SECCIONES FIJASSeccin del Lector 24

ARTICULO DE TAPAPaol de electrnica. Implementacin de instrumentos por computadora 3

MONTAJESPlaca de interfase para tener un osciloscopio en una PC 21Tarjeta entrenadora para PICAXE-40 30Receptor para banda ciudadana 44Cable de datos para OBD2 57Osciloscopio de media frecuencia 60

MANTENIMIENTO DE COMPUTADORASLinux en una tostadora 26

SERVICECurso de funcionamiento, mantenimiento y reparacin de amplificadores de audio digitales - Leccin 12Proyecto de un amplificador PWM. Los parlantes digitales 37

CUADERNO DEL TECNICO REPARADORTcnicas de liberacin y flasheo de celulares. PANTECH y SAGEM 49Mediciones de audio digital con la sonda de temperatura 55

MICROCONTROLADORESTelecarfa AVR. Aplicacin para programar AVR de ATMEL 65

LIBRO DEL MESCLUB SE 52. Circuitos integrados lineales & Lgica digital 71

AUTO ELECTRICOOBD II: Diagnstico a bordo de vehculos. La electrnica en el funcionamientodel motor 76

Ao 22 - N 262MAYO 2009

Ya est en Internet el primer portal de electrnica interactivo. Vistenos en la web, y obtenga informacin gratis e innumerables beneficios.

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SABER

ELECTRONICAEDICION ARGENTINA

I m p r es i n : W E B E N S . A . - M o r en o 1 6 5 - L a n s - B s . A s . - A r g e n t i n aPublicacin adherida a la Asociacin

Argentina de Editores de Revistas

Distribucin en CapitalCarlos Cancellaro e Hijos SHGutenberg 3258 - Cap. 4301-4942

UruguayRODESOL SA

Ciudadela 1416 - Montevideo901-1184

Distribucin en InteriorDistribuidora Bertrn S.A.C.

Av. Vlez Srsfield 1950 - Cap.

DEL DIRECTOR AL LECTOR

QU CONFUSION!

Bien, amigos de Saber Electrnica, nosencontramos nuevamente en las pginas denuestra revista predilecta para compartir lasnovedades del mundo de la electrnica.

En la seccin del Tcnico Reparador de es-ta edicin hago una introduccin en la que co-mento que estuve mirando un noticiero de latelevisin Argentina en el que periodista pre-sentaba un informe sobre la mafia de los liberadores. Explicaba queen Argentina se roban ms de 5000 telfonos al mes y que la gente engeneral los denuncia como perdidos en lugar de efectuar la denunciapor robo. Tambin comentaba que los telfonos robados se venden apersonas que realizan la liberacin del aparato raspando no se qucosa y colocando no se qu chip misterioso y, por si eso fuera poco,deca que raspan un nmero vaya a saber dnde, colocando en su lu-gar el de otro usuario; por lo cual el mvil, indefectiblemente, dejaba defuncionar a los tres meses

Lo que me preocupa de dicho informe es que si yo, que juego (es-tudio y/o tomo experiencia) con telfonos celulares desde hace ms de10 aos, no entend lo que se trataba de indicar en dicho informe, en-tonces qu habrn entendido los que miraron el programa y no poseenconocimientos tcnicos!

C reo que, en general, hay una confusin muy grande y desinfor-mando se contribuye an ms con la ignorancia, por eso, constante-mente trato de pensar muy bien antes de escribir, de modo de no formarfalsas expectativas o ideas errneas en la mente del lector.

Estimado amigo, NO SE ASUSTE liberar un mvil no constituyedelito y aprender a hacerlo a conciencia tampoco ya que el saber noocupa lugar y la nica manera de combatir la ignorancia es capacitn-donos.

Para saber qu se puede y qu no se debe hacer, en estos momentosestamos preparando un texto sobre pericias en telefona celular y lohacemos en conjunto con efectivos de la Polica de Santa Fe, con el ob-jeto de generar un MANUAL de consulta que intente aclarar las dudasque se le puedan presentar.

Hasta el mes prximo!

Ing. Horacio D. Vallejo

EDICION ARGENTINA - N 262

Director Ing. Horacio D. Vallejo

ProduccinJos Mara Nieves

Columnistas:Federico Prado

Luis Horacio RodrguezPeter Parker

Juan Pablo Matute

En este nmero:

Ing. Alberto PicernoIng. Ismael Cervantes de Anda

Ing. Luis Roberto RodrguezEnrique Clis

EDITORIAL QUARK S.R.L.

Propietaria de los derechosen castellano de la publicacin men-sual SABER ELECTRONICAHerrera 761 (1295) Capital FederalT.E. 4301-8804

Administracin y NegociosTeresa C. Jara

StaffOlga VargasHilda Jara

Liliana Teresa VallejoMariela VallejoDiego VallejoRamn Mio

Ing. Mario LisofskyFabian Nieves

Sistemas: Paula Mariana VidalRed y Computadoras: Ral Romero

Video y Animaciones: Fernando FernndezLegales: Fernando Flores

Contadura: Fernando DucachTcnica y Desarrollo de Prototipos:

Alfredo Armando Flores

Atencin al ClienteAlejandro Vallejo

ateclien@webelectronica.com.arInternet: www.webelectronica.com.ar

Club SE:Luis Leguizamn

Editorial Quark SRLHerrera 761 (1295) - Capital Federal

www.webelectronica.com.ar

La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notasfirmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son alos efectos de prestar un servicio al lector, y no entraan respon-sabilidad de nuestra parte. Est prohibida la reproduccin totalo parcial del material contenido en esta revista, as como la in-dustrializacin y/o comercializacin de los aparatos o ideas queaparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones le-gales, salvo mediante autorizacin por escrito de la Editorial.

Tirada de esta edicin: 12.000 ejemplares.

ARTCULO DE TAPA

Hoy en da existe una grancantidad de soluciones paraque una computadora demesa pueda convertirse enun instrumento electrnico.La mayora son programasque emplean la placa desonido como elemento deadquisicin de datos o placade entrada y, por lo tanto,poseen limitantes tanto enla tensin y frecuencia de laseal a medir como endichos valores de las sea -les que son capaces deg e n e r a r. Para solucionareste inconveniente, seemplean circuitos (tarjetas)de interfase de entrada y/osalida que amplan las caractersticas del instrumento. Desde Internet se pueden descargar unaserie de aplicaciones gratuitas muchas de las cuales son muy limitadas pero tambin existenprogramas con licencia aceptable que realmente funcionan muy bien. Entre los instrumentosque pueden crearse con una computadora normal de mesa tipo PC podemos mencionar:

Analizador de EspectrosFrecuencmetroGenerador de FuncionesOsciloscopio

Sin dudas, el instrumento ms atractivo para el tcnico en electrnica es el osciloscopio y es poreso que, si bien describiremos diferentes aplicaciones, nos centraremos en el Osciloscopio paraque Ud. tenga herramientas econmicas de muy buen desempeo. Tambin le brindamos el cir -cuito de una interfase para la entrada de cada canal.

Por Horacio Daniel Vallejo e Ismael Cervantes de Andahvquark@webelectronica.com.ar, icervantes@saberinternacional.com.mx

Saber Electrnica

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Paol de Electrnica

Introduccin

Contar con instrumentos que permitan medir las dife-rentes caractersticas de una seal con cierta precisin esun sueo de todo tcnico en electrnica. Generalmente,la adquisicin de un osciloscopio que permita desarrollarla tarea profesional con cierta facilidad, es un lujo que notodos pueden darse ya que este instrumento puede cos-tar, como mnimo, entre 400 y 500 dlares cuando nosreferimos a un equipo analgico de ancho de banda limi-tado. Sin embargo, para la mayora de las aplicaciones(an en reparacin de televisin) las seales que debenanalizarse poseen frecuencias de barrido horizontal overtical, es decir, con un osciloscopio de audio es sufi-ciente. Ahora, para aplicaciones en comunicaciones sedebe contar con un frecuencmetro y un analizador deespectros y este ltimo suele tener un costo muy superiorque el de un osciloscopio.

Pensando en todo esto, y teniendo en cuenta la grancantidad de programas intiles que hay por Internet, deci-dimos preparar el siguiente informe y ofrecerle herra-mientas gratuitas o de bajo costo que Ud. puede bajar denuestra web.

Todos los archivos mencionados en este artculopuede descargarlos desde www.webelectronica.com.ar,para ello debe dirigirse al cono password e ingresar laclave paol. Aclaramos que la mayora son software deuso libre o gratuitos pero otros poseen licencia y debernadquirirla con el fabricante. Editorial Quark, propietaria deSaber Electrnica, ha alcanzado acuerdos con algunasempresas para que sus lectores puedan utilizar algunosprogramas sin cargo alguno, siempre que se comprome-tan a darle uso con fines de investigacin, estudio y desa-rrollo, pero no para fines comerciales. Por tal motivo roga-mos que lea atentamente las condiciones de uso de cadaprograma antes de descargarlos.

Si Ud. es socio del Club Se habr recibido variosmails en los que le ofrecamos un paquete eduactivocompleto a un bajo costo (lo publicitamos con la frase:Tenga un Osciloscopio por slo $120); dicho paqueteest compuesto por textos, videos y Cds con programaspara instalar en su PC que ya incluyen la licencia de uso.A continuacin describiremos algunos de los instrumen-tos ofrecidos en dicho paquete y luego, si lo desea, podradquirir la licencia del que le interese con el fabricante opodr descargar de nuestra web aquellos que sean deuso libre y/o gratuito.

El Analizador de Espectros

El analizador de espectros es un instrumento demedicin por medio del cual, es posible observar las dis-

tintas componentes que conforman al espectro de algunaseal que se encuentre bajo estudio (figura 1).

Se trata de un instrumento muy parecido a un osci-loscopio, pero aporta sus detalles de manera particular,por lo tanto, para comprender la informacin que reportaes necesario saber que para la lectura de los parmetrosque aparecen en su gratcula (pantalla), se tiene queidentificar al eje de las ordenadas (eje de las Xs), en elcual se muestra el contenido espectral de la seal, quenormalmente emplea una escala logartmica en dB. Porotra parte, cuando observamos con detalle el correspon-diente eje de las abscisas (eje de las Ys), nos encontra-mos con la magnitud de frecuencia a la cual se encuen-tra trabajando la seal bajo estudio, y que a su vez nosreporta los distintos valores de frecuencia en donde seencuentran los armnicos derivados de la frecuencia prin-cipal, que entre otras aplicaciones nos sirve para medir lamagnitud de la onda estacionaria, presente en la sealbajo estudio.

Normalmente los analizadores de espectro electrni-cos utilizan de manera muy generalizada la transformadarpida de Fourier (FFT) como mtodo para transformaruna forma de onda determinada, en sus componentesdentro del espectro de frecuencias.

Los parmetros ms importantes que reporta un ana-lizador de espectros y que pueden ser modificados por elusuario, son el SPAN o rango de frecuencias a represen-tar en pantalla y tambin la amplitud de referencia, pormedio de la cual se permite variar el rango de tensionesde la seal de entrada y el margen dinmico de visuali-zacin de las mismas.

