Tel.: 93 331 33 42E-mail: [email protected]: www.fadisel.es

AXIOMTEK Iberia anuncia una placa madre Mini ITX con tecnología Intel Core™ 2 DuoEl modelo SBC86832 soporta DVI-I, cuatro puertos COM y FirewireAXIOMTEK Iberia, compañía líder en sistemas y componentes indus-triales y embebidos, anuncia el lan-zamiento de la nueva placa madre Mini ITX SBC86832 de elevado rendimiento, que soporta procesa-dores compatibles con Intel® Soc-ket M, incluyendo Intel® Core™ 2 Duo, Core Duo, Core Solo e Intel® Celeron® M. Con interface de vídeo digital (DVI) integrado, la placa madre Mini ITX puede maximizar la calidad visual de dispositivos de display digital,

como monitores de ordenador LCD de panel plano y proyectores digita-les. Esta función embebida también es esencial para los mercados de DSA, DVR y juegos. El SBC86832 se caracteriza por el chipset Intel® 945GME+ICH7M y el procesador dual core para ofre-cer soporte a los mercados de ter-minales de transacciones. La placa madre se presenta con tomas DDR2 DIMM duales con capacidad de memoria de hasta 4 GB. La tarjeta Mini ITX posee múlti-ples interfaces serie, como dos IEEE1394a, ocho USB 2.0, ocho I/O digitales y cuatro puertos COM,

para responder a los requerimientos de aplicaciones periféricas en pun-tos de venta, DVR y otras muchas. Además, los puertos Gigabit Ether-net se conectan desde el bus PCIe x1 para conectividad de red 1000 Base-T full-speed. Para soportar la función de monitorización de bate-ría, el SBC86832 dispone de SM-Bus onboard para esta característica de interconexión. La nueva placa ma-dre Mini ITX también ofrece características opcionales, como TPM 1.2 y RAID 0,1,

para responder a las necesidades de mayor seguridad y la redun-dancia de datos en determinadas aplicaciones.

Para más información:AXIOMTEK IberiaEmail: [email protected]: www.axiomtek.es



Adaptador de enlace permanente universalEl DTX-PLA002S, que re-duce el gasto en consumi-bles y ofrece la máxima resistencia, permite reali-zar comprobaciones “allien crosstalk” y trabajar con sistemas de cableado Aug-mented Category 6

CMATIC, S.L., empresa dedica-da a la distribución de materia-les para redes LAN, introduce el adaptador de enlace permanente universal DTX-PLA002S de Fluke Networks, una solución de eleva-do rendimiento que reemplaza a los latiguillos comerciales. El nuevo adaptador, con tecno-logía patentada, asegura la pre-cisión y la estabilidad requeri-das para comprobar la pérdida de retorno, incrementado así la exactitud del resto de parámetros medidos.Con el DTX-PLA002S, los instala-

dores y los técnicos pueden unir sus analizadores DTX de Fluke Networks a los conectores adya-centes en un panel de conexión y realizar las comprobaciones de “alien crosstalk” que, a medida

que Gigabit Ethernet está ganan-do “popularidad”, se convierten en un paso esencial en la certifi-cación de cableado. Además, las pruebas en labora-torio han demostrado que el DTX-

PLA002S presenta un desgaste mínimo al cabo de 10.000 inser-ciones. En situaciones reales, el nuevo adaptador admite una can-tidad de uniones dos o tres veces mayor que cualquier otro produc-to del mercado. Por lo tanto, este adaptador de enlace permanente universal re-duce el gasto en consumibles a prácticamente el de un buen la-tiguillo, ya que ofrece la máxima resistencia de un conector RJ45 y posee múltiples beneficios al cumplir con los requerimientos de “Augmented Category 6 TIA test plug”.

Para más información:CMATIC, S.L.Tel: 916726508Fax: 916727112E-mail: [email protected]: www.cmatic.net

Microcontroladores AVR con controladores LCD y tecnología picoPower Los nuevos dispositivos des-tacan por su integración de sistema y bajo consumo de potencia

Atmel® Corporation, empresa re-presentada en España por Ana-tronic, S.A., anuncia cuatro nue-vos microcontroladores AVR® que incorporan tecnología de ahorro de energía para ampliar la vida de batería en LCD, control de ilu-minación, seguridad, automatiza-ción doméstica, ZigBee™ y otras aplicaciones con batería. Estos modelos son versiones actualiza-das de los microcontroladores AT-mega325/329 de 64 pines y AT-mega3520/3290 de 100 pines. Los dispositivos ATmega329P de 64 pines y ATmega3290P de 100 pines integran un controlador LCD completo con diversas caracterís-ticas que incluyen onda LCD de baja potencia, control de con-traste interno, selección flexible de tiempo de drive y frecuencia de frame, fuente de alimentación interna para la tensión de LED y

la capacidad de operar en modo ‘power-save’ en aplicaciones de bajo consumo. En comparación con otras solucio-nes del mercado, la fuente de ali-mentación del LCD reduce el nú-mero de componentes en el pro-ducto final, ya que sólo requiere un condensador externo y tiene potencia suficiente para dirigir un display LCD de 3.3 V desde una tensión de batería de, al menos, 1.8 V.

Los nuevos microcontroladores ATmega325P y ATmega3250P son compatibles en pines y ca-racterísticas con los modelos AT-mega329P y ATmega3290P, sin controlador LCD on-chip. El At-mega325P y el ATmega3250P son un elemento ideal para apli-caciones que requieren I/O para propósitos generales, elevada co-nectividad y consumo de potencia ultra baja. Los cuatro dispositivos también

se caracterizan por memoria Flash auto-programable de 32 Kbytes, SRAM de 2 Kbytes y EE-PROM de 1 Kbyte, ADC de 10 bit, tres temporizadores / conta-dores, USART, SPI, I_C, interface two-wire compatible y operación en el rango de 1.8 a 5.5 V con rendimiento de hasta 16 MIPS. El ATmega329P puede soportar hasta cien segmentos LCD, mien-tras que el ATmega3290P ofrece soporte para hasta ciento sesenta segmentos LCD. Todos los microcontroladores AVR picoPower usan las herramientas de desarrollo AVR estándar. Ade-más, el entorno de desarrollo AVR Studio® se encuentra disponible gratuitamente en la página Web de Atmel.



NOTICIAS INFORMÁTICA Y MERCADO

Nuevos controladores de gestión de potencia para aplicaciones CPU y GPUen ordenadores portátiles Los modelos SC457 y SC458 ofrecen rápida respuesta ante transitorios, salida gestionada digitalmente y larga vida de batería

Semtech Corp . , empresa representada en España por Anatronic, S.A., anuncia los controladores para fuente de alimentación SC457 y SC458 con salida gestionada digitalmente y rápida respuesta de transitorios para procesadores y chip gráficos usados en ordenadores portátiles. Con un DAC de 7 bit integrado, la tensión de salida de los modelos SC457 y SC458 se pueden programar digitalmente en saltos de 12.5 mV de 0.3 a 1.5 V para lograr un control preciso sobre los voltajes de salida. Ambos dispositivos tienen un ratio DAC programable para minimizar las corrientes transitorias y el ruido audible. Además, una función ‘power-save’ aumenta la eficiencia con cargas de luz para ampliar la vida de la batería. El SC457 monofase puede dirigir hasta 30 A y se presenta en un encapsulado MLP de 32 pines (5 x 5 mm), siendo ideal para ordenadores portátiles ligeros y

pequeños que necesitan bajos voltajes para extender la vida de la batería. El SC458 de fase dual y 60 A puede conmutar entre operación monofase y dual para aumentar la eficiencia sin alterar el voltaje de salida. Este controlador se encuentra disponible en un encapsulado MLP de 44 pines (7 x 7 mm). Ambos dispositivos, compatibles con las normativas WEEE y RoHS, se caracterizan por un esquema de regulación de tensión ‘hysteretic’ para ofrecer una respuesta a transitorios en menos de los 10 μs. El uso de topología ‘hysteretic’ permite aumentar la flexibilidad y la simplicidad de diseño, garantizando la estabilidad de salida sin requerir resistencia de serie equivalente (ESR). Esta arquitectura también minimiza la capacitancia de salida, reduciendo el número de componentes, las dimensiones de tarjeta y el coste. Para incrementar aún más la eficiencia, los nuevos controladores utilizan la tecnología Smart Drive™ que disminuye el ruido en el nodo de fase y el nodo de puerta FET high-side, y reduce EMI, eliminando la necesidad de ‘snubbers’ o resistencias de puerta. Además, el

sistema de corriente del SC458 se basa en tecnología Combi-Sense® que no requiere la presencia de resistencias externas. Los dos controladores de gestión de potencia ofrecen una gama completa de mecanismos de protección, incluyendo limitación de corriente, protección de sobrevoltaje de salida, cierre de subvoltaje de

entrada y protección ante elevación de temperatura.


Equipos optoelectrónicos de fibra multimodo Enlazan señales de vídeo y audio

OPTRAL, S.A., presenta su familia VM2 de equipos optoelectrónicos de fibra multimodo que permite el enlace de una señal de video es-tándar y un canal de audio (balan-ceado / no balanceado) a través de fibra óptica multimodo. El sistema básico consiste en un transmisor y un receptor con una sola fibra por canal de transmisión. Cada equipo ofrece un ajuste para corta y larga distancia y puede fun-cionar a 850 y 1300 nm con fibra multimodo. La señal de vídeo destaca por una impedancia de entrada / salida

de 75 W, ancho de banda de 10 MHz, ganancia y fase diferencia menor al 2%, y conector entrada / salida de vídeo BNC. La señal de audio, por su parte, dis-pone de señal balanceada y no ba-lanceada, con un nivel de entrada / salida de 1 Vpp, banda pasante de 120 Hz – 15 kHz y conector de entrada / salida por regleta C.I. Los equipos, disponibles en dos for-matos, el modular (105 x 95 x 32 mm) y tarjetas rack, funcionan a 12 Vdc / 250 mA y con un rango de temperatura de funcionamiento de 0 a +50°C y una humedad del 10 al 90% sin condensación. Todos los modelos cumplen con las directivas europeas de compatibili-

dad electromagnética y de baja ten-sión (Marcado CE).

Para más información:Optral, S.A.Tel: 937625553Fax: 937625831



35

CONSEJO DE DESARROLLO TECNOLOGÍA


Mini-DIpor Florian Gerstenlauer

Al decir “DI” se habla en realidad de una caja DI, siglas inglesas que en español significan “inyección directa”. Se trata de un término que proviene de la técnica de sonido. Lo que se oculta detrás de esto no es nada más que un transformador que convierte una señal de sonido asimétrica (referida a masa) en una señal simétrica (sin conexión a tierra). Esto es algo que anteriormente ya se ha descri to a menudo en Elektor. En el caso más simple, se utiliza un transformador. Tratándose de una solución electrónica, se necesita un circuito con una salida diferencial. Para este fin, existen circuitos integrados especiales, por ejemplo, el SSM2142 de Burr-Brown/TI, pero también es posible emplear un circuito discreto con dos transistores, como el usado en el presente caso. De esta manera se puede mantener un estructura tan reducida en una placa realizada con componentes de montaje superficial (SMD) (véase imágenes) que el circuito cabe en una clavija jack Neutrik de 6,3 mm (aunque seguramente también hay conectores adecuados de otros fabricantes). La gran ventaja de esta solución consiste en que sólo es necesario poner un único cable en escena sin necesidad de otros equipos que obstruyan el camino.

El circuito consta, principalmente, de un amplificador diferencial discreto T1/T2, el cual convierte la señal asimétrica de la línea en una señal simétrica (de micrófono). El suministro de corriente del circuito se lleva a cabo mediante alimentación fantasma de 48 V, actualmente común en las consolas de mezcla (alimentación fantasma

para micrófonos). Estos 48 V se aplican al mixer a través de dos resistencias de 6,81-k y los dos hilos (simétricos) de la línea del micrófono. De esta manera, estas resistencias son las resistencias de colector de ambos transistores del amplificador diferencial. R2, R9 y R10 ponen a disposición la

alimentación polarizada (bias) de aprox. 22V filtrada a través de C2.La base de T1 se encuentra directamente en esta tensión, la base de T2 en R4. La señal de línea se reduce a través del divisor de tensión R4/R5 y la resistencia de entrada de T2 disminuye en un factor de 16 y se lleva a un nivel

procesable para amplificadores de micrófono. C1 sirve para el desacoplamiento de corriente continua de la entrada. R11 se encarga de que C1 esté cargado incluso si no está conectada ninguna salida. Los valores de R4, R5, R11 y C1 pueden variar dependiendo de la finalidad

T2

BC850C

T1

R7

560

2x

R3

270

R6

270

R1

5k6

R4

4k7

R5

68k

R11

22k

R10

22k

100n

C2

47 25V

C1

3 325V

R9

22k

R2

22k

R8

10

100n

POS

NEG

070147 - 11

buscada, tendiendo en cuenta que se haya demostrado que los valores indicados para el circuito sean adecuados.Eventualmente, al utilizar equipo semiprofesional, podría desearse una menor atenuación y una mayor impedancia de entrada. En este caso, se debe elevar el valor de R11 y R4. Si se ha de conectar el MiniDI directamente

a una salida de altavoz, el valor de R5 debe ser lo suficientemente elevado. Además, C1 se puede reducir. R8 funciona como “groundlift”, aunque esta denominación tal vez prometa demasiado. Sin embargo, para evitar zumbidos, es suficiente con que esta resistencia sea significativamente mayor que la resistencia de paso de la clavija jack. Por lo tanto, 10 son completamente suficientes. El condensador conectado en paralelo tiene como función sobrepasar el agujero ocasionado por R8 en el blindaje para HF. El BC850C es un transistor NPN de fácil obtención, también en version SMD, con UCES = 50 V, poco ruido y elevada amplificacion. Si alguien necesita una

mayor rigidez dieléctrica, también puede decidirse por el BC846B con la misma asignación de conexiones y un UCES de 80 V. El layout de la placa SMD se puede descargar de www.elektor.com.

(070147e)

36

SOBRE EL TERRENO GPS


ElekTrackLocalizacióncon GPSChris Vossen

Localizar está de moda. El archiconocido sistema de navegación TomTom incluso cotiza en bolsa. Asimismo, los sistemas de alarma de los coches más caros y otros vehículos incorporan a menudo de un sistema de este tipo, para así poder saber donde se encuentra el vehículo. Por desgracia, esto último es bastante caro. Así que nos pusimos manos a la obra y hemos desarrollado nuestro propio sistema, el ElekTrack.

Hoy en día queremos saber la ubica-ción exacta de cualquier cosa. ¿Dónde está el paquete que encargué? ¿Este libro ha vuelto ya a la biblioteca? ¿Ha-brá llegado ya el tren de mi sobrino? La técnica ha avanzado tanto en los últi-mos años, que hay realmente una so-lución para todo, por raro que sea. ¡Y si no, nos encargamos de encontrarla!

Gran HermanoLa gente suele ser un poco reacia ante los organismos que lo tienen todo bajo control. Pero en algunos casos esto es precisamente lo que desean. Nos refe-rimos a la seguridad o a los sistemas de alarma. Los pocos de entre nosotros que podemos permitirnos el nuevo Ma-ybach o un Mercedes SLR, seguro que en el momento de asegurar estos bó-lidos, lo haremos con estrictas condi-ciones de seguridad. Por regla general, estos vehículos deben ir equipados con un sistema de alarma de cómo míni-mo clase 4 (para una breve explicación, véase [1]). Esto significa que lleva in-corporado un sistema de localización basado en GPS, que transmite a una

central de avisos el lugar donde se en-cuentra el vehículo. Los vehículos roba-dos aparecen en el mapa de la sala de control con una lucecita roja.

No sólo los turismos están provistos de un sistema de rastreo. También los ca-miones y los barcos pueden sacar pro-vecho de estos sistemas. Pero incluso las excavadoras disponen cada vez más de este sistema esta seguridad. Las roban sobre todo en los bosques. Y con un módulo de localización y se-guimiento, se pueden localizar estas costosas máquinas.

En fin, no todo el mundo tiene una ex-cavadora o un Bentley en el garaje. Pero esto no significa que un localiza-dor GPS no pueda tener otras aplica-ciones. Por ejemplo, en un scooter o una motocicleta. Y si usted es detec-tive privado, seguro que se le hace la boca agua ante un sistema de estos.Para ofrecerle la posibilidad de poder también disfrutar en persona de un lo-calizador GPS, hemos desarrollado el ElekTrack. Debido al gran número de componentes SMD y las dificultades

que suelen aparecer al soldarlos, he-mos decidido entregar este módulo to-talmente montado.

Propósito del proyecto¿Qué debe poder hacer un soporte de localización en su forma más simple? Está claro que querremos saber donde se encuentra el módulo. Para la parte de localización hemos elegido la solu-ción más a mano: GPS. Así el sistema sabrá en casi todo el mundo donde se encuentra. Además, actualmente el GPS es muy preciso. Y mientras no esté operativo el Galileo europeo [2], es la mejor “alternativa”.

Para la transmisión de datos hemos elegido el sistema de SMS. Si bien es cierto que la transmisión de da-tos no es realmente en directo, es posible casi siempre y en todas par-tes. Otra buena opción para la trans-misión de datos, habría sido la red

Figura 1. En el esquema se puede ver fácilmente que todo está montado alrededor del módem GSM.


GPRS. GPRS funciona con una conexión directa a través de

Internet, con lo cual se pue-den mostrar los datos en

directo a través de un ordenador con acceso

a Internet. De este modo, es posible

pedir la loca-lización sin

retrasos.

Con esto, los datos también se pueden guardar “en directo” en una base de datos. Sin embargo, dimos preferen-cia al sistema SMS, que es más sim-ple. Por tanto, usaremos dos módulos importantes: un módulo GPS y un mó-dulo GSM.El módulo GSM es de Wavecom, el Q2686. Este módulo se puede contro-lar con el código OpenAT de Wavecom y viene equipado con un microprocesa-dor. Esto nos ofrece la gran ventaja de que el proceso de diseño es más corto en comparación con un módem suelto. Pues así no hace falta instalar ningún microcontrolador con eventual perife-ria externa. Todo se encuentra en un mismo módulo. Y el diseño completo es mucho más compacto.

Para el módulo GPS hemos elegido el Copernicus de Trimble. Es un suce-sor del Lassen iQ, el módulo que ya ha demostrado sus cualidades en el receptor GPS para USB (Elektor de ju-lio de 2005).

EsquemaUn vistazo al esquema (figura 1) per-mite ver rápidamente que todo está montado alrededor del módem GSM. El módulo GPS se conecta a través de un convertidor de nivel lógico (IC3) en UART2 del módem. Alrededor de T3, T4 y T5 se ha montado un circuito que detecta si el circuito de antena está puesto en cortocircuito, abierto o co-nectado normalmente. El módulo GPS

VBAT

T1

VBAT

T2

VBAT

T3

VBAT

T4

VCC_

1V8

5

CHG_

IN6

BAT_

RTC

7

CHG_

IN8

SIM_VCC9

VCC_

2V8

10

SIM_IO11

SIMPRES12

SIM_RST13

SIM_CLK14

BUZZ_OUT15

BOOT16

FLASH LED17

/RESET18

ON_OFF19

BAT_TEMP20

AUX_ADC21

SPI1-CS22

SPI1-CLK23

SPI1-I24

SPI1-IO25

SPI2-CS28

SPI2-IO27

SPI2-I29

SPI2-CLK26

RXD230

TXD231

CTS232

RTS233

MIC2N34

SPK1P35

MIC2P36

SPK1N37

MIC1N38

SPK2P39

MIC1P40

SPK2N41

GPIO042

GPIO4443

SCL44

GPIO1945

SDA46

GPIO2147

GPIO2048

INT149

INT050

GPIO151

VPAD-USB52

GPIO253

USB-DP54

GPIO2355

USB-DM56

GPIO2257

GPIO2458

COL0/GPIO459

COL1/GPIO560

COL2/GPIO661

COL3/GPIO762

COL4/GPIO863

ROW4/GPIO1364

ROW3/GPIO1265

ROW2/GPIO1166

ROW1/GPIO1067

ROW0/GPIO968

RI1/GPIO4269

DCD1/GPIO4370

TXD1/GPIO3671

RTS1/GPIO3872

RXD1/GPIO3773

DSR1/GPIO4074

CTS1/GPIO3975

DTR1/GPIO4176

PCM_SYNC77

PCM_IN78

PCM_CLK79

PCM_OUT80

GND

101

GND

102

GND

103

GND

104

IC2

Wavecom Q2686

C1

100n

R1

100k

GND

1

SW2

VIN3

VIN4

SW5BO

OST

6

GND

8

GND

9

BIAS10

VC11

FB12

SYNC

14

SHDN15

GND

16

GND

17

IC5

LT3430

C17

22n

C18

220p

R13

3k3

R12

12k7

R14

4k99

D8

30BQ060

D5

1N4148C11

680n L547uH

10V

C12

100u

GND

50V

C16

4u7

D6

RS3K

L4

BLM21P300S

D7

SM8S33A250V

C15

100n

GND

1

GND

2

GND

4

GND

13

GND

14

GND

15

GND

27

GND

28

RF-IN3

LNA5

OPEN7

SHORT8

BOOT10

XRESET11

VCC

12

TXD-B24

TXD-A23

RXD-A21

RXD-B20

PPS19

XSTANDBY16

RESERVED9

IC4

Copernicus GPS Receiver

4V3

4V3 1V8 2V8

GND

VIN1

GND

2

ON/OFF3

NC4

VOUT5

IC6

LP2985

GND

4V3 3V3

10V

C14

10u16V

C13

1u

C19

100n

3V3L3100nH

C7

100n

C8

18p

T3 MMBT3906 T4

R10

4k7

R11

4k7

R7

56R2

R8

10k

R61k

T5

MMBT3904

R4

1k

R510R

R910k

T2BC848

T1

IRLML6402

R3

100k

3V3

D41N4148

GND

GND

OVCC21

GND

2VL

3

IVL24

OVL15

IVCC18

THREE-STATE6 VC

C7 IC3

MAX3375E

1V8

C9

100n

C10

100n

GND

GND

EN1

C1+2

C1-4

C2+5

C2-6

T1IN11

R1OUT9

FORCEON12

FORCEOFF16

INVALID10

R1IN8

T1OUT13

V-7

V+3

VCC

15GN

D14

IC1

MAX3221E

C4

100nC5

100n

GND

3V3

C3

100n

C6

100n

C2

470p

1

2

34

5

6

D2

DALC208

VCC1

GND2

RST3

VPP4

CLK5

IO69

10K1

Simcard Holder

1V8

1 63 42 5

D1

ESDA6V1SC6

GND

D3

R2

470R

L1BLM21B102

L2BLM21B102

R1510

k

K3

2V8GND

K2

Vbat

Vbat

GND

RXD_INTXD_OUTEXT_INPUT3EXT_INPUT2EXT_INPUT1

TXD_

OUT

RXD_

IN

2345

1

K4

T6MMBT3904

T7MMBT3904

T8MMBT3904

R17

4k7

R18

4k7

R19

4k7

C20

10n

C21

10n

C22

10n

R22

10k

R23

10k

R24

10k

R1682k

R2082k

R2182k

GND

D11

1N4148

D10

1N4148

D9

1N4148

2V8

DI0DI1DI2

040161 - 11

D12R25470R4V3

K5

1V8

2x

38



proporciona tensión de suministro a la antena activa a través de T1 y T2.

Para que este circuito funcione bien se necesitan dos tensiones de alimenta-ción, 4,3 y 3,3 voltios. Para ello utiliza-mos IC5 e IC6. El IC5 (un LT3430) es un convertidor buck que funciona a una frecuencia de 200 kHz. Las resistencias R12 y R14 determinan el ajuste de la tensión de salida. Se ha ajusta aproxi-madamente a 4,5 voltios.IC6 se encarga de la tensión de sumi-nistro del módulo GPS. Con una ten-sión de entrada de 4,3 voltios, ofrece una tensión de salida fija de 3,3 voltios. Alrededor de T6, T7 y T8 se han mon-tado tres convertidores de nivel idénti-cos que transforman las elevadas ten-siones de entrada en valores lógicos comprendidos en la especificación del módem GSM.

IC1 es un convertidor RS232 clásico, con el cual se puede hacer, entre otras cosas, una conexión con el PC para po-der programar el módem. También es posible hacer una conexión a través de IC1 para aplicaciones propias.D1 y D2 protegen la entrada del módu-lo GSM de cargas estáticas que pue-den producirse cuando se inserta la tarjeta SIM en la ranura.El Led D3 muestra el estado de la co-nexión GSM. Si está continuamente ilu-minado, entonces el módem no está re-gistrado en la red. En cuanto empieza a parpadear, el módem se ha podido registrar con éxito. El led D12 muestra el estado del módulo GSM.

ConexionesLa conexión de alimentación puede ser a 12 voltios o a 24 voltios. Tras las prue-bas, se concluyó que el ElekTrack ne-cesita una tensión mínima de 8 voltios

un programa como Hyperterminal para Windows para configurar el ElekTrack. El puerto de serie del PC debe configu-rarse como en la figura 2.

InicioEn primer lugar, debe comprobarse si la tarjeta SIM está protegida con un códi-go pin. Se puede hacer con el comandoat+cpin?Si el módem responde con ‘+CPIN: READY’, , significa que la tarjeta sim no necesita ningún código pin. Pero si la respuesta es ‘+CPIN:SIM PIN’, en-tonces la tarjeta sim tiene un código pin y deberá eliminarse.Por el momento, el firmware todavía no soporta el uso automático del código pin. Probablemente lo haga un futuro firmware. Compruebe si hay nuevas versiones en nuestro sitio web.

Cuando introducimos el comando at+cpin=0000 0000 (siendo 0000 el código pin de la tarjeta SIM), nos contesta ‘OK’. Seguidamente, debe eli-minarse la pregunta del código pin.

Esto se hace de la siguiente manera:at+clck=”SC”,0,0000

para poder funcionar bien. Asimismo, la alimentación debe poder suministrar suficiente corriente. Cuando el módem GSM está en proceso de transmisión de datos, pueden intervenir picos de corriente relativamente altos. El mó-dulo consume de media unos 500 mW. Por tanto, una batería de 9V sólo dura-rá unas dos horas. Una batería de ci-clomotor o coche aguantará más tiem-po. Naturalmente, también se pueden incorporar adaptaciones al software para reducir el consumo de energía. Por ejemplo, se puede configurar para que el módulo GPS se coloque en modo “ahorro de energía” con un determina-do mensaje SMS y que se reactive con otra orden.

Por supuesto, el módulo también tie-ne conexiones para antenas. Una para el módulo GPS y una para el módulo GSM. El módem también dispone de varias entradas lógicas, que se pueden utilizar, por ejemplo, para conectar una alarma al ElekTrack. Una tensión su-perior a unos 8 voltios provocará la ac-tivación de la entrada digital del mó-dem GSM. También en ese momento se puede enviar un SMS a un número de teléfono previamente programado. Esto debe instalarlo usted mismo en el software, (todavía) no viene instalado de serie. Es probable que se incluya en una actualización de firmware.El módulo GPS se puede configurar con la ayuda de varios comandos. Para ello, debe conectarse el módulo al PC con el cable de serie. Entonces será necesario


(0000 vuelve a ser el código pin de la tarjeta SIM). El módem vuelve indicar de nuevo ‘OK’.

Para comprobar que el módem se regis-

tra automáticamente en la red, debe reiniciarse con:at+cfun=1Al cabo de un momentito, si todo ha ido bien, parpadeará el LED superior

(D12). Esto significa que el módem in-terno ha conseguido registrarse en la red. Eventualmente, también puede comprobarse con el comandoat+cops?

Mejor que GPSEl Global Positioning System, o GPS, estaba destinado al principio a aplicaciones militares. Pero cada vez más se exigía una localización más precisa y poco a poco el sistema GPS se fue abriendo al consumidor. Primero, los ame-ricanos, los que diseñaron el sistema, hicieron deliberadamente la señal de satélite más impre-cisa. Hace unos años se eliminó esta limitación y ahora el consumidor puede hacer uso de la resolución completa del sistema. Con ello, se puede determinar una posición con el GPS a tres metros de precisión. El nivel de resolución depende del número de satélites “visibles” y si se recibe una señal WAAS o EGNOS.

Los términos WAAS y EGNOS se refieren a sis-temas que hacen posible una localización más precisa junto con el GPS. WAAS significa Wide Area Augmentation Sistema y EGNOS European Geostationary Navigation Overlay Service. Lo que el sistema EGNOS hace en Europa, lo hace el sistema WAAS en Norteamérica. Se trata de una red de satélites y estaciones terrestres que genera una señal de corrección de GPS, que da una localización más precisa; de media unas cinco veces mejor. Un receptor que soporta WAAS/EGNOS da en más del 95% de los casos una posición que difiere menos de 3 metros.

EGNOS consta por el momento de tres satélites geoestacionarios y una serie de estaciones te-rrestres, distribuidas por Europa. Estas estacio-nes recaban la información de todas las demás estaciones terrestres y generan una señal de corrección. Las estaciones terrestres saben su propia localización a la perfección y la calculan con la señal que reciben de los satélites. Ade-más, esta señal de satélite incluso puede pasar, por ejemplo, a través de condiciones atmosfé-ricas. Entonces, la señal de corrección se trans-mite a los satélites geoestacionarios. La infor-mación coincide con la señal de GPS estándar, lo que significa que cualquier receptor GPS que soporte WAAS puede leer esta señal.

EGNOS es un proyecto conjunto de la AEE, Eurocontrol y la Comisión Europea, y funciona tanto para el sistema de navegación americano GPS como para el Glonass ruso. El número de satélite EGNOS para Europa es el 33. General-mente, los sistemas GPS indican cuando reci-ben una señal de corrección. Para ello también se usa el término “differential”.

Por otra parte, en Asia se hace uso del sistema MSAS, que funciona del mismo modo.

40



Entonces, el módem responde con ’+COPS: 0,2,20408OK’(20408 es el número de operador y es distinto en cada proveedor).Ahora el módem se registrará automá-

sión de firmware, se han introducido dos comandos con los que se pueden sacar datos del módulo GPS. El primer comando es:at+gpshealth?

Una respuesta del módem será, por ejemplo:

‘Rcvr status code = 0x01 (Don’t have GPS time yet)Receiver health byte = 0x11Battery backup: BBRAM not available at start-upAntenne feedline fault: An-tenna line open/shortType of fault: Open detectedOK’

De ahí se puede concluir que el módulo GPS todavía no tiene coordenadas vá-lidas. El estado de la antena muestra que se encuentra en una situación de error. El tipo de error indica que el cir-cuito de la antena tiene una conexión abierta. Probablemente la antena no esté conectada.Si la antena está conectada y se sigue pidiendo el comando, entonces se reci-be la siguiente respuesta:

‘Rcvr status code = 0x00 (Do-ing position fixes)Receiver health byte = 0x01Battery backup: BBRAM not available at start-upAntenne feedline fault: OKOK’

Ahora vemos que el estado de la an-tena es “OK”. Cuando la entrada de la antena se pone en cortocircuito, enton-ces aparecerá el mensaje ‘Short Cir-cuit’. El código de estado del receptor da el mensaje de que ha podido deter-minar una posición válida. Cuando el módulo ya está activado, el código de estado del receptor indica el número de satélites recibidos. En cuanto el mó-dulo haya podido determinar una posi-ción válida, el LED inferior (D3) parpa-deará. Si el LED es continuo, entonces significa que algo no va bien. Puede ser que el módulo reciba demasiado pocos satélites, pero también puede ser que la antena esté mal conectada.

En usoHemos constatado que hay una co-nexión y que queremos saber las co-ordenadas de longitud y latitud. Para ello, damos el comando at+gpsposition?

ticamente en la red en cuanto el módu-lo tenga tensión.

SeguridadEn primer lugar debe ajustarse la con-traseña. Por defecto es “elektor”. El ajuste tiene que hacerse de la siguien-te manera. Debe preguntarse la con-traseña con:at+password?

El módem responde con ‘+PASSWORD: elektor’. Para cambiarla, se usa el comandoat+password=”gpsmodule”

Atención: las comillas también deben introducirse, de lo contrario se obten-drá un mensaje de ERROR. La contra-seña puede tener como máximo 20 caracteres.

Estado del GPSEl módulo GPS se conecta al puerto de serie del módem. En la primera ver-

Figura 2. Estos son los parametros adecuados para poder establecer la comunicación serie.

Figura 3. La nueva localización de nuestra oficina no supone ningún problema para el ElekTrack


Seguidamente, el módem nos devuelve sus coordenadas, por ejemploLong: 5.803043 E; Lat: 50.941492 N;OK

Ahora, naturalmente, también queremos poder pedirlo por SMS, de modo que po-damos pedir la localización del módulo a distancia. Para evitar que todos reciban sin más una respuesta del módulo cuan-do se le envía un SMS éste debe estar provisto de una contraseña. Para ello en-viamos el siguiente SMS al módulo:

info:<password>:<phonenum>

O bienINFO:<password>:<phonenum>Atención: “info” debe escribirse todo en mayúscula o todo en minúscula. En el lugar de <password> debe inser-tarse la contraseña configurada con el comando at+password.

El término <phoneum> es opcional. Por defecto la respuesta se envía al re-mitente. Si se desea enviar la respues-ta a otro número, entonces se puede hacer con la ayuda de este parámetro.

Tras unos segundos, el ElekTrack en-viará un SMS con los datos de longitud, latitud y altitud, con lo cual podemos determinar la ubicación del ElekTrack. Esto se puede hacer por ejemplo en lí-nea en [3] (figura 3) y [4].

El ElekTrack está disponible y se pue-de encargar como módulo totalmen-te montado en nuestra webshop en www.elektor.es. La última versión de firmware también se encuentra en nuestro sitio. Y, por supuesto, siempre estamos encantados de conocer las ideas y aplicaciones que se inventan nuestros lectores.

(040161)

Vínculos:[1] http://www.carmobile.nl/autoalarm.htm

[2] http://nl.wikipedia.org/wiki/ Galileo_(navigatie)

[3] www.gpscoordinates.eu

[4] http://boulter.com/gps

Problemas prácticosTodo aquél que alguna vez haya escrito software, puede hablar de los pequeños gusanos que siempre se cuelan en el código. En la fase inicial de la escritura del soft-ware tuvimos problemas con el envío de SMS. Parecía que el servicio de SMS del módem no quería funcionar. Tras horas de búsqueda y lectura de documentación, se nos ocurrió la simple y brillante idea de probar con otra tarjeta SIM. Así que nos fuimos inmediatamente a la tienda a buscar una nueva tarjeta SIM. ¿Y cuál fue nuestra sorpresa?: con una nueva tarjeta ya no tuvimos más problemas.

Sin embargo, nos sorprendió mucho que sí que funcio-nara con una nueva tarjeta SIM. Así que nos pusimos en contacto con el proveedor. Efectivamente, resultó que había un gusano en el firmware del módem. Por lo visto, en algunas tarjetas SIM el registro del servicio SMS no funcionaba bien. En la nueva versión de firmware, este problema ya se ha solucionado.

Otro problema que seguro que conocen los diseñadores de software es la diferencia little-endian y big-endian en la configuración de memoria. Las coordenadas de lon-gitud y latitud se muestran como radianes en forma de dobles del módulo GPS. El módulo funciona en el modo de byte little-endian, mientras que el módulo GSM en el modo byte big-endian. En la introducción de los datos (como valores ASCII) el orden de los bytes debe inver-tirse. Y es que cuando se convierten datos little-endian en un procesador big-endian en forma de radianes, el resultado no cuadra con ninguna medición. Al principio no nos dimos cuenta. Pues lo primero que piensas es que has cometido un error en el código que debe hacer la conversión.

Más tarde parece una tontería, pero en ese momento te tiras de los pelos.

42

SOBRE EL TERRENO TECNOLOGÍA DOMÉSTICA


Regulador de calefacción dMínimo gasto, máximo rendimientopor Ingo Busker y Holger Buss

Sólo con un termostato de la caldera y sin sensor de la temperatura exterior, los dispositivos de calefacción regulada funcionan derrochando mucha energía, por lo que ya están pasados de moda. Sin embargo, una calefacción nueva supone una inversión considerable. El regulador de calefacción que le presentamos a continuación permite hacer una actualización muy económica, además de eficaz, cómoda y flexible, que funciona con un micropanel de control y pocos componentes periféricos. ¡Eso alegra no sólo los bolsillos, sino también el medio ambiente!

A menudo las calefacciones antiguas no tienen sensor de temperatura ex-terna, sólo un termostato de caldera manual regulable para adaptar la tem-peratura del calentador a la situación meteorológica general predominante. Así, la temperatura de la sala se fija con un termostato de sala regulable, más o menos cómodo.

No sólo es engorroso, sino poco ren-table. ¿Quién adapta continuamente la temperatura de la caldera a mano a los cambios de temperatura? Cuan-do se produce un cambio brusco de temperatura, o pasas frío o la caldera calienta sin sentido cuando la caldera apenas necesita energía. También el bajar manualmente de la temperatura por la noche y cuando está uno ausen-te por lo general no funciona bien, de manera que el alto potencial de ahorro no se aprovecha.

Convertir lo viejo en nuevoEn vista de los precios de la energía al alza, el propietario de una casa pien-sa, como es natural, qué hacer con su calefacción, sencilla pero que en reali-dad funciona bien. ¿Eliminarla y reno-varla del todo por varios miles de euros o reorganizarse para que la calefacción que tiene funcione dentro de sus posi-bilidades con un mínimo de energía?

Para la segunda opción le presenta-

mos un regulador de calefacción con sensor de la temperatura exterior y varias posibilidades de programa-ción. Este regulador no convierte una calefacción de los sesenta en un mila-gro del ahorro de energía, pero es muy adecuado para calefacciones nuevas y sencillas. Tras introducir el regulador en su calefacción de los años setenta, el autor bajó el consumo de gas un 40 % (!). El coste del regulador de calefac-ción es bastante menor de 100 , de manera que la inversión se recupera en muy poco tiempo.

Los desarrolladores del dispositivo y el software son antiguos alumnos de tec-nología electrónica (Escuela técnica de Emden) y hace años que forman par-te del club de informática de Ostfries-land. Ya hacían proyectos sobre elec-trónica en la época del Commodore 64. Los datos más actuales corresponden al desarrollo del ordenador compacto y económico de una placa AVR-Ctrl,que sirve de base para distintos pro-yectos (entre ellos el regulador de ca-lefacción) y se presenta en su página web [1]. También está disponible una placa sin montar para el AVR-Ctrl en la tienda de Elektor.

El panel del microcontrolador Como su nombre indica, el AVR-Ctrl se basa en un controlador AVR de Atmel. El panel se puede montar con diferen-

tes tipos de AVR. Para el regulador de calefacción al principio se desarrolló el producto de empresa para el AT90S/ATMega8535. No obstante, en la ver-sión actual interviene el ATMEGA32, más nuevo. Como la placa AVR-Ctrl de los autores se utiliza sin modificacio-nes, las notas sobre los componentes del diagrama de circuito de la figura 1 no corresponden del todo al están-dar Elektor acostumbrado. El sensor de temperatura IC3 (DS18S20) y el recep-tor IR SFH506-36 (D2) están marcados con asterisco. Dichos componentes no son necesarios para el regulador de ca-lefacción, se pueden suprimir.

En medio del circuito está el contro-lador ATmega32 IC1 con cuarzo Q1 (además de C1, C2), que está conecta-do con un convertidor de nivel RS232 (IC2 con C6...C9) para el contacto con el PC, una toma para una pantalla de cristal líquido (LCD1) y un controlador de rendimiento ULN2803 de 8 (IC4) . Éste último suministra al puerto PB la potencia necesaria para poder activar los LEDs y el relé. Un gráfico de ba-rras de 10 LEDs mostrará el estado del regulador de calefacción (RN1 contie-ne los multiplicadores). En total, el fir-mware del control de la calefacción uti-liza sólo cinco LEDs (B0...B4). En lugar del gráfico de barras con RN1 también

Figura 1. Diagrama de circuito de la placa del AVR-Ctrl.


de bajo coste

RESET

PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7

K10

IN66

OUT712

IN77

OUT613

OUT514

IN33

OUT415

IN11

OUT316

IN22

OUT811

GND9

IN44

IN88

IN55

OUT118

OUT217

IC4

ULN2803A

GND


5V

5V

DQ2

13 IC3

DS18S20

GND

ONEWIRE

ONEWIRE

S5S1S2S3S4

AIN1PA1PA2

D7D6D5D4

ENR/WRS

Q1

8MHz

C1

22p

C2

22p

GND

DIGIN1

PD5PD6PD7

1

23456789

RN2 8x 100k

S4S3S2S1S5

GND

R4

4k7

5V

R310k5V

12VC10

100n

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

LCD1

GND

5V

RS R/W

EN D7D6D5D4

LCD

D3

1N4001

GND

20V

C11

22u

1 3

2

N1MC7805E

C3

100n

C4

100n20V

C12

22u

5V2

31

J14

PB0 (XCK/T0)1

PB1 (T1)2

PB2 (AIN0/INT2)3

PB3 (AIN1/OC0)4

PB4 (SS)5

PB5 (MOSI)6

PB6 (MISO)7

PB7 (SCK)8

RESET9

PD0 (RXD)14

PD1 (TXD)15

PD2 (INT0)16

PD3 (INT1)17

PD4 (OC1B)18

PD5 (OC1A)19

PD6 (ICP)20

PD7 (OC2)21

XTAL

212

XTAL

113

GND

11

PC0 (SCL)22

PC1 (SDA)23

PC2 (TCK)24

PC3 (TMS)25

PC4 (TDO)26

PC5 (TDI)27

PC6 (TOSC1)28

PC7 (TOSC2)29

AREF

32

AVCC

30GN

D31

PA7 (ADC7)33

PA6 (ADC6)34

PA5 (ADC5)35

PA4 (ADC4)36

PA3 (ADC3)37

PA2 (ADC2)38

PA1 (ADC1)39

PA0 (ADC0)40

VCC

10

IC1

ATmega32

K2

R1

100k

5V

AIN1

S5S1S2S3S4

060325 - 11

IR

RXDTXD

12V

R2

220

PA2PA1

PA2PA1

S21

GND

5V

MOMI

SCK

PD5PD6PD7

PD3

S12

B4 B5 B6 B7B0GN

D B1 B2 B3

GND

C1+1 V+

2

C1-3

C2+4

C2-5

V-6

T2OUT7

R2IN8

R2OUT9

T2IN10

T1IN11

R1OUT12

R1IN13

T1OUT14

GND15

VCC16

IC2

MAX232CWE

C6100n

C7100n

5V

C8

100n

C9

100n

TXDRXD

1 23 45 67 89 10

JP1

GND

D1

DC-10EWA

GND S20

S13GND

12V

5V

GND

IR

21

3

D2

SFH506-36

PC3 DIGIN1

RESET

GND

PD4

12V 5V

GND

C5

100n

9x 470

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10

RN1*

* *

* Optional*Opcional

44



se podrían conectar cinco LEDs indivi-duales con multiplicadores.En la parte de entrada hay cinco inte-rruptores (S1...S5) con resistencias de polarización (RN2) con los que se pue-de manipular el regulador de la calefac-ción. Como alternativa a los interrupto-res, el programa también ayuda con la introducción de un encoder incremen-tal giratorio con función de tecla que se conecta a S21, la entrada análoga del

Figura 2. Plan de montaje de la placa de dos caras.

Lista de materiales Resistencias:R1 = 100 k R2 = 220 R3 = 10 k R4 = 4k7 RN1 = resistencia SIL 10x470 RN2 = resistencia SIL 8x100 k

Condensadores:C1,C2 = 22 p C3…C10 = 100 n C11,C12 = 22 μ/20 V

Semiconductores:D1 = DC-10EWA gráfico de barras LED(Kingbright)(D2 = SFH506-36, receptor IR de 36-kHz, Infineon)*D3 = 1N4001 N1 = MC7805BTE (Semiconductor

Fairchild) IC1 = Atmega32 (Atmel) IC2 = MAX232CWE (Maxim/Dallas

Integrated Products) IC3 = DS1820 (Maxim/Dallas

Integrated Products)IC4 = ULN2803A (u.a. ST, TI, ON)

Además:Q1 = Cuarzo 8 MHz, HC-49U K2 = Relé 1 circuito, 12 V/2 A

(p.ej. Reichelt FIN 30.22.9 12V) S1…S5 = teclas ITT Schadow (Reichelt DIT

1 XX) (alternativa: encoder incremental giratorio con función de presión)

LCD = pantalla LCD 2x16 Señales con LSI KS0070B (p.ej. Displaytech 162CBCBC

de Reichelt) con regleta de hembrillas y adaptadores de 1x14 pines

JP1 = enchufe, 2x5, acodado JP14 = enchufe jack mono 3,5 mm para el

montaje en placa (p.ej. Reichelt: ESB35) S12, S13, S20 = borne de conexión

a la placa de 2 pines, RM5 S21 = borne de conexión a la placa,

de 3 pines, RM5 Zócalo DIL-IC de 16, 18 y 40 pines (uno

de cada)

Externos:K3, K4 = relé 1 circuito, 12 V/2 A Interruptor monopolar R8,R10 = 1k5 R9,R11 = KTY81/110 (NXP) Placa 060325-1 (véase el escaparate Ele-

ktor y www.elektor.com) Controlador programado 060325-41


controlador. El circuito de controlador queda redondeado con un sencillo re-gulador de voltaje +5-V-(N1). También está disponible el de +12 V para las bobinas del relé.

Este sencillo panel de control se puede reducir aún más: el regulador de la ca-lefacción se puede programar de forma local mediante el pulsador(o el encoder incremental) y con el PC (o incluso mediante una segunda placa de AVR-Ctrl). Si renuncia a una progra-mación local, se eliminan el pulsador y la pantalla. Si no necesita la programa-ción por PC o una segunda AVR-Ctrl, sobra el MAX232 junto con C6...C9. La resistencia RN2 tiene que estar siem-

pre montada para que las entradas del controlador queden definidas en la masa. S1 no tiene ninguna función en el regulador de calefacción. En la placa de dos capas (figura 2) se pue-den utilizar zócalos para todos los ICs a excepción del regulador de tensión. Después del montaje y de una revisión ocular de la soldadura, hay que probar la alimentación de tensión (comprobar 5 V y la masa en las clavijas correspon-dientes de todos los conectores IC). Si la prueba es positiva, puede conectar los ICs y la LCD a los zócalos y volver a conectar la tensión de alimentación. Entonces aparece en la pantalla un mensaje de bienvenida.

IntegraciónEn la figura 3 se marcan los pocos componentes externos necesarios para el regulador de calefacción. Se trata de un sensor KTY81/110 para la tempera-tura de la caldera (R9 con la resisten-

cia R8) y otro (R11 con la resistencia R10) para la temperatura exterior. Es-tos sensores se conectan directamente con las entradas del controlador PA1 o PA2. Los puntos de conexión están en la placa, entre el microcontrolador y el borne S21, y también facilitan +5 V y masa. Las resistencias R8 y R10 se sueldan a la placa entre el punto de conexión 5-V y el PA1 o PA2, mientras que los sensores (R9 y R11) se conectan mediante un cable prote-gido con PA1 o PA2 y la masa.