Algunas aplicaciones en donde se utiliza un analiza-dor de espectros es en ajuste de sintonizadores, medi-cin de EMI (emisiones electromagnticas), comunicacio-nes wireles (inalmbricas), dispositivos de control remoto,telefona celular, diseo de circuitos de RF, WLAN, micr-fonos inalmbricos, receptores GPS, antenas, etc.

A continuacin se describen 2 analizadores de espec-tros que pueden ser implementados en una PC por mediode software especfico.

Artculo de Tapa

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Figura 1

1) LF SPECTRUM ANALYSER V1.1 empleandola tarjeta de sonido Sound Blaster 16 (SB16 SOUNDCARD). Desarrollado por Henk Thomassen (c) June1996.

Este analizador de espectros opera en bajas frecuen-cias dentro del rango de 0 a 20kHz, ya que emplea comoelemento de toma de muestras a la tarjeta de sonido SB-16 o tarjetas 100% compatibles con el formato AWE32.

El analizador de espectros se activa ejecutando elprograma FFT.EXE (bjelo a partir del link dado ennuestra web, con los datos brindados ms arriba) el cualse trata de una aplicacin de uso libre que puede serempleado inclusive para modificar el cdigo fuente que leacompaa, recordando que todo esto es con fines libresde lucro, o dicho en otras palabras no comerciales, figu-ra 2. Para emplear el programa se deben seguir lossiguientes pasos:

Crear una carpeta en el disco duro (por ejemplo C:\FFT).Acceder a la nueva carpeta (C:\FFT).Copiar el archivo FFT.EXE.Ejecutar el programa FFT.EXE.

Requerimientos MnimosPara que el programa pueda trabajar adecuadamen-

te, se requiere que el sistema cuente con lo siguiente;microprocesador a partir de 386 en adelante, por lomenos monitor VGA (640 x 480 puntos, 16 colores).Sistema operativo a partir de win98. Tarjeta de sonidocompatible con SB-16.

Descripcin de los ControlesEl programa es operable casi totalmente por medio

del ratn, tenindose como teclas activas las que a con-tinuacin se describen:

F2: Guarda en el archivo FFTxxxx.PCX la imagen dela pantalla en blanco y negro.

Alt-F2: Guarda en el archivo FFTxxxx.PCX la imagende la pantalla en color.

F3: Salir del programa o del modo de congelacin.La mayora de los controles se utilizan por medio del

botn izquierdo del ratn, mientras el cursor este apun-tando a un botn de control, que se encuentran en la ima-gen del analizador de espectros, cuya descripcin seencuentra a continuacin:

Y-Escala +/-: Aumenta o disminuye los valores de laescala Y.

Y-Escala Log/Lin: Cambia entre escala logartmica(dBm) o escala lineal (mW).

X-Escala +/-: Aumenta o disminuye los valores de laescala Y.

Mode (botn superior): Selecciona tipo de ventana. Mode (botn de en medio): Selecciona desplegar

en pantalla los modos de visualizacinAbsoluto/Real/Imaginario/Argumento.

Modo (botn inferior): Cambia el modo de visualiza-cin entre Spectrum y Scope. En el modo Scope los con-troles menos relevantes son desactivados.

Display (botn superior): Indicador de pico (Peak)encendido/apagado.

Display (botn de en medio): Selecciona entre lne-as o puntos en la imagen de la pantalla.

Display (botn inferior): Funcin de refrescamientode datos on/off.

Exit: Sale del programa.Up/Down: Mueve la imagen Arriba/Abajo en la pantalla.SB16 controls: Manipula los controles relevantes del

mezclador de la tarjeta de sonido.

SB ControlTodos los controles del mezclador de la tarjeta SB16

son directamente accesibles desde la interfaz de usuarioque se encuentra en la aplicacin, ya que el programaFFT comprueba el medio ambiente de la tarjeta de soni-do SOUND BLASTER, por lo que verifica las variablesque corresponden al puerto de control para la configura-cin de la tarjeta de sonido, tales como el canal DMA. Sila tarjeta Sound Blaster no se encuentra instalada, laconfiguracin que adoptara la aplicacin FFT, ser toma-da como estndar, por lo que se utilizarn los valoresPort = 0x220, DMA bajo = 1, DMA alto = 5). Para un fun-cionamiento normal se requiere la tarjeta SB16, pero elprograma se ejecutar con el mezclador del panel conlos comandos de la SB16 desactivados. A continuacinse muestra la descripcin de los controles de la tarjetaSB-16:

Input Selection: Por medio del botn izquierdo del

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Figura 2

ratn en el recuadro pequeo identificado comolnea/cd/mic, se selecciona el canal de entrada, identifi-cndose la seleccin realizada por medio de la ilumina-cin en color verde el recuadro. No es posible utilizaral mismo tiempo las diferentes entradas de manerasimultnea, debido a las diferencias existentes entre lasganancias de las seales de lnea/cd/mic. El empleo almismo tiempo de las entradas derecha e izquierda de uncanal no tiene problema.

Output Selection: Por medio del botn izquierdo delratn, se controlan todos los canales que se puedenconectar con la salida de la tarjeta de sonido.

Volume control: El volumen puede ser ajustado pormedio del control de entrada de canal lnea/cd/mic y porlos canales de salida, moviendo la barra deslizante.Cuando cambie la magnitud del control de volumen en lapantalla, se ajustarn de manera automtica los valoresque se muestran en la imagen.

Gain setting: Existe un ajuste de ganancia para cadaentrada y salida (x1, x2, x4, x8) que aparece en el anali-zador de espectros.

Mediciones Sobre la Imagen de la PantallaSi el cursor del ratn se coloca sobre la imagen de la

pantalla, y se oprime el botn izquierdo, la imagen secongela pudiendo realizar mediciones colocando el cur-sor del ratn sobre los puntos especficos que se quierananalizar. Si se oprime por segunda vez el botn izquierdodel ratn sobre la imagen ya congelada, se desplegarnlos valores relativos con respecto de la posicin del cur-sor. Para descongelar la imagen se tiene que presionar elbotn derecho del ratn, para que nuevamente se tomenuna serie de muestras.

Modo ScopeEl propsito de la aplicacin del modo scope es veri-

ficar si la magnitud de la seal de entrada se encuentralimitada ya sea por el DAC o por las entradas de losamplificadores de la tarjeta de sonido. La limitacin pormedio del DAC es claramente visible en la pantalla delanalizador de espectros, pero al limitar la entrada con losamplificadores (que tal vez son de proteccin) slo dis-torsiona la seal (por la tarjeta SB-16 ocurre para lasseales mayores a 1,2 Veficaz).

Input: Internal (Entrada: Interna)El programa FFT.EXE incluye una funcin simple que

genera una seal senoidal rectificada, adems de algo deruido, para poder mostrar una imagen en la pantalla, si esque no se cuenta con una tarjeta de sonido en la PC.

Cabe aclarar que por la presente aplicacin, no setendr responsabilidad alguna por los daos causados yasea por el uso adecuado o inadecuado. El presente pro-

grama se distribuye tal cual sin garanta expresa oimplcita. Por lo que nadie ser responsable por cualquierprdida de informacin o dao en la PC donde se insta-le, ya sea directa o indirectamente, por el uso de esteproducto.

La utilizacin de la presente aplicacin se encuentratotalmente bajo el riesgo de quien lo desee utilizar.

2) SPECTROGRAM V4.1.2 Desarrollado porRichard Horne

Este programa, que acta como un analizador deespectros instalado en una PC, tiene como principio deoperacin lo siguiente: la mayora de los sonidos ordina-rios son complejas combinaciones de los distintos com-ponentes de frecuencia o armnicos con una ampliagama de frecuencia e intensidad. El espectrograma quese obtiene con la presente aplicacin es simplementeuna muestra de la frecuencia con sus respectivas com-ponentes de una seal de audio en funcin del tiempo.En el analizador de espectros presente se analizan gra-baciones de audio digital (formato PCM), para produciruna relacin del valor de la frecuencia frente al tiempo,con intensidad armnica representada por un color varia-ble en la escala. Los espectrogramas resultantes mues-tran la fascinante estructura oculta de las frecuencias delas seales de audio, y puede ser empleado para identi-ficar o clasificar los sonidos particulares (figura 3).

El programa SPECTROGRAM V4.1.2 emplea comobase fundamental, la herramienta matemtica conocidacomo transformada rpida de Fourier (FFT), para preci-samente realizar el anlisis de frecuencias. Las FFT sue-len ser especificadas por el nmero de puntos que a laentrada son utilizados para cada clculo, que siempreson trminos que se dan en potencias de dos (512, 1024,2048, etc).

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Figura 3

La frecuencia de resolucin de un espectro siempreest en funcin de la tasa de muestreo digital de la sealde audio, dividido entre el nmero de puntos que a laentrada se tomaron en la operacin FFT. Cuanto mayorsea el nmero de puntos de datos, ser ms fina la reso-lucin de la frecuencia. La frecuencia mxima calculadapor la FFT y el lmite superior de frecuencia del espectro-grama tendr como referencia a la mitad de la tasa demuestreo digital que fue utilizado (figura 4).

La eleccin de la tasa de muestreo depende total-mente de la frecuencia ms alta de la seal de audio quese analizar. Tenindose como regla de oro la de usaruna frecuencia de muestreo que sea el doble del valor dela frecuencia ms alta en la seal de audio. Es decir, sise espera no tener componentes de frecuencia por arribade 11kHz, con la tasa de muestreo de 22kHz ser sufi-ciente.

El programa Spectrogram nos proporciona dos modosbsicos de operacin, que son el de Analizar y Buscar,para obtener mayor informacin en cuanto a la operacincompleta del software, se recomienda instalar el progra-ma y leer el correspondiente archivo de ayuda. En resu-men se trata de un analizador de espectros que trabajacon el rango de frecuencias que va de 0 a 20kHZ, ya queemplea la tarjeta de sonido de una PC, por lo tanto serequieren de las siguientes caractersticas en una PC:

Sistema operativo a partir de Windows 95 o WindowsNT 4.0., mnimo 16MB o ms de memoria RAM, monitory tarjeta de video mnimo VGA (256 colores).

Frecuencmetro

Se trata de un contador de pulsos, para que demanera indirecta se obtenga un valor de frecuencia, elpresente frecuencmetro toma como base, la tarjeta de

sonido de una PC, por lo que su ancho de banda no esmuy amplio, pero en la mayora de las aplicaciones essuficiente como para contar con un frecuencmetro ennuestra casa. El archivo que hemos analizado y quepuede descargar de nuestra web es el FrecuencyCounter 1.01 (figura 5). En el link que proveemos tambinencontrar versiones superiores con licencia NoComercial, pero recomendamos comenzar a utilizar esteprograma para aprender a usarlo y luego ensayar versio-nes superiores que le ofrecern ms prestaciones.