El sensor de temperatura exterior R11 se coloca en un lugar adecuado (en la sombra, en el lado del viento o el lado este del edificio) en la zona exterior. Es

obligatorio tener una buena conexión protegida (protección de la masa). No obstante, el cable que va a la placa del controlador debe ser lo más corto po-sible. El sensor de temperatura de la caldera R9 se coloca donde termine el avance de la caldera. En la mayoría de los casos ahí debería estar el sensor propio de la calefacción (por lo general un tubito capilar que lleva al termos-tato de la caldera). Es suficiente con fijar el KTY81 al tubo de avance con una brida para cable. También se ne-cesita aquí una conexión protegida al controlador. En el lado de salida el re-gulador de calefacción controla un relé para el quemador y la bomba. Hay otro relé (por ejemplo para hacer una am-pliación con un interruptor de agua ca-liente) con K2 en la placa. La distribución de sensores y relés de-pende del aparato correspondiente. Cada calefacción tiene un aspecto di-ferente, el termostato de la caldera, la bomba y la salida de avance son di-

ferentes. Lo importante es que las co-nexiones de cables primordiales de la calefacción se puedan identificar sin lugar a dudas.Además debería asegurarse de que la caldera de la calefacción puede funcio-nar con una temperatura baja. Ahora se

+T

R9

KTY81/110

R8

1k5

PA1

5V

GND

+T

R11

KTY81/110

R10

1k5

PA2

5V

GND

S20

S13

K3 K4

manual

auto+12VGND

(+12V)(GND)

(IC4 p. 14)(IC4 p. 13)

060325 - 12

PB3PB2

D4

1N4007

D5

1N4007

Figura 3. Los componentes externos del regulador de calefacción.

Figura 4. El sensor KTY81 se conecta mediante un cable protegido.

Regulación de la temperatura de la caldera según la temperatura exterior

3 tipos de funcionamiento (de noche, de día, ausente)

Parámetros ajustables para cada modo de funcionamiento

64 temporizadores programables en total(en 2 grupos independientes)

4 temporizadores para los días laborables y cada día de la semana por separado

Descenso automático por la noche

Bomba de agua que se puede desconectar

Menú claro

Corrección automática de la bomba de agua al cambiar al modo de noche

Almacenamiento del consumo diario y temperatura media diaria durante 130 días

Indicación de los valores de consumo de los últimos 5 días en la pantalla

Descarga de todos los datos almacenados por medias en serie

Todos los ajustes y valores de consumo se almacenan en EEPROM

Accionamiento opcional por encoder incremental giratorio

Cambio manual del modo de funcionamiento (de noche, de día, ausente) mediante un pulsador

Interruptor de desconexión rápida que interrumpe la regulación

Pantalla a distancia por medias en serie

Firmware de controlador, incluido código fuente y software de Windows, disponible de forma gratuita

Características del regulador de calefacción

46



pone interesante: empieza la transforma-ción. Primero localizamos el termostato en la antigua calefacción, que controla la temperatura de la caldera. Abre un relé que apaga el quemador cuando se alcan-za la temperatura deseada. Se desconec-ta un conductor de la conexión entre el relé y el quemador y se adapta nuestro relé. Entonces pone el viejo termostato al máximo, con su relé conectado todo el tiempo, para que el nuestro tome el control del quemador. ¡Pero la función del viejo termostato sigue siendo fundamen-tal! Si no funciona el nuevo regulador de calefacción, se apaga con el interruptor de emergencia (manual/auto en la ima-gen 3, también desactiva el regulador de calefacción) para que el antiguo termos-tato pueda volver a tomar el control.

Del mismo modo conectamos un se-gundo relé a la alimentación de corrien-te de la bomba de agua. Así se redu-ce el consumo de corriente y al mismo tiempo el ruido de la calefacción (sobre todo por la noche). Si lo desea, también puede desconectar la alimentación de agua caliente por la noche con el tercer relé K2 (pero no hay previsto en este caso una desconexión de emergencia). En la imagen 3 se indica con claridad la conexión del relé externo. Con los diodos protección D4 y D5 en paralelo los terminales del relé hay que tener cuidado con la polaridad (los cátodos se encuentran encima del interruptor manual/auto en +12 V). El contacto de distribución del relé del agua caliente está disponible junto al borne S12 . To-dos los relés deben estar montados a salvo de golpes en una pequeña car-casa propia. Es recomendable utilizar una mordaza de fijación para el cable de calefacción.

Las conexiones del circuito del contro-lador con el exterior pueden realizarse con diferentes conexiones de enchufes. Los autores han llevado todos los con-ductores a los sensores y los relés me-diante un solo enchufe Sub-D. Es muy práctico, pero cuesta soldarlo.

SoftwarePor supuesto, el regulador de calefac-ción sólo funciona cuando el microcon-trolador IC1 está programado. Quien no quiera programar el ATmega32, puede recurrir a un controlador ya pro-gramado de la tienda Elektor, pero no es obligatorio. El firmware está dispo-nible como archivo descargable gra-tuito en la página web de Elektor, y el controlador dispone de una interfaz

* = Símbolo para el modo de funciona-miento en la pantalla (Sol = de día, círculo completo = de noche, círculo incompleto = ausente)

Menú del estado Do 15:31 * 67%Ta=+ 3° Tk=+ 50°C

Muestra el día de la semana y la hora, luego un símbolo para el modo de fun-cionamiento. Arriba a la derecha está el consumo en porcentaje, es decir, el tiempo que ha estado en funcionamien-to el quemador ese día. En la segunda fila aparecen la temperatura exterior y de la caldera. A veces en vez de Ta se muestra la temperatura de caldera de-seada Ts.

Pulsadores:- / + : Abandonar el menú Enter: Fijar la hora y el día de la semana

Menú de inicio del temporizador WT *07:00 *08:001 *17:00 *22:00

Arriba a la izquierda está el día de la semana(Mo -Fr, Sa, So y WT que sig-nifica días de la semana). A continuación están los tiempos del temporizador. El símbolo antes de cada tiempo indica el modo de fun-cionamiento correspondiente (p.ej. Sol 07:00 = desde las 7 de la maña-na en modo de día). Para cada día se pueden poner hasta 4 tiempos de temporizador.

Se abandona el menú una vez ha pasa-do por todos los días de la semana.

Pulsadores:- / + : cambiar el día de la semana Enter: escoger la hora del tempori-zador (con - / +) Una flecha muestra la elección, luego pulse Enter para modificarla

Poner el temporizador Mo 07:00 *Mode Tag

Aquí se puede introducir la hora y el modo de funcionamiento (de día, de noche, ausente, inactivo).

Pulsadores:- / + : modificar los valores Enter: De acuerdo

Menú de grupo de distribución En el software se pueden manejar dos

de programación. Se encuentra junto al oscilador de cuarzo del controlador y está compuesto por los cuatro pines del controlador MOSI, MISO, SCK, Re-set y la masa. Mediante dicha interfaz se puede programar el controlador en el circuito. Por consiguiente, también la denominación de interfaz ISP(In-Sys-tem-Programmable, en español progra-mable dentro del sistema).

En el Mini-Mega-Panel para ATme-ga16 y ATmega32 en Elektor 5-2006 se ofrecía una descripción de un sencillo adaptador de programas para el con-trolador Atmega. Los autores también tienen disponible en su página web una descripción de la programación ISP (con PonyProg) [2], y ofrecen, ade-más del firmware para el ATmega32, una versión para el AT90S8535 (aun-que sólo en alemán, mientras que la descarga para el ATmega32 en www.elektor.com también incluye una ver-sión en inglés). Hay disponibles códi-go fuentes y archivos hex. Además hay dos programas de control remoto, uno para controlar a distancia con un se-gundo AVR-Ctrl y un programa de Win-dows para controlarlo a distancia con el PC. Por último ofrece las siguientes posibilidades:

• Visualización de los puntos de funcionamiento del regulador de calefacción

• Indicación de los valores de consu-mo almacenados

• Introducción de parámetros para optimizar la regulación

Parámetros con tres pulsadores Por supuesto, la programación de un regulación flexible sólo con tres pulsa-dores (alternativa: encoder con pulsa-dores) y una pequeña pantalla LC no es fácil de explicar. Los pulsadores es-tán marcados con “-” (S2), “+” (S3) y “Enter” (S4) (que corresponde respec-tivamente al giro a izquierda/derecha y presión en el encoder incremental giratorio).

La descripción utiliza las siguientes abreviaturas y símbolos para las indi-caciones de la pantalla:

Tk = temperatura de la caldera Ta = temperatura exterior Ts = temperatura de la caldera

deseada

(valor estándar)


tipos de horas de temporizador, por ejemplo para el trabajo por turnos.

Pulsadores:- / + escoger el grupo Enter: salir

Menú de características * 79° bei -10°30° bei +21°

Aquí se pueden introducir los puntos de características para cada modo de funcionamiento. Arriba a la izquierda está la temperatura de caldera máxi-ma y abajo la mínima, y a la derecha la temperatura exterior. Por supues-to, el software lleva incorporado una histéresis correspondiente para que el quemador no se encienda y apague constantemente. La forma más fácil de interpretar las curvas es utilizando el programa de Windows.

Pulsadores:- / + : cambiar el modo de funcionamiento Enter: tratar el valor

Menú de la bomba de agua Pumpe aus *Nacht Tk < +33°C

Aquí se introduce una temperatura de caldera para cada modo de funciona-miento por debajo de la cual la bomba se detiene. También aquí hay una histé-resis. Si se quiere evitar la desconexión, sólo hay que poner la temperatura en un valor alto (por ejemplo 80 °C).

Pulsadores:- / + : modificar el valor Enter: cambiar el modo de funcionamiento

Menú de consumo Cada día se graba el consumo en por-centaje y la temperatura media (exte-rior). Aquí se pueden ver los valores de los últimos cinco días. En la EEPROM se almacenan cerca de 120 días, pero sólo se pueden leer los valores con el software de Windows.

Modo (pulsador S5) Este pulsador permite, independiente-mente del menú, saltar horas del día y días de la semana entre los modos de funcionamiento.

Introducir parámetros en Windows El manejo y la introducción de parámetros del regulador de calefacción es bastante

más cómoda y fácil de ver con el progra-ma de Windows (figura 5) Así se puede jugar con los parámetros y ver las conse-cuencias en el diagrama de curvas. Se accede al programa de control re-moto (figura 6) mediante “Consumo“. Las entradas se hacen de forma pa-recida que en la introducción de pa-rámetros local. Los valores de consu-mo almacenados no sólo se pueden visualizar, sino también grabarlos en un formato compatible con Excel. Las entradas COM se encuentran y se mo-difican en “Setup“.

(060325)rge

[1] Página de los autores: www.mikrocontroller.com

Proyecto AVR-Ctrl: http://mikrocontroller.cco-ev.de/de/

avr-ctrl.php

Regulador de calefacción: http://mikrocontroller.cco-ev.de/de/

heizung.php

[2] Sobre ISP y PonyProg: http://mikrocontroller.cco-ev.de/de/

isp.php#lpt

Figura 5. Presentación de la evolución de la temperatura en el programa de Windows.

Figura 6. El programa de control remoto en Windows.

Interfaz USB-R

Programa

48

SOBRE EL TERRENO MICROCONTROLADOR


USBprogHerramienta universal de código abiertoDel licenciado en informática Benedikt Sauter, en colaboración con el doctor Thomas Scherer

¿Un nuevo microcontrolador y otra vez un programador nuevo? Hoy en día, los que se dedican a los controladores a menudo disponen de un arsenal de placas y adaptadores para la programación de diferentes chips. ¡El USBprog acaba con eso! Y como “extra“ se utiliza como interfaz USB-I/O y USB/RS232.

A Benedikt Sauter, el desarrollador de este proyecto, también le molestaba que casi cada microcontrolador re-quiriera un programa propio. Eso sig-nifica espacio innecesario y no es ni

económico ni ecológi-co. Además, muchos programadores sen-cillos de internet y productos comercia-les antiguos requie-ren interfaces que ya no tienen los PCs mo-dernos ni los portáti-les. También ocurre con los interfaces pa-ralelos de impresora, así como los interfa-

ces RS232 serie que se utilizaban an-tiguamente. Los periféricos tienen que ser obligatoriamente conectables con un USB. Para lo periféricos en serie ayudarían

convertidores serie/USB, pero a menudo son bastante lentos cuando el software también gestiona los cables de control de la interfaz en serie. La transmisión de algunos KBits a la memoria de un microcontrolador puede convertir-se en una prueba de paciencia de un minuto, algo que en el desarrollo de software y sobre todo en la depura-ción pone nervioso. Sin embargo, los buenos (es decir, “rápidos“) converti-dores en serie/USB cuestan un poco más que la herramienta multiusos de MacGyver que les presentamos a continuación [1] para el mundo de los microcontroladores.

¿Omnipotente?Teniendo en cuenta esta situación de partida, tenemos al alcance de la mano la posibilidad de solucionar to-dos esos problemas de una vez por todas. Y es realmente posible:

Como para conseguir una transmi-sión de datos más o menos rápida entre el USB y el sistema de destino no tiene sentido colocar al lado de un chip de interfaz compatible con USB un microcontrolador independiente que asuma la comunicación rápida con el microcontrolador a programar, se puede recurrir a un dispositivo efi-caz y utilizar un poco de inteligencia. Luego se pueden trasmitir los datos a la memoria del microcontrolador y éste se encarga luego del resto:

Características y funciones: - Interfaz USB- Software para Windows y Linux - Programador y depurador para procesadores AVR - Programador y depurador para procesadores ARM - USB para convertidor RS 3 sin driver- Interfaz JTAG- Interfaz USB-I/O (5 líneas)

IC2USBN9604

USB IC1ATmega32

8 bitparalelo

060224 - 12

serie

Bootloader

Firmware

Bus de 8 bits

Bus de 8 bits

serie

serie

PuenteUSB

USBprog

Figura 1. El diagrama de bloques del USBprog muestra la combinación de un puente USB con un microcontrolador.

Win

dows & Linux

USBprog

Win

dows & Linux

USBprog Interfaz JTAG

RS232Interfaz USB-I/O

ador AVR Programador ARM


La simulación de un interfaz de pro-gramación y de la transferencia de datos al sistema de destino (véase figura 1). Pero será todavía mejor:

Este microcontrolador dispone de un cargador de arranque como progra-ma básico, así que con el software adecuado del PC se le pueden car-gar en todo momento en la memoria el firmware propio del microcontrola-dor directamente con el USB y sin un programador. Precisamente esa po-sibilidad ahora permite no sólo ac-tualizar el firmware con comodidad, sino que sirve de vehículo para la he-rramienta universal. Así se pueden guardar firmware con las diferentes funciones en el microcontrolador del

USBprog, que de ser un programador AVR pasa a ser un programador para el controlador ARM7/9 o en una in-terfaz de distribución USB. Y como el controlador que se utiliza en USBprog también lleva incorporado un UART, ¡también se añade la funcionalidad de un convertidor serial/USB gratis!

Código abiertoEl hecho de que el dispositivo más bo-nito sin software no es más que una pieza electrónica inútil es especialmen-te cierto para el concepto de USBprog. Sin un cargador de arranque adecuado y sin firmware apropiados para todas las funciones imaginables se confirma esta funesta teoría. El que te adviertan

de la posibilidad de escribir el software uno mismo tampoco ayuda mucho. Por supuesto, el desarrollador también lo tenía claro, por eso ofrece para descar-gar más que sólo los drivers necesarios para el funcionamiento del USB de IC2 y el cargador de arranque para IC1 en su página web del proyecto [2] y en www.elektor.com.

La tabla 1 muestra una lista de fir-mware adecuados, que se amplía con-tinuamente. Incluye datos muy intere-santes que convierten el USBprog en un clon del programador dentro del sistema MK2 de Atmel. Así, se puede utilizar sin problemas el entorno de de-sarrollo AVR-Studio que ofrece Atmel de forma gratuita y otro software que

Tabla 1. Los firmware disponibles en la página del proyecto (08/2007, se ampliará continuamente)

Nr. Firmware Descripción Estado

1 Clon AVRISP-MK2 Copia del AVRISP-MK2 original estable

2 Adaptador OpenOCD Adaptador para ARM7 y ARM9 beta beta

3 Programador AT89 Creado para el panel AT89S8252 de Elektor beta

4 SimplePort 8 I/O navegables mediante C, Python y Java estable

5 Adaptador JTAG Adaptador universal USB-JTAG con biblioteca C beta

6 Convertidor en serie/USB Convertidor USB/RS232 (¡funciona sin drivers!) adicionales!) pre-alpha

7 Clon JTAGICE-MK2 Copia del original JTAGICE mk2 Desarrollo (primeras funciones)

8 XSVF-USB-Player XSVF Player universal Concepto y texto fuente básico

9 Blink-Demo Blink-Demo sencilla (el LED brilla) estable

10 Programador PIC Basado en Odyssey para Linux y Windows Concepto y texto fuente básico

11 BDM-USB Interface Interfaz, depurador de 68 procesadores Concepto y estructura básica

12 MSP430-JTAG Interfaz para controlador de ahorro de energía de Texas Instruments Concepto y estructura básica

50



soporta el AVRISP-MK2.

Otro firmware permite programar y depurar un controlador ARM7 o ARM9 con ayuda del entorno de software OpenOCD [4]. También está pensa-do para su uso como convertidor se-rie/USB o como un interfaz sencillo de USB con diez I/O digitales. Además de la función obligatoria de programador con interfaz JTAG, en estos momentos

se produce en los proyectos de código abierto, a menudo demasiado alto, en la página web del proyecto hay dispo-nible software que no sólo puede reno-var el Atmega32, sino que apretando un botón en la página del proyecto se puede comprobar si han llegado nue-vos firmware para él y descargarlos dado el caso.

Todo ello existe no sólo para Windows,

se está trabajando la compatibilidad con más familias de controladores.

Todo el software se presenta (en la lí-nea de la mentalidad de código abier-to) como texto fuente abierto. Todo el mundo está invitado a ampliar el fon-do de posibles firmware por el bien de la comunidad. Ya existe un pequeño grupo de aficionados al USBprog. Sin embargo, para reducir el acceso que

Tabla 2. Distribución de las clavijas SV según los firmware utilizados.

Pin Nº ClonAVRISP-MK

AdaptadorOpenOCD

ProgramadorAT89 SimplePort Adaptador

JTAGConvertidorserial USB

ClonJTAGICE-MK2

K2 #1 MOSI TDO MOSI Port 1 TDO – TDI

K2 #2 VCC VREF VCC VCC VREF VCC VREF

K2 #3 – SRST – Port 2 SRST – –

K2 #4 – TRST – Port 3 TRST – –

K2 #5 Reset TMS Reset Port 4 TMS – TCK

K2 #6 – – – Port 5 – – –

K2 #7 SCK TCK SCK Port 6 TCK – TMS

K2 #8 – – – Port 7 – – –

K2 #9 MISO TDI MISO Port 8 TDI – TDO

K2 #10 GND GND GND GND GND GND GND

JP3 RX – SRST – Port 9 – RX –

JP3 TX – TRST – Port 10 – TX –

Y1

24MHz

C1

15p

C2

15p

GNDGND

GND

PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6

R31M

VCC

R1

10k

C4

100n

GND

1234

5 6

K1

GND

VUSB

R41k5

C5

1u

PD0PD1PD2PD3PD4PD5PD6

PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7

VCC

GND

R2

10k

VCC

LED1 LED2

R5

274R

R6

274R12

345678910

K2

GND

MOSI

RSTSCKMISO

C8

100n

JP1

PC7

USB

060224 - 11

RESETPOWER

CS19

RD20

WR/SK21

INTR22

DRQ23

DACK24

A0/ALE/SI25

D0/SO26

D127

D228

D31

D42

D53

D64

D75

RESET6

AGND7

V3.38

D+9

D-10

GND

11

VCC

12

GND

13

MODE114

MODE015

XIN

16

XOUT

17

CLKOUT18

IC2

USBN9604SLB

D2

MBRS130T3G

VCC

JP3

GND

VCC

C11

100n

C3

1u

GND

PB0 (XCK/T0)40

PB1 (T1)41

PB2 (AIN0/INT2)42

PB3 (AIN1/OC0)43

PB4 (SS)44

PB5 (MOSI)1

PB6 (MISO)2

PB7 (SCK)3

RESET4

PD0 (RXD)9

PD1 (TXD)10

PD2 (INT0)11

PD3 (INT1)12

PD4 (OC1B)13

PD5 (OC1A)14

PD6 (ICP)15

PD7 (OC2)16

XTAL27

XTAL18

GND

6

PC0 (SCL)19

PC1 (SDA)20

PC2 (TCK)21

PC3 (TMS)22

PC4 (TDO)23

PC5 (TDI)24

PC6 (TOSC1)25

PC7 (TOSC2)26

AREF29

AVCC

27

PA7 (ADC7)30

PA6 (ADC6)31

PA5 (ADC5)32

PA4 (ADC4)33

PA3 (ADC3)34

PA2 (ADC2)35

PA1 (ADC1)36

PA0 (ADC0)37

VCC

5

VCC

17GN

D18

VCC

38

GND

39AG

ND28

IC1

ATmega32L-8MU

C7

1u

C6

100n

C9

100n

C10

100n

GND

JP4

R7

10k

AUX

JP2

D1

MBRS130T3G

VUSB

R8 100RR13100R R9 100RR15100RR14100R

R10 100RR11 100RR12 100R


PB0

PB5PB4PB0PB7PB6

PB3PB1PB2

rot grϋn

Figura 2. El diagrama de circuito del USBprog no es mucho más complejo que el diagrama de bloques.


también para Linux, y está pensada incluso una versión OS-X.

DispositivoLa figura 2 muestra el circui-to del USBprog. No es mu-cho más complicado que el diagrama de bloques. El cir-cuito completo se alimenta di-rectamente desde el conector del USB del PC, algo que con una toma de corriente general de menos de 100 mA es posi-ble sin problemas. D2 protege el PC que le da alimentación de posibles sobrecargas de tensión mediante el disposi-tivo cerrado de USBprog.

IC2 es un puente USB especializado que es lo bastante rápido para nuestro objetivo con un USB 1.1 “full speed“ compatible y su transmisión de da-tos basada en DMA. La frecuencia del cuarzo de 24 Mhz exterior se do-bla en el interior y se puede poner en CLKOUT con una frecuencia progra-mable, de manera que IC1 se vuelve cíclico, así que sobra un segundo cuarzo. La ma-yoría de firmware vuelven cí-clico IC1 con su máxima fre-cuencia de 16 MHz. IC1 e IC2 se conectan entre sí median-te algunos cables de control y un bus ancho de 8 bits. A las clavijas de las salidas parale-las K2 y de JP3 se les puede agregar según las necesida-des las funciones adecuadas (véase la tabla 2).

Si está introducido JP1, se puede controlar la transmi-sión de reinicio de IC1 des-de fuera mediante el pin 5 de K2, imprescindible para

la programación externa (cargador de arranque). Con JP2 se puede es-coger si hay que alimentar un dispo-sitivo cerrado K2 directamente de 5 V de la interfaz de USB o si el PC debe estar mejor protegido por D1. D1 y D2 son diodos Schottky por las mínimas caídas de tensión. JP4 está disponi-ble para fines personales, se podría

conectar, por ejemplo, un pul-sador adicional.

Estructura y cargador de arranqueComo el USBprog se hace con una placa de doble cara y al-gunos componentes SMD, se-guro que muchos lectores recurrirán encantados en la tienda Elektor al kit disponi-ble con la placa ya ensambla-da. Sólo hay que soldar los co-nectores. Quien tenga ánimo para hacerlo, también puede fabricarse su propia placa (fi-gura 3) con ayuda de los la-yout (descarga en www.ele-ktor.com) o pedirla en www.

thePCBShop.com y montarla comple-tamente a mano.

Tras haberla montado con éxito (figu-ra 5) se presenta un problema como el del huevo y la gallina: antes de poder escribir los firmware deseados en la memoria flash con comodidad con el USB, primero hay que guardar el car-

gador de arranque en IC1, que se puede hacer gracias al flash con USB. El puerto B de IC1 indica como segunda función las conexiones nece-sarias para la programación, y todas ellas se llevan a K2. Quien no pueda disponer de un programador AVR o tomar-lo prestado de un amigo o co-nocido, tal vez tenga acceso a un PC con una interfaz pa-ralela. Mediante esa interfaz de impresora se puede pro-gramar también IC1 con una conexión muy sencilla, rápida y unida [5]. El archivo “usbprog_base.hex“ se trasmite así con AVR-Studio, AVRDUDE u otro soft-

Lista de piezas Resistencias:R1, R2, R7 = 10 k, SMD 0603R3 = 1 M, SMD 0603R4 = 1k5, SMD 0603R5, R6 = 274 , SMD 0603R8...R15 = 100 , SMD 0603

Condensadores:C1, C2 = 15 p, SMD 0603C3, C5, C7 = 1 μ, SMD 0603

C4, C6, C8...C11 = 100 n, SMD 0603

Semiconductores:IC1 = ATmega32L-AU, QFP 12x12 (Atmel) IC2 = USBN9604SLB (National

Semiconductor)D1, D2 = MBRS130T3G, SMB DO214AA D3 = LED rojo, SMD 0603 D4 = LED verde, SMD 0603

Además:Q1 = Cuarzo, 24 MHz, HC49/4X1 = Conector USB, tipo B para montaje

en PCB K2 = Conector DIL de 10 pines, para mon-

taje en PCB JP1, JP4 = Conector SIL de 2 pinesJP2 = tira de 3 pinesJP3 = tira de 4 pinesPlaca 060224-1 (Layouts y pedidos en

www.elektor.com) Placa SMD montada con todos los compo-

nentes necesarios (060224-71, véase el escaparate de la tienda Elektor)

Figura 3. La placa de dos caras de tiene montaje SMD.

Figura 4. Una captura de pantalla de “usbprog-gui.exe” en Windows.

52



ware AVR al ATmega32. Además los fusibles se deben colocar según la tabla 3.

Una vez esté el cargador de arranque y los fusibles colocados, elUSBprog está disponible.

SoftwareComo ya hemos mencionado, hay una

versión con soporte gráfico “usbprog-gui.exe”, el driver correspondiente. Se conecta el USBprog a un interfaz de USB, el asistente de drivers de Windo-ws debería reconocer el USBprog y acti-var esos drivers automáticamente.

El software para Linux no se presenta como un programa ya compilado por la variedad de arquitecturas que existen. Como de costumbre, hay que descargar el archivo completo de software de [2] y pro-ceder como le indicamos a continuación:

1. Desempaquetar con “tar xvzf usbprog.tar.gz”.

2. Cambiar a la lista “usbprog”. 3. Preparar la compilación con la

orden “./configure” 4. Iniciar la compilación con la

orden “make”. 5. Instalar con la orden “make

install” (¡ejecutar como “root”!)

De momento no existe ningún progra-ma de flash USBprog para Mac, pero se puede utilizar un USBprog con flash como clon de AVRISP-MK2 con el pro-grama gratuito “AVRDUDE“ [6], un pro-grama de línea de mando para micro-controladores de AVR.

En la página web del proyecto [2] siem-pre están actualizadas las novedades en USBprog.

(060244e)

Enlaces

[1] MacGyver:www.hypediss.com/mac_gyver_multitool

[2] Página del proyecto: www.embedded-projects.net/usbprog und bei www.elektor.de

[3] AVR-Studio: www.atmel.com/avrstudio

[4] OpenOCD: http://openocd.berlios.de/web

[5] Programador paralelo: www.ixbat.de/index.php?page_id=188

[6] AVRDUDE: www.nongnu.org/avrdude/

[7] WinAVR: http://winavr.sourceforge.net/

[8] Yartago (entorno de desarrollo ARM):www.yagarto.de/

[9] Ficha técnica ATmega3: www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2503.pdf

versión de línea de mando para Linux y Windows, así como un programa “co-rrecto“ para grabar en la memoria flash con comodidad de USBprog.

Para Windows hay en la página web del proyecto [2] un programa de instalación con la denominación “Installer.exe”. Cuando se ejecute este archivo en Win-dows se instalará, además de la versión de línea de mando “usbprog.exe” y la

Tabla 3. Fusibles aplicables al ATmega32

Nº Fusible Valor Descripción

1 BODLEVEL 1 Sin Brown-Out-Detection

2 BODEN 0 Sin Brown-Out-Detection

3 SUT0 0 Startup-Time = 6 CLK + 64 ms

4 SUT1 1 Startup-Time = 6 CLK + 64 ms

5 CKSEL3..0 0000 Tiempo externo

6 CKOPT 1 Tiempo externo

7 OCDEN 1 On-Chip-Debug disable – importante por el puerto C

8 JTAGEN 1 JTAG fuera

9 SPIEN 0 serial program download enabled

10 EESAVE 1 Chip erase apaga también EEPROM

11 BOOTSZ1..0 00 Boot start address = $3800

12 BOOTRST 1 Sólo en “usbprog_base.hex“ – si no BOOTRST = 0

Sobre el autor Benedikt Sauter es un apasionado desarrollador de software y hardware de código abierto, y en la página web del proyecto se ocupa de la ampliación y el fomento de las aplicaciones posibles con el USBprog.

Figura 5. Este modelo construido en el laboratorio Elektor corresponde ya casi a la producción en serie…

Hexadoku

Si ya has practicado el Sudoku, no tendrás ninguna dificultad en entender como has de enfrentarte a nuestro Hexadoku, pero si no lo conoces sigue estas sencillas instrucciones.

El tablero tiene 16 x 16 casillas en las que podemos escribir dígitos hexadecimales, del 0 al 9 y de la A la F. Cada fila y cada columna tienen que contener todos y cada uno de los dígitos sin que se repita ninguno. También los grupos de 4 x 4 casillas

(marcados con un recuadro más grueso) han de contener todos los dígitos hexadecimales sin que se repita ninguno.

Aunque la idea es sencilla, comprobarás que requiere un poquito de esfuerzo mental para completarlo correctamente. Ármate de lápiz, goma de borrar y paciencia.

Las soluciones se publican cada 2 números.

Las instrucciones para este rompecabezas son muy sencillas. El Hexadoku funciona con números hexadecimales de 0 a F, totalmente en el estilo de los ingenieros electrónicos y los programadores.Rellene el diagrama de 16 x 16 casillas de modo que todos

ENVÍOEnvía tu respuesta (la combinación de las casillas grises) por correo electrónico, antes del 1 de noviembre de 2007 a:

[email protected] empleados de la editorial Segment y sus familiares quedan excluidos del concurso.

Rompecabezas para ingenieros electrónicosPara todos los amantes de los rompecabezas, este mes volvemos a ofrecerles un nuevo Hexadoku para mantener en forma el cerebro. ¡Muy apropiado para un lluvioso día de otoño!

E-blocks Starter Kit Professionalpor valor del 365,75

Y tres bonos ElektorCada uno por valor de 50

¡Así que vale la pena participar!

¡Resuelve el Hexadoku y podrás ganar!¡Participa y gana!Entre los participantes

con una respuesta correcta sorteamos un:

los números hexadecimales de 0 a F (es decir 0…9 y A…F) figure una sola vez en cada fila, en cada columna y en cada recuadro de 4x4 casillas (marcados con líneas negras más gruesas). El rompecabezas ya lleva algunos números, que determinan la situación inicial del rompecabezas.

AHORA SÍ

¡ A GANAR !

PUZZLE INFORMACIÓN Y ENTRETENIMIENTO


54

TECNOLOGÍA USB-UART


Interfaces USB-UARTTodo lo que debe saber para sobrevivirAntoine Authier

Los primeros chips de interfaz entre el bus USB y los bus de serie asíncronos (UART) aparecieron a principios de la década de 2000.Y ya estamos en la tercera, cuarta, o incluso quinta generación de circuitos: más rápidos, más fiables y más estables (concretamente sus drivers), y con funciones mejoradas.

Estos circuitos integrados permiten co-nectar a un bus USB maestro cualquier aparato que requiera una conexión de serie asíncrona full duplex, compatible o no con la norma RS-232.

En general, los drivers presentan dos modos de uso. El primer modo permi-te simular un puerto COM tradicional en la mayoría de sistemas operativos (Windows, Linux). Así, flexibiliza la

transición tecnológica facilitando el uso transparente en el bus USB de ma-teriales antiguos concebidos para los puertos de serie.El segundo afecta a las transferencias de datos a alta velocidad (es decir, transferencia directa de bloque, bulk mode), especialmente gracias al uso de un buffer de mayor tamaño, a condición de que pueda abandonarse la señaliza-ción RS-232 clásica. Algunos circuitos

permiten superar tranquilamente la lí-nea de 115.200 bps. Los tres principa-les actores del mercado son el escocés Future Technology Device International Ltd (por si jamás se habían preguntado qué se escondía detrás del acrónimo FTDI), el americano Silicon Laborato-ries Inc. (Silabs para los amigos), y el taiwanés Prolific Technology Inc.

ClockMultiplier /

Divider

UARTFIFO Controller

Serial InterfaceEngine( SIE )

USBProtocol Engine

Baud RateGenerator

UART Controllerwith

ProgrammableSignal Inversionand High Drive

3.3 VoltLDO

Regulator

USBTransceiver

withIntegrated

SeriesResistorsand 1.5KPull-up

USB DPLL

Internal12MHz

Oscillator

48MHz

48MHz

OCSI(optional)

OSCO(optional)

USBDP

USBDM

3V3OUT

VCC

TXD

RXD

RTS#

CTS#

DTR#

DSR#

DCD#

RI#

CBUS0

CBUS2

CBUS3

RESET#

TEST

GND

RESETGENERATOR

3V3OUT

CBUS1

FIFO TX Buffer128 bytes

FIFO RX Buffer256 bytes

InternalEEPROM

To USB Transceiver Cell

CBUS4

24 MHz12 MHz6 MHz

To USBTransceiver

Cell

VCCIO


FTDILos dos productos más recientes de FTDI son el FT232R y el FT2232D.El FT232R presenta una interfaz USB de serie UART (Universal Asynchro-nous Receiver/Transmitter), y funcio-na también en modo bit bang síncro-no; este modo, específico de los chips FTDI, les permite controlar 8 entradas/salidas (E/S) de alta velocidad. La EE-PROM de configuración, las resisten-cias de conexión al bus USB así como el circuito de reloj se han integrado en el chip para simplificar el uso y reducir la congestión.La señal de reloj interna, configurable (6, 12, 24 o 48 MHz), es disponible en uno de los terminales del circuito. Tam-bién puede usarse para establecer la frecuencia de un microcontrolador o la lógica externa.

Durante la producción, se atribuye un número de identificación único (FTDI-Chip-ID) a cada circuito. Esta innova-ción técnica, que constituye el orgullo de FTDI, permite por ejemplo proteger una aplicación contra la copia.El FT2232D presenta dos interfaces USB UART/FIFO (First In-First Out)configurables independientemente. Concretamente, soporta los siguientes modos: interfaz UART, FIFO, bit bang,interfaz de serie síncrona compatible JTAG, I2C y bus SPI. Estas tres últimas interfaces forman un circuito de tomas para conexiones directas en una am-plia gama de chips. La compatibilidad JTAG facilita la depuración y la progra-mación sin fallos.

FTDI suministra los drivers de estos circuitos sin gastos ni royalties, tan-to para los sistemas operativos de Microsoft como para Linux (núcleo 2.4.x únicamente, que podría parecer antiguo en el momento de escribir estas líneas).Bill Ryder es el iniciador del COM vir-tual para Linux, http://ftdi-usb-sio.sourceforge.net/ y coordina el desarro-llo a largo plazo. Su driver está integra-

do en el núcleo desde la versión 2.4.20. Es responsable de la creación del pe-riférico /dev/ttyUSBx en el empalme de un circuito FTDI en Linux.Otros colaboradores han escrito otras implementaciones y complementos. In-tra2net por ejemplo, proporciona una biblioteca específica para el acceso en modo bit bang, http://www.intra-2net.com/de/produkte/opensource/ftdi/. Sobre la base de la libusb están-

dar, esta biblioteca funciona muy bien, por lo menos por lo que hemos podido comprobar.Los drivers para Windows es-tán disponibles en el sitio y bien documentados.Parece que FTDI va a la cabeza de los circuitos más usados en los pro-yectos de electrónica que se hace uno mismo.Se ha publicado mucho savoir-faire al

respecto, así que es beneficioso para todos.Aunque es cierto que el suministro era complicado hace unos años, ahora la red de distribución está bien desarro-llada y los chips FTDI están fácilmente disponibles y a precios razonables.Pronto les presentaremos su última in-novación, el Vinculum, un microcontro-lador con puerto USB maestro.

Testimonio de un usuario“El control del flujo material no funcionaba correctamente. Por suerte para nosotros, el soporte técnico de EE.UU. corrigió muy rápidamente este problema.

Por el contrario, con el driver para Linux no se suministra ningún código fuente. Así que para la adaptación tuvimos que hacer un poco de bricolaje y de descompilación.

En cuanto a la sincronización del puerto de serie, el USB fuerza la transmisión de las tramas por paquete, lo que provoca un ligero retraso, de algunos milisegundos si no recuerdo mal, tanto en la emisión como en la recepción.

Una cosa es cierta, esto no le impide alcanzar velocidades de transmisión mucho más elevadas que las de un puerto de serie clásico”.

Frédéric, R&D Inventel, París

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Tabla comparativa

FTDI Silicon Laboratories

Características– especificidades FT232R FT2232D CP2101

Norma USB 2.0 Full Speed 2.0 Full Speed 2.0 Full Speed

Tamaño de la EEPROM de los descriptores USB (en octetos) 1024 externa 512

Tamaño del buffer de emisión (en octetos) 128 128 512

Tamaño del buffer de recepción (en octetos) 256 384 512

Número de bits de datos soportados 7 y 8 7 y 8 8

Número de bit de stop soportados 1, 2 1, 2 1

Paridad soportada Par, impar, ninguna marca, espacio

Par, impar, ninguna marca, espacio

Par, impar, ninguna

Conformidad de conexión (Handshaking) Material o software X-On X-Off

Material o software X-On X-Off

Material y software

Velocidad de transferencia (Baud rate) RS232:300 bps a 1 Mbps

RS485:300 bps a 3 Mbps



300 bps921,6 kbps

Interrupción de línea (Suspend & Resume) Sí Sí No

Velocidades de transferencia parametrizadas (no estándar) Sí Sí No

Período de espera en recepción parametrizable Sí Sí No

Puertos de entrada/salida genéricas 5 configurables configurable No

Tensión de los puertos de entrada/salida configurable por terminal Vio 1,8, 2,8, 3,3, 5 V 3,3, 5 V No

Puesta en modo de espera dinámica por puerto USB Sí No

Soporte de protocolo RS-232 Sí Sí Sí

Soporte de protocolo RS-422 Sí Sí No

Soporte de protocolo RS-485 Sí Sí No

Otro bus de serie – JTAG, I2C, SPI –

Modo de transferencia de bloque Sí, bit bang Sí, bit bang Sí

Reloj interno 6, 12, 24, 48 MHz No –

Adaptación de impedancia del bus USB integrado Sí No Sí

Tensión de alimentación 3,3, 5,25 V 4,35, 5,25 V 3,0, 3,6 V

Alimentación por el bus USB Sí Sí Sí

Número de serie FTDIChip-ID No No

Caja QFN-32SSOP-28

LQFN-48 QFN-28

Pilotes (drivers) logiciels Port COM Virtuel (W/L)D2XX (W/L)

Port COM Virtuel (W/L)D2XX (W/L)

Port COM Virtuel (W/L)USBXpress (W)

Silicon LaboratoriosEn la gama de las interfaces USB-serie, Silicon Laboratories propone tres circui-tos: los CP2101, CP2102 y CP2103.

El CP2101 constituye la base y la refe-rencia. Presenta todas las funciones de base de la interfaz USB-UART en Sila-bs. Su caja de 5 mm incluye un contro-lador USB 2.0 full speed, un reloj, el cir-cuito de adaptación de impedancia para una conexión sin resistencias en el bus USB, una EEPROM de 512 octetos y un controlador UART compatible RS-232. Así, no es necesario ningún componen-te externo dedicado al bus USB.

esta configuración, la interfaz UART soporta todas las funciones del pro-tocolo RS-232 así como la conformi-dad de conexión (handshaking). Para el CP2103 también se utiliza el pro-tocolo RS-485 y manda cuatro GPIO (General Purpose Input/Output =E/S de uso genérico). Un driver lla-mado USBXpress, disponible única-mente para Windows, accede direc-tamente al chip.

Es interesante precisar que, por des-gracia, el driver para Linux no se su-ministra con su código fuente.No obstante, Craig Shelley ha reescrito este driver, que está disponible con las

Tanto el CP2102 y el CP2103 son me-joras consecutivas del anterior, con un mayor número de funciones. La EE-PROM interna cuyo tamaño ha pasa-do a 1024 bits puede protegerse con escritura. Al CP2103 se le han incor-porado 4 puertos de E/S independien-tes, cuya tensión de salida es regu-lable (por medio de una alimentación externa). Soporta también el protocolo RS-485 y la puesta en espera dinámica a través del bus USB.

Silicon Laboratories propone también dos tipos de drivers. La emulación de puerto COM está disponible tanto para Windows como para Linux. En


Prolific Moschip

CP2102 CP2103 PL2303 PL2313 MSC7820 MSC7840

2.0 Full Speed 2.0 Full Speed 2.0 Full Speed 1.1 2.0 Full Speed 2.0 Full Speed

1024 1024 OTP + externa OTP + externa Externa I2C Externa I2C

640 640 256 / 128 – 512 512

576 576 256 / 328 – 512 512

5, 6, 7 y 8 5, 6, 7 y 8 5, 6, 7 y 8 – 5, 6, 7 y 8 5, 6, 7 y 8

1, 1,5 y 2 1, 1,5 y 2 1, 1,5 y 2 – – –




– – –

Material y software Material y software Material o software X-On X-Off

Material y software Material y software Material y software

300 bps1 Mbps

300 bps1 Mbps

75 bps a 6 Mbps

Hasta 1 Mbps 50 bpsa 6 Mbps

50 bpsa 6 Mbps

Sí Sí Sí – Sí Sí

Sí Sí – – Sí Sí

Sí Sí – – – –

No 4 2 12 1 1

No 1,8 V a Vdd – – – –

No Sí Sí – Sí Sí

Sí Sí Sí Sí Sí Sí

No No No – Sí Sí

No Sí No – Sí Sí

– – – Sí (japonés) – –

Sí Sí Sí – – –

– Sí No No No No

Sí Sí Sí Sí – –

3,0, 3,6 V 3,0, 3,6 V 3,6, 5,5 V 3,3, 5,5 V 4.5, 5.5V 4.5, 5.5V

Sí Sí – – – –

No No Sí – – –

QFN-28 QFN-28 QFN-32SSOP-28

LQFP-48SSOP-28

LQFP-48 LQFP-64



Port COM Virtuel (W/L)Accès direct (à tester)

– Windows/Linux/Mac Windows/Linux/Mac

fuentes del núcleo actual. Todavía está en estado de desarrollo avanzado.Por el contrario, el sitio de Silabs pro-pone una base de conocimiento rica y detallada. Los circuitos de aplicación se proporcionan con el código fuen-te de su microprograma (firmware), y son de buena calidad.

ProlificProlific nos propone dos circuitos re-cientes: el PL2303X-Edition y el PL2313 que proporcionan respectivamente una o dos interfaces USB de serie.El PL2303X respeta las especificacio-nes del bus USB 2.0

full-speed. El circuito presenta un reloj interno a 12 MHz y dos puertos de en-trada/salida genéricos. El UART utiliza el protocolo RS-232.Una memoria OTP permite configurar los parámetros del enlace de serie y los datos del constructor, VendorID y Pro-ductID. También se puede introducir un número de serie en esta memoria.

Esta información se puede modificar en la EEPROM externa cuando ésta se utiliza.

El PL2313 parece que está basado en un corazón más antiguo, responde a la norma USB 1.1. Presenta dos interfaces

USB-UART que respetan el protocolo RS-232. Contiene un reloj interno, las resistencias de bus, una memoria OTP para la personalización y doce puertos de entrada/salida.Además, es compatible con varias in-terfaces del teléfono móvil japonés iMode, CDMA-1...Se recomienda adquirir los drivers para Windows y preinstalarlos para prepa-rar el terreno. Sino, no funcionará la au-tomatización de la instalación.

Las fichas de características de los componentes Prolific, los códigos fuen-te y las notas de aplicación están dis-ponibles en la rúbrica [support > do-

58



wnload center] de su sitio. Proporcio-nan los drivers para Windows, COM virtual y acceso directo. Los ejemplos del código fuente describen el acceso directo para Linux. El driver de puer-to COM para Linux ha sido desarrolla-do de forma independiente por Grez

Kroah-Hartman, el código está inte-grado en el núcleo.

Los demásEl último fabricante que trataremos aquí es indio y presenta una gama lle-na de productos.

Las dos interfaces USB de serie re-cientes de Moschip Semiconductor Technology Ltd se llaman MCS7820 y MCS7840. Proporcionan respecti-vamente dos y cuatro interfaces que respetan la norma USB 2.0 y los pro-tocolos RS-232, RS-422 y RS-485. Estos

Observaciones y recomendaciones- (probado únicamente para FTDI)Atención, la instalación conjunta del driver COM virtual y del acceso di-recto D2XX no funciona, le pedirá que proceda a la desinstalación del driver actual.

- Si su circuito propone dos interfaces, deberá instalar dos veces el mismo dri-ver. En efecto, cada interfaz tiene su propio grupo de End-Point USB gestio-nado separadamente por el maestro.

(070478-I)

Enlaces Internet:www.ftdichip.com/www.silabs.com/www.prolific.com.tw/www.k-micro.us/www.compuapps.com/www.moschip.com/www.usb.org/

componentes requieren una EEPROM compatible I2C y pueden alimentar-se directamente por el bus USB. Los drivers están disponibles tanto para Windows como para Linux. Todavía no hemos encontrado este tipo de pro-ductos en Europa.

K-micro, un fabricante americano, también ofrece este tipo de producto, pero no consigue convencernos, así que nos limitamos a mencionarlo, y dejamos al lector la libertad de seguir leyendo en su sitio.

Al término de esta presentación, te-nemos la impresión de que cada fa-bricante propone una gama completa de productos, más o menos idénticos. Los precios, el soporte ofrecido y la información disponible de los fabri-cantes, así como la tabla recapitula-tiva que hemos elaborado, deberían facilitar la elección.

Personalice sus productosModificar la EEPROM de los circuitos para cambiar el VendorID y/o el ProductID de su apa-

rato puede resultar peligroso. Los drivers de referencia ya no reconocerán el aparato.

Si desea personalizar sus montajes y poseer su propio VendorID oficial, sepa que cuesta 2.000$ ante la autoridad de regulación: www.usb.org/

No obstante, puede procurarse un lote de diez VendorID/ProductID únicos y oficiales en www.mecanique.co.uk/ por la módica suma de 29,95 libras esterlinas.

Por otro lado, FTDI ofrece a las empresas la posibilidad de tener un grupo de ocho Produc-tID a condición de que se utilicen junto con el VendorID de FTDI (a saber 0x0403).

60

SOBRE EL TERRENO RECICLAJE


Flash transformadoConvertir un flash de cámara barato en una lámpara LED multifuncionesMichael Gaus y Bernhard Kaiser

Ver para creer: los autores han descubierto en un flash de cámara de móvil barato un pequeño controlador de 8 bits de Freescale que dispone de un flash de 4 kB y se puede programar “in-circuit“. Un adaptador de programación casero y un poco de software gratuito de internet, ¡y ya está hecha la conversión en una lámpara LED multifunciones!