El frecuencmetro que se describe, tiene como con-troles bsicos el ajuste del Timer y el Trigger, para reali-zar la medicin de la frecuencia de una determinadaseal, siempre y cuando esta tenga una frecuencia deoperacin que se encuentre dentro del rango de 0 a20kHz.

Generador de Funciones

1) BIP Electronics Lab Sine Wave Generator - 3.0.

El generadorB I P (figura 6),desarrollado porb i k k e l @ v i a . n l ,proporciona unaseal que trabajapor medio deondas sinusoida-les y tambinpuede descar-garse desde ellink provisto ennuestra web. Ellaboratorio deelectrnica desoftware BIP,desarrolla aplica-

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Implementacin de Instrumentos Electrnicos Mediante PC

Figura 4

Figura 5

Figura 6

ciones para utilizar el hardware de cualquier PC estndary son totalmente gratuitos, disponibles a travs deInternet.

El generador de onda sinusoidal BIP utiliza la tarjetade sonido como salida de la seal sinusoidal. El genera-dor de seales tiene las siguientes propiedades:

Frecuencia de muestreo: El oscilador emplea auto-mticamente la mxima frecuencia de muestreo disponi-ble en la salida que sea seleccionada, como se empleauna tarjeta de sonido, por lo general el mximo es de44kHz, pero las personas podrn escuchar como mximo22kHz (si los odos estn sanos), pero se puede emplearcomo un generador sin problema.

Impedancia de salida: Es la misma que presentauna tarjeta de sonido, que normalmente es muy baja (locual representa un parmetro muy bueno), a fin de poderconectar un altavoz (que no es necesario para esta apli-cacin si es que slo se quiere escuchar un tono).

Precisin: El generador utiliza 8-bits para generar lasmuestras que componen a la seal de onda sinusoidal.La onda sinusoidal se crea utilizando un algoritmo secre-to que hace uso especial de instrucciones de punto flo-tante en el microprocesador.

No tiene caso adquirir un generador comercial, conespecificaciones mucho ms altas a las mostradas aqu,ya que el generador BIP desarrollado por el laboratorio deSoftware, esta diseado para aquellos aficionados quequieren experimentar un poco con un dispositivo de apli-cacin electrnica antes de comprar un equipo costoso.

2) SweepGen - An Audio Sweep Generator

El generador de funciones SweepGen (figura 7),desarrollado por David J Taylor, enciende el equipo desonido de la PC, junto con el oscilador y generador debarrido de frecuencias. Al igual que los instrumentos de

prueba de audio, se pueden encontrar diversas seales adiferentes frecuencias empleando la tarjeta de sonido,que se encuentra instalada en la PC, para producir lasseales senoidales que matemticamente son correctas.Dicha fidelidad depender en todo momento de la calidadde la tarjeta de sonido.

Modos de operacin: SweepGen tiene 3 modos deoperacin:

Frecuencia fija (sin barrido).Barrido simple lento que dura alrededor de 45 segun-

dos, para poder grabar la seal en una cinta para su pos-terior anlisis.

Barrido rpido, dura alrededor de 0.75 segundos, parasu empleo por medio de un osciloscopio para su posterioranlisis.

En el modo de barrido rpido, se puede seleccionarentre valores de frecuencias continuas o valores de fre-cuencias entrecortadas, teniendo un ciclo til con un valorde 3 a 1 con respecto del estado lgico 0.

En ambos modos de operacin por barrido, se puedeseleccionar entre valores de frecuencias con desplaza-miento logartmico, o lineal, utilizndose el modo logpara examinar respuestas de frecuencia que cambian devalor muy rpido, mientras que el modo lineal es conve-niente utilizarlo para analizar la banda de frecuencia enque trabajan los filtros.

Rango de frecuencias: Puede ser programado cual-quier rango de frecuencias en el barrido, pero si es nece-sario determinar los valores mnimo y mximo de opera-cin, necesitamos recordar que este generador opera conla tarjeta de sonido de la PC, por lo tanto opera entre elvalor que va de 0 a 20kHz.

Para obtener respuestas convenientes, existen 4 ran-gos de frecuencias predefinidas que se encuentran deacuerdo con lo siguiente:

Wide: 20Hz a 20kHzHF: 1kHz a 15kHzSpeech: 300Hz a 3kHzLF: 50Hz a 1kHz

Niveles de salida: Existen una serie de valores quepueden ser seleccionados, que van de 0 dB a -20dB.Tenindose una breve fraccin de segundo como retardoen lo que se refresca al nuevo valor al que fue seleccio-nado el control.

3) Audacity

Desde la pgina del autor pueden descargarse ver-siones tanto para Windows como para Mac, nosotros

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Figura 7

descargamos la versin 1.2.6 a cuyo link puede accederdesde nuestra web con los datos brindados al comienzode esta nota. Una vez instalado el programa pulse en elicono correspondiente y aparecer una pantalla como laindicada en la figura 8. Se trata de un pro-grama que genera seales de audio y grabatonos MP3.

Para generar tonos de audio ingrese enGenerar > Tono > Sinusoide y luego selec-cione las caractersticas del tono. Por defec-to est ajustado en 440Hz, con la amplitudmxima (1) y 30 segundos de duracin. Si enesas condiciones pulsa la tecla de reproduc-cin aparece un tono de 440Hz en amboscanales de la salida de audio de la plaquetade audio de su PC. Si tiene conectados losparlantes puede realizar la prueba y escu-char el tono.

Mientras se genera la seal aparece unoscilograma de la misma generada en unosciloscopio que se maneja tanto en ganan-cia horizontal como vertical. En principiopara analizar el eje horizontal con ms facili-dad vamos a cambiar la frecuencia del tonopor otro de 1kHz que tiene un perodo exac-to de 1 ms. Tome el cursor de tiempo queest debajo del osciloscopio y muvalo paraobservar diferentes zonas de los 30 segun-dos que dura el tono. Por defecto, la fre-cuencia de barrido es muy baja y no se lle-gan a observar las sinusoides. Pulsando enla lupa (+) que est arriba del osciloscopio sepuede abrir la imagen hasta que se observecada ciclo separadamente. Ahora el cursorpermite ajustar el comienzo del tono y obser-var por ejemplo que los mximos se produ-cen exactamente cada 1 ms, tal como mues-

tra la figura 9. Observe que a los 0 segundos comienza laseal con un flanco positivo partiendo de 0 y cuando vuel-ve a pasar por cero con la misma direccin el tiempo esde 1 ms o 0,00100 segundos. Para aumentar el tamaovertical de la imagen haga click sobre el borde inferior delosciloscopio y arrastre hacia abajo.

Observe bien el oscilograma; cada 80s hay un pun-tito. Esos puntitos marcan el momento de realizar unmuestreo de la seal analgica de entrada. En este casoparticular de generar seales con una forma determinada(senoidal, triangular, cuadrada) no hay seales de entra-da sino funciones, que se generan matemticamente.Pero de cualquier modo las funciones no dan valorescontinuos sino muestreados cada cierto tiempo quedepende de la frecuencia de muestreo. El ejemplo tienelas caractersticas de una codificacin de CD; es decir 16bits, y una frecuencia de muestreo de 44.100Hz. Estosvalores se pueden observar en el tablero a la izquierdadel oscilograma en donde adems se agrega mono quesignifica que los dos canales de la plaqueta de audio tie-

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Implementacin de Instrumentos Electrnicos Mediante PC

Figura 8

Figura 10

Figura 9

nen el mismo tono de 1kHz con la mismaamplitud (el valor mximo de 1 que corres-ponde con el 0dBm o 660mV eficaces).

Para poner una frecuencia de muestreoms baja se selecciona la tecla marcadapista de audio a la izquierda del oscilogra-ma y se elige una frecuencia de muestreo depor ejemplo 8000Hz, tal como muestra lafigura 10.

En dicha figura vemos que las muestrasestn mucho ms separadas y que la sealde 1kHz est algo deformada. Sin embargoen el tono que sale por los parlantes (boci-nas) no se aprecia prcticamente ningunadistorsin. Un muestreo de 8kHz para unaseal de 1kHz genera 8 puntos de inflexinpor cada perodo de la seal muestreada. Enefecto, cuente los puntos de inflexin y verque hay exactamente 8. La distorsin, segnnos cuenta el Ing. Picerno, se debe a que lacomputadora genera las seales senoidalescon una aproximacin lineal; es decir conlneas rectas.

Si utilizo una frecuencia de muestreo de11.500Hz para ver una seal de 8kHz elresultado es el que muestra la figura 11.

El teorema del muestreo dice que la fre-cuencia de muestreo debe ser por lo menosel doble que la mxima frecuencia a reprodu-cir y por eso el estandar CD utiliza una fre-cuencia de muestreo de 44.100Hz parareproducir una frecuencia mxima de 20kHz,tal como muestra la figura 12.

Como puede observar, la seal se vebastante distorsionada, sin embargo el odolo reconoce como senoidal porque no puedeescuchar los productos de la distorsin queson todos superiores a 20kHz y por lo tantoinaudibles.

El programa permite usar una frecuen-cia de muestreo de 96.000Hz como mxi-mo, as que puede utilizarla para mejorar laforma de seal, pero luego al grabarla vol-ver a tener una frecuencia de 44.100Hzcomo frecuencia de muestreo porque saes la norma de CD.

Tambin existe otra predisposicin quemejora la forma de seal. Es la cantidad debits a la que se produce la digitalizacin. Untono de 20.000Hz a 32 bits se observa como lo indica lafigura 13.

Esto es lo que genera el programa pero para sacar-lo de la PC debe pasar por una placa de sonido y enton-

ces la seal se ve influenciada por dicho circuito, demodo que no podemos garantizar que no se deforme sidicha placa tiene una frecuencia de muestreo menor ono trabaja a 32 bits.

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Figura 12

Figura 11

Figura 13

Osciloscopio

1) BIP Electronics Lab Oscilloscope - 3.0

El presente osciloscopio, desarrollado porbikkel@via.nl, es una aplicacin que tiene cmo objetivoacercar instrumentos tiles al alcance de todos por mediodel empleo de una PC comn, recordando que estos pro-gramas se encuentran de manera gratuita a travs de laInternet.

Este osciloscopio emplea la tarjeta de sonido de laPC, para que se puedan introducir las seales que serequieran analizar, esto significa que la eficacia en lamedicin que se realice, depende directamente de la cali-dad que tenga la tarjeta de sonido. Al ejecutar el progra-ma aparecer una pantalla como la de la figura 14. Elosciloscopio posee las siguientes caractersticas:

Frecuencia de muestreo: De acuerdo con el circuitode interfase con el que se adquieren las seales, se

cuenta con un ancho de banda que va de 0 a44kHz, recordando que es a travs de la tarjeta desonido que se realiza la captura de la seal amedir. Por lo tanto, considerando el teorema demuestreo (tambin llamado teorema de Nyquist),que dice que el valor de la frecuencia de muestreodebe ser mayor a la frecuencia de la seal que seest midiendo, se recomienda que unicamente semidan seales que trabajan con frecuencias quevan de 0 a 22kHz.Impedancia de entrada: La impedancia de entra-da es la que nos presenta a la entrada la tarjeta desonido, pero en algunos casos es importantegarantizar que la impedancia de entrada es sufi-cientemente alta, por lo que se puede agregar unresistor con un valor de 470k, conectada en seriecon la entrada de la tarjeta de sonido.