Gracias al auge de las fotos hechas con móvil hay una oferta de flashes de cámara pequeños y desmontables por pocos euros. Como contienen algunos LEDs (blancos ultraluminosos) y el cir-cuito del controlador, son fantásticos como base para utilizarlos como lám-para de bolsillo LED, una luz de seña-lización o algo parecido. En internet hay algunas descripciones para conec-tar la electrónica de control necesaria, en las que se han inspirado nuestros autores [1]. Pero eso no es todo: como para utilizar el flash sencillo hace falta un poco de lógica y en la mayoría de

casos se accede a los accesorios del teléfono móvil con una clave, por lo general también hay un pequeño mi-crocontrolador en las pequeñas piezas desmontables. Quien piense por con-trolador en un producto sin marca pre-programado, le aconsejamos uno me-jor, el “MPF-10 KRY“ de Sony Ericsson. Éste lleva incorporado un controlador de 8 bits de uso corriente de Freescale que presenta una memoria de flash de 4 kB e incluso es programable dentro del circuito. ¡Y eso pide a gritos car-gar un programita casero! Así no sólo sobra toda la electrónica externa de

control, y en consecuencia se puede seguir utilizando la carcasa original. También se pueden realizar toda una serie de prestaciones de la forma más sencilla: luz constante, luz atenuada, luz intermitente o un estroboscopio. El software de ejemplo de nuestros auto-res incluye todas estas funciones, de manera que la lámpara LED proyecta-da se puede utilizar como lámpara de bolsillo multiusos, iluminación exte-rior doméstica de bajo consumo, lám-para USB para portátiles, estrobosco-pio programable o luz de señalización para correr o ir en bici. Todavía sur-

Figura 1. Se puede pedir el flash desmontable que se utiliza en internet por unos pocos euros.

Figura 3. El convertidor elevador se ve entre los componentes SMD pasivos.

8

7

PDIP/SOIC 070479 - 13

6

5

VSS

PTA0/AD0/TCH0/KBI0

PTA1/AD1/TCH1/KBI1

PTA2/IRQ/KBI2/TCLK

1

2

3

4

VDD

PTA5/OSC1/AD3/KBI5

PTA4/OSC2/AD2/KBI4

PTA3/RST/KBI3

MC68HC908QT4

Figura 2. La colocación de los terminales del pequeño controlador de 8 bits.


gen más aplicaciones si sustituimos el LED blanco por LEDs de colores.

DispositivoEl flash desmontable es un producto a gran escala de Sony Ericsson y lleva la indicación de tipo MPF-10 KRY (figu-ra 1). Se puede obtener por ejemplo en algunas tiendas de internet o en una conocida casa de subastas de internet (buscar simplemente por el indicador “MPF-10”). Tras la puja, los módulos se ofrecen por menos de un euro. El microcontro-lador mencionado lleva el indicador MC68HC908QT4 y presenta, además del flash de 4 kB, una memoria RAM de 128 bits y un oscilador interno de 3,2MHz (la figura 2 muestra la distri-bución de los terminales).

Además, el flash de cámara contiene seis LEDs blancos ultraluminosos, un pulsador y un convertidor elevador que se ve en la figura 3 entre los componen-tes SMD pasivos. Como se puede ver en el sencillo circuito de la figura 4 tam-bién éste es poco complicado. Los dio-dos de luz no están activos al conectar la tensión de alimentación. La entrada de habilitación del convertidor elevador, y por lo tanto también los LEDs, se co-nectan mediante el terminal PTA4 del microcontrolador; en el nivel HIGH se encienden los diodos de luz. Gracias a la salida de una señal PWM también se pueden oscurecer los LEDs. El pulsador de control se conecta al puerto PTA3, con el botón apretado se leerá que está en el nivel LOW. Eso se puede utilizar en el programa para funciones especiales.

El flash de la cámara está diseñado en el funcionamiento del móvil para una tensión de alimentación de 3,6 V. Como, según la ficha técnica, la tensión de ali-mentación del controlador [2] puede va-riar de 2,7 V a 5,5 V, los autores pudieron probar con éxito los módulos de flash existentes en el rango de 3,0 V hasta 5,5 V. Como toma de corriente con los LEDs conectados se calcula moderado 180 mA (con 3,6 V). Debido al converti-dor elevador incorporado, que alimenta los LEDs conectados en serie con una corriente constante de alrededor de 27 mA y una tensión total de apenas 20 V, no hay ninguna diferencia de luminosi-dad perceptible con el mencionado ran-go de tensión de alimentación. Así, el flash de cámara se puede alimentar de forma óptima con pilas. Por ejemplo se podrían vaciar tres pilas alcalinas con 1,5 V hasta 1,0 V.

MC68HC908QT4

PTA5/OSC1

PTA2/IRQ

PTA3/RST

IC1

PTA0

PTA1

PTA4

7

8

1

6

5

4

3

2

Convertidorelevador

ENABLE

IC2

OUTD1

D1...D6 =LED weiß

D2

D3

D4

D5

D6

J1

10

11

1

2

3

4

5

6

7

8

9

R1

10k

R2

10k

TA1

VCC

VCC

C1C2C3C4

VCC

070479 - 11

Ad

apta

do

r d

e p

rog

ram

ació

n

Figura 4. El circuito del flash es muy sencillo: las funciones se conectan a los ICs.

J3

10

11

1

2

3

4

5

6

7

8

9

VCC

C1

1

C2

1

IC2.A

EN

2 3

1

IC2.B

EN

56

4

C5

1

R2

1k

C3

125V

25V

25V

25V

25V

C4

1

VCC

MAX232

T1OUT

T2OUT

R1OUT

R2OUT

R1IN

IC1

T1IN

T2IN

R2IN

C1–

C1+

C2+

C2–

11

12

10

13

14

15

16 V+

V-

7

8 9

3

1

4

5

2

6

D1

9V1 400mW

IC2.C

EN

9 8

10

IC2.D

EN

12 11

13

J2

SUB-D9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

IC2

14

7

C6

100n

R1

10k

VCC

VCC

IC3

10 MHz

14

8

7

R310

k

VCC

VCC

IC2 = 74HC125

flas

h d

e cá

mar

a

070479 - 12

Figura 5. Para cambiar la programación se necesita un adaptador de programación relativamente sencillo, básicamente consta de un convertidor de nivel RS232.

62

SOBRE EL TERRENO RECICLAJE


Adaptador de programación

Para cambiar la pro-gramación del pequeño controlador se necesita un adaptador de pro-gramación relativamen-te sencillo. Consta de un convertidor de nivel RS232 (véase figura 5). Si se quisieran progra-mar varios flashes de cá-mara, se pueden utilizar las pestañas de contacto existentes, porque todas las conexiones necesa-rias para la programa-ción llevan a esas pesta-ñas. Para contactar este cable hay que conse-guir por internet [3] un conector adecuado (véa-se la figura 6), que como pieza de recambio de móvil tenga la denomi-nación “Pestaña de co-nexión para móvil Sony Ericsson T68”. También se puede fabricar un en-chufe con una placa de control SMD con un in-tervalo de cuadrícula de 0,9 mm (figura 7).La alimentación en fun-cionamiento se puede producir mediante otro conector, pero los ca-bles se deben soldar di-rectamente al controla-dor, así que es necesa-rio, por supuesto, abrir la carcasa (véanse los recuadros).

CompiladorPara el software sólo se necesitan un compilador y un software de progra-

mación adecuado. Para crear un programa (o mo-dificar nuestro programa de ejemplo MULTILED.C) se necesita el compilador gratuito SDCC-2.6.0 [4a], así como el entorno de desarrollo Code-Warrior de Freescale, que se describe en los números de Elektor de mayo y ju-nio de 2007 [4b]. Para el sistema de Windows se selecciona en [4a] “sdcc-win32” como descarga.

El código fuente del archi-vo C se puede crear o tra-tar con un editor de texto sencillo como el Bloc de notas. Con los programas propios hay que tener en

cuenta que hay que de-clarar las variables con “near” para que lleguen a la memoria interna RAM, por ejemplo:

unsigned char near cTest;

Al iniciar el programa hay que desconectar el pro-tector con:

CONFIG1 = 0x01; // disable Watchdog

El compilador se activa con un pequeño archivo batch (hemos hecho una práctica agrupación de los archivos en el archivo zip del software 070479-11, que se puede descar-gar de la página web de Elektor [5]):

Figura 6. La programación se realiza mediante las pestañas de contacto del flash del móvil. El conector adecuado que se muestra se puede conseguir en internet.

Figura 7. Se puede fabricar un conector que encaje con una placa de control SMD.

Figura 8. Al utilizar el interfaz serie hay que hacer unos cuantos ajustes.

Figura 9. Cuando aparezca la ventana “Power Cycle Dialog“, hay que apagar un momento la tensión de alimentación y luego conectarla de nuevo.

Figura 10. El archivo de programación se selecciona mediante “SS“. El módulo se borra con “EM“ y se programa con “PM“.


sdcc -mhc08 --out-fmt-s19 --code-loc 0xEE00 --stack-loc 0xFF MULTILED.C

pause

0xEE00 es la dirección de inicio de la memoria interna de programación del flash. La pila empieza en la dirección 0xFF en la memoria RAM interna y desciende.

Programación Con el código fuente el compilador ge-nera varios archivos, entre ellos un ar-chivo .S19, que se utiliza para progra-mar el controlador.

Primero se instala la herramienta “PROG08SZ Programmer” de PEMI-CRO [6]. Para descargar este “software gratuito” hay que crear un acceso gra-tuito en la página de registro (“new ac-count”). A continuación se puede des-cargar el archivo de instalación“prog08sz_interactive_install.exe ».

Al utilizar el interfaz serie, hay que hacer algunos ajustes, como se apre-cia en la captura de pantalla (figura 8)Después de haber conectado la alimen-tación y el adaptador de programación al flash de cámara, hay que accionar el botón “Contact target with these settings”.

A continuación se abre una nueva ven-tana en la que se selecciona el tipo de controlador (“908_qt4.08P“). Cuando aparezca la ventana “Power Cycle Dia-log“ (véase figura 9) hay que apagar un momento la alimentación y volverla a encender. Ahora le toca a la progra-mación propia. Primero se selecciona el archivo de programación correspon-diente (en este ejemplo “MULTILED.S19”) mediante la función de progra-mación “SS” (véase figura 10). ). El mó-dulo se borra con “EM” y se programa con “PM”. Se verifica con “VM” (Verify) si todo ha funcionado sin errores.

Programa de ejemplo Los autores han escrito un progra-ma pequeño pero eficaz programa de ejemplo que se puede descargar de for-ma gratuita (código fuente y archivos

hex) en la página web de Elektor [5]. El programa MULTILED.C dispone de dos modos. El modo “luz constante/oscurecida“ hace que los LEDs iluminen con la máxima claridad cuando está conecta-da la alimentación pero no se presiona el pulsador incorporado. Si se acciona, los rayos entran en funcionamiento te-nue. El convertidor elevador se encien-de y apaga cíclicamente mediante la entrada de habilitación. Con el botón apretado la claridad se reduce cada vez más al disminuir la fase On/Off. Cuan-do alcanza el valor de claridad mínimo previsto, la luz vuelve a iluminar con la máxima claridad.

Se llega al modo “Funcionamiento in-termitente/estroboscopio“ cuando la alimentación se coloca con el botón del flash de cámara accionado. Si se vuelve a accionar el botón se puede cambiar la frecuencia entre 60 valo-res distintos.

(070479)

Enlaces [1] Información sobre el flash de cámara e “inspiración” para el proyecto:http://avr.auctionant.de/mpf-10_handyblitz

[2] Ficha técnica del controlador: www.freescale.com/files/microcontrollers/doc/data_sheet/MC68HC908QY4.pdf

[3] Conector para la programación del flash de la cámara: http://stores.ebay.de/MOBIL-PLANET-GMBH(Búsqueda: “cable de conexión t68”)

[4a] Compilador C SDCC .6.0 (Freeware):http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=599

[4b] Proyecto SpYder de Freescale en Elektor:www.elektor.com

[5] Se puede descargar de forma gratuita el programa MULTILED.C en la página web de Elektor: www.elektor.com

[6] Software de programación: https://www.pemicro.com/login.cfm?from_url=http://www.pemicro.com/downloads/do-wnload_file.cfm?download_id=83

Apertura de la carcasaCuando se puede utilizar para la progra-mación un conector casero o un cableado volante, hay que asegurar la alimenta-ción de forma mecánica. Ahora hay que abrir la carcasa y soldar los cables al microcontrolador. Por supuesto, también hay que abrir la carcasa para cambiar los LEDs blancos por otros de colores.

El desmontaje se realizará en dos pasos.

La tapa con reflector está encajada en la carcasa. Si se presiona un cuchillo o un destornillador en la ranura se puede le-vantar la tapa. Ahora el flash de cámara está separado en dos piezas.

Para acceder a la electrónica hay que apartar la tapa trasera. Para eso hay que soltar los cuatro tornillos de estrella del lado del reflector.

La alimentación de tensión se soldará di-rectamente a los terminales de alimenta-ción del microcontrolador. Se vuelve a ce-rrar la carcasa para asegurar una buena mordaza de fijación.

Advertencia Hay que tener cuidado al manejar este flash de cámara. Se pueden dañar los ojos con los LEDs ultraluminosos incorporados. ¡Por eso no se debe mirar la fuente de luz a corta distancia ni durante mucho tiempo!

64

SOBRE EL TERRENO TALLER


Imágenes que fascinanJeroen Domburg

Todos conocemos las visualizaciones de Winamp, Windows Media Player, XMMS y compañía. Efectos casi hipnóticos y de vivos colores que reaccionan a la música que suena. Una desventaja: sólo funcionan en el ordenador. Sin embargo, eso se puede cambiar. Con un potente chip y una vieja pantalla de móvil haremos una versión autónoma, que con el ‘plugin’ adecuado también puede funcionar de analizador de espectro en tiempo real.

Todo el mundo conoce las imágenes que bailan y hacen remolinos en la pantalla generadas por unos plugins de los programas de audio. Estos úl-timos toman los datos de audio del ar-chivo de sonido que está abierto en ese momento (habitualmente un mp3), los analizan, por ejemplo echándoles enci-ma una transformada rápida de Fourier (FFT), y procesan el resultado en for-ma de sistemas de partículas y muchos otros tipos de algoritmos con un único objetivo: generar la imagen más alu-cinante que se pueda. Para tener algo que mirar sin usar el PC, se ha diseña-do esta unidad autónoma de visualiza-ción de audio.

Material necesarioPara poder realizar estas visualizacio-nes de audio, necesitamos una serie de elementos, concretamente una fuente

de audio, un componente que aplique algoritmos de análisis en tiempo real y una pantalla. Como fuente de audio de uso portátil nos vale un pequeño micró-fono. Con una pequeña pantalla a color, por ejemplo la de un Nokia 3510i, nos arreglamos sin entrar en mucho gasto, ya que estas pantallas se encuentran muchas veces por un precio módico o pueden sacarse de un móvil viejo o averiado (mira bien que sea un 3510i, porque la pantalla del Nokia 3510 sin i es en blanco y negro).Lo único que falta es el elemento anali-zador de audio. A menudo se usa para esto un DSP (Digital Signal Processor, procesador digital de señal), que espe-cialmente diseñado para el procesado rápido de señales. El inconveniente es que este tipo de chip es bastante caro y difícil de conseguir. Una alternativa excelente es la familia de procesadores ARM LPC2100 de Philips. El LPC2103

es especialmente interesante para este proyecto: es un 32-bits que funciona a una velocidad de reloj máxima de 70 MHz. Ya lleva incorporados un conver-sor A/D y una interfaz SPI, que vienen estupendamente para el proyecto. Los 32 K de memoria flash se programan a través del puerto serie, no es necesario un programador especial.El chip sólo tiene una desventaja: sólo está disponible en encapsulado TQFP-48, lo que significa que las patillas es-tán a aproximadamente medio milí-metro unas de otras. Para poder usar este pequeño chip es absolutamente necesario un circuito impreso con las dimensiones adecuadas sobre el que montarlo. Esto podemos solucionar-lo de dos formas. Una es que existen adaptadores especiales para TQFP-48. Todas las patillas quedan hacia afue-ra como agujeros a distancia DIP es-tándar. Sin embargo, estos elementos

Cómo hacer y soldar el circuito impreso. Aunque habrá muchos lectores que sean capaces de traducir directamente el diseño del circuito impreso a brillantes pistas de cobre, también hay mucha gen-te que se quedará parada mirando la distancia de las patillas del circuito y del LPC2103. Sin embargo, montar un circuito así no tiene por qué ser complica-do ni costar mucho dinero.

Material necesario:

- Papel fotográfico, por ejemplo HP High Gloss- Una impresora láser en blanco y negro- Una placa de circuito virgen, con la capa de cobre- Producto de ataque, por ejemplo persulfato de sodio- Una cubeta de plástico en la que entre la placa- Una plancha a la máxima temperatura.

Método:

Imprime una imagen simétrica del diseño en el papel fo-tográfico. No toques la capa de cobre de la placa (agá-rrala por los cantos) porque las marcas de grasa impiden un buen resultado. Coloca el papel fotográfico con el lado impreso sobre la placa (contra la capa de cobre) y aplícale cuidadosamente la plancha al papel. El objetivo

es que el calor haga que el tóner se desprenda del papel y se adhiera al cobre. Una vez que el tóner se encuentra sobre el cobre, se puede retirar mediante el ataque el cobre que no ha quedado cubierto.Aunque hay equipos de ataque más completos y rápi-dos, para este tipo de circuitos pequeños una cubeta de plástico también va perfectamente. Pon una capa


Análisis de audio en una pantalla de móvilson bastante costosos y muy grandes en comparación con la pantalla que va-mos a utilizar.La segunda opción es diseñar y grabar uno mismo un circuito impreso. Como se ve en el cuadro, esto no tiene por qué ser para nada caro ni difícil. Ade-más, se ha hecho con el programa gra-tuito ‘PCB’ un diseño de circuito que se puede descargar con archivo Gerber y postscript ([1] y [2]). El circuito tiene dos caras, pero una de ellas se susti-tuye con puentes.

Hardware...Como con el microcontrolador ya te-nemos la mayoría del hardware en la mano, el resto va a ocuparnos poco es-pacio. Sólo necesitamos un amplifica-dor de micrófono, un circuito de reset, un cristal y dos tensiones de alimenta-ción (ver figura 1). El LPC2103 funciona con dos tensiones de alimentación: 3,3 V para las entradas y salidas y 1,8 V para el núcleo ARM. Para la primera se ha elegido una solución estándar, con-cretamente un LM1117MP-3V3. Para la alimentación de 1,8 V hemos instalado dos diodos en serie en la alimentación de 3,3 V. Con esto obtenemos 1,9 V, que realmente se pasa un poco. Sin embar-go, esto no es ningún problema. En la fe de erratas del microprocesador se indica que una tensión ligeramente superior a 1,8 V puede ser en algunos casos buena para la estabilidad.

El amplificador de micrófono es un sim-ple dispositivo de un transistor. Segura-mente los aficiona-dos a la alta fideli-dad protesten por la distorsión y la sensi-bilidad a la temperatura de esta solu-ción, pero sólo utilizamos el input para fines visuales, por lo que poco afectará la distorsión.El micrófono electret necesita una ten-sión de alimentación, que se suminis-tra a través de R6. C7 vuelve a filtrar esta tensión y transmite las señales re-cogidas por el micrófono a T2. La red de R7/R8 regula el factor de amplifi-cación. R7 controla tanto la regulación del transistor como la realimentación, mientras que R8 limita la corriente ha-cia el transistor. C8 transmite la señal amplificada a una patilla del microcon-trolador que está conectada a un con-versor A/D interno.D1 y D2 son LEDs blancos que funcio-nan como luz de fondo para el LCD. El microcontrolador puede, a través de T1, regular o desconectar a voluntad estos LEDs. Los LEDs deberán mon-tarse de tal forma que brillen contra la parte inferior del LCD. En la pantalla del Nokia 3510 habrá que perforar dos agujeritos a través de los que pueda pasar la luz de los LEDs.X1 genera la señal de reloj para el mi-crocontrolador. Como el cristal en sí

“sólo” es una versión de 20 MHz, esta señal se lleva, con un bucle de en-ganche de fase, a 60 MHz, impresio-nante para un chip tan pequeño.R5 y C9 forman una red R/C que con-trolan la entrada de reset del procesa-dor a partir de la tensión de alimenta-ción. El LCD se acopla a la conexión SPI del controlador y, aparte de 3,3 V de tensión de alimentación, no nece-sita más que un condensador externo (C10) para funcionar.Finalmente, quedan patillas con las que se puede programar el controla-dor a través del puerto serie de un or-denador. Atención: estas patillas fun-cionan a 3,3 V. Por tanto, habrá que hacer un ajuste de nivel, por ejemplo con un MAX3232. Un simple cable de datos GSM viejo también puede ser suficiente.

...y software

El hardware sólo es la mitad de la his-toria. Hay por lo menos igual de traba-jo metido en el firmware; allí es donde

de agua caliente (60 grados) y añade el producto de ataque según las instrucciones del embalaje. Es mejor que uses ropa vieja: el producto de ataque deja marcas imposibles de eliminar. Además, debes reali-zar el ataque en un espacio bien ventilado.Si la solución de ataque se pone azul, es que fun-ciona: ese es el color del cobre disuelto. Ayuda

mantener el líquido continuamente en movimiento, pero ten cuidado con las salpicaduras. Una linterna potente situada debajo de la cubeta puede indicar si el circuito ya está listo. Si todavía quedan conexio-nes entre las pistas o las islas donde no tiene que haberlas es que todavía no está listo.Una vez atacado, enjuaga el circuito con agua. El

tóner puede retirarse con un estropajo y, si es nece-sario, con disolvente, para que quede al descubierto la brillante capa de cobre. Si no estás totalmente seguro de que se hayan eliminado todas las conexiones indeseadas, este es el momento de comprobarlo con un multímetro y eliminarlas cuando sea preciso con un cuchillo afilado.

66

SOBRE EL TERRENO TALLER


tiene lugar el laborioso procesamiento de la señal.Frente a algunos de los otros micro-controladores, el ARM soporta desde hace mucho tiempo el compilador de C de código abierto GCC. Gracias a la arquitectura ortogonal del ARM, con este compilador se consiguen resulta-dos excelentes en cuanto a velocidad. Además, los algoritmos utilizados son muy complejos como para implementar en ensamblador en un tiempo razona-ble. Ese es el motivo por el que casi todo el firmware está escrito en C. De esta forma no es demasiado trabajoso para los lectores añadir ideas de visua-lizaciones al código.El código está construido de forma fun-damentalmente modular y se compo-ne de tres submódulos: las rutinas de input y procesamiento de audio, los generadores de efectos y la parte de la pantalla.Las rutinas de input leen periódica-mente el conversor A/D y acumulan los resultados de esta operación en un bu-ffer. Los efectos simples pueden utili-zar este buffer directamente. Por ejem-plo, es suficiente para un efecto tipo osciloscopio. Sin embargo, los efec-tos avanzados tienen que aplicar una transformada rápida de Fourier para hacerse con los distintos componentes de frecuencia de la música. Aquí se de-muestra una vez más la utilidad de la programación en C: en lugar de tener que programarla uno mismo, se puede encontrar en Internet una implementa-ción de la FFT basada en enteros rápi-da y de dominio público, que se puede utilizar sin demasiados problemas.Los efectos en sí se conocen desde los

tán perfectamente documentados y se implementan de primera en nues-tro limitado hardware. Así, se pueden implementar un efecto de plasma o un rotozoom (un código que puede girar rápidamente una imagen y acercarla o alejarla). Si le añadimos la reacción a la música, podemos crear de forma sim-ple atractivos efectos.

principios del mundo de las demos: en los concursos de demos, grupos de programadores competían crean-do, con la menor memoria posible, los efectos más vistosos que podían. Aun-que este mundillo ha pasado al hard-ware moderno (con las actuales tarje-tas 3d se pueden hacer unos efectos asombrosos) algunos de los efectos antiguos siguen quedando bien, es-

Ahora viene el soldado del circuito integrado de 48 patillas que nos va a hacer todos los cálculos. Esto puede parecer un trabajo tremendo, pero con un par de trucos y algo de experiencia se hace más rápido que soldar un circuito DIP grande.Coloca el circuito integrado bien en su sitio y suéldalo en dos esquinas para que quede sujeto. Asegúrate de

que el circuito integrado esté bien colocado sobre sus islas de soldadura, ya que esto es muy importante para los pasos siguientes. Ahora haz como si se tratase de un circuito integrado con cuatro grandes patillas: pon en cada lado del circuito una buena dosis de estaño. A continuación, retira de cada lado el estaño que sobra con malla desoldadora. El espacio que hay entre las patillas

y los pads es tan pequeño que la malla no puede absor-ber el estaño que queda allí, con lo que quedan perfec-tamente fijadas. Si te parece que puede haber quedado alguna conexión de estaño entre dos patillas, comprué-balo con un multímetro y, si la hay, retírala con un poco más de malla o, si hace falta, con un cúter.Las pantallas de los Nokia 3510i se presentan a me-

C3

100n

C4

100n

D31N4148

D4

2xLM1117MP-3V3IC2

C1

100n

C2

100n

R2

220

D2

white

R1

220

D1

white

T1

BC850

T2

BC850

R3

10k

BT1

9V

PROG

TXD

RXD

RST

R4

10k

R5

10k

C9

470n

+3V3

+3V3

X1

20MHz C6

15p

C5

15p

+3V3

LC DISPLAY

LCD1

12345678C10

100n

C8

22

R8

10k

R7

470k

C7

220n

MIC1

R6

4k7

VD

D(1

V8)

VD

D(3

V3)

LPC2103

P0.14

P0.22

P0.6

P0.7

P0.8

P0.9

P0.0

P0.1

P0.4

IC1

VS

SA

VB

AT

VD

DA

VS

S

VS

S

VS

S

RST

X1 X2

+3V3

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Figura 1. Gracias al amplio equipamiento del LPC2103 no necesitamos mucho hardware externo.