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Figura 12

Precisin: Para el procesamiento dela seal, se cuenta con 8 bits para digitali-zar las muestras de la seal de entrada, yaunque no es lo ms adecuado, se tieneuna respuesta ptima, considerando quese tienen resultados fiables.

2)Oscilloscope for Windows ver -sion 2.51

Se trata de un osciloscopio desarrolla -do por Konstantin Zeldovich (1996-1997)que funciona para sistemas operativos apartir de Windows 95, el osciloscopio 2.51es una aplicacin que est diseada paraemplearse en computadoras caseras,empleando la tarjeta de sonido como medio para adquirirlas seales. El osciloscopio proporciona total funcionali-dad de una manera completa y amigable, bajo el entor-no de Windows.

El presente osciloscopio permite realizar los siguien-tes anlisis de seales:

Analizar en tiempo real cualquier seal elctrica.Medicin de frecuencias.Analizar los espectros de seales en tiempo real.Trazar figuras de Lissajous.

Como se utiliza la tarjeta de sonido, no es de extraarque el osciloscopio presente varios inconvenientes, talescomo la limitada amplitud en cuanto al voltaje que sepueda medir, adems del ancho de banda relativamentebajo que va de 20Hz a 20kHz, y como una de las msimportantes, la posibilidad de daar la PC cuando seconecta a una fuente de seal desconocida. La vista dela pantalla al ejecutar este programa se muestra en lafigura 15.

Las especificaciones importantes a tener en cuenta,para la operacin del presente osciloscopio son:

Osciloscopio de doble trazo, con almacenamientodigital, adems de contar con analizador de espectro entiempo real y medir de correlacin.

Longitud del Buffer.- 52 msAncho de banda: 20Hz 20kHz mxNivel de entrada: Limitado por la capacidad de la tar -

jeta de sonido, que es de aproximadamente 2 Vp-p.Refrescamiento de la imagen: aproximadamente 6

fps.Almacenamiento de datos: En cualquier medio desde

floppy disk hasta memorias USB, o como texto en cual -quier formato de Windows.

3) Sound Card Oscilloscope V 1.30

Se trata de un programa que permite obtener un osci-loscopio digital con un generador de seales integrado,un analizador de espectros (FFT) y un grabador de archi-vos de onda. El autor reafirma que no es un softwaregratuito y que para su uso en aplicaciones comerciales sedebe tener la licencia correspondiente. Los requerimien-tos mnimos para su funcionamiento son:

Windows 2000, XP o Vista.Una PC con una tarjeta de sonido instalada.50MB de espacio en disco.

Para la instalacin descargue el archivo ZIP desde ellink brindado en nuestra pgina y haga click ensetup.exe. El programa se puede iniciar a partir de aha travs del men de programas del sistema operativoWindows.

Este software se puede usar para la presentacin y elanlisis de ondas sonoras. Los datos se pueden grabartanto directamente de la tarjeta de sonido (con un micr-fono o desde la entrada LINE) como de una fuente talcomo un CD o Mediaplayer. La entrada del osciloscopiose define con el mezclador de sonido de Windows, talcomo veremos ms adelante. El software obtiene susdatos desde la entrada de la tarjeta de sonido mediantela interfaz de Windows. No se comunica directamente conla tarjeta de sonido. Por lo tanto, los problemas quepudiera tener la tarjeta de sonido se deben solucionar anivel del sistema operativo. La interfaz del usuario estdispuesta como un osciloscopio convencional. Sinembargo, en la ventana del programa, se suministranposiciones adicionales para la presentacin XY y el an-lisis de frecuencia.

Cuando instalemos el programa y lo ejecutemos, apa-

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Figura 15

recer la imagen de la figura 16. El softwaremuestra la seal presente en el canal izquier-do y el derecho de la tarjeta de sonido. Elcanal izquierdo se representa como unalnea verde y el canal derecho como unalnea roja. En la ventana de la interfaz delusuario hay perillas y ventanas de entradapara las tres funciones siguientes: Amplitud,Tiempo y Disparo.

Posiciones de la amplitud:La escala de amplitud de los dos canales

se puede establecer independientemente ascomo en forma conjunta o sincronizada. Esteltimo caso se habilita al comienzo del pro-grama y se puede deshabilitar medianteSync CH 1&2 en el panel frontal. En el casodel control de canales independiente, elcanal activo tiene que seleccionarse mediante el botn Select CH (ver figura 17).

Los valores de amplitud se dan en unidades por divi-sin de la pantalla del osciloscopio y se muestran paraambos canales arriba de esta pantalla. El valor de ampli-tud corresponde al nivel de sonido digitalizado divididopor 32768. Esto representa la resolucin en 16 bits de losdatos que se toman de la tarjeta de sonido. Debido a lasdiferentes posiciones del volumen en el panel de controlde sonido en Windows el nivel de sonido absoluto no sepuede determinar directamente. Por lo tanto, los valorespresentados se deben interpretar en unidades arbitrarias.La posicin de amplitud se refiere tanto a la ventana delosciloscopio como al grfico XY. Se puede asignar uncorrimiento a cada canal individualmente; de esa maneralos dos trazos se pueden separar entre s, para ello debehacer un click en uno de los campos de corrimiento y deinmediato aparecern dos cursores horizon-tales de modo que al mover uno de ellos seproducir el cambio de posicin de la sealmostrada en la pantalla del osciloscopio, tam-bin se puede asignar un valor numrico enuno de los campos (figura 18).

Si la seal del canal est fuera de la ven-tana visible de la pantalla, el cursor se mos-trar en el borde superior o inferior de la pan-talla (dependiendo de dnde est ubicada laseal real). Los cursores desaparecernautomticamente de la pantalla despus deunos pocos segundos de no modificar elcorrimiento.

Base de tiempoLa posicin de Tiempo se refiere a todo

el rango representado y NO al valor por uni-

dad como en un osci-loscopio normal. Elrango va desde unmilisegundo hasta10000 milisegundos.Cuanto ms grandesea el rango, mspequea es la veloci-dad de exploracinque se utiliza. Esto esinevitable a causa de la extensin del uso de la CPU dela computadora. En la posicin de disparo single la velo-cidad de exploracin se aumenta de nuevo dado que lautilizacin de la computadora aqu es menos importante.

DisparoLos modos de disparo son off, auto, normal y

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Implementacin de Instrumentos Electrnicos Mediante PC

Figura 16

Figura 17

Figura 18

single. Estos corresponden a los modos normales de lososciloscopios. El umbral de disparo se puede ajustar yasea en la ventana de entrada de seleccin de disparo odesplazando la cruz amarilla de la ventana del oscilosco-pio usando el mouse. El tiempo de disparo slo se puedeajustar desplazando la cruz con el mouse.

En el modo de disparo single SHOT la llave RUN/stopse desactiva automticamente y se requiere una nuevaentrada o toma de datos, se debe oprimir nuevamente.

El botn Auto set dispara el programa para estimarla base de tiempo y el nivel de disparo ptimos. La fre-cuencia principal que se encuentra en el canal de dispa-ro se usa para obtener la base de tiempo. El umbral setoma de la amplitud de la seal. Si la amplitud es dema-siada pequea, el botn no tiene ningn efecto. Por deba-jo de 20Hz el resultado no es confiable debido a la limita-da ventana de tiempo que se usa para el anlisis.

Modo de canalPor defecto, se muestran dos canales en la ventana

del osciloscopio. Con la llave de seleccin de modo en laparte inferior de la ventana del programa, se puede elegirla suma, la diferencia o el producto de los canales.

Anlisis de los datosEn la interfaz del usuario tambin hay una llave de

corrida/detencin, la cual se puede usar para interrumpirla toma de datos y dar tiempo para analizar el contenidopresente de la ventana. El selector real time permiteconmutar mediciones en tiempo real de la frecuencia prin-cipal, la amplitud pico a pico y el valor eficaz de la seal.El resultado se muestra en el borde superior de la panta-lla, tal como puede observarse en la figura 19. Esta medi-cin requiere cierta potencia de la CPU y debe apagarsesi se observa cualquier problema.

La amplitud o Tiempo/Frecuencia se puede medir conla ayuda de cursores en la ventana del osciloscopio. Loscursores correspondientes se pueden activar mediante lacaja selectora debajo de la ventana. Los cursores se pue-den desplazar con el mouse.

En el modo de amplitud se muestran los valores delos dos cursores as como la diferencia de amplitud, de laforma mostrada en la figura 20.

Para el modo de tiempo, la diferencia de tiempo y lafrecuencia apropiada se muestran directamente. Losdatos tambin se pueden examinar con mayor detalleusando el zoom. El detalle alrededor de la posicin de lalnea de disparo perpendicular se aumenta. Desplazandola lnea de disparo, se puede cambiar el rango.

Grfico X-YAqu se muestran dos canales comparndolos entre

s. Por lo tanto se pueden producir por ejemplo, figuras de

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Figura 19

Figura 20

Figura 21

Lissajous (figura 21). Para este caso las frecuencias sepueden ajustar en el generador de seales.

El cursor encima del grfico permite cambiar el tiem-po de persistencia de los datos mostrados. Para unaposicin mayor de tiempo, aumenta la ventana de tiempomostrada en la pantalla. Las seales que cambian rpidose deben mostrar mejor con una persistencia ms corta.

Los controladores a lo largo de los ejes X e Y permi-ten un escalamiento del canal apropiado. El rango repre-sentado se elige ajustando la perilla de amplitud de laventana del programa.

Anlisis de frecuenciaEn la ventana de anlisis de frecuencia, la presenta-

cin muestra el resultado del anlisis de Fourier del canalseleccionado. El canal se puede elegir con el botn deseleccin encima de la grilla. Por defecto, el grficomuestra la amplitud de seales de 0 a 10kHz. La ampli-tud as como la frecuencia se pueden mostrar con unaescala logartmica.

La escala vertical se puede ajustar automticamente

seleccionando la caja de control de autoescala que estencima del grfico (vea la figura 22). Se puede realizar unajuste manual haciendo doble click en el valor mximo omnimo del eje e ingresando un nuevo valor. Esto se debehacer slo si se inhabilita la autoescala.

Debajo del grfico hay una barra rodante y un controlde desplazamiento del zoom; permiten cambiar el rangoindicado. Estos controles so deben usarse si se ha dete-nido la toma de datos con el botn de corrida/detencin.El cursor del zoom muestra detalles del anlisis de fre-cuencia: use el mouse para establecer la lnea amarillaperpendicular en la frecuencia de inters y accione el cur-sor del zoom hasta el detalle deseado.

Los dos valores de salida debajo de los cursoresmuestran la frecuencia en la posicin del cursor y el valorde la frecuencia ms fuerte encontrada a partir de un an-lisis armnico de los datos. Note que el anlisis deFourier siempre se basa en datos con una velocidadplena de muestreo de 44,1kHz. Por lo tanto el controladorde tiempo automticamente salta a un valor predefinidocuando esta ventana est activa.

Seleccionando peak hold permite almacenar losvalores mximos de amplitud del anlisis de Fourier. Estopermite mostrar la funcin de transferencia cuando seusa un generador de ruido blanco (figura 23).

Dentro del anlisis de frecuencia, tambin se proveeun filtro ajustable de seleccin de frecuencia (filtro Besselde dcimo orden). Se pueden seleccionar tres tipos de fil-tros: pasabajos, pasaaltos y pasabanda. Las frecuenciascrticas se pueden ajustar con los controles de desplaza-miento. Por encima del filtro de seleccin de frecuenciahay un botn para abrir un control de filtro en una venta-na separada. Esta funcin le permite a uno observar elefecto del filtro directamente en la ventana del oscilosco-pio. Haciendo doble click en el botn, o cerrando la ven-tana, se restablecen las posiciones originales.

Funcin de transferenciaAdems del anlisis de frecuencia de un canal indivi-

dual, es posible medir la funcin de transferencia. Estamedicin usa la relacin del Canal 1 y el Canal 2 paradeterminar la dependencia de la frecuencia con la carac-terstica de transferencia. Para obtener la funcin detransferencia se debe seleccionar una seal de ruido ouna onda cuadrada en el generador de seales a fin decubrir todo el espectro de frecuencia en una sola medi-cin. Alternativamente se puede utilizar un barrido de fre-cuencia. El Canal 1 debe contener la seal original y elCanal 2 debe contener la seal filtrada.

Generador de sealesEn el programa se integra un generador de seales

de dos canales. El generador se puede liberar de la ven-

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Implementacin de Instrumentos Electrnicos Mediante PC

Figura 22

Figura 23

tana del programa oprimiendo el botn que se encuentraencima del panel, se desplegar una imagen como la dela figura 24.

El generador produce ondas sinusoidales, rectangula-res, triangulares y diente de sierra con amplitud variabley frecuencia variable. Tambin se incluye un generadorde ruido blanco. Se puede ajustar la fase de la seal.

El modo de barrido permite el barrido de frecuenciadesde la frecuencia principal hasta la frecuencia final enforma continua dentro de la ventana de tiempo especifi-cada. La figura 25 muestra la pantalla generada cuandose ha establecido una seal senoidal automtica.

Al abrir el generador de seales, se desactivan amboscanales y se deben reactivar mediante un botn en laparte inferior de la ventana. La frecuencia se puede cam-biar en pasos de 0,5Hz. La seal generada por medio deeste programa se enva directamente a la tarjeta o placade sonido. Esto debe activarse en el mezclador de soni-do del sistema operativo Windows (usualmente designa-do como Wave Out). Si adems se activa la grabacinde la fuente Wave, las seales se visibilizan en el osci-loscopio y se pueden presentar para producir, por ejem-plo, figuras de Lissajous.

ExtrasEn esta ventana hay algunas posiciones para los dis-

positivos de audio de Windows. Del lado derecho estnlos dispositivos de audio para entrada y salida de sonido.Si estn presentes varios sistemas de sonido, se puedeseleccionar aqu el equipo usado (figura 26).

Del lado izquierdo estn los botones para iniciar laoperacin de los mezcladores de audio de Windows.Note que cada opresin de un botn abre una pequeaventana mezcladora. En los mezcladores se pueden con-figurar las entradas y las salidas. En la parte inferior de laventana de posiciones hay un botn para reinicializar lasposiciones del programa. Esto incluye todas las posicio-

nes; cualquier cambio hecho por el usuario hasta esemomento se perder.

El lenguaje del programa se puede cambiar con elbotn correspondien-te, en el ngulo infe-rior derecho de lapantalla. Al pulsar elbotn se desplegaruna imagen como lade la figura 27 en laque puede seleccio-

Artculo de Tapa

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Figura 24

Figura 26

Figura 25

Figura 27

nar el lenguaje, al momento de escribir este artculo anno se encontraba disponible la opcin ESPAOL. El cam-bio del lenguaje se aplicar en el prximo inicio del pro-grama.

Para Expertos SolamenteLas posiciones normales de la tarjeta de sonido son

44,1kHz con una resolucin de 16 bits por muestra. Sepueden establecer mayores velocidades de muestreo ymayores resoluciones de muestreo en el archivo de ini-cializacin scope.ini ubicado en el camino de instalacindel programa. Los parmetros correspondientes sonSamplingRate y Bits, que se comentan en el archivooriginal.

La mayora de las tarjetas de sonido corrientes (inclu-so las versiones ya instaladas) soportan hasta 100kHz y16 bits. Si la tarjeta de sonido no soporta la velocidad demuestreo y/o la resolucin de los bits, se mostrar unmensaje de error al comienzo del programa.

Un parmetro adicional en el archivo scope.ini esMaxFrequency, el cual determina el valor mximo de lafrecuencia mostrada en el anlisis de Fourier. El valor pordefecto es 20kHz.

Informacin adicional: Tenga presente que una altavelocidad de muestreo/resolucin en bits pueden condu-cir a una carga importante para la CPU.

Para un muestreo de 100k con resolucin de 16 bitsla carga es ms de 4 veces mayor que en condicionesnormales. Por lo tanto monitoree la carga de la CPUcuando se aumentan las posiciones.

Fuentes de seal para el osciloscopioUsualmente se disponen las siguientes entradas:

Line-In: Puerto en la PCMicrophone: Puerto en la PC, o interno (laptop) a

menudo slo mono.Wave Out: Sonido interno, por ejemplo reproductor

de MP3, Media-Player; generador de seales.CD Player: Msica directamente de un CD.

El equipo que aparezca en el osciloscopio debe selec-cionarse a partir de las entradas mencionadas anterior-mente. Con algunas tarjetas de sonido se pueden selec-cionar varias fuentes al mismo tiempo, en una pantallacomo la que aparece en la figura 28. El volumen del equi-po tambin se puede ajustar aqu. Esto tiene un efectodirecto en la amplitud del osciloscopio.

Salida de seal mediante la tarjeta de sonidoPara definir qu sonido se enva a la salida de la tar-

jeta de sonido, se debe seleccionar el equipo apropiado

en el mezclador de audio de Windows, ajustando los con-troles de la figura 29. Frecuentemente, en este panel, semezclan varias fuentes al mismo.

Importante: A veces puede ocurrir que no se lista unaentrada o una salida en la ventana. En este caso se debeactivar as: Options->Properties (figura 30).

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Implementacin de Instrumentos Electrnicos Mediante PC

Figura 28

Figura 29

Figura 30

Grabador de audioEl grabador de audio permite guardar datos en un

archivo de onda. El nombre del archivo de salida tieneque seleccionarse antes de que se oprima el botn depausa o de grabacin.

Hay tres modos diferentes para almacenar datos:

1 Trigger (auto): Guardar automticamente los datosdisparados actualmente.

2 Trigger (manual): Guardar manualmente los lti-mos datos disparados en el archivo.

3 Rec. Button: Iniciar la escritura del archivo con elbotn de grabacin (independiente del disparo).

Independientemente del modo, se puede escribir enel archivo de salida un tamao limitado. La longitud sedefine mediante los selectores correspondientes en laventana de grabadores. La longitud se define por defectomediante la ventana de los osciloscopios, pero se puedeestablecer en un valor diferente por parte del usuario. Entodos los casos la escritura se detendr cuando se opri-me Pausa o Detencin.

Tenga presente que el archivo seleccionado se sobre-escribir SIN cualquier advertencia. Dado que el archivopresente se cerrar despus que el botn stop haya sidopresionado, defina un nuevo archivo de salida ANTES deoprimir Pausa o Detencin.

El archivo de onda resultante contendr 100 muestrasde silencio entre los datos grabados. Puntos determina-dos al comienzo del archivo de onda marcan el inicio decada porcin escrita.

La figura 31 muestra la venta de ajuste del grabadorde audio.

Conclusin

El autor libera el uso de este programa para fineseducativos. Si algo funciona mal y descubri una falla,

por favor enve un correo a Christian@Zeitnitz.de. Siusa el programa para un proyecto en una universidad oescuela, por favor, escrbale al autor informando dichasituacin.

Este programa se puede usar y transmitir para uso enescuelas.

Invitamos a todos nuestros lectores a que experimen-ten con los programas de uso libre que aqu se exponeny que armen la interfaz que se propone como montaje enesta misma edicin con el objeto de ampliar las caracte-rsticas del osciloscopio. Para descargar todos los pro-gramas que mencionamos en este artculo, le recorda-mos que debe dirigirse a nuestro portal:

www.webelectronica.com.ar

Debe seleccionar la opcin password e ingresar laclave (como lector) paol. Si ingresa como socio delClub SE, podr descragar archivos adicionales. Le recor-damos que para ser socio de nuestra comunidad de elec-trnicos debe registrarse en lnea sin cargo alguno.

Finalizamos diciendo que la aplicacin que mejoresresultados muestra es la ltima que expusimos, SoundCard Oscilloscope, y que para su uso comercial debecontar con la licencia apropiada, sin embargo, para fineseducativos y de aprendizaje puede utilizar el programasin inconvenientes.

Artculo de Tapa

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Figura 31

Placa de Interfase para Tener unOsciloscopio en una PC

En el artculo de tapa de esta edicin describimosdiferentes aplicaciones para la implementacin deinstrumentos por medio de una computadora.Mencionamos diferentes programas y en todos loscasos se emplea la tarjeta de sonido de la propiacomputadora como placa de adquisicin de datos,razn por la cual, las caractersticas de dichaplaca van a definir las caractersticas del instru-mento generado. Sin embargo, todas las placassoportan una tensin mxima de entrada de 1V (pico apico) y su impedancia es pequea comparada con la que precisaun instrumento de estas caractersticas. Por tal motivo proponemos el armado de una placade interfaz entre las puntas del osciloscopio y la placa de sonido de la computadora.

Autor: Horacio Daniel Vallejo en base a proyecto de: http://xoscope.sourceforge.net/

Ge n e r a l m e n t euno tiende acreer quepara realizarmediciones y/oreparaciones y tar-eas de investigacinelectrnica precisaun osciloscopio demuy buen ancho debanda. Es comnpensar que por lomenos se precisaun ancho de bandade 20MHz y que sies de un canal solo,el equipo es limita-do. Ahora bien, enbase a mi experien-cia personal, ya seaen la investigacin,reparacin y comodocente, para el

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MONTAJE

Figura 1

90% de las aplicaciones no esnecesario que el ancho debanda del osciloscopio seamuy grande.Por ejemplo, para aprenderelectrnica analgica, formasde onda, espectros deseales, etc. en general seemplean seales de audio porlo cual con que el instrumentosea capaz de mostrar sealesde 20kHz es suficiente. Para lareparacin de equipos deaudio ocurre lo mismo y en lareparacin de televisores, nor-malmente queremos ver siestn presentes las seales debarrido horizontal o vertical ypara estos casos tampoco seprecisa un osciloscopio degran ancho de banda. Claro

que si quiero ver las portadoras desonido y/o de video el tema se com-plica si no poseo un osciloscopio de10MHz por lo menos, pero general-mente no es preciso contar con estedato a menos que se deseen realizartrabajos de calibracin.