Compresión de la imagen

Aunque se podría pensar que las ruti-nas que se utilizan para mostrar en la pantalla los estupendos gráficos no tie-nen excesiva complicación, la realidad es otra. Aunque los 8 K de RAM del LPC2103 parecen bastante en compa-ración con los pequeños 8-bits, se nos quedan en poco cuando se trata de mo-ver las imágenes. Dato: el tamaño del LCD del Nokia es de 98x67 píxeles. Los píxeles están subdivididos en subpíxe-les rojos, verdes y azules, cada uno con 16 ‘tonos de gris’. En total llegamos a 12 bits por píxel. Con ellos, para po-der mantener en la RAM los datos en la pantalla, necesitaríamos 9,6 Kbytes de memoria. Como sólo hay 8 K, hay que hacer un truco para reducir el uso de RAM.Un recurso muy utilizado es el uso de una tabla de búsqueda. Asignamos sólo un byte por píxel, con lo que son posibles 256 valores de píxel. Para aún así utilizar colores de 12 bits, hacemos una tabla en la que figura qué valor de color de 12 bits se utiliza para cada va-lor de píxel. Esto tiene más ventajas: adaptando la tabla podemos dar a un efecto unas tonalidades completamen-te diferentes.Ahora, la imagen del LCD sólo ocupa en cada momento 6,9 Kbytes de memo-ria, que ya es bastante. Además, algu-nas rutinas, como la de la FFT, ocupan mucha memoria y también usan habi-tualmente la Display RAM como alma-cenamiento temporal en lugar de sus propios buffers.Aparte de estos trucos, las rutinas de visualización no tienen muchas más

complicaciones. Toma el valor de píxel, busca el color, mándalo al LCD y repi-te para cada píxel del LCD. El envío al LCD tiene lugar a través de un proto-colo serie síncrono (SPI), proceso que soporta el hardware del LPC2103. Esto garantiza que podamos enviar la canti-dad suficiente de imágenes por segun-do para que la animación tenga un as-pecto fluido.

Programación

Para generar el código máquina nece-sario para la programación del micro-controlador, podemos utilizar el com-pilador de código abierto GCC. El pro-pio código fuente es también de código abierto y entra en la licencia GPL ver-sión 3, con lo que puedes adaptar tú mismo el software. El código puede descargarse de [1] y [2].Para adaptar el código, resulta reco-mendable para Windows el paquete Winarm [3]. Para simplemente progra-mar en el controlador el código ofreci-do, es suficiente el flash tool [4]. Para

esto no se necesita ningún aparato de programación. El controlador puede programarse en el circuito. Necesita-mos entonces, como ya se ha indicado, un conversor de RS232 a TTL de 3,3 V. Además de un cable de datos GSM o del MAX3232, también podemos usar un chip conversor USB-serie, por ejem-plo el FT232. Este chip ya funciona con las tensiones adecuadas. El chip se co-necta con el TxD, el RxD y la masa del circuito.Evidentemente, el procesador debe es-tar en el modo de programación. Si el procesador nunca se ha programado, ya está en este modo de manera au-tomática. En el resto de los casos hay que ponerlo en este estado de forma manual. Se hace así: conecta la línea reset y la línea prog con la masa. Lue-go, suelta primero la reset y después la prog. Ahora el controlador está en modo de programación y se puede pro-gramar el firmware en la memoria.

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Enlaces:[1] www.elektuur.nl

[2] http://sprite.student.utwente.nl/~jeroen/projects/wavedisp

[3] http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_pro-jects/arm_projects/#winarm

[4] http://www.standardics.philips.com/su-pport/techdocs/microcontrollers/zip/flash.isp.utility.lpc2000.zip

[5] http://storm.ca/~rheslip/pcbfuser.htm

[6] http://sprite.student.utwente.nl/~jeroen/projects/fuser

nudo con una cubierta metálica que, al igual que la base del teclado y el altavoz, no necesitamos. Puedes retirarla con unos alicates, una sierra o algo similar. El circuito impreso va en la parte de atrás de la pantalla, y los contactos de ésta deben estar bien conectados al circuito. Para esto, dóblalos de forma adecuada o utiliza pequeños alambres. Ahora pode-

mos montar el resto de los componentes. Para los componentes SMD resultan muy prácticas unas pin-zas. Si es necesario, utiliza supercola para fijarlos primero en su lugar. Este no es más que un prototipo con algunos defectos en comparación con la versión definitiva, así que no te preocupes si el circuito im-preso que tú construyas no parece igual.

Como alternativa a la plancha, también puede utili-zarse un fusor de impresora láser, que tiene una me-jor distribución de la presión y una temperatura más constante, con lo que se transfiere mejor el tóner a la placa de cobre. En [5] y [6] tienes una descripción más detallada.

68

TECNOLOGÍA LABORATORIO


Libros de consultaLuc Lemmens

En el momento de redacción de este artículo, faltará un mes para que Elektor se traslade. Después de 40 años cambiamos la ciudad de Beek, en Limburgo (NL) por Limbricht, cerca de Sittard (NL). Y como en todos los traslados, la cuestión es llevarse el mínimo de cosas posibles al nuevo lugar y tirar el máximo de trastos antes de ponerse a embalar de verdad. A veces provoca un poco de pena o melancolía, pero hay que ser realistas. Si hay algo que lleva un par de años en el armario sin que nadie lo use, la posibilidad de que te haga falta más adelante es insignificante. ¿Para qué tomarse la molestia de embalarlo y cargar con ello? Sin embargo, sigue sin ser fácil tirar las cosas sin más, especialmente si piensas lo que costa-ron en su día... Nuestra colección de libros de consulta fue una de las víctimas de la limpieza. En su momento fueron las “biblias” de la electrónica, pero considerando que a lo largo de los últimos años apenas han dejado la estantería, es comprensible que no les haya-mos reservado un espacio.

Hubo una época en que las empresas tenían muchos problemas para obtener datos de Ics, transistores y diodos, libros que un aficionado sólo podía soñar poseer. Las obras de consulta podían llegar a va-ler pequeñas fortunas en algunos casos. Pero en el transcurso de los años han ido siguiendo el mismo camino que los microcontroladores: primero casi era imposible pagarlos, pero luego fueron gratuitos (al menos para las empresas).

Tras la introducción del CD de datos, aparecieron muchas obras de consulta en este soporte, que era más barato de copiar y ocu-paba mucho menos espacio. En esa época en el laboratorio de Elektor ya se comentó la posibilidad de tirar los libros en soporte papel y sustituirlos por un PC con reproductor para varios CD, pero al final no se hizo. Los CDs sí que nos permitieron tener que modificar o completar el contenido de las estanterías con menos frecuencia, simplemente porque los fabricantes de semiconducto-res cada vez utilizaban menos los medios impresos. Actualmente cualquiera puede encontrar fácil-mente fichas técnicas sueltas en internet. Todos los

fabricantes (con alguna excepción) tienen su propio sitio web, que permite descargarse al PC propio todos los datos, notas de aplica-ción, errores, etc. con un simple clic del ratón. Además, también incluye los datos más recientes, así que ya no tenemos que dudar si ha cambiado algo en un componente. Además, un sitio web de este tipo permite ver inmediatamente si el componente en cuestión aún está en producción, para que sepas si es buena idea incluirlo en un diseño nuevo. ¿Qué haría un libro así de anticuado en un laboratorio, o en la biblioteca de un aficionado?

Uno de los motivos para seguir teniendo libros es una cuestión puramente práctica: nada es tan cómodo de leer como una pá-gina impresa tradicional. Además, puedes marcar lo que quieras o hacer tus propias notas. Si se trata de los datos de un compo-nente sencillo, la ficha técnica sólo tendrá unas cuantas páginas y si quieres puedes imprimirla, ponerle una grapa y ya tienes un librito listo para usar. En el caso de componentes más complejos, suelen ocupar varios centenares de páginas y a menudo el con-sumo de papel y tinta nos hace desistir de imprimirlas, eso sin mencionar lo engorroso que resulta manejar un fajo de papeles tan grueso cuando intentas consultarlo manualmente. Así pues, un libro de verdad no sería un lujo innecesario, pero también es comprensible que para los productores de semiconductores es más barato y sencillo enviar PDFs. Otra razón para guardar viejas obras de consulta es de índole distinta y se aplica principalmente a componentes discretos como el transistor. Tomemos como ejem-plo una ficha técnica del BC557 para hogar, jardín y cocina. En una ficha de Philips de 1987 vemos un total de 15 gráficos con parámetros que incluyen las características de este transistor. Otra ficha del mismo componente del mismo fabricante del año 1999 ofrece literalmente un sólo gráfico que describe Ic versus hFE. De acuerdo, no se trata de un transistor diseñado para aplicaciones analógicas de gran calidad, y nos podemos plantear si el BC557 merece tanta información, pero esta reducción de información es una tendencia que en los últimos años se observa en varias fi-

chas técnicas de transistores. ¿Ya no nos interesan esos datos? ¿O es que la electrónica discreta ya no es interesante? La empresa que viene a recoger el contene-

dor de papel no se alegró tanto con nuestra limpieza: el contenedor quedó lleno de libros hasta rebosar, y pesaba tanto que tres personas tuvieron dificultades para empujarlo. El volquete del camión también tuvo problemas para levantar el contenedor, pero finalmente toda la biblioteca fue a parar dentro. ¿Que si lo

tiramos todo, todo? No, algunos trabajadores habían cogido apego a ciertos ejemplares especiales y se los han llevado para sus bi-bliotecas personales, ya fuera por nostalgia o no. ¿Quién sabe si algún día tendrán va-

lor como objeto de coleccionista?

(075086)

Adiós al papel como soporte

70

INFORMÁTICA Y MERCADO EQUIPO SOLAR


Debido a las modificaciones del reglamento del World Solar Challenge 2007 [1], ahora es aún más emocionan-te construir un coche ganador. Muchos equipos que parti-cipan en la carrera se centrarán en crear un coche ligero

que combine una alta eficiencia con poca resistencia al viento. Sin embargo, el Solar Team Twente [2] ha elegido un concepto totalmente distinto: un coche que llamará la atención durante la carrera, es innovador e incrementa la posibilidad de subir al podio. Gracias a la aplicación de un par de técnicas innovadoras, la energía que recibe el vehículo es justamente lo que puede decidir quién gana. El coche solar del Twentse solar team, el Twente One, dis-pone de un panel solar inclinable y un sistema de lentes especial. Explicaremos los ejes principales por partes.

Ala inclinableEl Twente One lleva más de 2000 células solares (galio arsenido) de triple unión en la parte superior del coche, el ala. La característica más especial de esta ala es que se puede inclinar sobre el eje longitudinal. La carga del eje reposa sobre una estructura de aluminio y diseñada a la perfección con el programa informático Ansys [3].Durante la carrera, el equipo cruzará Australia de norte a sur, y por tanto a lo largo del día el sol se desplaza de izquierda a derecha por encima del coche.Cuanto más perpendiculares estén las células solares debajo del sol, más energía absorben. El índice de re-flectancia no tiene tanta influencia sobre el rayo solar, y se reduce la reflexión de la luz en el recubrimiento y la celda. Así, la célula solar también absorbe más energía de los rayos solares que recibe. Puesto que el ala puede inclinarse hacia el sol, los rayos solares caen perpendi-cularmente sobre las células más tiempo, y así proporcio-nan potencia máxima durante más tiempo.La inclinación en sí es un principio sencillo, pero implemen-tarlo al coche presenta ciertas complicaciones técnicas. En el chasis del coche hay unas barras sobre las que se apoya el ala. El ala lleva unas cabezas de biela (rod-ends) que permiten inclinarla sobre las abrazaderas del chasis. Sin em-bargo, el piloto no es quien debe ocuparse de esto. Un dis-positivo colocado en el chasis y el ala determina la posición adecuada del ala respecto del sol. Este dispositivo funciona

Tecnología deslumLos coches solares son cada vElkin Coppoolse

Todo empezó en septiembre del año pasado. Actualmente ya se han dedicado 40.000 horas de trabajo al coche solar del Solar Team Twente. Se han decantado por un diseño arriesgado basado en el principio de un girasol. Hubo un debate creativo para conseguir el mejor resultado posible en el World Solar Challenge 2007, que se celebra en Australia. Finalmente, se decidió intentar conseguir el máximo rendimiento al diseño del coche solar con unos paneles solares inclinables con lentes Fresnel integradas.

El Twente One con paneles solares inclinables.

Boceto hecho en AUTOCAD de una

estructura con lente de Fresnel.


mediante una señal modulada por ancho de pulso (PWM) que también se ocupa del panel del coche. En el coche de seguimiento viaja un técnico que decide cómo hay que incli-nar el panel. El valor se envía al sistema electrónico del co-che, tras lo cual el panel se coloca en la posición deseada.

Lentes FresnelLas lentes Fresnel son unas lentes especiales que se utili-zan también, por ejemplo, en los proyectores de trans-parencias. Sin embargo, las lentes que se utilizan en el Twente One tienen una línea focal en lugar de un punto focal. Colocar las células solares bajo un haz luminoso más potente permite doblar la intensidad. El nuevo regla-mento establece una superficie de células solares máxima de 6m² ¡Las lentes permiten obtener una potencia total equivalente a una superficie de unos 7,5m²!Como consecuencia del movimiento del sol, la línea focal no siempre irá a parar a las células solares inferiores; por eso se ha ideado un sistema que permite que las células solares puedan desplazarse debajo de las lentes. Las cé-lulas están colocadas en un bastidor que se desplaza por un eje. En pocas palabras: un tornillo largo conectado a un motor eléctrico controlado por una tarjeta de circuitos creada especialmente a tal efecto. El coche lleva fotodio-dos conectados a un microcontrolador que permiten sa-ber dónde está más concentrada la luz del sol indicando la posición en que la luz es más intensa. A continuación, un sistema controlado por un PID se ocupa de que el mo-tor del portador se desplace a las coordinadas adecua-das. El sistema funciona de un modo totalmente autóno-mo. El Solar Team Twente ha patentado este sistema. Se trata de una tecnología nueva e innovadora que puede resultar prometedora para el futuro.

SemiconductoresLas células solares tipo GaAs (galio arsenido), tienen un rendimiento del 27% y disponen de protección interna: la

célula que proporciona el menor rendimiento determina la corriente del resto del panel.Para impedir que todo el panel quede inutilizado si una célula se estropea, se colocan diodos paralelamente a cada célula. Así, si hay alguna sombra el rendimiento no se interrumpe totalmente.Para que el coche sea lo más eficiente posible, no sólo se utilizan baterías, sino también Maximum Power Point Trac-kers (MPPTs). Estos componentes garantizan que las células solares suministren la cantidad necesaria de corriente y tensión. Si el panel solar recibe una corriente baja, la ten-sión será alta y la potencia producida (el producto de la tensión), baja. Si el panel recibe corriente alta, la tensión se reducirá y la potencia producida también baja.El punto óptimo está en algún punto intermedio, y se llama “punto de potencia máxima” (maximum power point). El MPPT determina este punto varias veces cada segundo y suministra la tensión y corriente deseadas según la luz que recibe el panel. Otro eslabón del sistema electrónico es la caja de arranque, cuya principal función es “pre-cargar” el coche. Esto significa que cuando el coche se pone en marcha, la batería se conecta al circuito electrónico me-diante una resistencia. Esto es necesario porque casi todos los componentes del coche tienen un potente condensador en la entrada de alimentación, y todos estos condensado-res juntos tienen una capacidad tan grande que si el coche se pusiera en marcha directamente con un interruptor, se transmitiría una gran cantidad de corriente por el interrup-tor, cosa que provocaría que el interruptor o el relé se blo-queen y el coche no pueda volver a apagarse.

BateríasHay más de 5 kWh de baterías de litio-polímero conec-tadas en serie como apoyo del suministro de energía del coche. El peligro de conectar baterías en serie es que pueden descompensarse. Si una batería se descompensa, significa que habrá células que estarán menos cargadas que las demás. Además, la tensión y la impedancia son

mbrantevez más ingeniosos

72

INFORMÁTICA Y MERCADO EQUIPO SOLAR


distintas. Y si la impedancia limita la corriente, la célula se puede “cargar” del revés. En un caso extremo, la célu-la puede explotar o prender fuego. El sistema de control de batería (Battery Management System, BMS) controla la tensión de todas las células y emite una alarma si hay células que corren el riesgo de cargarse demasiado poco o de sobrecargarse.

El coche utiliza un freno regenerativo. Si el consumo de corriente del motor es inferior a la corriente que suminis-tra el panel, se carga el búfer de la batería. El conjunto está incorporado a dos resistentes depósitos. Un ventila-dor controlado por NTC emite aire a través de los depó-

sitos. El mando forma parte del BMS. Además, la caja de la batería lleva un sistema anticortocircuitos que permite al BMS controlar qué carga entra y sale de la batería, ne-cesario para saber si la batería está llena o vacía.

ComunicaciónPara que todo funcione correctamente es necesario disponer de una buena comunicación entre todos los componentes. Para ello se utiliza un bus CAN. Hay un salpicadero con todos los elementos de control necesa-rios conectados al bus CAN. No todos los componentes disponen de este protocolo tan útil, así que hubo que fa-bricar varias tarjetas de circuitos para que enviaran las señales necesarias.Durante la carrera también hay que analizar todo tipo de datos. Por eso el bus CAN del coche nuevo lleva casi 200 señales de medición que sólo puede consultar el técnico del coche de seguimiento (la temperatura de los neumáticos se mide con sensores infrarrojos, la tem-peratura de las células con seguros térmicos, la carga del sistema de suspensión mediante potenciómetros, los valores del motor mediante el controlador del motor, et-cétera). Por tanto, el coche lleva un gran arsenal de sen-sores. Para tratar correctamente todos estos valores se utiliza el CRONOS de IMC [4]. Este inteligente aparato se ocupa de las entradas y salidas necesarias reguladas mediante procesadores de señales numéricas. Muchos cálculos pueden programarse, y el técnico puede con-sultar los datos mediante una conexión inalámbrica, lo cual le permite determinar las condiciones de conduc-ción óptimas. El círculo se completa cuando los nuevos datos se envían al Twente One.

VelocidadHemos elegido implementar un motor CSIRO Surface [5] para convertir la energía eléctrica generada en energía cinética. Se trata de un motor eléctrico de 6 kW con un imán permanente montado en la rueda posterior. El mo-tor tiene un par prácticamente constante con el alcance de revoluciones. Puesto que la propulsión se produce directamente en el eje trasero, no se pierde energía en las transferencias. El rendimiento del CSIRO (98%) es un poco superior al del motor NGM (94%) que utilizaba el anterior Twente team. Este motor ya demostró su valor en el World Solar Challenge de 2005 y por tanto funciona como un excelente motor de reserva.El motor CSIRO se entrega como un kit: una bobina, dos anillos magnéticos y un tablero para los sensores de efec-to Hall. Durante el diseño se tuvieron en cuenta tanto los aspectos electrotécnicos como los mecánicos y estratégi-cos. ¡Todo un desafío!Es interesante que el Solar Team Twente ha reducido un poco el motor de modo que ahora es un poco más pe-queño que el lugar para el cual está destinado. En lugar de 16”, la carcasa se ha diseñado para 14”. Si el mo-tor hace más revoluciones, la eficiencia aumenta y, por tanto, también es más eficiente el conjunto del coche. Sin embargo, provoca que el coche no tenga una velo-cidad punto muy alta.

CompetenciaNi que decir tiene que los demás equipos también han estado trabajando. Estudiantes de todo el mundo se exprimen el cerebro pensando cómo conseguir que su coche gane. La tabla que hay más arriba compara las es-

Curiosidades La potencia que el Nuna consume para conducir 10 km/h es más o menos igual a la de un hervidor eléctrico o una aspiradora.

Si pasamos la potencia del motor eléctrico a caballos, sería de 7,5 CV como máximo.

Un coche normal lleva unos 1500 m de cables; el Twente One sólo 100 m

El Twente One incluye 9 “ordenadores”, entre ellos un ordenador de a bordo, un controlador del motor y un sistema de control de baterías

La capacidad de las baterías del coche solar es equivalente a 2200 baterías de teléfono

Armazón del Twente One.

El Twentse Solarteam espera subirse al podium

gracias al concepto de ala inclinable.


pecificaciones del Twente One y del coche del equipo de Delft, el Nuna4. Los coches son prácticamente igual de buenos y tenemos mucha curiosidad por ver qué enfoque habrá sido el mejor al final de la carrera.En la próxima edición informaremos sobre cómo ha ido y comentaremos el resultado que hayan conseguido los coches a la práctica. Ahora sólo podemos esperar que las técnicas que hemos ideado muestren todo su poten-cial y nos permitan obtener una buena posición en la lista de participantes.