Por todo lo dicho, contar con unosciloscopio capaz de mostrarseales de audio puede ser suma-mente til para todo tcnico o estudi-ante de electrnica. En el artculo detapa de esta edicin presentamosvarios programas que permiten queuna computadora normal tipo PCpueda ser usada como osciloscopio,incluso detallamos el funcionamientode un programa que permite obtenerun equipo de excelente desempeocon un ancho de banda de 100kHzcuando la placa de sonido es debuena calidad pero, en todos loscasos, en caso de querer medirseales de determinada amplitud eltema se complica ya que si ingre-samos seales de ms de 1Vppponemos en riesgo la vida de la tar-jeta de sonido. Por otra parte, la bajaimpedancia de dicha tarjeta resultainconveniente cuando se quierenrealizar mediciones activas ya quenuestro osciloscopio podra cargaren demasa al circuito bajo ensayo.

Montaje

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Figura 2

Figura 3

Figura 4

El circuito de la figura 1 es unamodificacin del prototipo sugeridoen http://xoscope.sourceforge.net( Timothy D. Witham y Brent Baccala ) para ser utilizadocon el programa Xcope para Linux yse trata de una interfaz para serempleada entre las puntas del oscilo-scopio y la tarjeta de sonido (entradade micrfono en la mayora de loscasos, vea el artculo de tapa params detalles), resultando as unosciloscopio de muy alta impedanciade entrada, que puede medir ten-siones de 1000Vpp con muy altaimpedancia de entrada (superior a1M). La configuracin se repite enforma idntica para obtener una dis-posicin para los dos canales. S2asegura que no vamos a sobrepasaruna tensin que puede poner en ries-go la vida de la tarjeta de sonido yreduce en 10 o en 100 veces la ten-sin de entrada. IC1 es un amplifi-cador operacional con entrada FETque asegura una impedancia deentrada superior a 1M (la impedan-cia de la interfase queda fija por

medio de R1) y una total separacinentre el circuito bajo prueba y nuestroosciloscopio (la entrada de la tarjetade sonido).

S1 acta como atenuador por 10.Esta interfase puede ser emplea-

da para cualquiera de los programasque hemos mencionado en el Artculode Tapa de esta edicin. R6 es el ele-mento de calibracin y se lo empleacuando va a utilizar el instrumento,colocando primero una tensin cono-cida en la punta de prueba, dejando aS2 como atenuador por 10 y a S1 enposicin directa, luego se ajusta R6para que d una marcacin en lapantalla de la PC (del osciloscopio)que sea proporcional a la seal ingre-sada.

En las figuras 2 y 3 se muestransugerencias para el circuito impreso,pudiendo ser construido por Ud. o apartir de una placa de las denomi-nadas universales.

El circuito se alimenta con unatensin partida de 12V que puedetomarse de la propia fuente de lacomputadora ya que el consumo delcircuito es muy pequeo.

Por ltimo, en la figura 4 se mues-tra una fotografa del armado y cmoqueda la placa montada sobre unfrente de los que cubren losextrables de una PC.

Placa de Interfase para Tener un Osciloscopio en la PC

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Lista de Materiales

IC1 - TL082, doble operacional conentrada Fet.R1 - 1MR2 - 47kR3 - 4,7kR4 - 3k (al 1%)R5 - 27kR6 - Potencimetro de 100kR7 - 470kD1, D2, D3 - 1N914 o 1N4148 ' Diodosde uso general.C1 - 0,01F - CermicoC2 - 20pF - PlateS1, S2 - Llaves inversoras simples

Varios:Placa de circuito impreso, frente deplstico para montaje, perillas para lospotencimetros, fichas BNC y RCA,cables, estao, etc.

Respuestas a Consultas RecibidasPara mayor comodidad y rapidez

en las respuestas, Ud. puede realizarsus consultas por escrito va carta opor Internet a la casilla de correo:

De esta manera tendr respuestainmediata ya que el alto costo del co-rreo y la poca seguridad en el envo depiezas simples pueden ser causas deque su respuesta se demore.

Pregunta 1. Hola amigos de SaberElectrnica. Tengo un Celular K1M ycuando lo enciendo me aparece unapantalla azul y dice un mensaje "boot-loader usb init". Que significa esa pan-

talla y que puedo hacer para volver autilizar otra vez el telfono.

Lcdo. Ronald Nuez

Respuesta 1. La pantalla significaque el programa de buteo no est (serompi o lo rompieron al programar al -go). Hay que volver a cargar dichosistema. Nosotros lo hacemos con lacaja RS232, el programa P2KTool yun test point. Fijate en la guia univer -sal motorola que est en nuestra webcon la clave telcel .

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S E C C I O N . D E L . L E C T O R

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Para dictar un seminario precisamos un lugardonde se pueda realizar el evento y un contacto aquien los lectores puedan recurrir para quitarse dudassobre dicha reunin.

La premisa fundamental es que el seminario resul-te gratuito para los asistentes y que se busque la formade optimizar gastos para que sto sea posible.

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Service & Montajes

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E n vez de tener un disco rgido IDE,SCSI o SATA, estos sistemas utili-zan una tarjeta Compact Flash co-mo principal medio de almacenamiento.Al tener conectividad USB, nos permitenconectar pen drives y utilizarlos comomedio de almacenamiento; incluso, po-demos instalar nuestro sistema operativopreferido. NetBSD, por ejemplo -un UNIXde la familia BSD cuyo principal objetivoes la portabilidad-, funciona a la perfec-cin en este tipo de arquitectura (EV-BARM), por lo que es comn verlo insta-lado en esta clase de placas.

Existen algunas distribuciones deGNU/Linux, como Red Hat y Debian, quetambin soportan estas arquitecturas. Espor eso que muchos routers comercialesemplean este tipo de procesadores y sis-temas embebidos, adems de ser utiliza-dos como sistemas de propaganda elec-

trnica y cajeros en supermercados, ins-trumentos de precisin para prestacio-nes mdicas, decodificadores, tv-boxes(para la recepcin de seal de televi-sin), mquinas de revelado automticode fotos, cajeros automticos, radaresde aviones y un gran nmero de aplica-ciones.

Existen muchas empresas que fabri-can sistemas embebidos, por ejemplo:PC Engines sac un modelo de placasdenominado ALIX, que nos permitir ob-tener un sistema embebido de excelenterendimiento (como es el caso del mode-lo ALIX2C2, www. p c e n g i n e s . c h / a-lix2.htm), que adems de ser eficientepara prestaciones de red, es econmico.Tambin, la firma Technologic System,por su parte, ha desarrollado un modelode placas denominadas TS-7200, quetienen la posibilidad de agregarles un

sensor de temperatura opcional al mo-mento de la compra, un circuito impresoque es el nico elemento presente en elreverso de dicha placa. Tiene conectivi-dad de red y dos puertos USB. Hemoselegido esta placa para empezar a pro-bar este tipo de sistemas embebidos, pe-ro no la recomendamos bajo ningn con-cepto, debido a que tanto la atencin alcliente como el soporte tcnico son psi-mos, no slo porque brindan poca infor-macin y de manera poco clara acercade sus productos, sino tambin porque,una vez adquirido el producto, ante cual-quier conflicto o necesidad, no respon-den y cuando lo hacen, es de forma bre-ve y sin compromiso (adems de estaren EE.UU., lo que dificulta cualquier tra-mitacin de garanta). Existen mejoresopciones, desde el punto de vista tantoeconmico como funcional, dentro del

Linux en una TostadoraLos sistemas embebidos son arquitecturas de espacio fsico reducido que bus -can integrar todas las caractersticas de una computadora normal. As como unaPC puede tener un procesador Intel o AMD, y se lo clasifica dentro de la arquitec -tura x86, los sistemas embebidos pueden tener un procesador ARM, y estn cla -sificados dentro de la arquitectura EVBARM (EValuation Board ARM). A partir deuna placa TS-7200, veremos cmo controlar la temperatura de una tostadora co -mn y cmo dar la advertencia de cada cambio de estado.De la Redaccin de

de MP Ediciones

MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS

EDICION ARGENTINA N 113SEPTIEMBRE 2009

Distribucin: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg3258 - Cap. (4301-4942) Interior: Distribuidora Ber-trn S.A.C., Av. Vlez Srsfield 1950 - Cap. Uru-guay: RODESOL: Ciudadela 1416 - Montevideo

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Jefe de RedaccinJos Mara Nieves

ProduccinJos Maria Nieves

StaffTeresa C. JaraOlga Vargas

Luis LeguizamnAlejandro Vallejo

Liliana VallejoMariela Vallejo

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Luis Leguizamn

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mercado local. Las placas ALIX, porejemplo, pueden adquirirse en cualquiersitio de subastas por Internet sin necesi-dad de incurrir en gastos de aduana ycon garanta del vendedor local.

De hecho, pueden conseguirse en laArgentina por US$170 y sin gastos deenvo, mientras que la TS-7200 tiene uncosto que parte de U$S149, al que hayque agregar gastos de envo (entreUS$50 y U$S150 segn la demora) y,por supuesto, el kit de desarrollo(U$S100). Sin embargo, en este caso,hemos aprovechado la funcionalidad in-tegrada en las placas TS-7200, para me-dir la temperatura ambiente e interactuarcon una pequea pantalla LCD de dos fi-las con 24 caracteres, para construir unatostadora con Linux. ste es un sistemaoperativo multitarea, ideal para sistemasembebidos y de excelentes prestacio-nes. Veremos cmo controlar la tempe-ratura de una tostadora comn y cmodar la advertencia de cada cambio de es-tado. Observe las figuras 1 y 2.

Ensamblando el Sistema

Conectaremos el display LCD de 24x 2 a la placa, de modo tal que la partedel cable que los conecta, marcada conuna delgada lnea roja, quede mirandohacia el lado que no tiene ningn conec-tor (donde est el slot para insertar unatarjeta Compact Flash), y la parte que es-t marcada mire hacia el borde de la pla-ca donde se alojan la placa de red y losconectores USB. Este mismo principioes aplicable en caso de querer conectarun puerto COM en los conectores de 10pines para puerto COM2. La placa vienecon dos jumpers por defecto instaladosen JP2 y JP3, que habilitan la salida porel puerto COM1 y protegen la escriturade la memoria de la placa respectiva-mente. De los que quedan, el jumper JP4es para habilitar la conexin va COM2,mientras que el JP5 sirve para realizarun testeo del funcionamiento interno dela placa. Lo primero que haremos serconectar la tostadora a una fuente de 5V

con corriente continua y colocar un cablede red UTP desde la placa de red denuestra TS-7200 hacia una PC de escri-torio o laptop. Configuraremos esta lti-ma asignndole a la interfaz de red la di-reccin IP 192.168.0.2. La direccin IPpor defecto de las placas TS-7200 es192.168.0.50, aunque puede cambiarsesi lo deseamos. Podremos iniciar sesinremota va Telnet desde nuestro equipohacia la placa con el sistema embebido.All escribiremos root cuando se nos so-licite el nombre de usuario, debido a queste es el usuario administrador en lossistemas UNIX/Linux. Observe las figu-ras 3 y 4.

[matias@freebsd /usr/home/matias]$ telnet192.168.0.50Trying 192.168.0.50...Connected to 192.168.0.50.Escape character is '^]'.

Technologic Systems TS-LINUX/arm 7.0

ts7200 login: root

BusyBox v1.00-rc2 (2004.08.05-21:44+0000)Built-in shell (ash)

Enter 'help' for a list of built-in commands. $

Como vemos, aparece el shell deBourne (sh) con el prompt ($), lo que sig-nifica que hemos ingresado en el siste-ma operativo. Podremos cambiar el

Linux en una Tostadora

Service & Montajes

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Figura 1. Placa TS-7200 con sensor de temperatura integrado. Desde embeddedarm.com, podremos ver las especificaciones.

Figura 3. Conexin de TS-7200 a una fuente regulada de 5 V.Tambin le hemos conectado un display LCD de 24 x 2 adquirido al comprar la placa.

Figura 2. Display LCD de 24 x 2. Se muestra el inicio de sesin en el sistemaNetBSD, un UNIX libre de Berkeley multiplataforma que corre en EVBARM.

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Mantenimiento de Computadoras

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mensaje que se muestra al iniciar sesincreando el archivo motd con el texto quedeseemos.

$ echo "Linux Toaster" > /etc/motd$ mv /etc/issue /etc/issue.old$ ln -s /etc/motd /etc/issue

Es recomendable habilitar el demo-nio ssh, un servicio de shell remoto segu-ra, a diferencia de Telnet, que, como he-mos mencionado, es inseguro porque losdatos viajan sin cifrarse. Habilitaremosdropbear, el servicio de cliente y servidorSSH, la versin 2 de este protocolo, utili-zada en sistemas embebidos bajo entor-nos UNIX/Linux por ser libre y de cdigoabierto bajo la licencia MIT (similar a laBSD, una de las menos restrictivas), dela siguiente manera:

$ dropbearkey -t rsa -f /etc/drop-bear/dropbear_rsa_host_key

Podemos deshabilitar el acceso vaTelnet, ya que de ahora en ms accede-remos escribiendo ssh root@192.168.0.50 desde nuestro equipo, seaste de tipo UNIX o GNU/Linux:

$ mv /etc/rc.d/rc3.d/S30telnetd/etc/rc.d/rc3.d/DisableS30telnetd

Sera casi obligatorio cambiar la con-

trasea para el usuario administrador, locual haremos mediante el comandopasswd. Podremos operar el sistemagracias a la utilidad BusyBox, que, en unsolo y reducido archivo, contiene adjun-tas las aplicaciones ms tiles para ope-rar un sistema operativo Linux, principal-mente, en sistemas embebidos, como eneste caso. Naturalmente, como no existeningn programa predefinido para obte-ner la temperatura ni mucho menos paramanipular una pantalla LCD, debemosdescargar desde el sitio FTP de T S( Technologic Systems) los programaspara hacerlo. Los sitios FTP de descargason:

f t p : / / f t p . e m b e d d e d a r m . c o m / t s - a r m -sbc/ts-7200-linux/samples/arm-binaries/

f t p : / / f t p . e m b e d d e d a r m . c o m / t s - a r m -sbc/ts-7200-linux/binaries/ts-utils/

Una vez descargados en el nuestroequipo, los enviaremos va FTP al direc-torio /root de nuestra placa.

Podremos probar los programas quehemos descargado, por ejemplo, el prin-cipal de nuestro proyecto, tempSensor,el cual nos indicar la temperatura en unmomento dado:

$ ./tempSensorThe temp is: 27.58 degrees Celcius

The temp is: 81.65 degrees Faren-heit

Esto significa que podemos obtenerla temperatura en grados centgrados oen Farenheit. Por lo tanto, podremoscrear un programa que controle en todomomento la temperatura de la tostadoray que nos informe de su estado. ste co-rrer como demonio al inicio del sistemaoperativo, al que llamaremos toaster, yque controlar la temperatura de la tosta-dora indicndonos sus estados. EnUNIX/Linux, cuando ejecutamos un pro-grama automticamente, corren uno oms procesos, que pueden estar en pri-mer plano o en segundo. A aquellos quese encuentran en primer plano se lossuele denominar, simplemente, proce-sos, mientras que los que estn en se-gundo plano se llaman, tcnicamente,demonios. De esta forma, cuando unprograma se inicia como demonio, traba-jar en segundo plano (background), demodo invisible al usuario. Lo primero queharemos ser crear un archivo denomi-nado toaster con nuestro editor de textovi e ingresarle las siguientes lneas a mo-do de ejemplo:

$ vi toaster# Toaster script written by Matias

Colli. # temp_old=0000while true; dodate=`date` # La fecha en este ca-

so es el tiempo de encendido de laplaca (uptime)

temp1=`tempSensor | grep Cel-cius | cut -d":" -f2 | cut -d\d -f1 | cut -d\.-f1`

temp2=`tempSensor | grep Cel-cius | cut -d":" -f2 | cut -d\d -f1 | cut -d\.-f2`

temp=`echo ${temp1}${temp2}`if [ ${temp} -gt 4500 ]; thenif [ ${temp} -gt 7500 ]; thenmsg="${date} Toaster is done!"elsemsg="${date} Ready to toast >>"fielse

Figura 4. Podremos acceder va FTP, Telnet, SSH, y los puertos COM1 y COM2, des -de cualquier equipo; en este caso, una laptop.

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msg="${date} Toasting..."fiif [ ${temp} -ne ${temp_old} ]; thenlcdmesg "${msg}" "The toaster

temp is ${temp} *C"temp_old=${temp}fi

done

Esto significa que el programa corre-r como demonio y verificar todo eltiempo la temperatura de la tostadora.Cada cambio de temperatura se ver re-flejado en el LCD. Cuando sea menor a35 grados Celsius, se considerar queest en estado normal, lista para tostar;cuando sea mayor que dicho valor, seconsiderar que la tostadora est en fun-cionamiento, es decir que est tostando.Un caso especial ser si la temperaturasobrepasa los 75 grados Celsius: enton-ces emitir un mensaje indicando quedebe apagarse porque ha llegado a su l-mite mximo. Para que este programapueda funcionar, debemos darles permi-sos de ejecucin a los programas y elscript (programa) creado. Luego, tene-mos que crear los symlinks (enlaces sim-blicos) para que el programa controla-dor de la tostadora (toaster) se cargue alinicio y pueda controlarse en todo mo-mento:

$ chmod +x /root/*$ ln -s /root/lcdmesg /bin/lcdmesg$ ln -s /root/tempSensor /bin/temp-

Sensor$ ln -s /root/toaster /etc/init.d/

$ ln -s /etc/init.d/toaster/etc/rc.d/rc3.d/S99toaster

$ ln -s /root/peekpoke /bin/peekpo-ke

$ ln -s /root/ntpdate /bin/ntpddate

Vea la figura 5. Por ltimo, si hemoshecho todo bien, deberamos de compro-bar que, al reiniciar (con el comando re-boot o mediante el botn reset), veamosal siguiente arranque del sistema la infor-macin en el LCD. Como utilizamos sloel Linux que viene integrado en la memo-ria flash interna, que tiene el sistema dearchivos JFFS, podremos desconectar elequipo en cualquier momento sin que es-to afecte su rendimiento. En cambio, sihubisemos instalado un sistema opera-tivo agregndole una placa CompactFlash o un dispositivo de almacenamien-to USB, sera necesario utilizar el coman-do de apagado o reinicio del sistemaoperativo, halt y reboot, respectivamen-te.

$ reboot

Observe la figura 6.Felicitaciones! Ya podemos utilizar

nuestra tostadora y saber su estado entodo momento. Sera sumamente prove-choso lograr que, al sobrepasar la tem-peratura mxima, no slo se d un avisopor pantalla (como lo hace actualmente),sino que tambin finalice al instante elproceso de tostado. Utilizando la utilidadpeekpoke y el script ts7xxx.subr, ambosdisponibles en el sitio FTP, podremos lo-

grar que el puerto USB se encienda oapague, lo que significa que, si lo conec-tamos a un relay de 5V CC (corrientecontinua), al activarlo estaremos dete-niendo el proceso de tostado. Tambinpodremos anexar un teclado USB, luegode instalados los mdulos correspon-dientes, que vienen nativos en el sistemapor defecto. Incluso podremos reproducirmelodas en formato MP3 agregando unjuego de parlantes al puerto USB y des-cargando un reproductor para este for-mato.

Conclusin

Hemos aprendido a controlar la tem-peratura de un dispositivo, trabajandocon componentes embebidos de altacomplejidad, sensores de temperatura ypantalla de cristal lquido. Los conoci-mientos obtenidos aqu son aplicables acualquier dispositivo, por lo que ya esta-mos preparados para operar sistemasembebidos y utilizarlos para nuestrosproyectos segn lo permita nuestra ima-ginacin.

Con los sistemas embebidos seconstruyen routers, firewalls, instrumen-tos de medicina, mquinas para casinos,etc.

Esta tostadora es una prueba de unade sus bondades, en este caso, paracontrolar la temperatura interna de undispositivo; sin embargo, podemos agre-garle una placa USB wireless y convertir-lo en un router inalmbrico, firewall, VPN,

etctera; o pormedio del contro-lador 7kv, utilizar-lo como cmarade seguridad yun sinfn de apli-caciones... Como ya dijimos:nuestra imagina-cin es el nicolmite para em-plear estos siste-mas en nuestrosproyectos e, in-cluso, en nuestravida diaria.

Linux en una Tostadora

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Figura 5. La tostadora, antes de su ensam -blado final. Verificamos que todo funcionecorrectamente.

Figura 6. Tostadora terminada. Vemos la temperaturaactual del aparato listo para tostar.

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Durante la presente entrega estare-mos describiendo todo lo que compete ala tarjeta entrenadora, que alojar sobre sia un microcontrolador PICAXE-40, siendopor esta razn que en primer trminomostraremos cual debe ser la manera enque se debe configurar a cualquier micro-controlador PICAXE - 40.

En la imagen de la figura 1 se mues-tra el circuito bsico, del cual se observala cantidad total de terminales que puedenemplearse como de salida o entrada dis-cretas, adems de las entradas analgi-cas, y que en su conjunto podemos mani-pular para aprovecharlas al mximo, encombinacin con las respectivas salidas.

Para el PICAXE-40 se tiene la oportu-nidad de disponer de 8 terminales de sali-da, 8 terminales de entrada, 8 canalesconfigurables de entrada y salida, y por l-timo 7 canales de conversin analgica adigital. La tarjeta entrenadora para PICA-XE-40 tiene la posibilidad de explotar almximo todas las propiedades del micro-controlador PICAXE-40.