(070468)

Enlaces:[1] www.wsc.org.au

[2] www.solarteam.nl

[3] www.ansys.com

[4] www.imc-berlin.de

[5] www.csiro.au

Comparación de dos conceptosNuna4 Twente One

Dimensiones (LxAxA) 472 x 168 x 110 cm 500 x 180 x 140

Peso (sin contar el piloto) < 190 kg < 230 kg

Número de ruedas 3 3

Característicasespeciales Construcción muy ligera

Panel solar inclinableSistema de lentes con lentes Fresnel y células solares móviles

Velocidad No indicadaVelocidad media: 75 a 90 km/hVelocidad punta: 120 km/h

Células solares Células de triple 2318 GaAs uniónEficiencia >26%

Células de triple 2073 GaAs uniónEficiencia >27%

MotorMotor eléctrico InWheel Direct DriveBiel/CSIROEficiencia 97-99%

Motor eléctrico InWheel Direct DriveCSIRO/NGMEficiencia 95-99%

Control Volante de fibra de carbonoVolante de tubo de aluminio del tamaño de una funda de DVD

CarroceríaFibra de carbono y Twaron (fibra artificial)Armazón de material compuesto integrada

Construcción multicapa de fibra de carbono (cuerpo)Caja de chapa de aluminioJaula antivuelco de acero al cromo-molibdeno

Suspensión de las ruedas

Ruedas delanteras:Dobles brazos A con fibras de carbono con aluminioAmortiguadores de fibra de carbonoLlantas ligeras de aluminioCojinetes cerámicosRuedas traseras:Horquilla horizontal de fibra de carbonoPuntos de conexión de aluminio

Ruedas delanteras:Dobles brazos A de cromo-molibdenoAmortiguadores horizontales de carreraLlantas ligeras de aluminioCojinetes cerámicosRuedas traseras:Barra de la suspensión de acero al cromo-molibdeno

Neumáticos Michelin Solar Radial 16” (slicks) Bridgestone/Maxxis radial 14” (slicks)

Frenos

Delanteros:ligeros, disco de freno a medida con mordazas BremboConexiones de freno ligeras de fibra artificialTraseros:Freno regenerativo a través del motor

Delanteros:Discos de frenoTubos flexibles de aviaciónTraseros:Freno regenerativo a través del motor

Resistencia al aire 6 veces inferior a un coche normal 5 veces inferior a un coche normal

Telemetría Conexión WiFi con el coche de seguimiento Conexión inalámbrica con el coche de seguimiento


SOBRE EL TERRENO MICROCONTROLADORES

En el pasado, la vida resultaba más sencilla. Cualquier orde-nador disponía de un puerto serie y otro paralelo. Si conec-tábamos un simple circuito a un ordenador podíamos pro-gramar un microcontrolador, utilizando el puerto paralelo de dicho ordenador y, a continuación, utilizar la USART (Univer-sal Serial Asynchronous Receiver Transmitter, es decir, Trans-misor/Receptor Serie Asíncrono Universal) de un microcon-trolador para comunicarnos de nuevo con el ordenador por medio del puerto serie. Posteriormente llegó el puerto USB para “hacernos la vida más fácil” a todos. El hecho de que actualmente, tanto el puerto serie como el puerto paralelo no estén incorporados en los ordenadores modernos, significa que necesitamos adquirir un programador de microcontro-lador que trabaje con el puerto USB. Afortunadamente, los microcontroladores actuales ya están a este nivel: muchos de ellos disponen de un puerto USB interno, lo que hace que resulte posible conectar directamente el microcontrolador el ordenador. Bueno, estamos muy cerca…

Ya que no es posible realizar un programador de microcon-troladores completo con tan sólo las líneas de un puerto USB, sí podemos hacer algo mejor: desarrollar una módulo de pro-grama llamado “bootloader” (es decir, “cargador de arran-que”), el cual reside en el interior de un microcontrolador con puerto USB y que permite a dicho microcontrolador descargar un programa a través de los terminales USB.

Detalles del CircuitoDentro del rango de productos de los microcontroladores PIC, existen actualmente varios microcontroladores en la gama de productos de la serie 18 que tienen integrados puertos USB en el propio circuito integrado, en concreto el dispositivo de 44 (o 40 ) terminales 18F4455 y el dispositivo 18F2455 de 28 terminales. Integrar este componente en un circuito puede ser bastante sencillo: salimos del MSN, desconectar la “tele”, montamos el PIC, añadir un oscilador de 4 MHz en los termi-nales del resonador, conectar las dos líneas del bus USB del PIC a las líneas de bus USB del ordenador, añadir un interrup-tor de reinicio (“reset”) y alimentar de nuevo el circuito.

Para la tensión de alimentación del circuito tenemos dos op-ciones: bien podemos utilizar una fuente de alimentación ex-terna de 5 V, o bien podemos utilizar la propia fuente de alimentación del ordenador presente en las líneas de alimen-tación del puerto USB. Existe una pequeña limitación si uti-lizamos esta segunda opción: no se nos garantiza disponer de más de 100 mA en la fuente de alimentación de nuestro puerto USB, ya que la cantidad de corriente depende de la cantidad de dispositivos USB conectados a dicho puerto. Sin embargo, en la mayoría de las situaciones será posible dis-poner de 250 mA para alimentar el circuito.

En la Figura 1 se muestra el esquema eléctrico del circuito ECIO40P que utiliza un microcontrolador PIC 18F4455 de

Control sencillo de e/sECIO: Un super-sistema de desarrollo PIC18 con USB habilitado de bajo coste.

Muchos de nuestros lectores que ya están fami-liarizados con el amplio rango de productos de microcontroladores PIC habrán podido apreciar que varios de estos interesantes dispositivos vie-nen ya con un puerto USB incorporado. Por lo tanto, por qué necesitamos un programador es-pecial para un PIC si ya disponemos de un puer-to USB? La respuesta es bien sencilla: no necesi-tamos nada. Leamos este artículo…

John Dobson


44 terminales. El diodo LED D1 se enciende cuando el ter-minal USB ha sido conectado y los puentes de alimentación nos permiten seleccionar tener la fuente alimentación bien del ordenador o bien de una fuente externa.

El circuito para el componente más pequeño, el ECIO28P (de 28 terminales), es muy similar con la única diferencia de que tenemos menos en líneas de E/S (Entrada/Salida). Así que ya lo tenemos: “Easy Control I/O” (ECIO, es decir, “Control Sencillo de E/S”).

Detalles del Cargador de Arranque El programa “cargador de arranque” de un sistema como el ECIO necesitar ser sencillo pero efectivo. Hemos decidido que lo más conveniente sería utilizar un único conmutador para las señales “Reset” y “Program” (“Reset” y “Programa”). El programa ha sido escrito de manera que cuando se pulsa el conmutador de “Reset” el programa “cargador de arran-que” mira en los terminales del puerto USB para ver si el ter-minal USB está conectado a algún dispositivo. Si detecta la presencia de un dispositivo USB conectado, el programa de arranque implementa un programa de descarga que permite al ordenador comunicarse con el microcontrolador PIC y en-viar un nuevo programa. Si no se detecta ningún dispositivo conectado al terminal USB el programa cargador no hace nada y permite la ejecución del programa de usuario residen-te en memoria. De esta manera podremos cargar nuestro pro-pio programa en caso de necesidad. A pesar de disponer del programa cargador de arranque, es necesario contar también con una aplicación basada en Windows que permita al usua-

rio enviar el código hexadecimal hacia el microcontrolador. Podemos ver esto en la Figura 2. En línea con nuestra idea de hacer presente nuestra revista Elektor en todo el mundo, el programa de aplicación para el ECIO está disponible en cinco idiomas diferentes: inglés, francés, alemán, español y holandés. Esto permite que los usuarios puedan colocar un fichero hexadecimal sobre el ordenador y, a continuación, volcarlo sobre el dispositivo.

Juntándolo TodoPor sencillez y conveniencia hemos diseñado y ensamblado una placa con un pequeño circuito que incluye el dispositivo microcontrolador PIC, un resonador, un conector hembra USB y un pulsador de “Reset”. Cualquiera de las dos placas mos-

J2

C3

10n

X1

4MHz

C2

10n

C1

220n

R110

k

SW2

J3

RB0/AN12/FLT0/INT0/SDI/SDA

RA5/AN4/SS/HLVDIN/C2OUT RB1/AN10/INT1/SCK/SCL

RB4/KBI0/AN11/CSSPP

RC1/T1OSI/CCP2B/UOE

RA4/0CKI/C1OUT/RCV

RA2/AN2/VREF-/CVR

RB3/AN9/CCP2A/VPO

RB2/AN8/INT2/VMO

RC0/T1OSO/T13CKI

RE0/AN5/CK1SPP

RE1/AN6/CK2SPP

PIC18F4455QFN

RA3/AN3/VREF+

RE2/AN7/OESPP

RC7/RX/DT/SDO

MCLR/VPP/RE3 RB7/KBI3/PGD

RD5/SPP5/P1B

RD6/SPP6/P1C

RD7/SPP7/P1D

RB6/KBI2/PGC

RB5/KBI1/PGM

RC2/CCP1/P1A

RC6/TX/CK

RC5/D+/VP

RC4/D–/VM

RD0/SPP0

RD1/SPP1

RD2/SPP2

RD3/SPP3

RD4/SPP4

RA0/AN0

RA1/AN1

OSC1 OSC2

VUSB

U1

17

3132 33

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

38

39

40

28 29

30

41

16

15

14

12

11

10

44

43

42

37

36

35

34

7

6

8

2

3

4

5

9

1

J1

+5V

GND

D–

D+

1

2

3

4

R4

150

R3

10k

R2

390

D1

LED_SMD

J4

1

2

3

RESET

VDD

VDD_USB VDD_EXT

VDD_USB VDD_USB VDD_EXT

5

USB-B

075076 - 11

MCLR

A0

A1

A2

A3

A4

A5

E0

E1

E2

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

B7

B6

B5

B4

B3

B2

B1

B0

C7

C6

C2

C1

C0

Figura 1.Esquema eléctrico completo del circuito para la versión ECIO 18F4455.

Figura 2.Ventana del programa de descarga para el ECIO.


SOBRE EL TERRENO MICROCONTROLADORES

tradas en la Figura 3, bien la de 28 terminales o bien la de 40 terminales, este dispositivo proporciona un componente “listo para su uso” que puede ser conectado directamente so-bre una placa de aplicación o dentro de una placa de mon-taje de pruebas o prototipos.

Para ambos dispositivos ECIO ahí también disponible una placa de aplicación compatible con bloques elec-trónicos. Esto nos permite aprovechar el amplio rango de bloques electrónicos que existe actualmente en el mercado.

Los esquemas de distribución de terminales que se muestran en la Figura 4 nos presentan las conexiones correspondien-tes a los dispositivos de 28 terminales (ECIO-28P) y a los de 40 terminales (ECIO-40P). Debemos señalar que estos diagra-mas son representaciones simplificadas de los circuitos inte-grados complejos, por lo que, para tener detalle más concre-tos sobre estos dispositivos microcontroladores PIC aconseja-mos a nuestros lectores que ojeen las hojas de características de los mismos. Como podemos ver, el ECIO de 40 terminales tiene 6 bits en el puerto A, un puerto completo en el puerto B, 5 bits para el puerto C, un puerto completo para el puerto D y 3 bits más para el puerto E. Por desgracia, la mayor parte de las líneas del puerto C no están disponibles: el módulo USB interno utiliza los bits 3, 4 y 5 de este puerto. El dispositivo ECIO de 28 terminales es muy similar con la única diferencia de disponer de menos líneas de E/S. La elección entre el dis-positivo de 28 terminales y el de 40 terminales queda para nuestros lectores.

Programa de desarrolloLos dispositivos ECIO pueden ser utilizados con cualquier programa que genere código hexade-cimal para los dispositivos microcontroladores PIC de las series 18.Por lo tanto, si disponemos de un programa compilador o ensamblador que sea compatible con los microcontroladores PIC, de la casa Microchip, de las series 18, tenemos ya todo lo que necesitamos para comenzar. Debemos señalar que el programa cargador de arranque reside en el propio micro-controlador PIC, concretamente entre las direcciones 0x000

Figura 3.Fotografías de la placa ECIO40P y de la placa

ECIO28P.

GND

RC1

RC0

/RESET

VDD USB

GND

ECIO40 CONNECTIONS

RA0/AN0

RA1/AN1RA2/AN2

RA3/AN3

RA4/AN4RA5/AN5

RE0/AN5

RE1/AN6RE2/AN7

RD0

RD1RD2

RD3RD4

RD5

RD6RD7

RC7/RX/SDORC6/TX/CK

RB1/AN10/INT1/SCK

RB0/AN12

RB3/AN9

RB2/AN8/INT2

RB5

RB4

RB7RB6

RC2

VDD EXT

EC

IO40P

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

40

39

38

37

36

35

34

33

32

31

30

29

28

27

26

25

24

23

22

21

RC1

RC0

/RESET

VDD USB

GND

ECIO28 CONNECTIONS

RA0/AN0

RA1/AN1RA2/AN2

RA3/AN3

RA4/AN4RA5/AN5

RC7/RX/SDORC6/TX/CK

RB0/AN12

RB3/AN9

RB2/AN8/INT2

RB5

RB4

RB7RB6

RC2

VDD EXT

EC

IO28P

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

28

27

26

25

24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

RB1/AN10/INT1/SCK

Figura 4. Conexiones de terminales para el ECIO40P y para el

ECIO28P.

Oferta para Nuestros LectoresEste mes nos complace poder suministrar a nuestros lectores una tarjeta ECIO por el módico precio de 29.50 cada una.

También ofrecemos un paquete de un ECIO-40P que incluye, la tarjeta de

aplicación, la tarjeta con el diodo LED, la placa con los conmutadores, la

placa con la pantalla LCD, la placa de Relés, una placa con aislamiento Op-

tico y el programa Flowcode Professional, todo ello con un descuento de un

30% del precio de venta. Este paquete es ideal para los que quieran desarrol-

lar un Controlador Lógico Programable basado en un ECIO.

Elemento(s) Precio ( )

ECIO28P (1 pieza) 29.50

ECIO28P (4 piezas) 89.95

ECIO40P (1 pieza) 36.50

ECIO40P (4 piezas) 112.00

Placa Adaptadora de Bloques Electrónicos 36.50

Paquete de Inicio ECIO de Bloques Electrónicos 299.00

Estos precios incluyen el I.V.A. y no los gastos de manipulación y gestión.

Para más información, ver la sección de la tienda de Elektor en esta entrega,

o visitar nuestra página Web en www.elektor.com.


y 0x7FF, por lo que nuestro código tiene que comenzar como mínimo en la posición de memoria 0x800 ( esto se puede conseguir fácilmente con un simple comando presente en he-rramienta del “linkador”).

Si no disponemos de ningún programa no tenemos por qué desesperarnos: existe una versión gratuita del programa Flo-wcode, disponible para ambos dispositivos ECIO, que nos permitirá crear programas bastante funcionales. Esta versión gratuita del programa Flowcode es la misma que la versión completa, pero con bastantes limitaciones: sólo se pueden compilar proyectos con un tamaño de código máximo de 2 KBytes, incluye tan sólo un pequeño grupo de componentes, permite tan sólo un máximo de 64 íconos en un diagrama de flujo y no puede ser utilizado para propósitos comerciales. Por supuesto, está disponible una actualización a la versión 3.2 de Flowcode (compatible con el ECIO-40P) que permite que los usuarios tengan acceso a todas las características, inclu-yendo el bus CAN, Bluetppth, TCP-IP y muchos más. Aquellos que ya dispongan de la versión 3 de Flowcode o superior, pueden obtener una actualización gratuita que es compatible con la familia ECIO.

Prototipo con el ECIO-28P Conseguir un circuito y hacerlo correr con el ECIO podría ser una tarea no tan sencilla: para facilitar esto basta con que utilicemos la placa adaptadora de bloques electrónicos o una placa prototipo (ver Figura 5). Cuando utilizamos una placa prototipo tan sólo tenemos que conectar el dispositivo sobre un panel de prototipo estándar y conectar el circuito Con un precio de tan sólo 29,50 euros por cada módulo ECIO-28P, es probable que éste sea el camino más barato en la actua-lidad para programar un microcontrolador PIC a través del puerto USB.

Proyectos más AmbiciososSi tenemos proyectos más completos, o bien queremos co-nectar juntos sistemas más avanzados, podemos en ese caso utilizar el panel adaptador de bloques electrónicos (E-blocks)

que se muestra en la Figura 6. Esto nos permite conectar un amplio rango de tarjetas, desde una simple tarjeta con un diodo LED y unos conmutadores, hasta un subsistema con bus CAN, etc.

La Próxima VezEn el próximo artículo del mes de Noviembre, veremos cómo podemos utilizar el ECIO para desarrollar un Controlador Ló-gico Programable (PLC) totalmente operativo.

(075076-I)

Figura 5.Uso del ECIO para desarrollo de proyectos con una placa de prototipos.

Figura 6.Un ECIO con placa adaptadora y bloques electrónicos.

78

INFORMÁTICA Y MERCADO REPASO


Así pues, el kit Hydra es muy distinto en cuanto a diseño y composición a un sistema de diseño normal y corriente. Las posibilidades multitarea del chip Pro-peller de Parallax son especialmente adecuadas para una consola de juegos. Los videojuegos consisten en muchas tareas que hay que realizarse paralelamente, como imagen, sonido, cálculos, algoritmos de bús-queda, etc.El Propeller lleva ocho núcleos de procesador de 32 bits que pueden funcionar al mismo tiempo, y por eso es perfecto para este tipo de aplicaciones. Quienes hasta ahora hayan trabajado con microcontroladores “clá-sicos” verán que el Propeller significa otra manera de pensar, ya que su estructura interna es muy distinta a lo que estamos acostumbrados.

Documentación

Lo primero que llama la atención al abrir la caja del kit Hydra es el manual de 800 páginas en inglés: ¡un libro de verdad! Hoy en día eso es una excepción, pero parece que Parallax considera que es importante acompañar sus productos de un manual impreso. En los kits de diseño de otros fabricantes a menudo hay que buscar manuales en CDs y no siempre está claro por dónde empezar. No todo el mundo (por no decir nadie) va a imprimir documentos de esas dimensiones y a leérselos antes de empezar. Cosa, por otro lado, que en este libro nos recomiendan: primero leer y lue-go ponerse manos a la obra. Pero no dejéis que eso os desanime, el manual está bien escrito y además

Kit de desarrollo de juDesarrollar juegos propios para el

Luc Lemmens

Este mes hablamos de un kit de desarrollo muy distinto de los que estamos acostumbrados a ver “normalmente”. La mayoría de kits consisten en una placa de procesador con I/O, LEDs, pantallas, etc., con los que un diseñador puede aprender a utilizar un tipo de procesador determinado a partir de unos cuantos ejemplos (sencillos). El resultado del kit Hydra es radicalmente distinto: sirve para aprender a diseñar videojuegos.


de teoría también incluye ‘divertimentos’ entretenidos, como un capítulo sobre los momentos cumbre de la historia del hardware y el software de las consolas. El libro completo también está en el CD que el paquete incluye. Este CD también lleva el software de desarro-llo, numerosos ejemplos de programación y muchos extras, entre los que destaca el libro electrónico ‘The Black Art of 3D Game Programming’. Hace unos diez años, este libro era la “biblia” para los programado-res de juegos y aún contiene mucha información útil y fondos. El manual explica la arquitectura del chip Pro-peller, el lenguaje de programación Spin (desarrolla-do especialmente para este procesador) y el lenguaje ensamblador de este procesador al objetivo final: de-sarrollar videojuegos. Esta parte ocupa aproximada-mente la mitad del libro y, tras una breve introducción, trata temas como gráficos, respuesta a los mandos, sonido, animaciones, inteligencia artificial, modelaje de paisajes, en resumen: todo lo necesario para pro-gramar videojuegos.

La placa de procesador HydraEl Propeller es el corazón del sistema Hydra pero, por supuesto, un procesador no es por sí solo una consola. Por eso se amplía con las interfaces y opciones nece-sarias (véase recuadro), la mayoría de las cuales son conocidas y no requieren más explicación. El libro las describe todas detalladamente, pero aquí explicare-mos un par de las menos conocidas. El indicador de debug es un simple LED que se puede utilizar duran-te el proceso de debugging, por ejemplo para indicar que un determinado bucle ha finalizado. Es un sistema un poco primitivo y anticuado de hacer el debugging, pero lamentablemente el entorno de desarrollo actual del Propeller (aún) no es compatible con ningún otro tipo de debugging. Sin embargo, en muchos casos es suficiente para avanzar si hay problemas en el software. El LED funciona mediante un puerto I/O del procesador que el usuario puede activar y desactivar en el punto de la aplicación que desee. El puerto de juego, cartucho, EEPROM y ampliación es un conector estándar de 20 pines de 0,1” de borde de tarjeta que incluye la mayo-ría de señales para conectar hardware externo. En este conector encontramos tensiones de alimentación, ocho líneas I/O, Hydra-Net (véase más adelante), reinicio, I2C y conexiones serie. Además, un loop-back de las tensiones de alimentación informa al procesador de que en ese conector hay hardware externo. En el kit Hydra hay una tarjeta-cartucho para construir hardware propio y una tarjeta de circuitos con un EEPROM de 128 KB y un pequeño campo para hacer pruebas. La conexión Hydra NET está pensada para que dos Hydras puedan comunicarse entre ellos mediante una conexión en se-rie sencilla y barata. Aquí hemos elegido un cable de teléfono estándar de 4 hilos con conectores RJ-11 para hacer una conexión barata pero decente.

Equipamiento periférico

El kit de desarrollo de juegos contiene, además de todo el cableado, ratón, teclado, mando y un adaptador de red (¡americano!). El importador Antratek también entre-ga un transformador para conectarlo a la red eléctrica europea de 230 V. El conjunto es completo y permite ponerse en marcha inmediatamente, pero como ya he-mos dicho, el libro recomienda leer la información antes de conectar nada, un buen consejo al que muy a menu-do no se atiende. Recomendamos tener una cierta expe-riencia con un lenguaje de programación y un lenguaje ensamblador altos.

Software de desarrolloEl entorno de desarrollo incluido ha sido desarrollado por Parallax específicamente para el chip Propeller y funciona con Windows 2000, XP y Vista. Este software es muy fácil de instalar y utilizar. El lenguaje de pro-gramación Spin parece una mezcla de Pascal, Basic y ensamblador, y es relativamente fácil de dominar. Una aplicación en el Propeller puede consistir en módulos escritos en Spin y módulos escritos en ensamblador. El lenguaje ensamblador requiere un poco de práctica, pero funciona bastante más rápido que Spin, cosa muy importante, especialmente en procesos en que el tiempo es crucial, por ejemplo salida de vídeo. Para poder ha-cer juegos realmente geniales no hay más remedio que utilizar el ensamblador. ¡Algunos seguro que lo disfruta-réis! El ensamblador es el tema menos detallado del li-bro, que habla relativamente poco de él, pero otros do-cumentos del CD y del sitio web de Parallax contienen más explicaciones para quien esté interesado. Además, el software de desarrollo se puede descargar gratuita-mente, así que quien quiera más información sobre el Propeller puede consultarla ahí.

ConclusiónEl kit de desarrollo de videojuegos Hydra es un paquete muy completo para desarrollar software y más concreta-mente videojuegos. El hardware tiene algunas limitacio-nes, especialmente en cuanto al alcance de la memoria, o sea que no esperéis poder desarrollar videojuegos de última generación; pero es muy adecuado para aprender las técnicas básicas que sirven para crear una aplica-ción de estas características. En cuanto a periféricos, sólo falta la pantalla, pero se puede utilizar un monitor VGA estándar o un TV con entrada de vídeo compuesto. En conjunto, ¡no hay duda de que este kit vale la pena por sólo unos 180 euros!

(070241)

Enlaces:www.parallax.comwww.antratek.nl

egos Hydrachip Propeller

Características• Interfaz de programación USB• Indicador de debugging• Conexiones para dos mandos (mando NES)• Salida de vídeo compuesto (PAL/NTSC)• Salida VGA• Salida audio mono• Conexión de teclado y ratón PS2• Puertos para cartucho de juego, EEPROM y ampliación• Conexión de red en serie• Software de desarrollo para Windows 2000 y XP

Nueva fuente de luz de xenón para diagnóstico clínico y aplicaciones científicas El modelo PAX-10™, con alineamiento de precisión, ofrece un reemplazo de campo ‘plug and play’ a los OEM y potencia de 10 W

PerkinElmer Optoelectronics, empresa representada en España por Lober, S.A., anuncia la disponibilidad del modelo PAX-10, su nueva fuente de luz de xenón con alineado de precisión para una amplia variedad de diagnósticos clínicos, aplicaciones científicas e instrumentación analítica. El nuevo módulo PAX-10 ofrece una potencia de 10 W, así como el beneficio añadido del alineamiento de precisión, y ofrece la posibilidad de sustitución “plug and play” en el campo.La fuente de luz PAX-10 se compone de una lámpara flash de

xenón pulsado de 10 W, circuito disparador y fuente de alimentación en un encapsulado compacto y resistente a emisiones EMI. Como el resto de modelos de la familia PAX, la nueva solución

de 10 W está especialmente indicada para un gran número de aplicaciones, incluyendo detección de medicamentos, espectrometría UV / Vis, química clínica, diagnóstico in vitro, etc.