A continuacin describiremos cadabloque de esta tarjeta entrenadora paraque se le pueda sacar el mximo prove-cho. Como primer paso ser identificadala ubicacin donde se encuentra el micro-controlador PICAXE-40, que justamentedebe encontrarse sobre la base identifica-

da como IC1, respetando en todo momen-to la distribucin de las terminales mostra-da en el diagrama de la figura 2. Sobre elconector de salidas, se encuentran con-centradas las 8 de que dispone el micro-controlador PICAXE, las cuales se en-cuentran identificadas desde S0 hasta S7.

Este conjunto de salidas pueden emplear-se de manera indistinta para controlar al-gn elemento externo que bien puede serun actuador (elemento de potencia), tododepende de su naturaleza para en funcinde ella conectar en la salida un opto aco-plador para encender o apagar un motor

Tarjeta Entrenadora para PICAXE-40La tarjeta entrenadora PICAXE-40 tiene como base para suoperacin al microcontrolador PICAXE - 40, el cual represen -ta a los microcontroladores ms grandes del sistema PICA -XE. Para quienes se dedican al desarrollo de aplicacionescon microcontrolador, esta Tarjeta Entrenadora PICAXE-40que tiene como clave de identificacin ICA-027, es muy ver -stil, de mucho apoyo y facilidad de empleo, para generar ca -si cualquier proyecto

Autor: M. en C. Ismael Cervantes de AndaDocente ESCOM IPN

icervantes@saberinternacional.com.mx

Figura 1 Configuracin del Microcontrolador PICAXE - 40.

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MONTAJE

de CA por ejemplo, lo mismo para encen-der una lmpara incandescente o un sim-ple led, pero siempre colocando a la sali-da un circuito que maneje la potencia.Sobre el conector de las entradas, se tie-ne el reflejo precisamente de las termina-les de entrada del microcontrolador PI-CAXE.

Las terminales de entrada se encuen-tran identificadas desde E0 hasta E7. So-bre estas terminales de entrada de datos,se tienen que conectar aquellos circuitosexternos que generen algn estado lgi-co, que reflejen fielmente el estado de laactividad que estn leyendo los sensoresbajo algn proceso. Estos datos de entra-da de manera general pueden clasificar-se como discretos, entendindose comodiscretos todas aquellas seales que tra-bajan mediante la lgica binaria, 0 lgi-co y 1 lgico. En cuanto a las terminalesidentificadas desde An0 hasta An3, se tie-nen entradas hacia el ADC del PICAXE-40. Por lo tanto, es en estas terminalesdonde se tendrn que conectar sensoresdel tipo analgico, para que pueda digita-lizarse esa informacin. El tipo de senso-res que puede colocarse sobre estas ter-minales son aquellos que entregan un va-lor de voltaje de acuerdo con la variablefsica que se encuentran midiendo, porejemplo la temperatura. Para esta tarjetacontroladora no se necesita configurar al-

guna forma especial de trabajo sobre sucircuitera, por lo que sus aplicacionesson inmediatas ya que posee terminalesdedicadas tanto para ingresarle como pa-ra extraerle datos, siendo el microcontro-lador PICAXE el elemento indispensableque realiza todas las acciones de control.Una vez identificadas las terminales deentrada tanto analgica como digital, ysalida de datos de la tarjeta entrenadora,como paso siguiente se tienen que iden-tificar los mdulos de apoyo para cons-truir, implementar y/o simular alguna apli-cacin.

El primer mdulo de apoyo que des-cribiremos es el relacionado con la activi-dad de representar alguna accin del mi-crocontrolador, esto es, el poder sealarpor medio de un indicador luminoso algu-na respuesta. Para ello se cuenta con 2circuitos basados en leds, los cuales seencuentran en el rea de experimentosde la propia tarjeta entrenadora, estos cir-cuitos se muestran en la figura 2. Parahacer uso de estos circuitos, lo que tieneque hacerse es conectar mediante un pe-queo cable al borne correspondiente yasea de L1 o L2, con cualquiera de las ter-minales de salida del microcontroladorque pueden son S0, S1, S2, S3, S4, S5,S6 S7 del conector donde se encuen-tran las salidas. Y de esta forma si la sa-lida registra un 1 lgico se encender el

led al cual fue conectado, y por lo contra-rio si la salida reporta un 0 lgico el ledse apagar.

El segundo mdulo de apoyo es elque genera estados discretos para po-derlos hacer llegar al microcontrolador,estos mdulos pueden simular la activa-cin o desactivacin de determinadossensores o botones que se requieren enalgn proceso. Para este requerimientosobre la tarjeta entrenadora, se cuentacon 2 circuitos basados en push-botonque se encuentran sobre el rea de expe-rimentos. Estos circuitos se muestrantanto en el diagrama de la figura 2, y enla imagen de la figura 4 y lo nico que setiene que hacer es conectar el borne co-rrespondiente ya sea B1 B2 a cualquie-ra de las terminales de entrada que pue-den ser E0, E1, E2, E3, E4, E5, E6 E7del conector de entradas. Esto da posibi-lidad a que durante la fase de pruebas delprograma del microcontrolador se puedaevaluar si la secuencia con que se tienenque activar los sensores es la correcta ono, para poder estar seguros de quenuestro programa operar completamen-te sobre nuestra aplicacin.

El tercer mdulo de apoyo es el quegenera seales analgicas para que pue-dan emplearse con el PICAXE-40 que in-ternamente posee un convertidor analgi-co - digital. Este mdulo puede realizar el

Figura 2 Tarjeta entrenadora PICAXE - 40. Figura 3 Circuito impreso de la tarjeta entrenadora PICAXE - 40.

Tarjeta Entrenadora PICAXE-40

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trabajo de simulacin por ejemplo de unsensor de temperatura, o de un sensor depresin, o de humedad, etc. Para estaparte la tarjeta entrenadora cuenta con unresistor variable identificado como POT1,por medio del cual se puede cambiar elvalor de voltaje que se hace llegar a la ter-minal correspondiente de entrada analgi-ca del microcontrolador que dependiendodel tipo de PICAXE, estas pueden sonAn0 An1 An2 An3 del conectorADC. Ahora bien si lo que se quiereutilizar en la tarjeta programadora es unsensor real, por ejemplo un LDR (resis-tencia variable con la luz), una galga ex-tensiomtrica (resistencia variable con ladeformacin), etc. En el mdulo de sea-les analgicas a travs del conector iden-tificado como SENSOR se puede conec-tar un determinado sensor, que en combi-nacin con el resistor R5 se genera el vol-taje cuyo valor responder de acuerdo ala variable fsica que lea el sensor. Cabeaclarar que el tipo de sensor que se tieneque utilizar en esta parte de la tarjeta en-trenadora, debe presentar un cambio ensu valor de resistencia para que en fun-cin de esto, se modifique el valor de vol-

taje que es al final de cuentas lo que leeel PICAXE sobre todo en las entradasanalgicas.

Por otra parte, si se cuenta con unsensor que entregue un valor de voltajede acuerdo con el valor de la variable fsi-ca que este leyendo el sensor, por ejem-plo un sensor de temperatura LM35, stepodr colocarse directamente sobre la tar-jeta en el espacio identificado como IC3.Las terminales donde se refleja el estadodel mdulo que genera las seales anal-gicas se identifican como Sn0, Sn1 y Sn3.Tenindose de manera correspondiente elreflejo de la actividad del sensor resistivoen Sn0; el reflejo del pot1 en Sn1; y el re-flejo del LM35 en Sn3. El espacio identifi-cado como PROGRA se encuentra ocu-pado por un conector de audio estreo ti-po mini Jack, el conector de audio estreotan solo tiene 3 terminales, mismas quesern utilizadas para comunicar al micro-controlador con una PC a travs del puer-to serie, en la figura 4 se muestra el dia-grama de cmo se deben identificar lasterminales tanto en la tarjeta entrenadoracomo en el conector DB9 que se conectaal puerto serie de una PC.

Las terminales del conector de audioy DB9 realizarn las siguientes activida-des:

La lnea identificada con el nmero 1en el conector de audio sirve para verificarque el microcontrolador PICAXE se en -cuentra conectado al puerto serie de laPC.

La lnea identificada con el nmero 2en el conector de audio sirve para progra -mar al microcontrolador PICAXE.

La lnea identificada con el nmero3 en el conector de audio es la referenciaGND tambin conocida como tierraelctrica.

Por ltimo, sobre la tarjeta entrenado-ra se tiene incorporado un regulador devoltaje identificado como IC2 que posee elcdigo LM7805, y cuyo cometido es la deproporcionar un voltaje constante de 5VCD para alimentar al microcontroladorPICAXE y los mdulos auxiliares que tie-ne incorporados la tarjeta programadora.Por medio de la utilizacin del reguladorde voltaje, es posible que podamos em-plear para energizar a nuestra tarjeta deentrenamiento una pila de 9 VCD.

Como ya se ha venido haciendo, en lasiguiente entrega aportaremos ms pro-yectos que se pueden realizar con un PI-CAXE-40, procurando en todo momentoque stos sean de utilidad para todos us-tedes, por lo que los invitamos a que con-tinen revisando las siguientes entregas,porque les aseguramos que encontrarncosas interesantes para desarrollar suspropias ideas y proyectos.

Figura 4 Configuracin del cable de programacin.

Lista de Materiales

IC1 - Base de 40 terminalesIC2 - LM7805L1, L2 - Leds VerdesL3 - Led RojoB1, B2, RESET - Interruptores

Push botonR1, R6, R7 - 10k 1/4 WattR2 - 22k 1/4 WattR3 - 1k 1/4 WattR4, R8, R9 - 390 1/4 WattR5 - 100k 1/4 WattPOT1 - Preset 10kSENSOR - Bloque de terminales

Varios: Conector mini jack de audio, co-

nector mini plug de audio, alambresde conexin, broche para pila de 9VCD y circuito impreso.

Montaje

Service & Montajes

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Figura 5 Adaptador para programacin.

Introduccin

El autor trabaja en este tema des-de hace aproximadamente 5 aoscuando nadie conoca absolutamentenada del tema y si alguien saba algono lo haca pblico.

No quiero decir con esto que meconsidero el inventor de los parlantesdigitales, sino que mi experiencia sebasa en la fabricacin de los mismossin ninguna ayuda o informacin, ba-sado en los principios fsicos y me-diante la prueba y el error. Por otro la-do aun en el da de hoy no existe in-formacin disponible en Internet, sloalguna rara oferta de parlantes digita-les.

Un parlante digital no se diferencianotablemente de un parlante clsicoporque se basa en los mismos princi-pios de funcionamiento. Si los mira-mos de lejos son iguales, si los mira-mos de cerca veremos que el parlan-te analgico tiene dos terminales ge-neralmente con colores negro y rojo.El parlante digital suele poseer 9 ter-minales (uno es el Terminal de masa ylos ocho resta