El PAX-10 con tecnología de lámpara flash de xenón pulsado de PerkinElmer desarrolla una elevada intensidad y tiene una duración prevista que supera mil millones de flashes, iniciando una nueva era en facilidad de instalación y sustitución en el campo. Esta nueva fuente de luz, que es totalmente compatible con la normativa RoHS y posee el marcado CE, se encuentra disponible con dos orientaciones de arco con control de intensidad analógico o digital.

Para más información:Lober, S.A.Tel: 913589875Fax: 913589710

Nuevo dispositivo para aplicación en set-top boxes, compatible con las últimas especificaciones de seguridadEl STi5107 reduce los costes y simplifica el diseño

STMicroelectronics, líder mundial en circuitos integrados para set-top boxes (STB), ha presentado el STi5107, un nuevo decodificador MPEG para televisión con defini-ción estándar perteneciente a la fa-milia OMEGA.Usando este nuevo dispositivo, los fabricantes se beneficiarán de re-ducción de costes y simplicidad en el diseño y podrán ofrecer mejoras de seguridad en sus productos. El STi5107 se ha diseñado para res-ponder a los requerimientos del mer-cado STB, ya que es una solución monochip para un amplio rango de productos, desde modelos básicos de bajo coste a aplicaciones MHP (Multimedia Home Platform) para módulos de televisión por satélite, cable, terrestre y plug-in. El nuevo chip ofrece una migración sencilla para diseños basados en dispositivos OMEGA de anteriores generaciones, gracias al soporte de driver STAPI de ST y software de re-ferencia. Además, puede trabajar

con la mayoría de kits de desarrollo y productos de compañías líderes de la industria. El decodificador soporta las carac-terísticas de seguridad requeridas por los principales proveedores CA. La velocidad de reloj de 200 MHz del núcleo de CPU RISC de 32 bit ST20 embebido, el más usado en el mercado STB, ofrece mayor poten-cia para aplicaciones avanzadas y es totalmente compatible con el middleware de set-top box.

El rendimiento total también se incre-menta mediante un motor integrado de gráficos 2D que alivia a la CPU de un OSD y mejora la experiencia de los televidentes. Este subsistema gráfico es soportado por un display basado en ‘blitter’, que implementa rápidamente gráficos de mapas de bit en hardware. Otras características adicionales ofrecen la oportunidad de ampliar el uso del dispositivo en otras plata-formas, incluyendo ‘descramblers’

de Emisión de Vídeo Digital (DVB), un DVB-CI de bajo coste (Interface Común) para enlazarlo a un módu-lo de seguridad desmontable y so-porte para un Grabador de Vídeo Digital (DVR) con sintonizador para time-shifting de elevada calidad. Como el resto de dispositivos OME-GA, el STi5107 integra un bloque de-multiplex de transporte, la CPU de 32 bit ST20, un decodificador MPEG-2 de audio / vídeo, un co-dificador de vídeo digital, carac-terísticas avanzadas de seguridad y funciones gráficas. Además, los descramblers de DBV en el bloque de de-multiplex de transporte y la protección de copia Macrovision permiten su utilización en servicios de televisión de pago. El STi5107, se encuentra disponi-ble en encapsulados LQFP216 y PBGA324.

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



82

INFORMACIÓN Y ENTRETENIMIENTO RETRÓNICA


A W SimpsonMi primera experiencia con una ra-dio a cristales fue cuando era niño a finales de los años 30, cuan-do mi padre desempolvó su vie-jo equipo para mostrárnoslo a mi hermano y a mí. El resultado fue inolvidable, voces y música salien-do de una pequeña caja de made-ra, a través de lo que yo pensaba en aquel tiempo que eran un par de auriculares pesados. Fue espe-cialmente fascinante ya que no te-níamos ni equipos de radio sin hi-los ni gramófonos (reproductores de CD). Recuerdo en particular el escuchar varios programas que se desvanecían y volvían a recuperar su señal bastante lentamente y al-gunas veces escuchábamos dos o más programas al mismo tiempo. Presumiblemente, en aquella épo-ca estábamos escuchando la radio al atardecer. Hace algunos años volví a descubrir el equipo de radio de mi padre y de nuevo me delei-te con sus prestaciones y sencillez, especialmente como equipo de ra-dio a cristal que no utiliza baterías. He estado buscando equipos de radio a cristal desde entonces. Así pues, he elegido describir aquí un sencillo equipo de radio a cristal, el “Revophone”, el cual acabo de conseguir recientemente.

El equipo de radio, completa-do con un par de auriculares de 4000 Ohmios, está en perfectas condiciones y parece haber teni-do un uso muy pequeño, por lo que probablemente no haya sido prácticamente tocado durante sus 80 años de vida. Está construido sobre una elegante caja de cao-ba y, tanto la caja como los au-riculares están etiquetados para indicar que han sido autorizados por el Post Master General, nada menos. La confirmación de esta aprobación viene indicada por el símbolo de la BBC, tal y como po-demos ver en la fotografía corres-pondiente. Dentro de la caja hay un inductor variable, conectado entre los terminales de la antena aérea y masa. Este inductor puede ser ajustado utilizando los dos con-mutadores rotativos para producir la resonancia en serie con la capa-cidad de la antena, a la frecuencia requerida del programa en escu-

cha. El inductor está formado por una bobina cilíndrica de hilo de 55 mm de diámetro y 85 mm de largo con 12 puntos de con-tacto. Estos puntos de contacto están conectados a dos conmu-tadores rotativos de seis posicio-nes montados sobre el frontal de la caja. Las conexiones de los puntos de contacto con el cursor del conmutador están se-paradas ampliamente y cubren ampliamente las dos terceras partes de la longitud de la bo-bina. Las conexiones al conmu-tador de control fino están colo-cadas mucho más juntas, lo que permite pequeños cambios en la inductancia de la bobina. Los dos conmutadores rotativos dan entre ellos un rango de inductancia de 11:1 entre los 30 a los 350 μH, el cual, junto con la antena exterior típica, cubren la banda completa de onda media.

El otro único componente en el equipo de radio es el detector de cristal. Esencialmente se trata de un punto de contacto de un dio-do Schottky que está conectado entre la antena y los auriculares. El otro terminal de los auricula-res está conectado al terminal de masa. El propio cristal, mostrado a la izquierda, está formado por una lámpara de, aproximadamen-te 5 mm de diámetro, de galena sintética policristalina (PbS), solda-da a una pequeña copa de latón utilizando una aleación de baja temperatura de fundido (70 °C), denominada Wood’s Metal (Me-tal de Madera). El punto de con-tacto ha sido creado utilizando un fino hilo en espiral, denominado el “cascabel del gato”, el cual está montado al final de una varilla ais-lada para permitir que el usuario pueda colocar a la punta sobre cualquier parte de la superficie del cristal. Sólo ciertas partes propor-ciona una buena rectificación y, por lo general, lleva algún tiempo encontrar el punto adecuado para conseguir una buena recepción. El lado izquierdo de la caja está abierto para alojar los auriculares cuando no están siendo utilizados. Un pequeño listado con las instruc-ciones y un esquema de la antena

adecuada están colocados sobre la parte interna de la tapa. La antena recomendada que se muestra po-dría haber sido demasiado larga en aquellos tiempos para ser legal y no habría gustado al organismo mencionado anteriormente, el Post Master General. Este organismo in-siste en que la longitud total de hilo utilizado para hacer una antena, incluyendo el cable de bajada, no debe exceder los 100 pies (30 m).

Tan pronto como el equipo me fue entregado me puse a probarlo in-mediatamente, cortocircuitando temporalmente el conjunto cristal/cascabel del gato y utilizando un moderno punto de contacto for-mado por un diodo de germanio (OA91) y conectándolo a la ante-na y a la masa del sistema. Pron-to pude recibir las cuatro estacio-nes locales de AM de forma alta y clara. El programa más fuerte era producido por un transmisor de 1000 W a una distancia de unos 24 km. Entonces sustituí el diodo moderno y utilice el detector de cristal original y, después de algu-nos momentos, de nuevo puede recibir las estaciones locales. Nada mal para un dispositivo electrónico de 85 años de antigüedad! Con gran sorpresa, tanto yo como otros entusiastas de los equipos de ra-dio al cristal, hemos encontrado la combinación de la galena/cas-cabel del gato que puede propor-cionar unas prestaciones significa-tivamente mejores que cualquier diodo moderno. Sin embargo, el diodo adecuado es mucho más profesional ya que encontrar la

posición adecuada para el “casca-bel del gato” puede llevar bastante tiempo. Además, ligeras vibracio-nes o los propios mandos nos ha-cen perder la preciosa conexión.

Es posible que no haya nada equi-valente en los días actuales de ra-dio que tenga la oportunidad de vivir durante 80 años. Es más, es posible que no existan de aquí a ocho años! Esto sucederá incluso con las nuevas marcas, cuando los daños sean imposibles de reparar, especialmente si se trata de una radio digital. Por el contrario, un equipo de radio a cristal puede ser reparado, por lo general, con un simple cuchillo de la Armada Sui-za! Si cualquiera de los muchos futuros desastres que los “expertos” están prediciendo constantemente llega a ocurrir (tales como que un gran asteroide se estrelle sobre la Tierra o que se produzca la explo-sión de la caldera del Parque Na-cional de Yellowstone), el disponer de un equipo de radio a cristal po-dría ser muy útil para los pocos su-pervivientes!. Cualquier batería de que se disponga no se mantendrá cargada durante mucho tiempo y, probablemente, el pulso de onda electromagnética generado des-truiría todo excepto los viejos equi-pos de radio a válvulas. Quizás los gobiernos de los países del mundo deberían equipar a todos los pue-blos con equipos de radio a cris-tal de onda corta, onda media y onda larga.

(075088-I)

El “Revophone” (1922)

Retrónica es una columna mensual que “vendimia” en la electrónica incluyendo los legendarios diseños de Elektor. Las aportaciones, sugerencias y preguntas sobre esta sección son bienvenidas; si lo deseas puedes enviarlas por correo electrónico a [email protected], poniendo en al campo asunto RETRONICA.


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Código Precio ( )

E328 OCTUBRE 2007ElekTrack

- PCB ensamblada y testeada, antena GPS-GSM, cable y caja 040161-91 399,00

Regulador de calefacción de bajo coste- PCB 060325-1 13,95- Controlador programado ATmega32-16PU 060325-41 22,95

USBprog- PCB 060224-1 web*- PCB, con SMD y otros componentes montados 060224-71 32,00- Software del proyecto en CD-ROM 060224-81 7,50

Mugen: Un amplificador de audio híbrido- PCB amplifi cador (mono) 070069-1 29,95- PCB fuente de alimentación 070066-2 27,95

E327 SEPTIEMBRE 2007Inspector Digital – Analizador Lógico

- Placa de circuito impreso 060092-1 web*- Controlador PIC18F4580-I/P programado 060092-41 26,20- Kit completo (PCB, controlador, caja y todos los componentes) 060092-71 155,20- Software en CD-ROM 060092-81 10,40

Sensor de inclinación Gamepad - Controlador ATMega8-16PI programado 070233-41 12,35- Software en CD-ROM 070233-81 10,40- Placa de circuito impreso con sensor montado 070233-91 37,80

Receptor de ultrasonidos- Fichero de audio 070406-AV Descarga gratis

SDR y VLF- Software de sintonización SDR para VLF 070389-11 Descarga gratis

Vigilante en el contador- Software 075075-11 Descarga gratis

E326 JULIO / AGOSTO 2007Analizador de espectro WiFi 2.4 GHz

- PCB solo 070040-1 16,34- CD-ROM, software para Linux y Windows 070040-11 10,28

Clínica para bobinas- PCB solo 060195 –1 15,02- CD-ROM, software de proyecto 060195 –11 10,28- Atmega48-20PU, programado 060195 –41 10,28

Osciloscopio Linux- CD-ROM, software de proyecto 060241-11 10,28- Listado de programa 060241-W Descarga gratis

Analizador OBD2- Kit de componentes, incluyendo caja, cable, 070038-72 102,81

carátula para panel frontal y materiales de montaje- Ejemplos de simulación on-line 070038-21 Descarga gratis- Manual 070038-W1 Descarga gratis

Silbando desde lo alto- Conjunto de PCB para TX y RX, solos 060044-1 23,99- CD-ROM, software de proyecto 060044-11 10,28- Attiny15PC, programado 060044-41 19,77

Radio Definida por Software- Placa montada y testeada 070039-91 133,40- CD-ROM software de proyecto 070039-11 10,28

USB FliteSim- PCB solo 060378-1 web*- PIC18F2550I/SP, programado 060378-41 30,84

Adaptador Universal JTAG- PCB solo con microcontrolador programado 060287-1 21,88- EP900LC solo, programado P&P

Magnetómetro- PCB solo 050276-1 web*

Speedmaster- Placa montada y testeada 070021-91 102,76

Sismógrafo- PCB solo 060307-1 web*- CD-ROM software de proyecto 060307-11 10,28- Attiny45, programado 060307-41 20,56

E325 JUNIO 2007Ataque de la araña Cargador/comprobador de baterías

- PCB, sin componentes, placa principal 050073-1 20,74- PCB, sin componentes, placa display 050073-2 20,74- CD-ROM, software del proyecto 050073-11 11,00- ST7FMC2S4, programado 050073-41 34,00

Medidor de Fuerza “g” con LEDs- PCB set, incl. 2 sensores MMA7260, cables BDM 060297-71 20,00- CD-ROM, software del proyecto 060297-11 11,00

Programador para Freescale 68HC(9)08- PCB, sin componentes 060263-1 web*

Sencillo inversor de tensión- PCB, sin componentes 060171-1 web*

OCTUBRE 2007

SERVICIO DE LECTORES INFORMACIÓN Y ENTRETENIMIENTO

(*) www.thepcbshop.com


INFORMACIÓN Y ENTRETENIMIENTO SERVICIO DE LECTORES

Reloj muy sencillo- PCB, sin componentes 060350-1 web*

E-blocks Cuadrado seguidor de luz- PCB, sin componentes 075032-1 web*

E324 MAYO 2007Ataque de la araña

- Kit de presentación 060296-91 13,30

AVR que soporta USB- PCB, sin componentes 060276-1 web*

- CDROM, software del proyecto incluyendo código fuente 060276-11 10,50

- ATmega32-16PC, programado 060276-41 18,00

USB inalámbrico en miniatura- PCB, sin componentes, placa de prototipos iDwarf 050402-1 16,50

- iDwarf-168 módulo transmisor (montado y probado) 050402-91 48,00

- Placa Nodo iDwarf (montado y probado) 050402-92 34,50

- Placa Hub iDwarf (montado y probado) 050402-93 34,50

LCD de teléfono móvil para PC- PCB, sin componentes 060184-1 web*

- CDROM, software del proyecto 060184-11 10,50

- ATmega16-16PC, programado 060184-41 18,00

Antical para tuberías- PCB, sin componentes 070001-1 web*

E323 ABRIL 2007Una forma de dar la hora:

- CPLD, programado 050311-31 70,60

Curso FPGA (9):- CD-Rom software del curso incluyendo código fuente 060025-9-11 10,30

Explorer 16 Paquete de evaluación:- Pack de cuatro componentes juntos en una única entrega 060280-91 245,00

E322 MARZO 2007Un reloj muy simple:

- CD-Rom software del proyecto incluyendo código fuente 060350-11 10,30

- PIC16F628-20 programado 060350-41 11,00

Curso FPGA (8):- CD-Rom software del curso incluyendo código fuente 060025-8-1 10,30

E321 FEBRERO 2007Receptor de onda corta:

- AT90S8515-8PC programado 030417-41 22,62

E320 ENERO 2007Lápiz USB con ARM y RS 2332:

- PCB 060006-1 28,00

- AT91SAM7S64, programado 060006-41 56,00

- Tarjeta montada y probada 060006-91 159,00

- CD-ROM con software del proyecto 060006-81 11,00

E319 DICIEMBRE 2006Depurador/Programador para PICs en el Circuito:

- PCB 050348-1 10,50

- PIC16F877, programado 050348-41 36,00

- Kit, incl. PCB, controlador, todas las piezas 050348-71 68,50

GBECG-GameBoy como electrocardiógrafo:- PCB, ensamblado y probado 050280-91 110,00

ECG usando una tarjeta de sonido:- PCB 040479-1 11,00

- CD-ROM, software del proyecto 040479-81 10,00

E318 NOVIEMBRE 2006Lector RFID de ELEKTOR:

- PCB, ensamblada y probada, con cable USB 060132-91 82,20

- LCD con retroiluminación 030451-72 14,50

- Caja 060132-71 18,00

- Software del proyecto 060132-81 10,50

Lector experimental RFID:- Disk, all project software 060221-11 10,50

- ATmega16, programado 060221-41 18,00

Monitor DiSEqC:- Disk, PIC código fuente y código Hex 040398-11 10,50

- PIC16F628A-20/P, programado 040398-41 11,00

Conversor USB/DMX512:- Disk, software del proyecto 060012-11 10,50

- PIC16C745, programado 060012-41 14,00

E317 OCTUBRE 2006Temporizador de Cepillo de Dientes:

- Disco, software de proyecto 050146-11 10,50- AT90S2313-10PC, programado 050146-41 14,00

Sencillo Control Remoto Casero:- Disco, software de proyecto 050233-11 10,50- PIC16F84, programado 050233-41 20,50

Termómetro de un Hilo con Pantalla LCD:- Disco, software de proyecto 060090-11 10,50- PIC16F84A-04CP, programado 060090-41 21,00

E316 SEPTIEMBRE 2006Comprobador/Experimentador para Servo RC:

- Disco, software de proyecto 040172-11 11,00- PIC16F84 (A), programado 040172-41 21,00- Kit, Incl. PCB, controlador, all parts 040172-71 20,50

E315 AGOSTO 2006Transmisor de prueba FM estéreo:

- PCB 050268-1 24,00

Comprobador de Cable de Red:- PCB 050302-1 17,00- Disco, PIC código fuente 050302-11 11,00- PIC16F874-20/P 050302-41 34,00

E314 JULIO 2006Analizador OBD-2 en placa:

- LCD, 4x20 caracteres con luz de contraste 050176-73 S/P- Kit de partes, incl. 050176-1, 050176-2, 050176-42, todos los componentes, excl. LCD 050176-72 S/P- Caja, Bopla Unimas 160 050176-74 S/P- ATmega16, programado 050176-42 21,00- Kit de elementos, sin cable 050092-71 103,00- DB9 a OBD cable adaptador 050092-72 55,00

Mini Placa ATMega:- PCB, incluye adaptador PCB 0500176-2 050176-1 18,00

E313 JUNIO 2006Simple Caracterizador de Pilas AA Recargable:

- PCB, bare 050394-1 10,00- Disco, software de proyecto 050394-11 11,00

Caja SPI Universal:- AT89C2051-24PC, programado 050198-41 15,00

E312 MAYO 2006Placa de Aplicación para el R8C/13:

- Placa montada 050179-92 96,00- PCB 050179-1 27,35- LCD con contraluz 030451-72 14,39- Poly-LED display 030451-73 51,00

Placa de Prototipos para FPGA:- Placa montada 050370-91 S/P

Módulo FPGA Versátil:- Módulo montado plug-on 040477-91 • Suscriptores 342,00 • No suscriptores 353,00

E311 ABRIL 2006Controlador de Motor sin Escobillas:

- ST7MC1, programado 050157-41 7,54

Un Tom Thumb de 16 Bits:- R8C Starter Kit 050179-91 16,45

E310 MARZO 2006Adaptador de Fuente de Alimentación para Portátil de 95 Vatios:

- PCB 050029-1 59,00

Controlador Automático para Ventana de Ático:- Disco, PIC código fuente y hex 050139-11 10,28- PIC16F84A-20I/P, programado 050139-41 26,00- Módulo LCD 2x16 caracteres 030451-72 14,00- Módulo PLED 2x16 caracteres 030451-73 51,00

Horno de Soldadura de Ola para SMD:- Disco, PIC código fuente y hex 050319-11 10,28- AT89C52/24JI, programado 050319-41 15,00- Módulo LCD 2x16 caracteres 030451-72 14,39- Módulo PLED 2x16 caracteres 030451-73 51,00

Conmutador Temporizado para Lavadora:- PCB 050058-1 18,00- Disco, PIC código fuente y hex 050058-11 12,44- PIC16F84, programado 050058-41 26,00

E309 FEBRERO 2006De la “A” a la “D” por medio del USB:

- PCB 050222-1 16,00- IOW24-P, programado 050222-41 19,00

Supervisor de teléfono:- PIC16F628-20/P, programado 050039-41 17,00- CD-ROM, PIC hex & source codes, LCM First Server 050039-81 14,00

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3

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E308 ENERO 2006Control remoto por teléfono móvil:

- PCB 040415-1 13,00- Disco, PIC código fuente y hex 040415-11 11,00- PIC16F84A-20/P, programado 040415-41 21,00

E307 DICIEMBRE 200527C512 Emulador:

- Disco, software de proyecto 030444-11 11,00- EPM7064SLC84-15, programado 030444-31 55,00- AT90S8515-4PC, programado 030444-41 30,00

Pequeño Coloso:- Disco, código fuente del PIC 040267-11 11,00- PIC12F675-C/P, programado 040267-41 6,00

Cerradura Flash para PCs:- PIC16F628A-I/SO, programado 050107-41 10,00- CD-ROM, software de proyecto 050107-81 14,00

E306 NOVIEMBRE 2005Medidor ESR/C:

- PCB, desnudo 040259-1 25,00- Disco, PIC código fuente y hex 040259-11 11,00- PIC16F877-20/P, programado 040259-41 31,00- PIC16F84A-20/P, programado 040259-42 21,00- Kits de piezas sin caja 040259-71 127,00- Caja 040259-72 14,00

Medidor de distancia manual:- ATmega8-16PC, programado 040015-41 31,00- Disco, software de proyecto 040015-11 11,00

E305 OCTUBRE 2005Adaptador MP3 para TV:

- PCB, desnudo 054035-1 8,00- Disco, software de proyecto 054035-11 10,50- EPM7064SLC44-10, programado 054035-31 55,00

Cerradura codificada con un botón:- Disco, código fuente y hex 040481-11 10,50- PIC16F84, programado 040481-41 14,00

Contador de Frecuencia de 1 MHz:- Disco, software de proyecto 030045-11 10,50

- AT90S2313-10PI, programado 030045-41 11,00

E304 SEPTIEMBRE 2005Placas de experimentación DIL/SOIC/TSSOP:

- PCB, for 20-pines DIL IC 040289-1 14,00- PCB, for 20-pines SOIC IC 040289-2 14,00- PCB, for 20-pines TSSOP IC 040289-3 14,00

Diagnóstico Del Vehículo Mediante OBD-2:- PCB, desnudo 050092-1 18,00

E303 AGOSTO 2005Comprobador de Contaminación Eléctrica:

- PCB, solo 050008-1 10,50- PCB, montado y comprobado 050008-91

Práctico Receptor GPS sobre USB:- PCB, solo 040264-1 9,00- Kit de componentes 040264-71 124,00

Registrador de temperatura manual- PCB, solo 030447-1 8,00- Disco, software de proyecto 030447-11 10,50- PIC16F676, programado 030447-41 11,00- Kit de componentes 030447-71 51,50

Sintonización de la Contaminación Electromagnética:- PCB 040424-1-1 7,00

E302 JULIO 2005Programador para Control DCC para Modelismo Ferroviario:

- PCB 040422-1 38,00- Disco, código fuente y Hex ATMega 040422-11 10,30- ATMega8515-8PI, programado 040422-41 33,00

Medidor de Densidad de Flujo Magnético- Disco, código fuente del PIC 040258-11 10,30- PIC16F876-20/SP, programado 040258-41 33,00

E301 JUNIO 2005Sistema de Desarrollo LPC210x “ARMee”:

- Placa procesador montada y comprobada 040444-91 40,00

Analizador SC 2005:- PCB 030451-1 11,00- Disco, software de proyecto 030451-11 10,50- PIC16F876-20/SP, programado 030451-41 27,50

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Elektor_2007_10_No_328

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